垃圾焚燒廠垃圾滲濾液的深度處理

摘要：隨著城市規(guī)模的擴大和人口的增多，生活垃圾的產(chǎn)生量也迅速地增長。根據(jù)《城市生活垃圾管理辦法》的要求，城市生活垃圾的治理實行減量化、資源化和無害化的原則，采用填埋、堆肥、焚燒等方法對生活垃圾進行處理。但是無論采用何種方法，均會產(chǎn)生垃圾滲濾液，若不加處理而直接排入環(huán)境當中，會造成嚴重的環(huán)境污染。本文以某垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的垃圾滲濾液為例，分析了垃圾滲濾液的深度處理工藝與技術(shù)。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；MBR；納濾；反滲透

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0060-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.033

Advanced treatment of landfill leachate from waste incineration plants

Tu Haiqiao

（Shenzhen Zhongtuo Tianda Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Shenzhen Guangdong 518126，China）

Abstract： With the expansion of the city scale and the increase of population， the production of domestic waste has also rapidly increased. According to the requirements of the “Measures for the Management of Urban Living Garbage，” the principle of reducing， recycling， and decontaminating urban living garbage shall be implemented. Landfills， composts， and incineration shall be used to treat domestic garbage. However， no matter which method is used， landfill leachate will be generated. If no treatment is performed， the waste will be directly discharged into the environment， causing serious environmental pollution. This paper takes the landfill leachate from a waste incineration power plant as an example to analyze the advanced treatment process and technology of landfill leachate.

Keywords：Landfill leachate； MBR； Nanofiltration； Reverse osmosis

1 垃圾焚燒廠滲濾液特點分析

1.1 滲濾液的水量特點

垃圾滲濾液主要來源于儲運過程中滲入雨水和地表水、垃圾發(fā)酵分解產(chǎn)生的水分和垃圾本身所含的水分，一般認為滲濾液產(chǎn)量是垃圾處理量的10%～20%。滲濾液的產(chǎn)生量隨季節(jié)變化明顯，在冬季一般為生活垃圾量的8%～10%；夏季一般為生活垃圾量的12%～15%左右，暴雨時高達生活垃圾量的20%～25%。

焚燒工藝的不同對滲濾液的產(chǎn)生量也存在一定的影響，使用循環(huán)流化床工藝的，垃圾經(jīng)過預(yù)處理后就直接進入鍋爐焚燒，無需對垃圾進行堆酵和儲存，因此產(chǎn)生的垃圾滲濾液會相對較少[1]。使用爐排爐工藝的，由于新鮮垃圾焚燒熱值較低，需要對生活垃圾進行2～4d的堆酵后再進行焚燒處理。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，堆酵48h析出的垃圾滲濾液量為生活垃圾中堆酵可析出的滲濾液量的99%。

1.2 滲濾液的水質(zhì)特點

通過對垃圾焚燒廠滲濾液水質(zhì)特性的分析可以看出，焚燒廠滲濾液主要有以下特點：

（1）垃圾滲濾液中不僅含有有機物，還含有油、氨氮、重金屬等污染物，水質(zhì)水分復(fù)雜，濃度變化大。

（2）焚燒廠垃圾滲濾液大多是當天產(chǎn)生的，未經(jīng)厭氧發(fā)酵、水解、酸化過程，內(nèi)含多種難降解有機物，具有COD、BOD5濃度極高、毒性大、難處理等特點。

（3）垃圾滲濾液中的微生物營養(yǎng)元素比例失調(diào)，在系統(tǒng)調(diào)試啟動的時候，需要加入一定量磷酸二氫鉀，以補充磷營養(yǎng)元素。

（4）垃圾焚燒廠滲濾液的氨氮值在1.2g/L以上。

2 項目概況

要求達標產(chǎn)水量不低于308m3/d，即深度處理系統(tǒng)的總回收率不低于70%，出水水質(zhì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923-2005）中表1敞開式循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準，濃水采用回噴焚燒處理，不考慮濃水單獨處理方案。

項目設(shè)計采用“機械過濾+調(diào)節(jié)池+混合反應(yīng)沉淀池+厭氧系統(tǒng)+A/O系統(tǒng)+膜生物反應(yīng)器（TMBR）+納濾系統(tǒng)（NF）+反滲透系統(tǒng)（RO）”工藝，以滿足垃圾滲濾液水量變化大、較強的抗沖擊負荷能力、高負荷處理能力、高氨氮處理能力、重金屬離子和鹽分含量高的問題[2]。

工藝流程圖

3 膜工藝設(shè)計

3.1 膜生化反應(yīng)器

大量的微生物（活性污泥）在膜生物反應(yīng)器內(nèi)與基質(zhì)（滲濾液中的可降解有機物等）充分接觸，通過氧化分解作用進行新陳代謝以維持自身生長、繁殖，同時使有機污染物降解。膜組件對滲濾液和污泥的混合液進行固液分離。污泥被濃縮后返回生物反應(yīng)器，從而避免了微生物的流失。膜組件相當于傳統(tǒng)工藝的二沉池，但是克服了傳統(tǒng)二沉池的很多缺點[3]。

