垃圾焚燒發(fā)電廠廢水零排放工藝及其環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益研究

盧林

摘要：本文以垃圾焚燒發(fā)電廠廢水零排放工藝為重點展開討論，分析利用工藝處理廢水的過程，使得垃圾焚燒發(fā)電廠廢水零排放工藝實現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)理念，在不破壞生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒;廢水零排放;環(huán)境;經(jīng)濟(jì)效益

利用垃圾焚燒進(jìn)行發(fā)電會產(chǎn)生大量的污水，這些污水大部分都是垃圾的滲濾液，主要源自垃圾坑，當(dāng)垃圾累積到一定的數(shù)量腐爛發(fā)酵后其內(nèi)部的水分就會流出，久而久之就形成了大量的廢水，這其中存在大量無法降解的物質(zhì)，如果不能及時有效地對其進(jìn)行處理，長期如此會嚴(yán)重破壞周圍的生態(tài)環(huán)境。從垃圾焚燒發(fā)電廠中得到的廢水不僅具有超高的負(fù)荷性，其還具有一定的復(fù)雜性，這就對相應(yīng)的處理工藝提出了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。總結(jié)歸納國內(nèi)外幾十年的實踐經(jīng)驗，我們發(fā)現(xiàn)僅依靠生化措施對滲濾液進(jìn)行處理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)標(biāo)的。膜技術(shù)、氨吹脫等都是近些年提出的工藝技術(shù)，對于垃圾滲濾液的處理都有一定的幫助，本文主要介紹一種工藝即升流式厭氧污泥床、膜生物反應(yīng)器以及納濾的結(jié)合工藝，該組合對于廢水處理具有突出效果。

一、垃圾焚燒發(fā)電廠廢水零排放工藝

BOD/COD的比值用于判斷污水可生化性的高低，比值越高說明可生化性越好。在本文研究中如果比值在0.4以上就說明垃圾滲濾液具有良好的生化性，降解率較優(yōu)。首先將垃圾滲濾液放入調(diào)節(jié)池，之后進(jìn)入升流式厭氧污泥床反應(yīng)器，隨后按照一定的速度從下至上進(jìn)行流動，途經(jīng)懸浮污泥床、顆粒污泥床，有機(jī)物會被吸附進(jìn)而分解。如果產(chǎn)生沼氣，則會通過反應(yīng)器上部的集氣室排出。當(dāng)含有大量懸浮污泥的廢水放于沉降區(qū)，如果沉淀性較好則將其返回至UASB反應(yīng)器的主體部分。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器中具有高濃度的污泥，對于COD容積負(fù)荷有提升效果，污泥長期處在膨脹流化狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)泥水間的充分接觸。

膜生物反應(yīng)器中既包括超濾系統(tǒng)，同時還囊括了硝化池、反硝化池。在硝化池中借助特殊系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)25%的氧利用率。在活性超強(qiáng)的好氧微生物的幫助下，大部分有機(jī)物都能被降解。由于垃圾滲濾液中存在濃度較高的NH3-N，這對微生物的活性有極大的不利影響，為此我們需要借助反硝化池對其濃度進(jìn)行降低。在膜生物反應(yīng)器，超濾系統(tǒng)的存在能夠使得凈化水與菌體分離開來，污泥回流后反應(yīng)器中的微生物密度能夠有所提升。長期循環(huán)往復(fù)就能培養(yǎng)出微生物菌群，這樣就能對一些分解難度較大的有機(jī)物產(chǎn)生作用，使其實現(xiàn)逐步降解。

從膜生物反應(yīng)器中出去的水質(zhì)其NH3-N濃度通常已經(jīng)沒有問題了，但是還存在一些尚未降解的有機(jī)物，利用納濾結(jié)合脫鹽深度處理的方式可以保證水質(zhì)的化學(xué)耗氧量達(dá)標(biāo)。

在經(jīng)過一系列的工藝處理后，垃圾滲濾液已經(jīng)基本符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通常會將這些處理好的廢水進(jìn)行二次利用，如用于清洗、冷卻物質(zhì)。

由于現(xiàn)存的水資源稀缺，我們要想辦法對循環(huán)冷卻塔及鍋爐排污水進(jìn)行再次利用。但是這些污水中存在非常多的阻垢劑、無機(jī)鹽，如果經(jīng)用混凝過濾進(jìn)行處理，不會產(chǎn)生較為理想的效果。因此可以理由超濾系統(tǒng)結(jié)合納濾工藝進(jìn)行深度處理。超濾系統(tǒng)對于去除懸浮物有較強(qiáng)作用，能夠?qū){濾膜起到一定的防護(hù)保障，延長納濾膜使用時間。納濾對無機(jī)鹽的去除效果較為明顯，二者結(jié)合處理污水，可以提升水質(zhì)。

