垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的處理和回收利用
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,各種環(huán)境污染不斷加重。特別是城市化進程的不斷加速,導致城市人口迅速擴增,城市生活垃圾成倍增長,為減少生活垃圾對環(huán)境帶來的污染,通常利用堆肥、焚燒、綜合利用和填埋等方式對其進行處理,但在各種處理過程中都會不可避免地產(chǎn)生垃圾滲濾液。因此,研究和探討垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的處理和回收對策具有非常重要的現(xiàn)實意義。為此,分析了垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的特點,提出了幾點處理及回收的有效措施,以期能為我國垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的處理和回收利用提供一些參考和借鑒。
關鍵詞:垃圾焚燒發(fā)電廠;垃圾滲濾液;處理;回收利用
1引言
近年來,隨著城鎮(zhèn)化進程的加快,城市人口越來越多,而土地資源相對短缺,能夠用于生活垃圾填埋的場所越來越少,按照城市生活垃圾處理減量化、無害化和資源化的原則,利用垃圾焚燒發(fā)電成為了城市垃圾處理的一條重要出路。但在垃圾焚燒發(fā)電前期存儲過程中不可避免地產(chǎn)生垃圾滲濾液,因此探索垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的處理和回收利用方法具有非常重要的現(xiàn)實意義。
2垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的特點
2.1水質特點
生活垃圾進入焚燒爐前需在垃圾貯坑內需堆酵3~7d,以使垃圾熟化并瀝除水分,提高垃圾熱值,此過程中會產(chǎn)生大量垃圾滲濾液。垃圾焚燒發(fā)電廠的垃圾貯坑一般建在室內,且垃圾滲濾液是由生活垃圾在短短數(shù)天內堆酵形成的,故滲濾液主要為垃圾本身的水分、垃圾中易降解成分短期發(fā)酵形成的水分、垃圾溶出的污染物及隨水流出的細小懸浮物。
在我國,大部分生活垃圾熱值低、水分大,垃圾滲濾液中各種污染物含量多,危害程度大。具體地說,垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液水質呈現(xiàn)以下特性:①成分復雜,有機污染物濃度高,COD和BOD5濃度為20000~60000mg/L。
②氨氮含量高。垃圾焚燒電廠滲濾液中的含氮化合物含有大量有機氮,經(jīng)過厭氧生物降解,有機氮可發(fā)生氨化作用而轉化為無機態(tài)的氨氮。
③鹽分高。垃圾焚燒電廠滲濾液中鹽分濃度很高,其中氯離子濃度達到數(shù)千mg/L,高濃度的氯離子會對微生物活性產(chǎn)生抑制作用,再加上氯離子又是一種滲透力極強的腐蝕介質,需要對處理設施進行防腐處理;垃圾滲濾液中Fe、Ca的含量也很高,尤其是Ca2+的大量存在,會導致管道、處理設施嚴重結垢,并且還會在污泥中積累,影響污泥活性。
④微生物營養(yǎng)元素比例失調,滲濾液中TP含量較低。
⑤懸浮物含量很高,滲濾液呈黃褐色或者灰褐色,有強烈惡臭味。
2.2水量特點
據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示,在垃圾焚燒發(fā)電廠中,垃圾滲濾液可以占到進場垃圾量的10%~28%。滲濾液水量和進場垃圾前處理有著非常密切的關系。在進場前,壓縮處理比較徹底的垃圾含水率較低,壓縮處理一般的垃圾含水率就比較高。與此同時,受氣候、季節(jié)、溫度等因素的影響,垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液水量變化較為明顯。通常情況下,雨季是垃圾滲濾液產(chǎn)生的高峰期,而旱季的滲濾液產(chǎn)生量比較少。
3垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的處理
通過對垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的處理可達到以下目標:一是使垃圾滲濾液的水質達到《污水綜合排放標準》的國標一級排放標準,避免滲濾液對環(huán)境造成污染;二是利用產(chǎn)生的甲烷氣體進行發(fā)電,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用;三是對垃圾滲濾液進行深度處理之后,用于渣池、配置石灰乳。處理流程如下。
