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垃圾焚烧厂渗滤液处理技术的重点与难点,附四大经典案例

热电论坛 2019-05-27 21:51:42

     垃圾焚烧厂渗滤液主要来自于垃圾本身持水、垃圾分解产生的液体以及垃圾收运过程中带入的雨水。垃圾焚烧厂渗滤液具有氨氮含量高、有机污染物浓度高、含盐量高、组分复杂,水质水量变化波动幅度大等特点,导致处理难度较大。
垃圾焚烧厂渗滤液的特点

      1.有机污染物浓度高、可生化性好

  垃圾焚烧厂渗滤液CODcr高达20000~60000mg/L,BOD5为10000~30000mg/L,属高浓度有机废水。渗滤液中绝大部分有机化合物为可溶性有机物,大约90%的可溶性有机碳由短链的可挥发性脂肪酸组成,其主要成分为乙酸、丙酸和丁酸,其次是带多羧基和芳香族羧基的灰黄酶酸,因此渗滤液的可生化性较好。


  2.氨氮浓度高

  渗滤液中氨氮浓度可高达1000~3000mg/L,渗滤液中的氮多以氨氮形式存在,约占总氮的75%~90%。


  3.盐份含量高

  渗滤液中的含盐量通常高达10000mg/L以上,采用膜处理会由于渗透压过大造成产水率过低,仅采用普通生化处理会因为含盐量过高造成启动困难,负荷较低,运行不稳,甚至无法运行。


  4.水量与水质变化波动幅度大

  渗滤液的产生量受城市垃圾收运系统类型、垃圾的组成、降雨等因素影响。渗滤液的日产量约为垃圾量的5%~40%。污染物浓度的变化幅度也达到3~5倍。


渗滤液处理常用技术路线

      1.生化+高级氧化+深度处理

  渗滤液的有机污染物浓度高且可生化性好,生化处理工艺是处理高浓度有机废水最为彻底和经济的工艺,可以在比较经济的条件下大幅度降解有机污染物,同时发挥脱氮除磷的效果,使得渗滤液总体处理成本较为节省。由于渗滤液中还包括许多难降解大分子有机物,采用生化处理技术处理后,总会保留一些不能被生物降解和吸附的“惰性COD”。工程实践表明,采用多种生化处理工艺,均可将渗滤液的CODcr降至1000mg/L以下,去除率非常可观,但出水一般不能直接达到排放标准要求。

  

  2.生化+膜工艺处理

  渗滤液经过生化处理后进一步采用膜工艺处理是目前最常用的渗滤液处理方法,该工艺出水水质好,可达到回用水的标准,对于渗滤液水质和水量的波动性也具有较高的抗变能力,运行稳定性高。经过膜分离处理后,污染物的效果是显而易见的,经分离后的出水能够国家相应的排放标准。而且膜技术具有能够连续化操作,机械化程度高,易于管理,水质的不稳定对膜处理的效果的影响较小。

  

  3.采用膜工艺处理或蒸发处理

  碟管式反渗透DTRO膜具有抗污染性好,膜通量较高,使用寿命较长等特点,碟管式反渗透DTRO膜前端只需经过砂滤保护便可直接处理渗滤液,即使在高浊度、高SDI值、高盐分、 高COD的情况下,也能经济有效稳定运行。

       MVC 蒸发工艺处理渗沥液具有启动快,耗能小,浓缩液比例低,占地面积小等优点。蒸发工艺存在的问题有:一是冷凝液中含有挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物,需要进一步处理方可达标,处理成本相对较高;二是渗沥液原液中 COD 比较高时,反应釜内容易起泡,直接影响出水水质和浓缩倍数,可投加消泡剂解决,费用较高;氨氮大部分转移到冷凝液中,后续采用离子交换处理时,树脂更换频率高。



技术重点和难点

      1.准确预测设计水量和水质

  准确预测设计水量和水质是工程设计的基础,垃圾焚烧厂渗滤液的日产生量应考虑集料坑中垃圾的停留时间、主要成分以及当地的降雨量等因素,垃圾焚烧厂渗滤液的水量和水质可参考同地区垃圾焚烧厂的运行数据。

  目前我国正大力推广垃圾分类和推进餐厨垃圾处理系统的建设,进入垃圾焚烧厂的垃圾组分必将发生一定的变化,餐厨垃圾的比例将逐渐降低,垃圾含水率将随着餐厨垃圾的比例降低而减小。预计进入焚烧厂的生活垃圾所产生的渗滤液水量将逐渐减小,污染物的浓度也将呈下降趋势。

  

  2.生化处理

  垃圾焚烧厂渗滤液的COD较高,直接采用好氧工艺则曝气系统耗能过高,因此渗滤液原液应先经过厌氧反应器降低有机污染物浓度后再进行好氧工艺处理。渗滤液中的氨氮浓度一般在500~2500mg/L,因此好氧处理单元应选用脱氮负荷高、脱氮效果好的工艺。膜生化反应器(MBR)由于超滤对微生物完全截留,使微生物的泥龄达到并且远远超过了硝化微生物生长所需的时间,并且可以繁殖、聚集达到完全硝化所需的硝化微生物浓度,这样使得废水中的氨氮能够完全硝化,同样污泥龄的延长以及高浓度的微生物也大大提高了对有机污染物的去除。