利用升流式厭氧污泥床、膜生物反應(yīng)器以及納濾的結(jié)合工藝具有多重優(yōu)勢：1.升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的使用可以保證在低成本的前提下對污水中的大量有機(jī)物進(jìn)行降解，這樣對于后續(xù)處理系統(tǒng)操作費用的節(jié)約有較大意義。2.膜生物反應(yīng)器將生化反應(yīng)器與膜分離完美融合在一起，進(jìn)而使得超濾系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中的二沉池，保證了處理后的水質(zhì)沒有較多的懸浮物以及細(xì)菌，與一般工藝相比，該處理系統(tǒng)具有較高的有機(jī)物降解率。3.本文所涉及的超濾膜指的是我國陶瓷超濾膜，無論是從組件還是封密技藝來說，都是無可比擬的。該超濾膜的應(yīng)用達(dá)到了低消耗、高效率的處理水平。同時還基于污水的特點設(shè)置了顆粒分離裝置，對于避免通道堵塞起到了一定的作用。4.在此組合工藝中，利用了多級納濾方式，這樣就能有效保證處理后的水質(zhì)處于達(dá)標(biāo)水平。

二、濃水處理工藝比較

當(dāng)前針對垃圾滲濾液處理的納濾、反滲透濃水，最具代表性的處理方式是蒸發(fā)。該方式采取加熱手段將濃水中的部分液體蒸汽化，以便達(dá)到提升濃水中非揮發(fā)性組分濃度的目的。一般來講，溫度、液面暴露面積與蒸發(fā)速率是成正比的關(guān)系，溫度越高，蒸發(fā)速度越快;而壓強(qiáng)與蒸發(fā)速度是成反比的，壓強(qiáng)越低，蒸發(fā)速率反而會加快。如果利用蒸發(fā)技術(shù)對膜濃縮液進(jìn)行，可以將其體積縮至原來的10%。當(dāng)前最常見的蒸發(fā)技術(shù)包括多效蒸發(fā)以及浸沒燃燒蒸發(fā)。

（一）多效蒸發(fā)

不論在何種壓強(qiáng)下進(jìn)行蒸發(fā)，單效蒸發(fā)需要蒸發(fā)一單位水總要消耗多于一單位的加熱蒸汽。因此如果采用該工藝需要消耗大量的加熱蒸汽，為了降低蒸汽的消耗量，我們提出了多效蒸發(fā)。這種工藝手段可以借助生蒸汽產(chǎn)生二次蒸汽，利用二次蒸汽進(jìn)行作用，這樣就可以降低生蒸汽的消耗量。一般情況下，該工藝在處理垃圾滲濾液過程中需要利用強(qiáng)制循環(huán)立式換熱器，污水走換熱管內(nèi)部，蒸汽在換熱管內(nèi)部，以此控制液體流速，避免產(chǎn)生管路堵塞問題。

（二）浸沒燃燒蒸發(fā)

該工藝以沼氣為燃燒源，對膜濃縮液進(jìn)行處理。它借助燃燒所產(chǎn)生的高溫氣體直接接觸處理液，幫助水分得到快速蒸發(fā)，這是一種常壓狀態(tài)下的蒸發(fā)工藝。該工藝是由清華大學(xué)教授岳東北研發(fā)而成，當(dāng)前已經(jīng)應(yīng)用于多個垃圾焚燒電廠。

但是該工藝有一個限制因素，膜濃縮液中一般氯離子的濃度較高，而該分子會在70度以上的環(huán)境中產(chǎn)生針對于金屬的強(qiáng)腐蝕性，因此設(shè)備腐蝕成了該工藝手段發(fā)展的制約因素。此外該工藝手段還會受到厭氧池沼氣產(chǎn)量的干擾。

三、環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益分析

某垃圾焚燒發(fā)電廠平均每天產(chǎn)生廢水約為396噸，在組合處理工藝的幫助下，其中316噸達(dá)到GB/T 18920-2002、GB/T 19923-2005，在經(jīng)過相應(yīng)的消毒處理后，可以將其用于清洗或者冷卻，產(chǎn)生的80噸濃液和污泥被分別送至焚燒爐和垃圾坑。

（一）廢水處理設(shè)施投資

該垃圾焚燒發(fā)電廠廢水處理設(shè)施投資為1 100萬元，年運行費用為433.62萬元。

（二）環(huán)境效益

該垃圾焚燒發(fā)電廠將廢水處理后進(jìn)行再次利用，每年至少能夠減排一千八百余噸的BOD5、三千七百余噸的COD以及約一百噸的NH3-N。

（三）環(huán)境效益

該發(fā)電廠的收益項包括垃圾處理費、垃圾補貼費、發(fā)電費等。綜合各方面的收益分析，每年共計可以得到10 479.63萬元的收益。

從上述分析來看，該垃圾焚燒發(fā)電廠利用廢水零排放工藝不僅能夠獲得環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)效益也能得到提升。

四、結(jié)語

某垃圾焚燒發(fā)電廠在處理垃圾滲濾液時應(yīng)用了組合工藝，其中主要包括：升流式厭氧污泥床、膜生物反應(yīng)器以及納濾，通過此工藝的處理，無論是滲濾液還是生活廢水其水質(zhì)都能達(dá)標(biāo)，在經(jīng)過一系列的消毒處理后就可以重新利用其進(jìn)行清洗或者冷卻。處理過后，除了會產(chǎn)生一定量的出水以外，還會堆積大量的濃液以及污泥，將其再次放入焚燒爐以及垃圾坑，如此就可以真正實現(xiàn)廢水零排放的目標(biāo)。

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