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廢水處理

垃圾焚燒廠滲濾液處理技術的探討

發布時間: 2021-03-24 10:03   317 次瀏覽

文章介紹生活垃圾焚燒廠目前國內、國外主要處理工藝,并對目前焚燒廠滲濾液“零排放”處理的問題進行了綜述。通過對處理工藝的分析比較,指出合理的處理工藝。

用焚燒方式處理垃圾在近20年得到了迅速發展,在許多發達國家產生了良好的經濟效益。焚燒垃圾以實現城市生活垃圾的減量化、無害化和資源化為目的,是我國城市生活垃圾的重要方向。垃圾焚燒發電廠產生的廢水主要是垃圾滲濾液,該廢水主要來自垃圾坑,是垃圾發酵腐爛后由垃圾內水分排出造成的,含有較多難降解有機物,如果處理不當,將嚴重污染周圍環境。由于垃圾焚燒發電廠的滲濾液的高負荷和復雜性,對處理工藝提出了特殊的要求[1]。


01 國內外垃圾滲濾液處理研究應用現狀

垃圾焚燒廠的滲濾液是一種難處理的高濃度有機廢水。滲濾液顏色一般為黑褐色、強惡臭、粘稠狀的液體[2]。滲濾液中有機物的種類較多,成分復雜,毒性大;有機濃度高且變化范圍大;可生化性能較好;氨氮含量高;pH值較低,懸浮物含量比較高;鹽分含量高,氯離子濃度高達數千mg/L;含有多種重金屬;水質、水量變化大等。

1.1 國外垃圾滲濾液處理主流技術

由于歐美國家等地區和我國的生活方式存在著巨大差異。其垃圾成分和我國存在明顯不同,其垃圾的含水率較低,污染成分較為簡單,且污染物濃度低,因此垃圾處理方法也與我國存在著差異。北美發達國家的城市生活垃圾一般進行填埋。其垃圾分類推廣較好,在分選后成分較單一。而填埋場的垃圾滲濾液廢水一般直接回灌。歐洲發達國家采用焚燒處理,垃圾滲濾波的處理方式采用組合工藝,多應用好氧生物法與膜技術的組合。亞洲多數城市垃圾均以焚燒為主,其中日本和韓國垃圾分類政策推行較好。滲濾液污染物濃度較低.處理采用組合工藝為主?,F國外多數處理工藝有:

1.1.1 好氧MBR-納濾NF技術

好氧MBR與納濾NF組合工藝為德國的主流處理技術。該技術利用MBR來去除COD和廢水中的氨氮,使出水水質達到處理效果。

1.1.2 DTRO處理技術

DTRO處理技術碟管式反滲透系統(DTRO)在美國應用較多,主要是通過膜的組合形式來處理滲濾液污水。膜分離技術的組合應用使出水水質達標排放。該工藝多與超濾膜組合,以便延長反滲透膜的壽命。

1.1.3 USFilter公司技術

美國的USFilter公司開發的“生化+物化+CMF+RO”組合工藝,生物方法、物化方法與膜分離技術的******結合。適用于處理可生化性較好的垃圾滲濾液。生物法較好地去除了BOD,后續物化方法深度處理凈化水質,為了達到更高的出水標準,結合了膜分離技術。

1.2 國內垃圾滲濾液處理主流技術

對于我國的情況,垃圾成分較復雜,以至于垃圾滲濾液成分也十分復雜。單一的處理工藝很難處理污染物濃度高的滲濾液。生化方法、物化方法和膜分離技術、機械蒸發、浸沒燃燒等技術路線,往往需要采用組合工藝來進行處理。

