垃圾焚燒發電廠廢水零排放工藝及其環境經濟效益探討

韓少龍，張陽陽，張敏

（1.中國電力工程有限公司，北京100048；2.國家能源投資集團，北京 100010）

1 引言

傳統上，人們日常產生的各種生活垃圾是通過填埋等方式來處理的。隨著科學技術的不斷發展，人們對生活垃圾的處理改為焚燒處理，這樣不僅可以達到垃圾減量，而且可以達到資源的再利用，可以有效地緩解垃圾處理難的難題[1]。經不完全統計，截至2019 年年底，國內建成并運行的生活垃圾焚燒發電廠超過430 座，處理能力達到4.924×105t/d。全國30 個省（區、市）垃圾焚燒發電累計裝機容量1.202×107kW，新增裝機容量為2.86×106kW，預計2020 年垃圾焚燒發電累計裝機容量將會達到 1.450×107kW[2]。

2 垃圾焚燒發電廠廢水零排放的必要性

垃圾焚燒發電廠在日常的運行中，會產生大量的廢水，其主要來自以下幾大方面：（1）垃圾儲存坑內堆放的垃圾經過發酵作用時生成的滲濾液；（2）廠區內工人等日常生活產生的廢水；（3）設備循環水池中排出的廢水；（4）用來冷卻爐渣產生的爐渣廢水；（5）臨時或長久堆放垃圾的區域沖洗所產生的廢水等。這五大部分的廢水除去第一種廢水，其他幾種廢水都相對較易處理。垃圾儲存坑內堆放的垃圾經過微生物等發酵產生的滲濾液是較難處理的，這類廢水污染物的濃度較高，有的甚至還含有有毒有害物質，這些物質一般是難降解的。一旦這部分廢水直接排出廠區，會直接對周圍地下水和地表水帶來巨大的污染，隨著地下水的滲流還會不斷擴大污染范圍[3]。

隨著全球各種環境問題激增，人類對環境保護的重視程度也在逐漸加大，環保部門對目前存在的垃圾焚燒發電廠的工藝要求也越來越高，在不斷提高環境評價要求的同時，也帶動了垃圾焚燒發電行業的技術革新，廢水零直排的概念也就應運而生。從工藝等各方面嚴格控制和處理垃圾焚燒發電過程產生的廢水，最大限度地實現資源再利用，進一步降低對環境的污染。因此，垃圾焚燒發電廠的廢水零排放是十分必要的。

3 垃圾焚燒發電廠廢水零排放工藝探討

垃圾經過汽車運輸到垃圾焚燒發電廠后，不可能立即進行焚燒處理，往往是需要臨時堆放在垃圾堆放池中。垃圾堆放的這個過程通常要持續約3～7d。由于物理性重力壓迫、微生物性發酵等都會產生廢水，這種垃圾滲濾液將成為垃圾焚燒發電廠的二次污染物。盡管我國垃圾分類工作已經開始，但由于尚處于開始階段，人們的分類意識還不是很強，就會導致生活垃圾中摻雜著工業垃圾、建筑垃圾、不可分解物等，這些無形中就會增加垃圾量，也會增加垃圾滲濾液的量，還會導致垃圾滲濾液的成分復雜，含的有害物質量增多。需要嚴格按照相關規范標準進行處理，嚴格進行物理滲漏處理、化學反應等，如果處理完后參照相關規范標準還不能達標排放的就需要集中收集、集中處理。

廣州市某垃圾焚燒發電廠就配備有滲濾液處理設備。該垃圾滲濾液處理設備由一整套的滲濾液處理系統構成，每天處理的垃圾滲濾液達400t，其采用“MBR+DTRO”處理工藝，經過處理系統處理后的達標污水會被視情況作為廠區道路清潔、廠區綠化以及焚燒爐循環冷卻水的水源。生化系統處理后的剩余污泥經過含有疊螺的污泥脫水機作用后會被運送到垃圾焚燒廠，這些脫水后的污泥會和一些生活垃圾充分摻混，送至焚燒爐中進行焚燒。DTRO 系統處理后的垃圾滲濾液會生成高濃度的濃縮水，這些高濃度的廢水會通過高壓泵進行加壓后運送到垃圾焚燒爐中進行焚燒處理。