膜生物反應(yīng)器（MBR）主要由膜組件和生物反應(yīng)器兩部分組成，根據(jù)組合方式可分為外置式和內(nèi)置式（浸沒式）。對于垃圾滲濾液處理而言，內(nèi)置式膜生化反應(yīng)器的使用將會產(chǎn)生較多問題，因此，本項目設(shè)計采用外置式膜生化反應(yīng)器。管式超濾膜進水泵將好氧池內(nèi)滲濾液泵至管式超濾膜系統(tǒng)進行固液分離和濃縮，濃縮液回流到厭氧池，多余部分流至污泥儲存池。管式超濾膜系統(tǒng)設(shè)有2個環(huán)路，每個環(huán)路設(shè)有4根德國特里高公司生產(chǎn)的直徑為8mm、內(nèi)表面為PVDF的管式超濾膜，每個環(huán)路有單獨的循環(huán)泵，沿膜管內(nèi)壁提供一個需要的流速，從而形成紊流，產(chǎn)生較大的過濾通量，避免膜管堵塞。經(jīng)管式超濾膜處理后的水，經(jīng)檢測合格后進入納濾系統(tǒng)[4]。

3.2 納濾系統(tǒng)

外置式膜生物反應(yīng)器生物總反硝化率超過99%，出水的氨氮、總氮等已經(jīng)達到排放標準。但是難生化降解的有機物形成的COD和色度仍然超標。由于管式超濾膜出水不含懸浮物和可生物降解的有機物，設(shè)計采用納濾膜對管式超濾膜出水進行深度處理，以去除難生化降解的有機物、色度。納濾膜是介于反滲透和超濾之間的一種新型的壓力驅(qū)動型膜分離技術(shù)。它具有兩個特性：水中的分子量為數(shù)百的有機小分子成分具有分離性能；對于不同價態(tài)的陰離子存在道南效應(yīng)。納濾膜對一價離子不作截留，因此納濾膜可以在把不可降解的大分子有機物截留在濃縮液中隨濃水排出。納濾膜的實際操作壓力在7bar左右，能耗較低，因此納濾膜的運行能耗較低。本項目納濾系統(tǒng)設(shè)有兩條環(huán)路，環(huán)路內(nèi)設(shè)有一支耐壓膜殼，耐壓膜殼內(nèi)設(shè)有4支美國GE公司生產(chǎn)的卷式納濾膜元件，清液產(chǎn)率可達到85%以上。

3.3 反滲透系統(tǒng)

反滲透系統(tǒng)是本流程中最主要的脫鹽裝置，它具有極高脫鹽能力，能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100 的有機物，但允許水分子透過，反滲透復(fù)合膜脫鹽率一般大于98%。采用反滲透膜能有效截留垃圾滲濾液中溶解態(tài)的有機和無機污染物、鹽分，使出水滿足要求。

反滲透膜在垃圾滲濾液處理的應(yīng)用中，根據(jù)形式可分為有碟管式反滲透膜和卷式反滲透膜。由于碟管式反滲透膜運行壓力高達70～120bar、單支膜過濾面積較小，導(dǎo)致投資成本和運行能耗較高，占地面積較大，因此設(shè)計采用卷式反滲透膜作為納濾膜的后處理，完全可以滿足系統(tǒng)運行要求。本項目反滲透系統(tǒng)設(shè)有一條環(huán)路，環(huán)路內(nèi)設(shè)有三支耐壓膜殼，耐壓膜殼內(nèi)設(shè)有12支美國陶氏公司生產(chǎn)的卷式反滲透膜元件，清液產(chǎn)率可達到80%以上。

4 結(jié)論

垃圾滲濾液經(jīng)處理后滿足冷卻循環(huán)水補充水水質(zhì)要求，用于補充冷卻循環(huán)水、綠化、渣池、配置石灰乳等途徑，既解決了排水問題，又節(jié)約了水資源的消耗，同時削減了污染物的排放量。

參考文獻

[1]美國海德能公司，《反滲透和納濾膜產(chǎn)品技術(shù)手冊》2017版.

[2]GE發(fā)電設(shè)備與水處理及工藝過程處理《工藝分離膜產(chǎn)品技術(shù)手冊》2010版.

[3]HJ564-2010，生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范[S].

[4]CJJ 150-2010，生活垃圾滲瀝液處理技術(shù)規(guī)范[S].

收稿日期：2018-05-24

作者簡介：涂海橋（1978-），男，本科，研究方向為工業(yè)純水、廢水處理及回用。