垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理系統(tǒng)工程設(shè)計實(shí)例分析

蘇間梨

（廣州正禹環(huán)?？萍加邢薰荆瑥V州 510000）

垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液是一種高濃度有機(jī)廢水，通常由垃圾自身持水、有機(jī)物質(zhì)分解液體及收運(yùn)過程中可能存在的雨水等組成，其主要污染物包括垃圾分解形成的有機(jī)物（醛、酸、醇、短鏈糖等）、垃圾析出的無機(jī)鹽（Na、K、SO2等常見離子）、重金屬元素（Hg、Pb、Mn、Cr 等）及其他持久性有機(jī)污染物（二噁英、多溴聯(lián)苯等）。由于污染物濃度高、含鹽量大、隨季節(jié)變化大和組分復(fù)雜等因素，滲濾液很難通過單一手段處理。

當(dāng)前，垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液的常見處理方法包括厭氧生物處理、硝化-反硝化處理、厭氧氨氧化處理和生物電化學(xué)處理等。厭氧生物處理可以有效降解有機(jī)物，但降解后殘留液中氨氮（NH-N）濃度很高，導(dǎo)致脫氮過程中碳氮比過低，同時還會消耗氫離子和電子，導(dǎo)致殘留液pH 較高。傳統(tǒng)的硝化-反硝化處理通常需要添加葡萄糖、乙酸鈉等碳源作為電子供體，以便更好地進(jìn)行反硝化反應(yīng)，提高脫氮效率，碳源的投加可能存在化學(xué)需氧量（COD）易穿透、投資較大等問題。厭氧氨氧化處理使用厭氧氨氧化菌，在厭氧條件下，以氨為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽為電子受體，將氨氧化成氮?dú)猓c硝化-反硝化處理相比，其無須外加碳源，更適用于處理高氮廢水，但是菌種生長速度慢且活性易受到重金屬、溶解氧（DO）等影響。

為了探究更可靠且適用的滲濾液處置方法，本文以肇慶市高要區(qū)某垃圾焚燒發(fā)電廠為例，設(shè)計和建造了多工藝組合的滲濾液處理系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)行測試。

1 項(xiàng)目概述

該垃圾焚燒發(fā)電廠位于肇慶市高要區(qū)，東側(cè)為省道，南側(cè)、北側(cè)為山林，西側(cè)為水庫，項(xiàng)目配套爐排焚燒爐2 組、75 MW 凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組1 組，設(shè)計日處理生活垃圾能力為1 500 t。按照污染程度，項(xiàng)目運(yùn)營產(chǎn)生的廢水可分為高濃度廢水（滲濾液、沖洗廢水等）、低濃度廢水（實(shí)驗(yàn)室廢水、員工生活污水等）、其他生產(chǎn)清凈水（鍋爐及冷卻塔排污水、化學(xué)除鹽水制備排污水等）。其中，高濃度廢水以滲濾液為主，主要污染物為pH、懸浮物（SS）、COD、NH-N 等；低濃度廢水主要污染物為COD、五日生化需氧量（BOD）、NH-N 等；其他生產(chǎn)清凈水主要污染物為COD、NH-N 等。

滲濾液的污染程度最高、成分最為復(fù)雜且處理最為困難，其他廢水的污染成分也基本都會在滲濾液中存在。因此，項(xiàng)目設(shè)計以滲濾液等高濃度廢水的處置為核心，同時涵蓋所有廢水的處置工程。

項(xiàng)目目標(biāo)是各種濃度的廢水經(jīng)過處理后均可達(dá)到《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）的敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 滲濾液等廢水處理系統(tǒng)設(shè)計方案

2.1 設(shè)計思路

針對滲濾液中COD、NH-N、總磷（TP）嚴(yán)重超標(biāo)的狀況，項(xiàng)目設(shè)計通過厭氧處理系統(tǒng)、MBR（膜生物反應(yīng)器組合工藝）生化處理系統(tǒng)和膜深度處理系統(tǒng)等流程實(shí)現(xiàn)對滲濾液的處理。膜生物反應(yīng)器組合工藝包括兩部分，一是生化處理（A/O，厭氧好氧工藝），二是超濾（UF）。滲濾液及其他高濃度廢水經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入高效厭氧系統(tǒng)，厭氧池通過生物的吸附和生物脫磷作用降低滲濾液的COD 和TP 含量。厭氧處理后的廢液進(jìn)入MBR 生化處理系統(tǒng)，經(jīng)過兩段A/O 生化處理，在微生物的硝化、反硝化作用下去除有機(jī)物和總氮（TN）。廢水在UF 膜的作用下實(shí)現(xiàn)泥水分離，截留下的泥水混合物及其他大分子物質(zhì)回流至生化系統(tǒng)，分離后的液體進(jìn)入膜深度處理系統(tǒng)。膜深度處理系統(tǒng)分為管式軟化膜（TUF）化學(xué)軟化、反滲透（RO）、碟管式反滲透（DTRO）三個階段。MBR 生化處理系統(tǒng)處理后的廢水首先經(jīng)過TUF 進(jìn)行化學(xué)軟化，然后按順序進(jìn)入RO 和DTRO，反滲透出的清液進(jìn)入循環(huán)水池回用作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水，DTRO 處理后的濃縮液回用作為爐渣冷卻用水、石灰漿制備用水、飛灰螯合用水，還可用于回噴垃圾池。污泥脫水后送至垃圾儲坑，隨垃圾進(jìn)入項(xiàng)目焚燒爐焚燒處置。