爐渣水、地磅沖洗水具有化學需氧量（CODcr）、氨氮含量低，電導率、懸浮物（SS）含量高的特點，將其與垃圾滲濾液混合進入滲濾液處理系統，將導致滲濾液處理系統生化進水出現可生化性差、碳氮比例失調等問題，不利于滲濾液處理系統穩定運行。同時，此部分可生化性差的低濃度污水進入滲濾液處理系統，將占用系統垃圾滲濾液處理量，不利于滲濾液處理系統的經濟運行。

煙氣間沖洗廢水中往往含有石灰漿和活性炭等物質，導致該區域的沖洗廢水硬度高、堿性強、含鹽量高，未經處理直接進入生活污水處理系統，將影響生活污水系統微生物的正常繁殖以及活性污泥的培養，不利于生化系統的穩定運行。

4 環境經濟效益分析

廣州市某垃圾焚燒發電廠每天會產生廢水約400t，經過升流式厭氧污泥床、膜生物反應池和納濾等一系列的組合廢水處理系統后，約350t 的廢水可以達到相關的規范標準，這些廢水就可以經過消毒等處理后直接用作廠區的道路清潔和焚燒爐的循環冷卻水，尚存的50t 高濃度的廢液和污泥就會依次輸送到焚燒爐和垃圾坑中進一步處理。

經了解，該垃圾焚燒發電廠的整套廢水處理系統投入資金余達1 100 萬元，每年的運行和維護費用約400 萬元。這套廢水處理系統投入運行后，該廠每年向廠外排放的BOD5減少了近 2 000t、COD3減少近 700t、NH3-N 減少了近 100t。設備投入使用后，獲得了垃圾處理補貼費和上網售電收入，該廠每年處理垃圾500 000t，按照補貼文件（每噸補貼95 元）這樣每年的垃圾處理補貼費將近4 800 萬元，再加上發電量每年近1.4×108kW·h，按照上網電量售價0.55 元（/kW·h），這樣每年的上網售電收入就有近5 800 萬元，合計收益就達1.06 億元。再加上該發電廠實現了廢水零排放，每年取水量減少近110 000t，排水量減少140 000t，用水費每年減少近6 萬元，廢水排污費減少530 萬元，共減少費用536 萬元。

綜上所述，該垃圾焚燒發電廠廢水處理設施投資為1 100 萬元，按20 年折舊，每年折舊費用55 萬元，年運行費用為400 萬元，而由于廢水零排放的實現，每年減少取水費和廢水排污費共計536 萬元，加上每年創造的經濟效益為1.06 億元。顯而易見，實現垃圾焚燒發電廢水零排放所帶來的環境效益和經濟效益都是巨大的。

5 結語

社會在發展，垃圾量也在激增，垃圾焚燒發電技術逐漸成為處理這些廢棄垃圾的關鍵技術。但垃圾焚燒發電的過程中勢必會對環境帶來一定影響，在環保越來越受到重視的趨勢下，人們對垃圾焚燒發電中產生的廢料的排放提出了更高的要求。合理利用垃圾焚燒發電產生的廢水，不斷地改善垃圾焚燒發電技術，不僅可以實現垃圾焚燒發電廢水零排放，也能減輕環境污染，極大地節約了發電成本。

廣州市某垃圾焚燒發電廠采用升流式厭氧污泥床、膜生物反應池和納濾等一系列的組合廢水處理系統工藝處理垃圾滲濾液和生活廢水，其出水達到相關規范標準，這些廢水就可以經過消毒等處理后直接用作廠區的道路清潔和焚燒爐的循環冷卻水，尚存的高濃度的廢液和污泥會依次輸送到焚燒爐和垃圾坑中進一步處理。該垃圾焚燒發電廠實現廢水零排放后，不但每年向周圍水體減少排放BOD5近2 000t、COD3近700t、NH3-N 近100t 等，還具有一定的環境效益，并且由于可以減少取水費和廢水排污費，加上每年創造的經濟效益，實現廢水零排放產生的環境經濟效益是巨大的。