垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理站高效運行探索

谷占軍

（原陽縣康恒環(huán)保能源有限公司 河南新鄉(xiāng) 453500）

在垃圾焚燒發(fā)電廠，滲濾液處理是與鍋爐、汽機、電氣系統(tǒng)處于同等重要位置的系統(tǒng)，是確保機組安全、環(huán)保、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。垃圾池是垃圾焚燒發(fā)電廠燃料堆酵的場地，其相關(guān)系統(tǒng)穩(wěn)定運行是為鍋爐提供高品質(zhì)燃料的基礎(chǔ)；滲濾液及時處理是垃圾池內(nèi)滲濾液導(dǎo)排順暢的前提。然而，在夏季，生活垃圾含水率、廠區(qū)內(nèi)生活污水產(chǎn)生量和需要收集的初期雨水量同時增加，造成進入滲濾液處理站的污水總量往往會超出其最大設(shè)計處理能力，稱之為“豐水期”；在運行中，因滲濾液處理效率低下導(dǎo)致滲濾液導(dǎo)排不及時，引起垃圾池“起水”，影響垃圾發(fā)酵，嚴重時會影響垃圾正常進廠，甚至存在非計劃停爐的風(fēng)險。因此，提高滲濾液處理效率對垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)顯得尤為重要。

1 工程概況

某項目于2019 年6 月投產(chǎn)運行，設(shè)計處理生活垃圾1 200 t/d，配置2 臺600 t/d 的機械焚燒爐排爐，1 臺30 MW 的凝汽式汽輪機和1 臺30 MW 發(fā)電機，配套建設(shè)處理能力為550 t/d 的滲濾液處理站。該滲濾液處理站采用“物化+生化+膜深度處理”的組合工藝，負責(zé)處理滲濾液，生產(chǎn)、生活污水和廠區(qū)內(nèi)收集的初期雨水等全廠污水。

2 工藝流程

滲濾液從收集池由提升泵經(jīng)籃式過濾器抽至預(yù)沉淀池，經(jīng)沉淀去除部分雜物。上清液經(jīng)水堰板溢流至調(diào)節(jié)池，實現(xiàn)固液分離，之后由提升泵抽至厭氧處理單元進行厭氧生化處理。

厭氧處理單元采用內(nèi)外循環(huán)厭氧反應(yīng)器（IOC）工藝，滲濾液從反應(yīng)器底部進入，以一定流速自下向上流動，起到攪拌作用，使氣、水與活性污泥充分混合；在厭氧系統(tǒng)中，有機質(zhì)被吸附分解，所產(chǎn)生的沼氣經(jīng)厭氧罐頂部的集氣室收集后入爐焚燒，沉淀性能良好的污泥在沉降區(qū)分離，固液分離后的滲濾液經(jīng)厭氧罐上部溢流進入反硝化、硝化（A/O）單元，繼續(xù)去除部分有機污染物，并利用反硝化、硝化原理去除污水中的大部分氨氮。

反硝化、硝化（A/O）單元出水依次進入超濾、納濾和反滲透膜處理單元進行深度處理，納濾和反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水經(jīng)“化學(xué)軟化+管式軟化膜+碟管式反滲透（DTRO）”工藝深度處理，達標的產(chǎn)水回用至循環(huán)水系統(tǒng)，最終產(chǎn)生的濃縮液輸送至爐內(nèi)回噴系統(tǒng)。

初沉池，厭氧單元，反硝化、硝化（A/O）單元均需定期排放污泥至污泥儲池。污泥采用“濃縮+離心脫水”工藝進行處理，脫水機上清液收集后送往反硝化、硝化（A/O）單元進行再次生化處理，脫水污泥經(jīng)螺桿泵輸送至垃圾倉最終入爐焚燒。

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

3 影響滲濾液處理系統(tǒng)高效運行的因素

3.1 物化處理單元設(shè)施

物化處理單元的設(shè)施包括滲濾液收集池、籃式過濾器、預(yù)沉淀池和調(diào)節(jié)池（事故池）；運行過程中，存在收集池提升泵濾網(wǎng)和葉輪被漂浮垃圾、瑣碎雜物及池底沉積污泥堵塞的情況，還有籃式過濾器濾網(wǎng)被堵塞的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)池潛水攪拌機故障，導(dǎo)致調(diào)節(jié)池內(nèi)部循環(huán)流動停止，池底泥沙沉積，造成池容損失，降低其使用效率。

3.2 生化處理單元運行調(diào)整

生化厭氧處理過程中，影響厭氧消化效率的因素很多，如厭氧罐容積負荷、水力停留時間、溫度、pH 值、氧含量等。運行過程中，需要實時控制調(diào)整，否則就會出現(xiàn)污泥顆?；尚卫щy、污泥擴散顆粒易破裂、污泥活性不夠、污泥流失、污泥中毒、系統(tǒng)酸化等運行異常情況。