當(dāng)前，該垃圾焚燒發(fā)電廠每日產(chǎn)生的高濃度廢水為358 t，滲濾液處理系統(tǒng)每日最大處理量為500 t，每日產(chǎn)生的低濃度廢水僅為35 t，且該廠產(chǎn)生的高、低濃度廢水的主要污染物類似，因而不單獨(dú)構(gòu)建低濃度廢水處置系統(tǒng)，將收集后的低濃度廢水排入垃圾滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。針對其他生產(chǎn)清凈水，項(xiàng)目設(shè)計通過多介質(zhì)過濾、活性炭過濾、超濾和反滲透的組合工藝進(jìn)行處理。

2.2 總體設(shè)計方案

滲濾液及其他高、低濃度廢水的處理工藝為：預(yù)處理+厭氧處理+A/O+UF+TUF 化學(xué)軟化+RO+DTRO。其他生產(chǎn)清凈水的處理工藝為：預(yù)處理+多介質(zhì)過濾+活性炭過濾+超濾+反滲透。滲濾液及其他廢水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 滲濾液及其他廢水處理工藝流程

此外，考慮到垃圾池及滲濾液收集槽可能存在滲透而影響地下水的隱患，項(xiàng)目還在垃圾池、滲濾液收集槽、滲濾液調(diào)節(jié)池及相關(guān)設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工時采取相應(yīng)措施，確保滲透系數(shù)小于1.0×10cm/s。同時，為了掌握本項(xiàng)目周圍地下水環(huán)境質(zhì)量的動態(tài)變化，項(xiàng)目還根據(jù)環(huán)評報告對所在地周圍的地下水水質(zhì)及水位進(jìn)行監(jiān)測。

3 滲濾液處理系統(tǒng)運(yùn)行效果分析

3.1 測定方法

為了驗(yàn)證滲濾液處理系統(tǒng)處理效果，項(xiàng)目在水質(zhì)處理前后分別建立監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測滲濾液處理前后的相關(guān)指標(biāo)。測定方法如表1所示

表1 測定方法

3.2 結(jié)果分析

滲濾液處理系統(tǒng)處理前后的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果分別如表2、表3所示。監(jiān)測結(jié)果顯示，滲濾液處理后的各監(jiān)測指標(biāo)均優(yōu)于項(xiàng)目設(shè)計要求，特別是滲濾液處理系統(tǒng)對于滲濾液中COD、NH-N、TP 等的去除率均可超過99.96%。

表2 滲濾液處理系統(tǒng)處理前水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

表3 滲濾液處理系統(tǒng)處理后水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

4 結(jié)論

滲濾液處置一直是影響生活垃圾焚燒發(fā)電廠的一塊頑疾。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)估算，近十年我國的生活垃圾滲濾液正在以每年6.48%的速度飛速增長，2020年全國生活垃圾滲濾液產(chǎn)生量約為8 716.5 萬t。2021年11月，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》印發(fā)，其中專門提到“要開展污水處理廠差別化精準(zhǔn)提標(biāo)”和“要深入開展生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)達(dá)標(biāo)排放專項(xiàng)整治工作”。2021年11月，生態(tài)環(huán)境部還發(fā)布了《排污單位自行監(jiān)測技術(shù)指南 固體廢物焚燒》（HJ 1205—2021），進(jìn)一步對固體廢物焚燒及排污進(jìn)行了規(guī)范?？梢?，未來我國的滲濾液處置技術(shù)必然朝高質(zhì)量和高通量的方向發(fā)展。本文結(jié)合實(shí)例，通過厭氧處理系統(tǒng)、MBR 生化處理系統(tǒng)和膜深度處理系統(tǒng)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)了對滲濾液等廢水的有效處理，希望可以為其他垃圾焚燒發(fā)電廠的滲濾液處置提供參考。