CN101979921B - 渗滤液回喷处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理工艺，特别涉及一种渗滤液回喷处理的工艺。发明目的是：提供一种可靠且高效的垃圾渗滤液处理方法，即将垃圾渗滤液回喷进行焚烧处理。可避免垃圾渗滤液对环境造成污染，彻底解决其污染问题。为达目的：一种渗滤液回喷处理工艺，渗滤液的处理工艺包括以下工序：渗滤液的收集工序、渗滤液的过滤工序、渗滤液的喷射工序。渗滤液回喷焚烧处理技术工艺简洁，操作方便。可充分分解处理垃圾渗滤原液，或同时处理其他处理方式产生的浓缩液，避免产生二次污染；相比其它处理方式，其建造、运营、维护成本低，占地面积小，自动控制程度高，操作方便。

Description

渗滤液回喷处理工艺

技术领域

本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理工艺，特别涉及一种渗滤液回喷处理的工艺。

背景技术

垃圾渗滤液是一种含有多种污染物(包括各种成分复杂的有毒有害污染物)、难降解的高浓度废水，如果不加以处理或处理不当，就会造成对周围环境，尤其是附近地下水和土壤的严重污染，其处理问题已经成为全球环保行业的热门话题。对于垃圾焚烧发电厂来说，垃圾渗滤液的处理也一直是一个焦点问题。随着对垃圾资源化的逐步升级，国内垃圾焚烧及发电厂的建设也日渐兴起，而垃圾渗滤液的处理问题也随之显得尤为突出。

垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用，同时在降水和地下水的渗流作用下产生了一种高浓度的有机或无机成份的液体，我们称之为垃圾渗滤液，也叫渗沥液。影响渗滤液产生的因素很多，主要有垃圾堆放填埋区域的降雨情况、垃圾的性质与成分、填埋场的防渗处理情况、场地的水文地质条件等。

渗滤液产量大、污染浓度高，水质变化范围很大，不仅每年随四季的更叠，旱季、雨季的交替呈现规律性变化，而且随填埋场使用时间、成熟程度也表现出规律性的变化，而现有的垃圾渗滤液处理工艺均存在着工艺复杂、滞留时间长、处理处理成本高、处理后的水质许多仍难以达到直接排放标准等问题，会对地表水、地下水及土壤形成污染威胁。

用传统的污水物化法或生物法来处理垃圾渗滤液，不仅效果差、难以达到国家污水直接排放标准，同时占地面积大，建设时间长；而采用包括纳滤、反渗透等在内的MBR(即膜+生化结合)工艺进行处理，则存在投资高、工艺复杂、进行维护费用高、处理后的浓缩液无法继续分解造成的二次污染等各类问题。

垃圾渗滤液水质复杂，含有多种有毒有害的无机物和有机物。其中有机污染物经技术检测有99种之多，还有22种已经被列入中国和美国国家环保署的重点控制名单，一种可直接致癌，五种可诱发致癌。除此之外渗滤液中还含有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物、氯化芳香族化物，磷酸醋，酚类化合物和苯胺类化合物等。

垃圾渗滤液中CODcr、BOD5浓度最高值可达数千至几万，和城市污水相比，浓度高得多，所以渗滤液不经过严格的处理、处置是不可以直接排入城市污水处理管道的。

国内外在垃圾渗滤液的处理方面做了大量的研究和工程实践，并获得了许多丰富宝贵的经验，渗滤液生物处理工艺、反渗透处理工艺和高级氧化处理工艺等方法都得到了广泛的运用，然而无论采用何种方法，都很难彻底的分解和处理垃圾渗滤液，完全解决其污染问题。另外，各种处理方法也都存在着投资大、占地多、建成时间长、操作维护复杂等诸多问题。于是随着国内垃圾焚烧发电厂的兴起，垃圾渗滤液的回喷焚烧技术作为一种先进、成熟的处理工艺，而日益得到推广，并得到了国家权威部门的推崇及垃圾焚烧电厂业主的认可。国家环保部[环发〔2008〕82号通知]明确撰文指出：“…垃圾渗滤液处理应优先考虑回喷，不能回喷的应保证排水达到国家和地方的相关排放标准要求…产生的污泥或浓缩液应在厂内自行焚烧处理，不得外运处置…”。

