MVR技術(shù)在生活垃圾填埋場滲濾液處理工程中的應(yīng)用
——以黃竹坑生活垃圾填埋場為例

文｜龍巖市環(huán)境衛(wèi)生中心 張琳

生活垃圾填埋場產(chǎn)生的滲濾液成分復(fù)雜，污染物含量高、毒性大[1-2]，年限較長的垃圾滲濾液更是存在明顯的低碳氮比、高氨氮和可生化性差的特征[3]，處理達(dá)標(biāo)難度較大。黃竹坑生活垃圾填埋場位于龍巖市新羅區(qū)，1999年開始使用，填埋場有效容積約223 萬m3，目前滲濾液產(chǎn)生量約為120 噸/日。由于原滲濾液處理站設(shè)備結(jié)垢、老化破損，滲濾液日處理能力大幅下降，導(dǎo)致滲濾液調(diào)節(jié)池液位不斷上漲，已接近調(diào)節(jié)池最高限位。MVR 蒸發(fā)技術(shù)是一種成熟可靠的蒸發(fā)技術(shù)，在節(jié)能環(huán)保方面具有其他蒸發(fā)技術(shù)無可比擬的先進(jìn)性，近年來在垃圾滲濾液領(lǐng)域得到了應(yīng)用。本項(xiàng)目采用MVR 無垢蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行提升改造。

1 填埋場滲濾液特點(diǎn)及處理要求

1.1 滲濾液水質(zhì)特點(diǎn)

黃竹坑生活垃圾填埋場垃圾建成時(shí)間較早，填埋年限超過20年，產(chǎn)生的滲濾液為老齡滲濾液，成分復(fù)雜，NH3-N 濃度高，COD 較高，重金屬濃度較低，BOD5/COD 低，可生化性差（見表1）。

表1 黃竹坑生活垃圾填埋場2021年8月水質(zhì)檢測結(jié)果

1.2 排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，黃竹坑生活垃圾填埋場滲濾液排放執(zhí)行《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)中的表2 標(biāo)準(zhǔn)。

表2 滲濾液處理站水質(zhì)進(jìn)出水水質(zhì)

2 技術(shù)改造工藝

2.1 設(shè)計(jì)原理

黃竹坑滲濾液處理站MVR 處理系統(tǒng)，以MVR 蒸發(fā)裝置為整個(gè)廢水處理系統(tǒng)的核心部分，滲濾液中的水在蒸發(fā)裝置內(nèi)通過加熱的方式從溶液中蒸發(fā)分離出來，大部分污染物留在濃縮液中。蒸汽中的氨氮在酸洗塔跟硫酸反應(yīng)，揮發(fā)性有機(jī)物跟氫氧化鈉反應(yīng)，然后與來液進(jìn)行熱交換后變成蒸餾水達(dá)標(biāo)排放。

2.2 工藝流程

MVR 處理工藝流程圖如圖1。

圖1 MVR 處理工藝流程圖

2.2.1 預(yù)處理系統(tǒng)

在預(yù)處理過程中，垃圾滲濾液首先由原液泵輸送至酸反應(yīng)池，在酸反應(yīng)池中加入酸調(diào)節(jié)上清液的pH，然后滲濾液溢流到中間池暫存。經(jīng)過調(diào)酸處理后的垃圾滲濾液經(jīng)上清液輸送泵輸送至熱交換器與排出系統(tǒng)的蒸餾水及濃縮液進(jìn)行熱交換回收能量，再經(jīng)過排氣冷凝器進(jìn)一步回收能量，最后進(jìn)入蒸發(fā)主體內(nèi)。

2.2.2 MVR 蒸發(fā)裝置

預(yù)處理過的溶液進(jìn)入分離室中與原有的物料混合，然后再在熱室管程中加熱，再在循環(huán)泵作用下進(jìn)入分離室發(fā)生閃蒸變成蒸汽。蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)升溫升壓后進(jìn)入加熱室殼程。高溫蒸汽在殼程內(nèi)進(jìn)行熱交換，冷凝成蒸餾水。蒸餾水被收集至加熱室熱井，由蒸餾水泵輸送至預(yù)熱器與來液交換后，離開處理系統(tǒng)。分離室中未蒸發(fā)的濃縮液經(jīng)濃縮液泵輸送濃縮液池。

2.2.3 洗汽單元

主體中被蒸發(fā)的水分變成蒸汽，蒸汽經(jīng)過除沫器進(jìn)行除沫和氣液分離后進(jìn)入洗氣單元，酸洗氣塔中蒸汽中的NH3-N 與硫酸發(fā)生反應(yīng)生成酸漿液，保證出水NH3-N達(dá)標(biāo)排放。在堿洗氣塔中，蒸汽中的揮發(fā)性有機(jī)物和NaOH 反應(yīng)，生成堿漿液，保證出水COD 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，酸堿漿液由酸堿漿液泵輸送到預(yù)處理水池。

3 運(yùn)行結(jié)果

3.1 運(yùn)行效果分析

黃竹坑滲濾液處理站技改后，處理能力提升由100 噸/日提升至150 噸/日。MVR 蒸發(fā)系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備經(jīng)調(diào)試、試運(yùn)行，出水水質(zhì)遠(yuǎn)高于《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)中的表2 標(biāo)準(zhǔn)，氨氮去除率99.91%，SS 去除率97.69%，COD 去除率99.37%，BOD5 去除率99.53%。

3.2 結(jié)垢情況分析

黃竹坑滲濾液技改工程采用無垢蒸發(fā)器，加熱室內(nèi)的滲濾液始終是液態(tài)狀態(tài)，流速達(dá)到1.5 m/s 以上，液體在加熱室內(nèi)不斷沖刷管束，沒有停留，進(jìn)入分離室的固體沒有可附著物附著，只能沉降變成溶液。同時(shí)在在酸反應(yīng)池中加入酸將上清液pH 調(diào)到6 左右，減少滲濾液進(jìn)入蒸發(fā)主體結(jié)垢的傾向。根據(jù)試運(yùn)行和正式運(yùn)行一年的觀察結(jié)果，定期用氨基磺酸、氫氧化鈉或高壓水沖洗，基本能把結(jié)垢沖洗干凈。

4 結(jié)論

MVR 蒸發(fā)技術(shù)應(yīng)用于老齡生活垃圾填埋場滲濾處理項(xiàng)目，氨氮、SS、COD、BOD 去除率高、出水水質(zhì)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)采用無垢蒸發(fā)器，結(jié)垢現(xiàn)象會明顯好轉(zhuǎn)，蒸發(fā)效率提高，濃縮液產(chǎn)生量較低。

5 建議

跟蹤觀察蒸發(fā)器主體的結(jié)垢情況，及時(shí)用氨基磺酸或者氫氧化鈉清洗，確保蒸發(fā)效果。

COD 和氨氮濃度對蒸發(fā)處理技術(shù)有一定影響,對于COD 濃度和氨氮濃度較高的滲濾液，建議采取生化預(yù)處理。

不同的填埋場滲濾液水質(zhì)差異較大，建議根據(jù)當(dāng)?shù)貪B濾液水質(zhì)，結(jié)合周邊設(shè)施，選擇合適的處理方式。