3.1預處理
預處理一般采用物化處理技術去除滲濾液中部分有機污染物、氨氮和固體懸浮物濃度,以降低對生物的抑制作用。目前常用的預處理方法主要包括混凝和氨吹脫。
3.2厭氧生物處理
厭氧生物處理系統(tǒng)主要使用中溫兩級上流式厭氧反應器。兩級上流式厭氧反應器的第一級主要用于液化和水解固態(tài)有機物,以稀釋和緩沖負荷沖擊,同時對難以降解的固態(tài)物質進行有效截留;第二級主要是保持厭氧條件,有效降解有機物,生成含甲烷濃度較高的消化氣。經(jīng)厭氧生物系統(tǒng)生成的甲烷氣體可以進行燃燒處理。
3.3好氧生物處理
好氧生物法不僅可以有效降解有機污染物,還可以通過硝化作用去除氨氮,主要有活性污泥法、生物膜法和新型的膜生物反應器(MBR)等。其中MBR通過膜的高效截留作用,可以使微生物完全被截留在生物反應器內,也使反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡實現(xiàn)完全分離。
因此,MBR污泥濃度高,抗沖擊負荷能力強,較長的污泥齡有利于增殖緩慢的硝化細菌的生長繁殖,為硝化提供良好的條件。目前,MBR已得到越來越多的應用,可以替代傳統(tǒng)的活性污泥法對城市生活垃圾焚燒廠滲濾液進行處理。
3.4深度處理
深度處理系統(tǒng)由臭氧氧化系統(tǒng)和膜處理系統(tǒng)組成,其中,膜處理系統(tǒng)又由超濾和納濾組合而成,能夠徹底分離水中的污染物,滲濾液經(jīng)過處理之后能達到《污水綜合排放標準》的國標一級標準。臭氧氧化系統(tǒng)由兩路組成,一路是應急系統(tǒng),可對膜處理后的排水加以進一步處理,以確保滲濾液處理后的水質標準;另一路是處理納濾濃液,通過把納濾濃液高級氧化后再次返回系統(tǒng)進行處理,以最大限度地控制污染指標,盡可能地減少滲濾液污染物給環(huán)境帶來的危害。
3.5污泥處理
污泥處理系統(tǒng)由污泥脫水機、污泥濃縮池和相應的加藥設施等組成,主要用于對滲濾液處理系統(tǒng)中生成的污泥實行減量化處理。污泥壓干將其含水量降低到70%以下后可以在垃圾焚燒電廠焚燒爐里焚燒處理。
4垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液的回用
在我國,滲濾液經(jīng)過處理后可以用于廠區(qū)保潔、沖洗垃圾運輸車及生產(chǎn)(如配置石灰乳、渣池)。由于垃圾滲濾液納濾濃水鹽分高且含有大量大分子有機物,生化性較差,直接重新進入系統(tǒng)可能會影響系統(tǒng)生化性能。故爐內回噴和生產(chǎn)處理(如配置石灰乳)成了垃圾滲濾液納濾濃水主要的處理途徑。其中,爐內回噴可降低爐內溫度,所以要限制回噴量;赜糜谠、配置石灰乳等工藝時,能處理的納濾濃液量較小。所以,在垃圾滲濾液處理生產(chǎn)過程中,要盡量提高納濾產(chǎn)水率,降低濃水產(chǎn)生量,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
城市垃圾一般通過垃圾運輸車從中轉站轉運至垃圾焚燒電廠,垃圾運輸車在垃圾焚燒電廠卸下垃圾出廠前通常需要進行清洗,以避免對城市道路造成污染。垃圾車清洗對水質要求不高,用滲濾液最終排放水清洗車輛是廢水回用的理想方法。
利用先進的處理工藝(如反滲透工藝),對滲濾液進行有效處理可使其達到冷卻循環(huán)水補水的要求。垃圾焚燒發(fā)電廠每天都需要大量的循環(huán)水補充量,一般不低于1.5×106m3/d,如果將經(jīng)過處理以后的滲濾液最終清液作為循環(huán)冷卻補充水,就能夠實現(xiàn)廢水的零排放。垃圾焚燒電廠垃圾滲濾液生化后,反滲透工藝的清液可以作為鍋爐冷卻循環(huán)補充水,濃液通過爐內回噴和配置石灰乳消耗掉,最終實現(xiàn)廢水的零排放。
垃圾滲濾液經(jīng)處理以后,可靈活回用于垃圾滲濾液車輛沖洗、爐內回噴、配置石灰乳、循環(huán)冷卻用水等各個方面。
5結語
垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾滲濾液是一種具有高污染的特殊廢水,對其處理所需的運行成本和投資要比一般的工業(yè)廢水和城市污水高出許多。目前垃圾焚燒發(fā)電廠主要通過預處理、生物處理以及深度處理等工藝,對滲濾液實施有效處理,使其達到《污水綜合排放標準》的一級排放標準。在此基礎上,要運用科學合理的組合工藝,在減少滲濾液對環(huán)境污染的同時,實現(xiàn)對可回用水和甲烷資源的循環(huán)利用,在垃圾發(fā)電項目中貫徹循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展理念,使之獲取更大的社會效益和經(jīng)濟效益。