发明内容

本发明的发明目的是：提供一种可靠且高效的垃圾渗滤液处理方法，即将垃圾渗滤液回喷进行焚烧处理。可避免垃圾渗滤液对环境造成污染，彻底解决其污染问题。

为完成上述发明目的，本发明是这样实现的：一种渗滤液回喷处理工艺，包括以下工序：

(1)渗滤液的收集工序，将渗滤液收集在垃圾坑渗滤液收集池中，即得到渗滤液原液；

(2)渗滤液的过滤工序，将垃圾坑渗滤液收集池中渗滤液原液用输送泵泵送通过过滤器，将渗滤液进行过滤处理，得到渗滤液清液，并将渗滤液清液收集在渗滤液清液池中；

(3)渗滤液的喷射工序，将渗滤液清液池中的渗滤液清液用喷射泵泵送至喷射控制模块，经过对流量的均匀调节、分配后到达喷射器，通过压缩空气雾化处理后将渗滤液清液均匀喷射到垃圾焚烧炉内进行燃烧蒸发。

渗滤液回喷处理工艺简洁，操作方便。首先将需要处理的渗滤液原液收集在垃圾坑渗滤液收集池内，然后由输送泵将渗滤液原液泵送通过过滤器，也就是通过水泵(过滤泵)输送来进行过滤处理，经过滤处理后，渗滤液的悬浮颗粒明显减少，流动性增强，满足了喷射要求；过滤后的渗滤液原液称为渗滤液清液，存放在渗滤液清液池内。然后通过喷射泵泵送渗滤液清液，也就是水泵(喷射泵)泵送通过喷射控制模块后至喷射器处，最后经雾化均匀喷射进垃圾焚烧炉的焚烧炉炉膛内，进行焚烧蒸发处理。

对上述方案作进一步细化，所述的喷射器是雾化喷射器，并且采用双流体喷射器。喷射器的工作是由喷射控制模块控制的，喷射控制模块是由调节系统、仪表检测系统、及管道系统组成，用来精确控制渗滤液清液的喷射量，同时整个模块集成在一个控制柜中，与现场的环境隔离，保证系统的稳定性。渗滤液清液和压缩空气以一定的压力在喷射器内混合，产生非常细小的雾化颗粒，在垃圾焚烧炉的炉膛上预先设计好喷射点，进行喷射燃烧蒸发。喷射泵主要负责向喷射器提供一定压力及流量的渗滤液清液。本系统的喷射泵选用泵型为软管泵，此类型泵的特点是所泵送的介质仅在高弹性聚氨酯软管中进行传输，而不与泵体发生接触，因而泵的各另部件不会被介质(渗滤液)腐蚀，也不会产生泄露和污染周围环境。

回喷系统工作时，系统自动根据实时的焚烧炉燃烧情况及烟气成分变化情况，计算出适当的喷量，随后通过喷射控制模块进行流量调节，将渗滤液清液通过炉膛上安装的喷射器充分雾化后喷入炉膛适当的位置，均匀蒸发燃烧。

所述的过滤处理采用的是全自动自清洗过滤，并且由检测系统控制。所述的全自动自清洗过滤的过滤精度可达到120目以上。所述的检测系统采用的是压差/时间的同时控制或分别控制。自吸式(负压)的反冲洗方式取代了原有的机械刷洗，不仅延长了滤芯寿命，同时可实现不断流的冲洗模式，保证了过滤处理的连续性，完全实现全自动不间断清洗。过滤器的过滤精度高，全自动自清洗过滤的过滤精度可达到120目以上，处理后的渗滤液原液成为渗滤液清液，保证满足回喷处理的要求。

回喷时，所述的垃圾焚烧炉的炉内烟气温度一般控制在950℃左右。以保证焚烧炉的正常工作及烟气成分的稳定。

生活垃圾中的渗滤液原液被收集后，通过过滤器过滤产生较为干净的渗滤液(清液)，然后泵送至调节装置，根据焚烧炉的实时燃烧情况以及烟气的成分变化，计算出适当的喷射量，通过气雾喷射器在炉膛上选择预先设计好的喷射点进行喷射燃烧蒸发。