硝化、反硝化（A/O）處理單元中，溫度、pH 值、溶解氧、碳源補充量、回流比等因素對異養(yǎng)菌和自養(yǎng)菌的濃度及其活性影響較大。在運行過程中，因溫度、pH 值、曝氣程度及曝氣方式、碳源補充量及補充時間、排泥時間及排泥量、回流比控制等調(diào)整問題，致使某一因素不在最佳運行狀態(tài)，而引起整個處理單元運行效率低下，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓的風(fēng)險。

3.3 膜深度處理單元系統(tǒng)故障

在膜系統(tǒng)表層的過濾和截留作用下，滲濾液的鹽分和污染物在膜表面不斷聚集加厚，形成致密濾餅層的可逆污染。伴隨運行阻力增大、膜的通量下降，滲濾液中部分無機鹽、膠體、微生物等污染物進入膜內(nèi)部，與膜材料緊密粘附，堵塞膜孔，形成不可逆污染［1］，出現(xiàn)膜系統(tǒng)流量低、壓力高報警等故障，進水流速及流量下降、產(chǎn)水率降低，系統(tǒng)無法正常啟動等狀況。膜元件可逆和不可逆的污染都影響膜系統(tǒng)運行效率。

隨著運行時間的累積，存在膜元件老化、磨損、局部運行壓力過高等因素引起的膜表面破損，導(dǎo)致膜系統(tǒng)的產(chǎn)水質(zhì)量差，不能滿足下一級膜系統(tǒng)設(shè)計進水質(zhì)量要求，加速低分子量腐殖質(zhì)類微生物對下一級膜表面的污堵，影響膜系統(tǒng)的運行效率。

膜化學(xué)酸性清洗操作中pH 值控制過低、酸性清洗時間過長等因素會造成膜密封圈老化失效、膜穿孔等損傷；超濾膜殺菌劑類型使用不當，長期誤用氧化性殺菌劑造成膜系統(tǒng)氧化損傷：這些損傷會降低膜元件的使用壽命和運行效率。

3.4 其他輔助設(shè)備設(shè)施

水泵是滲濾液處理站介質(zhì)輸送的重要設(shè)備，水泵葉輪堵塞、機械密封漏水、電機故障、泵殼砂眼、軸承故障、梅花墊損壞等水泵常見故障頻發(fā)。滲濾液處理系統(tǒng)自動化水平較高，設(shè)備設(shè)施的保護程序繁瑣，儀控原件較多，且故障率較高。為防止污泥老齡化、活性降低，定期從初沉池，厭氧，反硝化、硝化（A/O）系統(tǒng)排放污泥，但因不同處理階段排出的污泥特性差異大，脫泥機運行調(diào)整頻繁，故障率較高。

以上因素都會在不同程度上影響滲濾液處理站運行效率。欲使其高效運行，需要提高精細化管理水平，加強運行監(jiān)護和調(diào)整，避免影響滲濾液處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行的因素出現(xiàn)。

4 提高滲濾液處理效率的措施

4.1 加強物化處理單元運行過程管理

加強對收集池提升泵的運行監(jiān)視，并做好維護工作。定期清理收集池內(nèi)的漂浮垃圾和底部沉積污泥，定期檢查收集池提升泵濾網(wǎng)和葉輪，確保收集池提升泵運行狀態(tài)良好。定期清理籃式過濾器，確保其濾網(wǎng)無堵塞情況。做好調(diào)節(jié)池潛水攪拌機的維護保養(yǎng)工作，保障潛水攪拌機正常運行，減少池底污泥沉積量，保持調(diào)節(jié)池最大池容。保持事故池的備用狀態(tài)，確保滿足滲濾液處理站缺陷處理時對滲濾液的收集需求。

4.2 強化生化處理單元運行指標監(jiān)督調(diào)整

滲濾液厭氧處理環(huán)境最適宜pH 值為7.5，運行時將厭氧反應(yīng)罐pH 值控制在利于厭氧發(fā)酵的7.0～7.8 范圍內(nèi)；為維持污泥活性，需降低水溫對厭氧微生物的影響，將厭氧反應(yīng)罐內(nèi)的溫度穩(wěn)定在35 ℃左右［2］，并且24 h 內(nèi)溫度波動不超過2 ℃，必要時，需調(diào)整運行負荷與水力停留時間。厭氧反應(yīng)各階段中產(chǎn)甲烷階段的氧化還原電位最低，為-150 mV～-400 mV，因此，在運行操作中需嚴格控制進水帶入的氧含量。為維持厭氧反應(yīng)過程中營養(yǎng)物C、N、P 的比例接近（350～500）∶5∶1 的理想狀態(tài)，需要及時調(diào)整厭氧進液量。監(jiān)測厭氧反應(yīng)罐內(nèi)污泥負荷的變化趨勢，做到排泥及時、排泥量適宜。盡可能減少含重金屬、硫酸鹽和硫化物、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）、非極性酚化合物、單寧類化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物、氯化烴、甲醛、氰化物、洗滌劑、抗菌素等影響厭氧反應(yīng)的有毒有害物的進入量。

