生活垃圾焚燒電廠滲瀝液濃縮液回噴研究

趙寶華

摘 要：垃圾焚燒發電廠垃圾滲瀝液膜處理后的濃縮液總氮和含鹽量高，易結垢。該文總結了滲瀝液濃縮液回噴爐膛的工藝流程，并全面分析了關鍵影響因素和對焚燒爐經濟性的影響，認為滲瀝液濃縮液回噴爐膛可實現滲瀝液的無害化處理，同時可以降低爐膛溫度，減少對爐膛的損害，但要保證霧化效果，合理控制回噴量，回噴量不宜大于垃圾處理量的10 %。

關鍵詞：垃圾焚燒電廠；滲瀝液；濃縮液；回噴

中圖分類號：X703 文獻標志碼：A

生活垃圾焚燒發電廠滲瀝液一般采用厭氧+硝化反硝化+膜法（超濾+納濾或反滲透）的工藝組合。經過膜處理工藝產生污染物濃度非常高的滲瀝液濃縮液，該濃縮液體積占滲瀝液量的13 %～30 %，膜濃縮液的處理和處置是垃圾滲瀝液零排放的關鍵。

1 滲瀝液濃縮液的特性

生活垃圾焚燒廠滲瀝液納濾和反滲透這種膜處理工藝屬于純物理的物質分離過程，其結果必然會產生污染物濃度非常高的滲瀝液濃縮液，該濃縮液體積占滲瀝液水量的13 %～30 %，顏色一般為棕黑色。膜處理系統濃縮液總氮高達400 mg/L以上，含鹽量高，電導率為50 mS/cm～80 mS/cm，易結垢，離子含量高。滲瀝液濃縮液富集了滲瀝液中幾乎所有的一價鹽，鹽分含量很高。

2 滲瀝液濃縮液處理工藝

目前，生活垃圾焚燒發電廠滲瀝液濃縮液的處理方式主要有：

2.1 濃縮液回流

將濃縮液回流到調節池，隨著長時間的回流，經過生化處理后的出水品質下降，后續膜組件結垢嚴重，膜的使用壽命也隨之降低。

2.2 蒸發工藝

可將處理溶液體積濃縮到不足原液體積的2 %～10 %，但系統結垢嚴重，使換熱效率和蒸發能效比降低，能耗較高，增加處理費用。

2.3 活性炭吸附+樹脂吸附

對難降解有機物吸附作用好，出水中有機物濃度低。活性炭不易再生利用、對親水性小分子有機物吸附效果較差，處理費用較高。

2.4 混凝沉淀處理技術

采用三氯化鐵作為混凝劑，對濃縮液進行混凝沉淀預處理，有一定的凈化效果，但不夠徹底，該工藝一般用于其他處理工藝的預處理。

2.5 高級氧化

可以較為高效地去除濃縮液中的有機物，但不夠徹底，有部分濃縮液殘留，易產生二次污染，不能徹底解決濃縮液問題。

2.6 焚燒處理

具有污染物去除徹底、減量效果好和處理速度快等優點，但是焚燒處理過程控制復雜、操作水平要求高，限制了焚燒處理法的推廣。

3 滲瀝液濃縮液回噴爐膛工藝

在生活垃圾焚燒發電廠中，滲瀝液濃縮液可噴入爐內焚燒處理。濃縮液噴入量根據爐內溫度來調節，爐膛溫度較高時增加濃縮液的回噴量，反之則減少回噴量。如果回噴濃縮液后，不能保證爐膛溫度時，應啟動輔助燃燒系統保證爐膛溫度。

3.1 回噴工藝流程

現有滲瀝液濃縮液回噴爐膛技術是將滲瀝液濃縮液噴入焚燒爐進行高溫氧化處理。主要工藝流程：濃縮液收集池→潛污泵→自動過濾器→緩沖罐→噴射泵→噴入爐膛。

3.2 影響因素分析

濃縮液回噴的關鍵是保證濃縮液充分霧化，以減少對焚燒爐燃燒條件的影響，而濃縮液的霧化程度受回噴系統運行條件和噴槍結構的限制。濃縮液成分復雜并隨季節變化，氯化物和硫化物在高溫煙氣中對受熱面管壁產生高溫腐蝕。因此，應注意過量回噴濃縮液可能造成的危害。

3.2.1 保證霧化效果

如果霧化效果不好，濃縮液可能會落在爐排垃圾上，導致垃圾燃燒不均勻。如果濃縮液落入爐排下灰斗內，黏在內壁上，會造成灰斗堵塞，甚至影響一次風的噴射和爐排的正常運行。對回噴濃縮液進行過濾，盡量減少雜質，避免由于滲濾液濃縮液中雜質過多而導致噴槍堵塞，影響霧化效果。定期檢查和清洗噴槍，確保噴槍正常工作。

