垃圾焚燒發電廠滲瀝液處理優化組合工藝

李 靜，徐寶國，陳金強

我國城市生活垃圾由于含水量高，入爐焚燒前在貯坑內堆放后，會發酵產生大量滲瀝液。在現有技術中，滲瀝液的處理方式主要有兩大類：一類是將滲瀝液經一定的預處理后直接排入城市污水處理廠進行合并處理；另一類是對滲瀝液進行單獨處理。采用合并處理方法時需通過管道將滲瀝液輸送到污水處理廠，運輸成本高，經濟上不合理，而且會對市政污水處理系統造成沖擊。對滲瀝液進行單獨處理的工藝方法有多種形式，但在處理效率、效果、投資成本等方面還不甚理想。因此，研發新型高效垃圾滲瀝液處理技術尤為重要。

1 滲瀝液來源及特性

1.1 來源

垃圾焚燒廠滲瀝液主要是指垃圾在貯坑內堆放過程中受擠壓作用排出的水分及垃圾中有機組分在貯坑內經厭氧發酵而生成的水分所組成的一種組分復雜的高濃度有機廢水。此外，由于垃圾在運輸過程中常常遭受雨水的淋浴、沖刷導致垃圾被傾倒入垃圾貯坑時會帶入大量雨水，由此構成了焚燒廠滲瀝液的另一個來源。

1.2 特征

垃圾滲瀝液的主要成分是有機物、氨氮和重金屬等，高濃度的垃圾瀝液主要在酸性發酵階段產生，其種類濃度與垃圾類型、組分、發酵時間密切相關。

（1）水質復雜，危害性大

垃圾滲瀝液中有93種有機化合物，其中22種被列入我國和美國EPA環境優先控制污染物的黑名單。此外滲瀝液中還含有10多種重金屬和氨氮等，水質成分十分復雜。

（2） CODcr和BOD5濃度高

CODcr可達 90000mg/l，BOD5可達 38000mg/l，和城市污水相比濃度極高。

（3） 金屬含量高

滲瀝液中含有10多種金屬離子，其中Fe含量2 050 mg/l，Pb 含量 12.3 mg/l，Zn 含量 370 mg/l，K和Na含量2 500 mg/l，Ca甚至高達4 300 mg/l。

（4） 可生化性差

垃圾滲瀝液中BOD5/TP＞300，與生化處理中微生物所需磷元素相差較大，營養元素比例嚴重失調。

（5）氨氮含量高、含鹽量高。

（6）色度深，有惡臭。

2 常用處理方法比較

2.1 回噴法

即將滲瀝液回噴入焚燒爐進行高溫氧化的處理方法。

回噴法適合于滲瀝液產量少、垃圾熱值高的場合，如用于處理熱值較低的垃圾會造成焚燒爐爐膛溫度過低、甚至熄火的狀況。中國垃圾由于含水率太高，滲瀝液產量大，回噴法并不適用。

2.2 生物處理法

（1）好氧生物處理技術

好氧處理主要有活性污泥法、生物膜法、間歇式活性污泥法（SBR）、循環活性污泥工藝（CASS）和好氧穩定塘等。

①活性污泥法 是目前污水處理中最常使用的方法，它對水的凈化作用主要通過微生物的代謝和活性污泥的吸附、絮凝沉淀來完成。

②生物膜法 是指廢水流過生長在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相間的物質交換降解廢水中有機污染物的方法。與活性污泥法相比，生物膜法對水量、水質要求低，能生長世代時間較長的硝化菌等微生物。

（2）厭氧生物處理技術

厭氧處理包括上流式厭氧濾池（AF）、上流式厭氧流污泥床反應器（UASB）、厭氧復合床反應器（UASBF）、厭氧折流板反應器（ABR）及厭氧穩定塘等等。

厭氧生物處理技術近年來發展很快。研究表明厭氧系統產生的氣體可以滿足系統的能量需要，若將這部分能量合理利用，既能夠保證厭氧工藝有穩定的處理效果，還能降低處理費用，是很有前途的處理工藝。特別是UASB工藝，由于負荷率大幅提高，停留時間縮短，是一種優選的生物預處理工藝。

盡管厭氧處理反應速率較慢，但因可以承受較高的有機負荷，所以當污水中有機物濃度較高（BOD>2 000 mg/l）時常采用厭氧生物處理技術[2]。

（3）厭氧與好氧結合處理

鑒于單獨采用好氧處理法或厭氧處理法并不能使出水水質達到國家排放標準。因此通常將上述2種方法結合使用，即先通過厭氧法降低滲瀝液中BOD和COD濃度再通過好氧法使出水達標。常用的組合有：UASB—生物接觸氧化組合工藝；厭氧消化—水解酸化—SBR組合工藝；UASBF—SBR組合工藝，UASB—A2/O組合工藝[2]。

