焚燒廠垃圾滲濾液零排放設(shè)計(jì)

冉 瓊

（西安益通熱工技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054）

垃圾滲濾液是一種在垃圾堆積、填埋和處理等過程中產(chǎn)生的高濃度、成分復(fù)雜的液體，它對當(dāng)?shù)氐耐寥馈⑺暮涂諝猸h(huán)境具有極大的危害。設(shè)置滲濾液處理系統(tǒng)可以有效減少滲濾液中的污染物，降低其對環(huán)境的影響，并實(shí)現(xiàn)水資源的回收利用。在可持續(xù)發(fā)展的理念下，垃圾焚燒發(fā)電已成為廢物生態(tài)處理和發(fā)電的重要途徑因此，而垃圾滲濾液是焚燒廠垃圾儲(chǔ)坑常見的有毒有害物質(zhì)，所以應(yīng)不斷優(yōu)化滲濾液處理系統(tǒng)的性能，實(shí)現(xiàn)滲濾液系統(tǒng)的零排放，以提高垃圾焚燒發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的協(xié)調(diào)。

1 垃圾滲濾液的特點(diǎn)及特性

垃圾滲濾液是焚燒廠垃圾儲(chǔ)坑常見的有毒有害物質(zhì)，收集和運(yùn)輸?shù)椒贌l(fā)電廠的城市生活垃圾通常需要在垃圾儲(chǔ)坑進(jìn)行3～5天的“熟化”處理，以提高其燃燒效果，便產(chǎn)生了垃圾滲濾液[1]。它們中的大部分來自垃圾中所含的水、露天垃圾收集處理過程中混合的雨水和分解的物料等，由于我國垃圾分類工作不完善，城市生活垃圾含水率較大。特別是近年來，隨著城市生活垃圾的增加，垃圾滲濾液的量也增加了。焚燒廠垃圾滲濾液處理系統(tǒng)常規(guī)設(shè)計(jì)廢水水質(zhì)指標(biāo)如表1所示：

表1 焚燒廠垃圾滲濾液處理系統(tǒng)常規(guī)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

1.1 水質(zhì)成分復(fù)雜

由于廢物來源復(fù)雜，垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液組成受到多種因素的影響，也日趨復(fù)雜。它不僅具有較高的有機(jī)濃度，并且含有大量對人體有害的重金屬以及有毒有害物質(zhì)。

1.2 水量變化大

在廢物處理過程中，垃圾滲濾液會(huì)受到多種因素的影響，如地域、季節(jié)、運(yùn)輸條件等。當(dāng)冬季和秋季外部環(huán)境相對干燥時(shí)，垃圾濾液的量將少于環(huán)境相對潮濕的春季和夏季的。另外對于一般的垃圾滲濾液，存在水量與水中污染物濃度成反比的情況，滲濾液處理裝置的處理能力能承受水量波動(dòng)的影響[2]。

1.3 污染物濃度高

對于大多數(shù)垃圾焚燒發(fā)電廠來說，在通過垃圾池“熟化”處理收集和運(yùn)輸廢物后，垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液中的COD濃度將超過30 000 mg/L，同時(shí)BOD的濃度也將超過15 000 mg/L，氨氮含量一般超過1 500 mg/L，懸浮物的含量也在500 mg/L 以上。

1.4 營養(yǎng)比例失調(diào)

為減少垃圾滲濾液對環(huán)境的影響，通常采用生化技術(shù)處理垃圾滲濾液中高濃度有機(jī)物。但是垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液中營養(yǎng)物質(zhì)比例不穩(wěn)定，與COD和BOD相比，垃圾中的含氮、含磷化合物和無機(jī)鹽的含量很高，對城市環(huán)境有害，厭氧處理后，C/N比可能不平衡。

1.5 可生化性能不穩(wěn)定

垃圾焚燒發(fā)電廠的氨氮比例、pH值、SS值的可供生化性能存在明顯的不穩(wěn)定現(xiàn)象，是因?yàn)槔贌l(fā)電廠運(yùn)行過程中COD和BOD數(shù)值的影響。因此在設(shè)計(jì)垃圾焚燒廠滲濾液處理工藝中，要適當(dāng)提高垃圾處理裝置的處理能力，確保垃圾焚燒發(fā)電廠的滲濾液處理能夠達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，并確保垃圾焚燒發(fā)電廠的順利運(yùn)行[3]。

2 實(shí)例分析

以浙江某垃圾焚燒發(fā)電廠為例，其一日處理能力為700噸的生活垃圾，該廠通過技術(shù)處理，使得產(chǎn)生的滲濾液能夠回收再利用，基本上實(shí)現(xiàn)了滲濾液零排放，并且該生活垃圾焚燒廠通過了國家對于工程項(xiàng)目的環(huán)保驗(yàn)收。以該項(xiàng)目為例，分析是否可以在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液零排放。

