垃圾焚燒發(fā)電滲濾液處理工藝分析
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隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,垃圾焚燒發(fā)電的使用是垃圾利用的創(chuàng)新措施之一,但在垃圾焚燒發(fā)電過程中,不可避免地會帶來安全和環(huán)境問題。在垃圾滲漏處理過程中,膜滲透工藝一般作為最終處理工藝,其出水量基本達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
然而,膜分離技術(shù)不可避免地會產(chǎn)生高有機濃度、高鹽度、高顏色、低可生化性的高污染滲瀝液濃縮液。分析比較了幾種常用的濃縮液處理技術(shù),指出可以通過組合處理實現(xiàn)減量化、回收和無害化。
我國原生活垃圾的特點是廚余垃圾比例大,平均含水量50%~60%,有機物含量高。目前,我國主要是混合收集,垃圾成分復(fù)雜,相對熱值低。在國內(nèi)生活垃圾焚燒廠的設(shè)計中,垃圾一般需要儲存在垃圾坑中,經(jīng)過5次~7d發(fā)酵熟化,排出垃圾中的水分,提高垃圾的熱燃燒值。
生活垃圾焚燒廠滲瀝液的特點
滲濾液一般為深棕色、強臭、粘性液體。滲濾液中的污染物成分復(fù)雜多變,水質(zhì)成分復(fù)雜,水量隨季節(jié)波動較大。滲濾液中有機污染物濃度高,COD一般為40000~80000mg/L,BOD5最高可達38000mg/L,但是可生化性好,一般B/C大于0.4。
氨氮濃度高,一般為1000~1800mg/L。重金屬離子和鹽含量高,滲瀝液電導(dǎo)率高達30~40mS/cm。滲瀝液呈酸性,pH較低,一般為4~6。
2滲瀝液處理工藝
生物處理技術(shù)具有良好的經(jīng)濟性和環(huán)保性。滲濾液中的大部分有機污染物和氨氮可以通過生物法降解和去除,避免污染物的二次轉(zhuǎn)移;同時,由于垃圾滲濾液有機污染物濃度高,可生化性好,適用于厭氧-好氧組合工藝,即在好氧工藝處理前增加厭氧作為預(yù)處理工藝,厭氧工藝可有效降低有機污染物負(fù)荷,降低后續(xù)好氧處理的壓力和成本。
然而,簡單的生物法出水穩(wěn)定性一般較差,可以考慮結(jié)合膜技術(shù)進一步處理生物法處理后的殘留污染物。生活垃圾焚燒廠滲漏處理工藝的組合一般為:厭氧+好氧 膜法(超濾+納濾或反滲透)工藝組合。
3濃縮液處理工藝
納濾和反滲透這種膜處理工藝屬于純物理的物質(zhì)分離過程,其結(jié)果必然會產(chǎn)生污染物濃度非常高的滲瀝液濃縮液,該濃縮液體積占滲瀝液水量的13%~顏色一般為棕黑色,濃縮液總氮高達400%。mg/L以上含鹽量高,電導(dǎo)率50~80mS/cm,易結(jié)垢,離子含量高。
反滲透濃縮液富含滲濾液中幾乎所有的一價鹽,含鹽量高。膜濃縮液的處理和處理已成為垃圾滲濾液零排放的關(guān)鍵。目前,濃縮液的處理主要采用以下方法。
3.1濃縮液回流工藝
該工藝將濃縮液回流到調(diào)節(jié)池,因為濃縮液含有大量的難降解物質(zhì),而且含鹽量很高,隨著長時間的回流,污水難以降解COD同時,廢水的含量不斷積累TDS含量也顯著提高,導(dǎo)致微生物活性下降,生化出水質(zhì)量下降,膜組件結(jié)垢嚴(yán)重,膜通量下降,需要提高膜的清洗頻率,降低膜的使用壽命。鹽和重金屬的不斷積累會嚴(yán)重影響后續(xù)處理工藝的去除效率,降低整個處理工藝的處理能力。
