垃圾焚燒廠滲濾液處理技術(shù)有哪些

摘要：本文介紹了國內(nèi)外生活垃圾焚燒廠的主要處理工藝，并總結(jié)了焚燒廠滲濾液零排放處理的問題。通過對處理過程的分析和比較，指出了合理的處理過程。

近20年來，垃圾焚燒發(fā)展迅速，在許多發(fā)達(dá)國家產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。焚燒垃圾是我國城市生活垃圾減量化、無害化、資源化的重要方向。垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的廢水主要是垃圾滲濾液，廢水主要來自垃圾坑，是垃圾發(fā)酵腐爛后廢水排放造成的。它含有更多難以降解的有機(jī)物。如果處理不當(dāng)，將嚴(yán)重污染周圍環(huán)境。由于垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液的高負(fù)荷和復(fù)雜性，對處理工藝提出了特殊要求[1]。

01 國內(nèi)外垃圾滲濾液處理研究應(yīng)用現(xiàn)狀

垃圾焚燒廠滲濾液是一種高濃度有機(jī)廢水，難以處理。滲濾液的顏色一般為黑棕色、強(qiáng)臭、粘稠的液體[2]。滲濾液中有機(jī)物種類繁多，成分復(fù)雜，毒性大；有機(jī)濃度高，變化范圍大；生化性能好；氨氮含量高；pH值低，懸浮物含量高；鹽含量高，氯離子濃度高達(dá)數(shù)千mg/L；含有多種重金屬；水質(zhì)、水量變化等。

1.1 國外垃圾滲濾液處理主流技術(shù)

歐美國家等地區(qū)與中國的生活方式存在巨大差異。其垃圾成分與中國明顯不同。其垃圾含水量低，污染成分簡單，污染物濃度低。因此，垃圾處理方法也不同于中國。城市生活垃圾一般填埋在北美發(fā)達(dá)國家。垃圾分類推廣較好，分選后成分單一。而填埋場的垃圾滲濾液廢水一般直接回灌。歐洲發(fā)達(dá)國家采用焚燒處理，垃圾滲濾波處理采用組合工藝，多采用好氧生物法和膜技術(shù)。亞洲多數(shù)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。滲濾液污染物濃度低，處理主要采用組合工藝。目前國外處理工藝多有：

1.1.1 好氧MBR-納濾NF技術(shù)

好氧MBR與納濾NF組合技術(shù)是德國的主流處理技術(shù)。利用該技術(shù)MBR來去除COD以及廢水中的氨氮，使出水水質(zhì)達(dá)到處理效果。

1.1.2 DTRO處理技術(shù)

DTRO盤管式反滲透系統(tǒng)處理技術(shù)(DTRO)滲濾液污水廣泛應(yīng)用于美國，主要通過膜的組合處理。膜分離技術(shù)的組合應(yīng)用使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。該工藝主要與超濾膜結(jié)合，以延長反滲透膜的使用壽命。

1.1.3 USFilter公司技術(shù)

美國的USFilter公司開發(fā)的“生化+物化+CMF+RO組合工藝、生物方法、物化方法和膜分離技術(shù)的完美結(jié)合。適用于處理可生化性好垃圾滲濾液。很好地去除了生物法BOD，后續(xù)物化方法結(jié)合膜分離技術(shù)，對凈化水質(zhì)進(jìn)行了深度處理。

1.2 國內(nèi)垃圾滲濾液處理主流技術(shù)

在我國，垃圾成分比較復(fù)雜，以至于垃圾滲濾液成分也很復(fù)雜。單一處理工藝難以處理污染物濃度高的滲濾液。生化方法、物化方法、膜分離技術(shù)、機(jī)械蒸發(fā)、浸沒燃燒等技術(shù)路線往往需要組合處理。

現(xiàn)階段城市垃圾焚燒廠現(xiàn)階段城市垃圾焚燒廠垃圾滲濾液預(yù)處理工藝主要采用預(yù)處理+生化處理+深度處理三種協(xié)調(diào)，其中預(yù)處理主要采用物理或化學(xué)手段去除滲濾液中的固體雜質(zhì)、動植物油等，生化處理主要采用厭氧、缺氧、好氧技術(shù)降解滲濾液中的氨氮、有機(jī)物等污染物，主要生化處理系統(tǒng)難以降解的污染物，應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。由于早期生活垃圾焚燒廠滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)較低，出水量只需達(dá)到《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-1997）三級標(biāo)準(zhǔn)，因此，一般采用“預(yù)處理+生化處理既能滿足處理目標(biāo)。隨著國家對垃圾焚燒廠環(huán)境保護(hù)要求的日益嚴(yán)格，對滲濾液處理系統(tǒng)的建設(shè)要求越來越高。部分地方垃圾焚燒廠的滲濾液處理出水需要符合《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB1689-2008)表二標(biāo)準(zhǔn)，必須采用深度處理工藝，包括NF、RO或其它物化處理方法[3]。