現階段城市垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處理工藝主要采用“預處理+生化處理+深度處理”三者配合,其中預處理主要采用物理或化學手段去除滲濾液中的固體雜質、動植物油等,生化處理主要以厭氧、缺氧及好氧工藝技術為主降解滲濾液中的氨氮、有機物等污染物質,深度處理部分主要生化處理系統難以降解的污染物以到達相應的排放標準。由于早期生活垃圾焚燒廠滲濾液排放執行比較低的標準,出水只需要達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-1997)三級標準,因此,一般采用“預處理+生化處理”既可滿足處理目標。隨著國家對垃圾焚燒廠的環保要求日益嚴格,對滲濾液處理系統的建設要求也越來越高,部分地方垃圾焚燒廠滲濾液處理出水需要達到《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-2008)表二標準,因此必須采用深度處理工藝,包括NF、RO或其他物化處理方法[3]。

02 現階段生活垃圾焚燒廠滲濾液處理存在的問題

2.1 排放標準問題

目前,由于國內對生活垃圾焚燒廠滲濾液排放沒有專門的標準,當前各工程項目執行的主要標準為《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-2008)表二標準參見表1。

排放標準對化學需氧量、氨氮等14項常規污染物做出明確的限制要求,未針對焚燒廠滲濾液含鹽量高的水質特點對鹽分及氯離子等指標做出描述,而含鹽廢水對環境的影響不容忽視。主要體現在如下幾個方面:

2.1.1 含鹽廢水滲入土壤系統中,破壞了土壤結構,導致土壤堿性增強,土質硬化、板塊化,使得土壤生理活性難以恢復,土壤生物、植物因脫水而死亡,造成土壤生態系統的瓦解。

2.1.2 高鹽如果不經脫鹽處理排入江、河、湖泊或者海洋將會直接導致大量生物脫水死亡。鹽分中不同的成分也會對環境造成不相同的影響,以氯離子為例,水體中氯離子不僅能影響水的口感,影響水中動植物繁殖,同時會對水體中微生物的生長繁殖產生嚴重影響。

2.1.3 進入水體的鹽分因為缺******效的自然降解作用,所以接納水體中鹽分會逐漸富集,對水環境產生長久深遠的影響。

2.2 濃縮液處理工藝存在問題

近年來,對于新建垃圾焚燒廠的環保要求越來越高,許多新建的垃圾焚燒廠均要求滲濾液處理后回用以及“零排放”要求,對滲濾液處理的設計提出了更高的要求。滲濾液經過膜處理后的清液達到排放標準,于此同時產生的濃縮液如何處理是“零排放”的關鍵。

由于垃圾焚燒廠垃圾滲濾液與填埋場滲濾液一樣含有大量的鹽分和難降解的有機物等污染物質,處理過程中會產生大量的濃縮液?,F階段,絕大部分焚燒廠滲濾液處理系統運行過程中產生的高鹽濃縮液采用如下的方式進行處理:

2.2.1 回噴爐內

現階段垃圾焚燒廠滲濾液處理工藝大多采用以“生化+膜”為主的處理技術,濃縮液主要成分是無機鹽,其產量多并且熱值低,焚燒爐及其配套系統在穩定運行的前提下接納量較少,濃縮液回噴會導致爐膛溫度降低,直接影響系統發電效率并可能產生二噁英等難降解污染物。同時由于濃縮液回噴會造成爐膛材料腐蝕,結渣結焦等不良影響,因此采用回噴爐內的方式對濃縮液進行處理并不理想,處理量較少不能滿足濃縮液處理需求。

2.2.2 石灰漿制備或爐渣降溫

由于缺******效的監管手段,現階段垃圾焚燒廠大部分濃縮液通過石灰漿制備和爐渣降溫的途徑消耗掉,該方法投資低,過程控制簡單,但是實際是實現了污染物的轉移,不符合環保要求。