3.2蒸發(fā)工藝
蒸發(fā)工藝可以固化水中的污染物,避免濃縮液回流對滲濾液處理系統(tǒng)的不利影響。蒸發(fā)處理過程可將處理溶液體積濃縮到原液體積小于2%~10%。目前,機械蒸汽壓縮蒸發(fā)應(yīng)用廣泛(MVC),該工藝是一種液體分離濃縮裝置,采用完全的物理化學(xué)分離工藝,清液回收率約85%,出水水質(zhì)較好。
由于濃縮液中腐殖質(zhì)在蒸發(fā)過程中首先析出,蒸發(fā)器和換熱器內(nèi)壁易形成腐殖質(zhì)黏液層,導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重,使換熱效率和蒸發(fā)能效比降低,增加蒸發(fā)裝置的清洗頻率。此外,蒸發(fā)后的濃液還需進行干燥處理,能耗較高,增加處理費用。
3.3活性炭吸附 樹脂吸附
活性炭能吸附濃縮液中難降解的有機物,吸附時間短。吸附水中有機物的濃度將顯著降低。吸附水通過大孔樹脂吸附,去除濃縮液中的總氮。
活性炭對濃縮液中難降解有機物的吸附效果與有機物分子的大小和活性炭孔徑是否匹配有關(guān)。吸附僅將有機物從濃縮液中分離出來,并沒有真正去除有機物,而且由于活性炭吸附后不易再生,對親水性小分子有機物的吸附效果較差。再生廢液中的有機物處理和濃縮液中的重金屬處理也是一個難題。因此,目前該工藝工程的應(yīng)用較少。
3.4.混凝沉淀處理技術(shù)
納濾濃縮液可采用混凝沉淀進行預(yù)處理。三氯化鐵可用于混凝劑。首先,濃縮液進入混凝反應(yīng)器,加入三氯化鐵混凝劑攪拌混凝。濃縮液經(jīng)混凝劑改性后進入沉淀池沉淀。預(yù)處理后,濃縮液中50%可去除COD,而且大部分二價鹽離子也沉淀下來。
混凝沉淀處理后的濃縮液回流到調(diào)節(jié)池,再次進入處理系統(tǒng)次進入處理系統(tǒng)。沉淀產(chǎn)生的污泥沉淀物排入污泥儲罐,與其他剩余污泥一起脫水。混凝沉淀對濃縮液有一定的凈化作用,但不夠徹底,可采用該工藝預(yù)處理濃縮液,然后結(jié)合其他工藝更好地處理濃縮液。
3.5高級氧化
高級氧化技術(shù)可用于處理高濃度難生化降解廢水,也可用于處理滲濾液濃縮液。該技術(shù)通過化學(xué)氧化劑和其他物理化學(xué)過程產(chǎn)生了大量的強氧化劑OH等自由基降解水中的有機物。
根據(jù)氧化劑和催化劑的不同,有先進的氧化技術(shù)Fenton法和類Fenton電化學(xué)氧化法、臭氧氧化法、光化學(xué)氧化法、光催化氧化法等。高級氧化法能有效去除濃縮液中的有機物,但高級氧化后的濃縮液一般難以達標(biāo)排放。該方法不能完全處理濃縮液,仍有部分濃縮液殘留,容易造成二次污染,不能從根本上解決濃縮液問題。
4結(jié)束語
雖然處理滲濾液濃縮液的方法有很多,可以濃縮減量或無害化,但單純依靠單一的處理技術(shù)來實現(xiàn)濃縮液的穩(wěn)定高效處理,很難達到排放標(biāo)準(zhǔn)。濃縮液的處理可以通過幾種不同方法的結(jié)合來考慮。生活垃圾焚燒廠可采用不同的濃縮液處理方法,結(jié)合生活垃圾焚燒過程,達到減量化、無害化的效果。