02 現(xiàn)階段生活垃圾焚燒廠滲濾液處理存在問題

2.1 排放標(biāo)準(zhǔn)問題

目前，由于我國沒有專門的生活垃圾焚燒廠滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)，各項目的主要標(biāo)準(zhǔn)是《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）表二標(biāo)準(zhǔn)參見表1[3]。


排放標(biāo)準(zhǔn)明確限制化學(xué)需氧量、氨氮等14種常規(guī)污染物，未描述焚燒廠滲濾液含鹽量高的水質(zhì)特性，鹽廢水對環(huán)境的影響不容忽視。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1.1 含鹽廢水滲入土壤系統(tǒng)，破壞土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤堿性增強(qiáng)、土壤硬化、板塊化，使土壤生理活性難以恢復(fù)，土壤生物和植物因脫水而死亡，導(dǎo)致土壤生態(tài)系統(tǒng)崩潰。

2.1.2 高鹽如果不脫鹽排入河流、河流、湖泊或海洋，將直接導(dǎo)致大量生物脫水死亡。鹽中不同的成分也會對環(huán)境產(chǎn)生不同的影響。以氯離子為例，水中的氯離子不僅會影響水的味道和水中動植物的繁殖，還會嚴(yán)重影響水中微生物的生長和繁殖。

2.1.3 由于缺乏有效的自然降解作用，進(jìn)入水中的鹽會逐漸收集，對水環(huán)境產(chǎn)生長期而深遠(yuǎn)的影響。

2.2 濃縮液處理工藝存在問題

近年來，新建垃圾焚燒廠的環(huán)保要求越來越高。許多新建垃圾焚燒廠要求滲濾液處理后再利用和零排放，對滲濾液處理的設(shè)計提出了更高的要求。膜處理后的滲濾液達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，如何處理同時產(chǎn)生的濃縮液是零排放的關(guān)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(jī)物等污染物質(zhì)，處理過程中會產(chǎn)生大量的濃縮液?，F(xiàn)階段，絕大部分焚燒廠滲濾液處理系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的高鹽濃縮液采用如下的方式進(jìn)行處理：

2.2.1 回噴爐內(nèi)

現(xiàn)階段垃圾焚燒廠滲濾液處理工藝多采用生化+以膜為主的處理技術(shù)，濃縮液的主要成分是無機(jī)鹽，產(chǎn)量大，熱值低。在穩(wěn)定運行的前提下，焚燒爐及其配套系統(tǒng)的接受度較小。濃縮液回噴會降低爐溫，直接影響系統(tǒng)發(fā)電效率，可能產(chǎn)生二惡英等難降解污染物。同時，由于濃縮液回噴會對爐膛材料造成腐蝕、渣結(jié)焦等不良影響，濃縮液回噴爐處理不理想，處理量少，不能滿足濃縮液處理的需要。

2.2.2 石灰漿制備或爐渣冷卻

由于缺乏有效的監(jiān)督手段，目前垃圾焚燒廠大部分濃縮液通過石灰漿制備和爐渣冷卻消耗。該方法投資低，工藝控制簡單，但實際上實現(xiàn)了污染物的轉(zhuǎn)移，不符合環(huán)保要求。

2.2.3飛灰螯合[4]

垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰屬于危險廢物，必須單獨收集，不得與生活垃圾、焚燒爐渣或其他危險廢物混合。垃圾焚燒飛灰不得長期存放在工廠內(nèi)，不得簡單處理，不得隨意運輸排放，必須在工廠內(nèi)穩(wěn)定處理，浸出毒性試驗合格后，可使用專用封閉運輸車輛送至指定的安全填埋場或獨立單元的衛(wèi)生填埋場。在條件允許的情況下，也可采用其他符合標(biāo)準(zhǔn)要求的處理方法。目前，由于缺乏有效的處理措施，一些垃圾焚燒廠在滲濾液處理過程中產(chǎn)生的濃縮液已成為行業(yè)不公開的秘密。為保護(hù)環(huán)境，避免次生環(huán)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(nèi)外研究人員對焚燒廠滲濾液的處理工藝進(jìn)行了改進(jìn)和更新，并不斷嘗試。應(yīng)用了許多更好的方法，許多實際工程運行效果良好。而MVR蒸發(fā)工藝是一種能有效解決焚燒廠滲濾液零排放的新工藝，全量化處理工藝路線如下：MVR蒸發(fā)系統(tǒng)+VP洗氣系統(tǒng)+干化系統(tǒng)+負(fù)壓蒸發(fā)系統(tǒng)。與原工藝相比，MVR蒸發(fā)法對不同季節(jié)、地區(qū)和焚燒工藝產(chǎn)生的滲濾液有穩(wěn)定的處理作用。

3.1 MVR蒸發(fā)工藝介紹

MVR（Mechanical Vapor Recompression）蒸發(fā)技術(shù)早在20世紀(jì)70年代就開始用于海軍艦艇海水淡化裝置。近年來，蒸發(fā)技術(shù)廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、海水淡化等領(lǐng)域。該系統(tǒng)在全球不同領(lǐng)域正常運行。這種成熟可靠的蒸發(fā)技術(shù)在節(jié)能環(huán)保方面具有無與倫比的先進(jìn)性。目前，該技術(shù)在垃圾填埋場垃圾滲濾液也廣泛應(yīng)用于處理、高鹽水處理和膜后濃縮液。

3.2 MVR蒸發(fā)工作原理

低耗能MVR（Mechanical Vapor Recompression 機(jī)械蒸汽再壓縮)蒸發(fā)裝置是根據(jù)同一壓力下各種材料沸點的不同特性設(shè)計的，通過加熱使材料達(dá)到某種溶劑的沸點，從溶液中蒸發(fā)分離。在垃圾滲濾液在處理過程中，主要設(shè)計廢水中水的特性。根據(jù)不同壓力下不同沸點的特性，將溶液加熱到沸騰狀態(tài)，使水與溶液分離。

3.3 工藝優(yōu)勢

MVR蒸發(fā)是一種靈活的工藝，只有電力或電力和蒸汽才能同時運行，洗滌后的水可以直接排放。另外，MVR蒸發(fā)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在長期連續(xù)穩(wěn)定運行中。一級蒸發(fā)產(chǎn)生的濃縮液量僅為10%左右，保證了后續(xù)濃縮液處理工藝能夠選擇最合適的處理能力，大大降低了濃縮液處理系統(tǒng)的投資。同時，由于整個零排放處理設(shè)備由同一環(huán)保企業(yè)建造，避免了不同部分的設(shè)備供應(yīng)商和服務(wù)提供商在運行過程中相互協(xié)調(diào)和推諉的問題。

3.4 MVR蒸發(fā)工藝的特點

1)滿足應(yīng)急處理的快速響應(yīng)趨勢，集成處理裝置、模塊化、集成設(shè)計；

2)無廠房等配套土建，比傳統(tǒng)工藝節(jié)約占地2/3以上；

3)無垢技術(shù)實現(xiàn)無垢蒸發(fā)；

四、安裝調(diào)試快；

5)實施遠(yuǎn)程值機(jī)系統(tǒng)，實時在線監(jiān)控；

6)對進(jìn)水水質(zhì)要求廣泛，適應(yīng)性更高COD、NH3-N、TDS、SS、硬度等指標(biāo)；

7)全量化、全天候處理；

8)與傳統(tǒng)工藝相比，污染液零排放，無后顧之憂；

9)高效靈活，隨開隨停，運行成本低。

10)高溫滅活病毒的自然屬性，積極應(yīng)對疫情常態(tài)化。

04 結(jié)語

垃圾焚燒廠滲濾液水質(zhì)復(fù)雜。雖然處理方法很多，但在《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《水污染防治行動計劃》（水十條）等法律法規(guī)的頒布中，對水污染防治提出了更高的要求。從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)角度考慮，制定適合焚燒廠滲濾液的出水標(biāo)準(zhǔn)，選擇符合焚燒廠滲濾液特點的工藝路線，達(dá)到減量化、無害化的效果。