2.2.3飛灰螯合

垃圾焚燒過程產生的飛灰屬于危險廢物,必須單獨收集,不得與生活垃圾、焚燒爐渣等混合,也不得與其他危險廢物混合。垃圾焚燒飛灰不得在廠區長期儲存,不得進行簡易處置,不得隨意外運排放,而必須先在廠區內進行穩定化處理,并經浸出毒性試驗合格后,方可使用專用的密閉運輸車送至指定的安全填埋場或獨立單元的衛生填埋場填埋處置。條件允許時,也可采用符合標準要求的其它處理處置方法?,F階段部分垃圾焚燒廠滲濾液處理過程中產生的濃縮液由于缺乏有效的處理措施,所以將濃縮液用以飛灰的螯合處置已經成為業內不公開的秘密。為了保護環境,避免次生環境危害,必須采取有效措施杜絕和禁止。

03 全量化處理工藝

近年來國內外研究人員對焚燒廠滲濾液的處理工藝進行改良更新,不斷嘗試,很多更******的方法已被應用,很多實際工程運行效果良好。而MVR蒸發工藝是能有效解決焚燒廠滲濾液“零排放”的新型工藝,全量化處理工藝路線為:MVR蒸發系統+VP洗氣系統+干化系統+負壓蒸發系統。與原有工藝比較,MVR蒸發法對不同季節、地域、以及不同焚燒工藝產生的滲濾液均有穩定的處理效果。

3.1 MVR蒸發工藝介紹

MVR(Mechanical Vapor Recompression)蒸發技術早在七十年代已開始用于海軍軍艦海水淡化裝置,近年來該蒸發技術在化工、醫藥、食品、海水淡化等領域有著廣泛的應用,在全球不同領域有數千套該種系統在正常運行,這種成熟******的蒸發技術在節能環保方面具有其他蒸發技術無可比擬的******性。目前,該種技術在垃圾填埋場垃圾滲濾液處理、高鹽水處理以及膜后濃縮液等方面也得到廣泛應用。

3.2 MVR蒸發工作原理

低耗能MVR(Mechanical Vapor Recompression 機械蒸汽再壓縮)蒸發裝置是根據各種物料在同一壓力下沸點各不相同的特性進行設計,通過加熱的方式使物料達到某種溶劑的沸點而從溶液中蒸發分離出來。在垃圾滲濾液處理中,主要針對廢水中水的特性進行設計,根據水在不同壓力下對應不同沸點的特性,把溶液加熱到沸騰狀態使水從溶液中分離出來。

3.3 工藝優勢

MVR蒸發是一種只有電力或者同時有電力和蒸汽都能運行的靈活工藝,而且經洗氣后出水可直接達標排放的工藝。另外,MVR蒸發的優勢主要體現在可以長時間連續穩定的運行,一級蒸發產生的濃縮液量僅在10%左右,確保后續濃縮液處理工藝可以選取***適宜的處理能力,大大降低了濃縮液處理系統的投資。同時,由于整個“零排放”處理設備由同一家環保企業建設,避免了采取組合工藝后,不同段的設備供應商和服務商在運行過程中互相協調、推諉的問題。

3.4 MVR蒸發工藝特點

1)滿足應急處理的快速響應趨勢,處理裝置一體化、模塊化、集成化設計;

2)無需廠房等配套土建,比傳統工藝節約占地2/3以上;

3)無垢技術,實現蒸發不結垢;

4)安裝調試快捷;

5)實行遠程值機系統,實時在線監測;

6)對進水水質要求寬泛,適應更高的COD、NH3-N、TDS、SS、硬度等指標;

7)全量化、全天候處理;

8)與傳統工藝相比,污染液體零排放,無后顧之憂;

9)高效靈活,隨開隨停,運行成本低。

10)高溫滅活病毒的天然屬性,積極應對疫情常態化。

04 結語

垃圾焚燒廠滲濾液水質復雜,雖然處理方法很多,但是在《中華人民共和國環境保護法》《水污染防治行動計劃》(水十條)等法律法規的出臺,對水污染防治提出了更高的要求。應從環保和經濟性角度考慮,制定適用于焚燒廠滲濾液的出水標準,選擇滿足焚燒廠滲濾液特點的工藝路線,達到減量化、無害化的效果。

來源:中國給水排水

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