  

  3.膜系统的选择

  膜系统的选择受设计出水标准的影响,当出水仅需满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)时,可以优先选择纳滤膜,浓缩液比例低,且由于纳滤对一价离子的去除效果有限,浓缩液中的一价盐含量较少,浓液可经过适当处理后回流至生化系统,无须担心一价盐累积的问题。

  当出水不允许排放,需要回用和实现“零排放”时,由于纳滤出水中氯离子不能达到回用水标准要求,因此膜系统应选择采用反渗透膜或者“纳滤+DTRO膜”组合膜工艺。出水可达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中的敞开式循环冷却水系统补充水标准以及和《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)道路清扫、城市绿化、车辆冲洗标准,回用水可用于焚烧厂冷却系统补水和厂区的道路清扫、车辆冲洗以及绿化灌溉。


浓缩液处理的新思路

       近年来,对于新建垃圾焚烧厂的环保要求越来越高,许多新建的垃圾焚烧厂均要求渗滤液处理后回用以及“零排放”的要求,对渗滤液处理系统的设计提出了更高的要求。渗滤液经过膜处理后的清液可以达到回用的标准,与此同时产生的浓缩液如何处理是“零排放”的关键。

  生活垃圾焚烧飞灰必须进行必要的固化和稳定化处理之后方可外运处理,飞灰稳定化处理技术主要有熔融、烧结、固化、药剂等,一般采用固化法同时添加螯合剂达到飞灰稳定化,飞灰固化过程中需要消耗水,可使用渗滤液浓缩液作为飞灰固化的水源,节约用水的同时,可实现对渗滤液浓缩液中重金属离子的稳定化处理。


总结

目前,在渗滤液处理上膜系统处理效果明显,国内代表企业有金正环保,利用碟管式反渗透DTRO膜来处理垃圾渗滤液,运行成本低,出水效果好。

随着垃圾焚烧厂渗滤液组成复杂、污染物浓度极高,处理难度较大,处理标准也在不断提高,渗滤液的处理应从整个垃圾焚烧厂考虑 ,水处理界的专家们也在积极探索更多的渗滤液处理工艺。


案例


国内四大独创新、特、奇渗滤液处理案例:

1、湖北十堰市垃圾渗滤液处理项目


该工程是国内首座应用厌氧氨氧化技术处理垃圾渗滤液的工程项目。处理规模为150m3/d,生物处理工艺采用厌氧氨氧化工艺(Anammox);厌氧氨氧化出水TN小于100mg/L,TN去除率大于90%。项目的设计、建设、调试、运行由北京城市排水集团有限责任公司完成。


红菌反应池


建设团队

项目特点:国内首个采用厌氧氨氧化处理渗滤液的运行案例,无需外加碳源、运行成本低,在国内具有开创意义。

2、宝安垃圾焚烧厂渗滤液处理工程


该项目是目前国内唯一实现渗滤液处理盐分结晶回收的案例。该项目采用“厌氧+MBR+NF+RO+MVR蒸发浓缩结晶”的工艺流程,出水全部回用于焚烧厂循环水;结晶盐分离出工业级NaCl和KCl外售,生化污泥送入焚烧炉焚烧,厌氧沼气发电自用。2013年12月通过环保验收。2015年8月蒸发结晶系统投运。


厂区环境


工艺流程


提取回收物质


蒸发预处理前后结晶盐白度对比

项目特点:国内首创“水、结晶盐、腐植酸、沼气”资源化;蒸发结晶设备国产化,造价低、运行成本可接受。

3、深圳市下坪固体废弃物填埋场渗滤液处理项目

该工程属国内首创酸洗塔工艺运用于渗滤液处理工程中,通过对渗滤液中高浓度氨进行吹脱—吸收—饱和结晶处理,生产硫酸铵回收利用;该项目长达12年运行管理经验在国内较为少见。

工艺流程

左:氨吹脱塔;右:氨吸收塔


氨尾气结晶回收率可达90%以上,硫酸铵结晶品质满足《硫酸铵》(GB 535-1995)优等品标准。

项目特点:脱氨效率高、运行稳定、运行成本低、实现氨资源回收。

4杭州天子岭垃圾渗滤液处理项目


在执行当前的渗滤液排放标准框架下,膜工艺几乎一统天下。杭州天子岭垃圾渗滤液处理项目采用的芬顿-BAF工艺肯定会令人耳目一新。该项目处理水量:30T/d的中试和1500T/d的工程。


工艺流程


Fenton反应间


曝气生物滤池


水质效果

END

来源:烟台金正环保   给水排水

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