3.2.2 科學控制回噴量

根據焚燒爐爐膛溫確定濃縮液的合理回噴量，當焚燒爐低負荷運行，燃燒條件不佳時，減少濃縮液回噴量，甚至停止回噴，以保證環保指標達到排放標準。垃圾低熱值小于4 184 kJ/kg時，爐膛內火焰較小，濃縮液不允許噴回。隨著垃圾低位熱值的增加，回噴量可相應增加，基本呈線性，但回噴量不應大于垃圾處理量的10 %。

3.2.3 運行實踐分析

某生活垃圾焚燒廠經過運行摸索實踐，自滲瀝液濃縮液回噴裝置啟用以來，緩解了滲瀝液池液位較高的狀況，同時也給運行調整帶來一些影響，主要有以下幾方面：

3.2.3.1 對煙道溫度的影響

濃縮液回噴對鍋爐煙道溫度的降低起到了很好的作用，濃縮液回噴量0.8 t/h～1.2 t/h時，鍋爐額定負荷42 t以上時，爐膛溫度較回噴前下降30 ℃～40 ℃，第一煙道溫度約降低3 ℃～5 ℃。

3.2.3.2 對料床的影響

在噴槍霧化不佳的情況下，容易造成焚燒爐的偏料，影響焚燒爐的燃燒。部分濃縮液直接落到料層上，吸收了部分垃圾干燥所需要的熱量，導致垃圾干燥不均勻，燃燒段后的燃燒不穩定。

3.2.3.3 對煙氣的影響

煙氣中含有部分水蒸氣，濃縮液回噴后，煙氣中的水分比例增加，在環境溫度低的時候，迅速凝結成水，煙囪會出現冒白汽現象，容易給周圍群眾造成誤會。

3.2.3.4 運行調整的影響

自動狀態下，滲瀝液回噴啟停只參考爐膛溫度，對鍋爐負荷變化較快，爐膛溫度變化時，回噴裝置由于有啟停前的沖洗過程，停運較慢，使調整過程加長，從而影響鍋爐負荷，降低鍋爐效率。

3.2.3.5 對管道積灰的影響

濃縮液回噴后煙氣濕度增加，細小的飛灰顆粒凝聚成核，容易附著在管壁外，煙氣空氣預熱器和過熱器管壁的積灰量增加，導致煙氣空氣預熱器和過熱器的傳熱效果變差。

3.2.3.6 對物料消耗的影響

濃縮液回噴后，物資消耗增加。濃縮液屬于高濃度污水，成分復雜，污染物濃度高、成分變化不穩定，含鹽量高，為保證煙氣達標排放，氫氧化鈣、活性炭、乙炔等物資的消耗會增加。

3.2.3.7 對廠用電的影響

濃縮液回噴后，廠用電相應增加。濃縮液回噴需要壓縮空氣、噴射增壓泵，廠用電會有明顯增加。

3.2.3.8 濃縮液回噴的損益計算

濃縮液回噴的運行成本主要為回噴過程中造成的發電減少，其他消耗忽略不計。其發電降低計算如下：

η損在14.4 %～20 %。當爐膛溫度維持在850 ℃～1 000 ℃，計算η損為16 %。

P損=（Q損×η損）/（3.6×102）=134.7 kW·h

按照現行垃圾焚燒發電上網電價0.65元/kW·h計算，每回噴1 t濃縮液造成電量損失約87.6元。

4 結論

（1）濃縮液回噴焚燒可實現濃縮液的徹底無害化處理，同時可以減少高溫對焚燒爐運行工況的影響，提高運行效率，但鹽類可能會在受熱面管壁引起漸進的高溫腐蝕。應合理控制濃縮液的霧化效果、回噴量等，根據垃圾低位熱值、爐型等綜合考慮。

（2）濃縮液回噴產生的運行費用為濃縮液噴入爐膛蒸發所消耗熱能造成的發電損失，但其也可有效減少因結焦導致的停爐時間，提高鍋爐的可靠性與經濟性。

（3）應根據所焚燒垃圾的熱值、垃圾費補貼、爐型、濃縮液產出量等，探索濃縮液回噴的數量，研究煙氣量、煙氣溫度與濃縮液回噴之間的關系，從而實現回噴的效益最大化。

（4）當垃圾低位熱值小于4 184 kJ/kg，爐膛溫度低于850 ℃時，不允許回噴垃圾濃縮液。隨著垃圾低位熱值的增加，可相應增加濃縮液回噴量，但不宜大于垃圾處理量的10 %。

參考文獻

[1]鄧旭亮，榮麗麗，張春燕，等.膜濾濃縮液處理技術研究進展[J].工業水處理，2011，31（6）：10-13.

[2]管錫珺，趙亞鵬，智雪嬌，等，垃圾填埋場反滲透濃縮液回噴至附近垃圾焚燒廠焚燒研究[J].環境工程，2016（5）：123-136.