2.3 物化處理法

滲瀝液的物化處理法包括絮凝沉淀、化學氧化、濕式氧化、氣提、蒸發、中和沉淀、活性炭吸附、膜分離法、光催化氧化法和電化學法等多種方法。物化法作為生物處理的后續保證工藝，可對污水進行消毒，并進一步去除懸浮物和可吸附有機物，確保出水水質達到設計要求；作為預處理技術可降低CODcr、BOD5，除去大部分NH3-N、重金屬離子、SS等污染物，提高BOD5/CODcr以改善滲瀝液的可生化性，減少重金屬離子和NH3-N對微生物活動的抑制作用。

與生物法相比，物化法不受水質水量的影響，出水水質比較穩定，尤其是對BOD5/CODcr較低（0.07～0.20），難以用生物法處理的垃圾滲瀝液，有較好的處理效果[2]。

3 垃圾焚燒發電廠滲瀝液處理工藝

鑒于垃圾滲瀝液水質的復雜性，在實踐中應充分發揮物化法和生物法各自的優勢，采用物化和生物聯合的方法對滲瀝液進行處理。為此，本文結合垃圾焚燒廠滲瀝液自身特點以及社會、經濟和環境等綜合因素，提出一種將斜板沉淀、水解酸化、SBR、混凝沉淀及消毒殺菌技術相結合的垃圾焚燒廠滲瀝液處理新工藝。

3.1 設計流量

本工藝所涉及垃圾焚燒廠規模為2 000 t/d，垃圾含水率選定為50%，根據估算，將滲瀝液產生量設定為400 t/d，以保證垃圾含水率過大時，污水處理系統也能正常運行。

3.2 進水水質

本次設計目標為滲瀝液處理后達到中水回用的水質標準（見表1），使處理后的中水能夠用于洗車、灰渣池冷卻水、沖洗垃圾卸料平臺等焚燒廠內部用水，實現焚燒廠內部水的循環利用。

表1 進水水質指標

3.3 工藝流程

該垃圾焚燒廠滲瀝液處理工藝需經過7個處理步驟（見圖1）。

圖1 垃圾焚燒廠滲瀝液處理工藝流程圖

（1）滲瀝液先用格柵篩濾，去除滲瀝液中粗大的懸浮物和雜物。

（2）將過濾后的滲瀝液送入調節池，在調節池內對滲瀝液進行調節水質的攪拌處理，有效水力停留時間為12天，通過計量泵控制出水水量。

圖2 斜板沉淀池結構示意圖

（3） 調節池出水進入斜板沉淀池（見圖2），斜板沉淀池水力停留時間為60～180 min，污泥停留時間為12～14 h，除去滲瀝液中易沉降的有機物和無機物雜質，使出水指標達到：CODcr＜15 000 mg/l，BOD5＜8 000 mg/l。

（4）將經過斜板沉淀的滲濾液送入折板式水解酸化池（見圖3），滲濾液從水解酸化池的一側進入，在水解酸化池內反應3～5 h，增加揮發性脂肪酸VFA、SCODcr、SBOD5含量，從另一側排出。

圖3 折板式水解酸化池結構示意圖

（5）將經水解酸化的滲濾液分批送入SBR反應池，然后按反應、沉淀，處理水（上清液）順序進行分批處理。處理包括五個階段，分別為進水期、反應期、沉淀期、排水排泥期和閑置期。其中進水期為1～4 h，反應期為4～8 h，沉淀期為2～4 h，排水排泥期和閑置期依據進水量和工況設定，使出水中的 CODcr≤300 mg/l，BOD5≤150 mg/l，NH3-N≤50 mg/l。

（6）將經過SBR反應池的滲濾液送入混凝池，按每升滲濾液投放聚合氯化鋁鐵PAF（）C 200 mg/l、硫酸鋁A（）

S 500 mg/l，投放混凝劑，混凝處理20～40 min，再經過 2～4 h的沉淀，使出水中的CODcr≤50 mg/l、BOD5≤20 mg/l、NH3-N≤30 mg/l、TP≤1 mg/l、SS≤10 mg/l。

（7）混凝池澄清后的出水經過消毒殺菌后循環利用。

3.4 環境效益

采用上述處理工藝處理后的滲瀝液，各項出水指標能夠達到《城市污水再生利用工業用水水質》(GB/T 19923-2005)中冷卻用水水質要求，可補充到垃圾焚燒發電廠循環冷卻水系統中回用。

滲瀝液中主要污染物一年的消減量為：

4 結語

采用本文所述工藝方法對垃圾焚燒廠滲瀝液進行處理后，出水效果良好，各項污染物指標值均大大降低，經處理后的中水直接用于垃圾焚燒廠灰渣冷卻、洗車、沖洗卸料平臺等，實現焚燒廠水的循環利用目標。

[1]垃圾焚燒廠滲瀝液處理技術的研究下載，劉晉、蔣嵐嵐.來自：環境工程，2010-09-30.

[2]城市垃圾填埋場滲瀝液處理技術下載，張、王新艷、曹巍、于潤.來自：環境衛生工程，2007-04-15.

[3]垃圾滲濾液的處理技術及其研究方向下載，付智娟、劉亞敏、孫桂琴，來自：江西化工，2005-12-30.