进行渗滤液回喷后，有助焚烧炉膛出口温度的调节，减缓了炉内结焦，减少了停炉次数，延长了运行周期，有利于焚烧炉长期稳定运行，提高了经济效益。渗滤液的回喷点布置于焚烧炉出口侧墙两侧，基本与二次风口平行，每侧一般布置两个喷射器，回喷时渗滤液清液与压缩空气混合以扇形覆盖整个焚烧炉膛出口烟道，喷入后与高温烟气充分结合，降低了烟气温度，经过实际运行，当回喷系统投入后炉膛温度最大可下浮30℃，为炉膛出口温度的控制提供了很好的调整手段，尤其对垃圾热值高时的超温控制提供了更方便的手段，减缓了焚烧炉结焦速度，延长了焚烧炉主设备的运行周期。

渗滤液回喷处理工艺相对于传统的处理工艺有以下优点：可充分分解处理垃圾渗滤原液，或同时处理其他处理方式产生的浓缩液，避免产生二次污染；相比其它处理方式，其建造、运营、维护成本低，占地面积小，自动控制程度高，操作方便；由于采用雾化喷射，使渗滤液在炉膛内均匀蒸发，同时通过垃圾燃料的额外补充，确保燃烧在正常工况范围内进行，不会对电厂的发电效率产生实质影响；根据焚烧情况进行喷射量的调节，使炉膛适度降温，减少温度过高烟气对炉膛的损害，对减少对流换热面的结焦有一定助益；不会改变炉膛烟气成分，不会增加烟气净化部分的负荷；在工况范围内对烟气成分的影响作出评估；对烟气净化部分负荷的影响在工况范围内；有利于减少炉膛出口烟气的氮氧化物含量；有助于增加垃圾焚烧处理量。

附图说明

图1本发明渗滤液回喷处理工艺的工艺流程图。

具体实施方式

为使读者更加清楚地了解本发明，下面结合具体的实施例对本发明作进一步的阐述。

1、渗滤液回喷处理工艺原理

首先将需要处理的渗滤液通过水泵(过滤泵)输送通过高精度机械过滤器，经过滤处理后，渗滤液的悬浮颗粒明显减少，流动性增强，满足了喷射要求。然后通过水泵(喷射泵)泵送至焚烧炉炉膛处，根据实时的焚烧炉燃烧情况及烟气成分变化情况，计算出适合的喷量，通过喷射控制模块进行调节，最后通过炉膛上安装的气雾喷射器充分雾化后喷入炉膛适当的位置，均匀蒸发燃烧。

渗滤液回喷焚烧处理法非常适合于分类粗、水分多的国内生活垃圾，根据焚烧炉的大小不同，一般每小时可处理1至3吨的渗滤液，还可以同时用来进一步处理其他渗滤液处理方法所产生的浓缩液或其它废液，彻底解决了污染问题，其实用性相当广泛。

2、工艺流程

可根据不同垃圾焚烧炉的实际运行情况，结合当地渗滤液的组成特点进行定制化的回喷系统设计及现场施工、调试。

其工艺流程特点如下：

模块化设计

全自动过滤清洗系统

喷射流量控制(根据焚烧炉燃烧情况和烟气成分变化预设菜单式的调节及设定)

经计算分析后的优化喷射位置选择

系统工艺介绍：

生活垃圾中的渗滤液收集后，通过过滤器后产生较为干净的渗滤液(清液)，然后泵送至喷射控制模块，根据焚烧炉的实时燃烧情况以及烟气的成分变化，计算出适当的喷射量，通过气雾喷射器在炉膛上选择预先设计好的喷射点进行喷射燃烧蒸发。系统模块组成：

渗滤液输送模块1：由输送泵组及检测仪表组成，负责渗滤原液的输送；

渗滤液过滤模块2：由全自动自清洗过滤器及检测系统组成，过滤器采用压差/时间同时控制或分别控制，可根据实际工况及需求任意选择，过滤精度可达到120目以上。自吸式(负压)的反冲洗方式取代了原有的机械刷洗，不仅延长了滤芯寿命，同时可实现不断流的冲洗模式，保证了过滤处理的连续性，完全实现全自动不间断清洗；

喷射泵送模块3：由喷射泵组及检测仪表组成，主要负责向喷射控制模块提供一定压力及流量的渗滤清液。喷射泵选用软管泵，该泵所泵送垃圾渗滤液仅通过高弹性聚胺脂软管，而不与泵体接触，因而泵的各另部件不被渗滤液腐蚀，也不产生泄漏和污染周围环境；