加強反硝化、硝化（A/O）單元的運行監(jiān)視，掌握運行指標的變化趨勢，預(yù)判運行工況并及時做出調(diào)整；監(jiān)測反應(yīng)池中懸浮固體濃度（MLSS），避免出現(xiàn)池中MLSS 過大、引起沉淀體積大量增加、區(qū)域沉淀速率降低，導(dǎo)致出水水質(zhì)降低情況的出現(xiàn)，運行中控制污泥沉降體積（SV30），試驗沉降污泥體積不超過65%為宜，需根據(jù)運行情況合理安排排泥時間和排泥量；根據(jù)MLSS 變化趨勢，合理調(diào)整碳源補充量，以保證微生物繁殖所需有機物量。合理控制反硝化池回流比，使回流量滿足其反硝化還原反應(yīng)所需的硝氮量，創(chuàng)造微生物高效脫氮環(huán)境。

根據(jù)曝氣表面紊流，調(diào)整空氣流量，使液面表觀氣速在1.2 cm/s～3.6 cm/s 的范圍內(nèi)，控制間歇式曝氣時間使消化池微生物飽食期與饑餓期的時間比例接近1∶2［3］，觀察曝氣池混合均勻、并伴隨著數(shù)量穩(wěn)定且新鮮的白色或淡色泡沫，控制曝氣末段溶解氧濃度（DO）不超過4 mg/L。

4.3 減少膜系統(tǒng)故障率

按照膜系統(tǒng)設(shè)計要求運行，控制超濾、納濾和反滲透膜的產(chǎn)水回收率；監(jiān)測超濾膜管的溫度不超過40 ℃，超濾膜有前后壓力增大、進水流速和流量下降趨勢時，要及時查找原因，防止污泥堵塞膜孔。加強對產(chǎn)水淤泥密度指數(shù)（SDI）、氯含量及濁度等水質(zhì)變化趨勢的監(jiān)督，第一時間發(fā)現(xiàn)超濾膜破損，并采取措施。定期檢查并清理超濾產(chǎn)水管內(nèi)壁及產(chǎn)水池壁沉積的污泥和微生物［4］，防止超濾產(chǎn)水被污染。

納濾和反滲透運行中要控制進水壓力、產(chǎn)水回收率等主要運行參數(shù)，避免濃水側(cè)鹽分超過溶度積；定期清洗膜元件，避免因膜表面濃差極化引起的膜性能產(chǎn)水量降低、脫鹽率下降［5］現(xiàn)象出現(xiàn)。加強納濾裝置產(chǎn)水水質(zhì)監(jiān)測，確保提供合格的反滲透進水。

膜污染速度與給水條件有關(guān)，加強對本級膜系統(tǒng)進出口壓差、氧化還原電位、產(chǎn)水水質(zhì)及回收率等關(guān)鍵運行參數(shù)的變化趨勢監(jiān)視，確保為下一級膜系統(tǒng)提供合格的進水。一旦發(fā)現(xiàn)膜污染，立即進行化學(xué)清洗，避免膜系統(tǒng)污染加劇。膜壽命中后期處理能力下降，需提前做好隨時更換膜元件的準備工作，確保膜元件更換的及時性。

嚴格落實運行規(guī)程中關(guān)于化學(xué)清洗藥劑配制和清洗時長的相關(guān)要求。酸洗時pH 值控制到2～3，堿洗時pH 值控制到11～12。清洗浸泡時間根據(jù)膜污染程度確定，但浸泡時間不能過長。膜系統(tǒng)的加藥裝置需正常運行，加藥量適宜，正確選用藥劑類型。

4.4 加強各輔助設(shè)備的養(yǎng)護

加強對電機和水泵的維護保養(yǎng)，定期檢查更換潤滑油、尼龍襯墊、機械密封；水泵相關(guān)的備品備件滿足維修需求。定期檢查各類儀控原件，確保儀控原件的外殼、面板及線路板清潔，減少儀控電接點腐蝕，避免因儀控故障導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運行情況的出現(xiàn)。

根據(jù)污泥脫水性能的影響規(guī)律與作用機制，強化污泥脫水和安全管理［6］，平衡污泥含水率與脫水機運行效率之間的關(guān)系，合理調(diào)整絮凝劑投加量；加強污泥脫水系統(tǒng)的運行監(jiān)護和設(shè)備的維護保養(yǎng)，及時處理設(shè)備缺陷，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行需求。

5 結(jié)論

該項目通過制定并落實設(shè)備管理制度，加強各系統(tǒng)狀態(tài)及運行指標監(jiān)督，及時維護、保養(yǎng)設(shè)備，合理儲備易損壞的備品備件量等措施，使得物化、生化、膜處理、污泥脫水及其他輔助設(shè)備穩(wěn)定運行，有效避免了影響滲濾液處理系統(tǒng)運行效率的情況出現(xiàn)，實現(xiàn)滲濾液處理系統(tǒng)長周期高效運行，為項目整體安全、環(huán)保、穩(wěn)定運行消除了滲濾液處理因素帶來的隱患。