2.1 滲濾液處理工藝

該生活垃圾焚燒電廠滲濾液采用“UASB厭氧+MBR膜生化+NF納濾膜”處理工藝，其工藝流程如圖1所示，設(shè)計(jì)處理能力為160 噸/天。

2.2 滲濾液零排放技術(shù)分析

焚燒廠滲濾液處理系統(tǒng)的最終產(chǎn)物是處理后的再生水、納濾系統(tǒng)的濃液和壓濾脫水后的污泥。生活垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液再生水的回用主要包括石灰乳劑煙氣脫硫配置、冷卻焚燒爐渣、供應(yīng)循環(huán)冷卻水、工廠綠化等[4]。其中，焚燒爐渣的冷卻和煙氣的處理需要相對較低的水質(zhì)就可以再利用，但是再利用的數(shù)量是有限的。植物綠化的再利用量受季節(jié)影響很大。由于地區(qū)差異及廢物收集和存儲(chǔ)過程的不同，各種市政廢物焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的滲濾液量也有所不同。因此，焚化爐爐渣冷卻、煙道氣處理和工廠綠化不能確保所有滲濾液回收水的再利用。生活垃圾焚燒發(fā)電廠的循環(huán)冷卻水供應(yīng)量約為循環(huán)冷卻水量的10%，消耗量非常大，可以完全吸收所產(chǎn)生的滲濾液。要對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行定期清理，除去系統(tǒng)的污垢，等濃水排放進(jìn)入滲濾液再處理系統(tǒng)時(shí)再進(jìn)行處理，是十分關(guān)鍵的。以上述生活垃圾焚燒發(fā)電廠為例，循環(huán)冷卻水供應(yīng)量約為750 噸/天，焚化爐爐渣冷卻水供應(yīng)量約為100 噸/天，煙氣處理水約為80 噸/天，垃圾滲濾液約為150 噸/天，處理后可優(yōu)先用于水質(zhì)不高的焚燒爐爐渣冷卻和煙氣處理。納濾的濃液回噴入爐，和垃圾參燒。壓濾后的污泥回垃圾儲(chǔ)坑，和垃圾一起進(jìn)入焚燒爐焚燒，以確保城市固體垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理系統(tǒng)達(dá)到零排放。這種協(xié)同處理達(dá)到零排的方式目前在國內(nèi)已有較多成功的運(yùn)行案例。

2.3 滲濾液零排放經(jīng)濟(jì)分析

滲濾液處理系統(tǒng)的正常時(shí)，每年焚燒廠可產(chǎn)生5.5 萬噸的回收用水，可以節(jié)省同等量的自來水。按照當(dāng)?shù)刈詠硭匿N售價(jià)格5.4 元/噸計(jì)算，每年通過回收用水取得的經(jīng)濟(jì)收益便十分可觀。此外，如果按照設(shè)計(jì)出水指標(biāo)COD 100 ml/L計(jì)算，垃圾焚燒廠每年可以減少5.5噸COD排放量，對于環(huán)境保護(hù)十分友好。

2.4 水質(zhì)及水量沖擊問題

垃圾滲濾液的水質(zhì)和數(shù)量受垃圾焚燒時(shí)間、季節(jié)和降水量的影響。本項(xiàng)目采取預(yù)曝氣池、大容量調(diào)節(jié)池解決滲濾液水質(zhì)和數(shù)量對系統(tǒng)的影響，效果良好。在處理垃圾滲濾液過程中，可以在調(diào)節(jié)水質(zhì)的同時(shí)也被曝氣池預(yù)先處理，這樣不僅提高了硝化液的比例，對整體處理效果也有改善。同時(shí)加大調(diào)節(jié)池的容積，改善整體系統(tǒng)運(yùn)行承載量，增加后續(xù)運(yùn)行的空間穩(wěn)定性。

2.5 垃圾滲濾液副產(chǎn)品處理方案

圖1 滲濾液處理工藝流程

（1）沼氣：厭氧過程產(chǎn)生的沼氣主要成分是甲烷，其發(fā)熱量高，可用作氣體燃料。沼氣經(jīng)除濕、脫硫，過濾裝置預(yù)處理送入沼氣儲(chǔ)罐，再通過風(fēng)機(jī)送入垃圾焚燒爐進(jìn)行焚燒助燃，大大節(jié)省助燃用天然氣，為燃燒提供支持，改善燃燒條件。該系統(tǒng)還配備了緊急火炬，當(dāng)焚化爐無法吸收沼氣或發(fā)生其他情況時(shí)，應(yīng)急火炬系統(tǒng)將自動(dòng)點(diǎn)火并運(yùn)行，確保沼氣得到適當(dāng)處置[5]。

（2）臭氣：垃圾滲濾液處理系統(tǒng)會(huì)散發(fā)出硫化氫、一氧化碳等惡臭氣體，這些氣體污染物濃度高且危害大，可導(dǎo)致人體中毒甚至引起窒息死亡等。如處理不當(dāng)將導(dǎo)致污染或事故。由于氣體中含有一定量的甲烷可燃?xì)怏w，需利用防爆風(fēng)機(jī)將惡臭氣體送入垃圾罐內(nèi)，再送入焚燒爐促進(jìn)燃燒，以有效解決惡臭問題。

3 結(jié)論

滲濾液處理系統(tǒng)對垃圾焚燒廠的生態(tài)環(huán)境控制有重要影響。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，需要充分了解滲濾液處理系統(tǒng)的功能和工作原理，系統(tǒng)地設(shè)計(jì)處理單元。要加強(qiáng)施工過程管理和性能調(diào)試，有效提高滲濾液處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保證滲濾液的處理質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)。