喷射控制模块4：由调节系统、仪表检测系统、及管道系统组成，用来精确控制渗滤液的喷射量，同时整个系统集成在一个控制柜内，与现场环境隔离，保证系统的稳定性；

喷射器5：采用双流喷枪。渗滤液和压缩空气以一定的压力在喷头内混合，产生非常细小的雾化颗粒，在炉膛内预先设计好喷射点，进行喷射燃烧蒸发。

控制系统介绍(配方设计)：系统采用可编程逻辑控制器PLC进行全自动控制，并设置基于现场总线的分布式I/O信号采集系统，整个控制系统由控制主站、操作员站、现场总线子站(各模块)组成，大大减少了现场布线工作，并具有很强的自诊断、自校正能力及安全报警及时提醒功能，具有安全可靠，操作维护方便等优点。系统在渗滤液回喷工艺方面，采用了串级调节对渗滤液的喷射量进行精确控制，首先根据炉膛内的温度以及实时的烟气量对渗滤液的喷射量进行调节。系统同时检测烟气中氯离子含量，根据检测到的氯离子的浓度，对渗滤液喷射量进行串级调节控制。系统调试时对运行参数进行优化，实时监测及记录，模块化子站设计和全自动化控制以及精确的配方调节，使整个系统达到最便捷的日常操作和维护。

该控制系统同时配备了HMI操作面板，用户根据不同焚烧炉的运行情况可预设多种不同配方(可根据蒸汽量，炉膛温度，烟气850度/2秒强制要求等参数自由的调整、设置适合的喷射量配方)，自控程序将按照选定的配方自动调整计算结果，满足客户对喷射流量的具体要求，进一步优化系统运行的效果。以一条日处理能力为500吨生活垃圾的焚烧炉为例，回喷处理系统其渗滤液日回喷处理量通常可在10～50吨范围内自由调节，并将其对焚烧炉燃烧和烟气成分的影响降到最低，满足众多客户的不同要求。

3、渗滤液回喷处理工艺的优点

现行的其他的渗滤液处理工艺往往存在许多缺点：例如用传统的污水物化法或生物法来处理垃圾渗滤液，不仅效果较差、难以达到国家的污水排放标准，同时占地面积大，建设时间长；而采用包括纳滤、反渗透等在内的MBR(即膜+生化结合)工艺进行处理，则存在投资高、工艺复杂、运行维护费用高、处理后的浓缩液无法继续分解造成的二次污染等各类问题。

渗滤液回喷处理工艺相对传统的处理工艺有以下优点：

可充分分解处理垃圾渗滤原液，或同时处理其他处理方式产生的浓缩液，避免产生二次污染；

相比其它处理方式，其建造、运营、维护成本低，占地面积小，自动控制程度高，操作方便；

由于采用雾化喷射，使渗滤液在炉膛内均匀蒸发，同时通过垃圾燃料的额外补充，确保燃烧在正常工况范围内进行，不会对电厂的发电效率产生实质影响；

根据焚烧情况进行喷射量的调节，使炉膛适度降温，减少温度过高烟气对炉膛的损害，对减少对流换热面的结焦有一定助益；

不会改变炉膛烟气成分，不会增加烟气净化部分的负荷；

在工况范围内对烟气成分的影响作出评估(设计时会根据焚烧炉的工艺参数作出计算评估)；

对烟气净化部分负荷的影响在工况范围内(设计时会对烟气净化部分的负荷影响作出定性、定量评估)；

有利于减少炉膛出口烟气的氮氧化物含量；

有助于增加垃圾焚烧处理量。

4、工程举例说明

垃圾焚烧发电厂由3台350吨/日及2台500吨/日共五台焚烧炉组成，该系统通过将渗滤液进行收集及预处理，再经雾化后回喷至焚烧炉，设计五台炉最高回喷处理能力226吨/天，实际平均回喷量120-150吨/天，高峰时为180吨/天。

通过对该系统一年的运行数据记录(2009-6-19至2010-6-18)分析后，可得出以下结论：

a、对炉温控制的影响

渗滤液回喷后便于控制焚烧炉膛出口温度，减缓了锅炉结焦。延长了设备运行周期，有利于长期稳定运行，提高了经济效益。

渗滤液回喷口布置于焚烧炉出口侧墙两侧，基本与二次风口平行，每侧布置两个喷射器，回喷时渗滤液清液与压缩空气混合以雾状覆盖整个焚烧炉膛出口，与高温烟气充分结合，降低了烟气温度，经过实际运行，当回喷系统投入后炉膛温度最大可下浮30℃，为炉膛出口温度的控制提供了很好的控制手段，尤其对垃圾热值高时的超温控制提供了更方便的手段，减缓了结焦速度，延长了主设备运行周期。

b、对锅炉负荷及焚烧量的影响

渗滤液回喷后炉膛温度得到控制，使得相同950℃下锅炉负荷增加2～3T/H左右，提高了经济效益，增加了垃圾焚烧量。

c、对炉膛压力的影响

渗滤液回喷后压缩空气和渗滤液进入炉膛，降低了炉膛负压，加大了引风机出力，但影响很小。

d、渗滤液回喷对其它设备的影响

回喷入炉前的预处理过程，增加了厂用电，增加了压缩空气消耗，但减缓了焚烧炉结焦速度，提高了锅炉设备的运行周期，减少了锅炉清焦的次数。

从经济角度考虑，渗滤液回喷焚烧系统也是各种渗滤液处理工艺中最理想的选择：

经济性分析数据表(2009.6-2010.6)

说明：

1)年维修费用为实际配件损耗费用。

2)运行电耗主要为过滤泵、喷射泵及过滤器耗电(其中过滤器与过滤泵运行小时为10h/天)。

3)渗滤液处理费按照目前国内处理1吨渗滤液达到一级A标准(不含浓缩液处理费)约为60元回喷量以年实际处理量28072吨计算。

4)其他收益估算为一年内减少停运次数产生的经济效益估算值：渗滤液回喷系统投运后，由于结焦造成的停炉影响缩减了一半，现运行周期每台炉按两次，每次停运按两天计算，可多上网272万度(0.575元/度)，多处理垃圾8200吨(70元/吨)。

通过以上数据分析，该系统收回投资成本的周期仅为三年。

Claims (7)

1.一种渗滤液回喷处理工艺，其特征在于：渗滤液回喷处理工艺包括以下工序：

(1)渗滤液的收集工序，将渗滤液收集在垃圾坑渗滤液收集池中，即得到渗滤液原液；

(2)渗滤液的过滤工序，将垃圾坑渗滤液收集池中渗滤液原液用输送泵泵送通过过滤器，将渗滤液进行过滤处理，得到渗滤液清液，并将渗滤液清液收集在渗滤液清液池中；

(3)渗滤液的喷射工序，将渗滤液清液池中的渗滤液清液用喷射泵泵送至流量调节装置，经过对流量的均匀调节、分配后到达喷射器，通过压缩空气雾化处理后将渗滤液清液均匀喷射到垃圾焚烧炉内进行燃烧蒸发，渗滤液的回喷点布置于焚烧炉出口侧墙两侧，基本与二次风口平行，每侧布置两个喷射器，回喷时渗滤液清液与压缩空气混合以扇形覆盖整个焚烧炉膛出口烟道，喷入后与高温烟气充分结合，降低了烟气温度，系统检测烟气中氯离子含量，根据检测到的氯离子的浓度，对渗滤液喷射量进行串级调节控制。

2.根据权利要求1所述的渗滤液回喷处理工艺，其特征在于：所述的喷射器是雾化喷射器，并且采用双流体喷射器。

3.根据权利要求1所述的渗滤液回喷处理工艺，其特征在于：所述的流量调节装置控制喷射器工作，是由调节系统、仪表检测系统、及管道系统组成。

4.根据权利要求1所述的渗滤液回喷处理工艺，其特征在于：所述的过滤处理采用的是全自动自清洗过滤，并且由检测系统控制。

5.根据权利要求4所述的渗滤液回喷处理工艺，其特征在于：所述的全自动自清洗过滤的过滤精度可达到120目以上。

6.根据权利要求4所述的渗滤液回喷处理工艺，其特征在于：所述的检测系统采用的是压差/时间的同时控制或分别控制。

7.根据权利要求1所述的渗滤液回喷处理工艺，其特征在于：所述的垃圾焚烧炉的炉内烟气温度控制在950℃左右。

Images