CN105254122A - 一种垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理方法，该处理方法包括预处理、厌氧UBF处理、硝化-反硝化处理、超滤处理、低温蒸馏处理步骤，本发明方法工艺流程短、处理效率高、能耗小，实现高浓度废水降解COD，使70000的高浓度COD通过处理后COD达到低于60，达到工业回用水标准，实现渗滤液零排放，经本方法处理后垃圾渗滤液的出水各项指标均大大优于GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》排放要求。

Description

一种垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理技术，特别是涉及一种垃圾渗滤液的处理方法。

背景技术

中国人口众多，随着城市化进程的快速发展，生活垃圾的产生量也在迅速增加，垃圾处理已成为各地政府十分关注的问题。填埋处理技术和垃圾焚烧处理技术都会产生垃圾渗滤液，垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液与填埋场渗滤液不同，有机物、悬浮物含量要高。垃圾渗滤液的处理仍是目前国际的难题，如果垃圾渗滤液没有得到很好的处理，没有达标就排放，就会造成二次污染。

中国的生活垃圾一般是餐厨余物含量高、含水率高、有机物含量高、相对热值较低。国内生活垃圾焚烧厂设计中，垃圾坑的储存容量为3-7天的垃圾处理量，以达到将垃圾中的水份沥出，提高垃圾的燃烧热值，减少辅助燃料的投加，从而提高垃圾焚烧发电厂的效率，但同时也产生了渗滤液废水的问题，因此垃圾焚烧厂渗滤液具有以下特点：（1）污染物成份复杂多变、水质变化大：焚烧厂渗滤液比较新鲜，未经过厌氧发酵、水解、酸化过程，通过质谱分析，垃圾渗滤液中有机物种类高达百余种，其中所含有机物大多为腐殖类高分子碳水化合物和中等分子量的灰黄霉酸类物质，且内含如苯、萘、菲等杂环芳烃化合物、多环芳烃、酚、醇类化合物、苯胺类化合物等难降解有机物，因而其水质是相当复杂的，污染物种类多，而且浓度存在短期波动性和长期变化的复杂性；（2）有机污染物浓度高（COD浓度高）：焚烧厂的渗滤液COD浓度一般在40000-80000mg/l左右，但可生化性较好，一般B/C大于0.4；（3）氨氮浓度高：焚烧厂的渗滤液氨氮浓度较高一般在1000-2000mg/l左右；（4）重金属离子与盐份含量高：由于垃圾中含有较多的重金属离子与盐份，造成渗滤液中的重金属离子与盐份含量较高，渗滤液的电导率高达30000-40000us/cm；（5）焚烧厂渗滤液呈酸性，pH值较低：焚烧厂渗滤液含有大量的有机酸，pH值较低，一般在4-6左右；(6)焚烧厂渗滤液水量波动较大:受垃圾收集、气候、季节变化等因素影响，垃圾焚烧厂渗滤液水量波动较大，特别是季节变化对渗滤液水量变化影响较大，一般夏天渗滤液产量较大，而冬天相对较少。

由于垃圾渗滤液数量较大，成分复杂，水中除COD、BOD、NH₃-N等污染物指标严重超标外，同时还含有卤代芳烃、重金属、大量细菌、病原菌等有毒、有害物质，是一种成分复杂的高浓度的有机污水，若不加处理而直接排入环境，将给当地地面水、地下水环境造成污染，对周边人民的身体健康将产生严重威胁。

国家《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）对垃圾填埋场渗滤液的排放标准，从COD、总氮、重金属及外运处理等方面提出了严格的要求。目前我国大中型城市垃圾焚烧发电厂的建设速度非常迅猛，垃圾渗滤液处理已成为非常严峻的问题，当前我国垃圾渗滤液处理技术发展比较缓慢,工程化应用技术仅限于几种成熟工艺，最常用的工艺为生化和膜处理工艺：通过厌氧、好氧微生物对水中的有机物进行降解，之后生化系统泥水混合液进入超滤系统，通过膜的过滤作用实现泥水分离，通过纳滤和反渗透处理系统（RO）实现排放达标。但采用膜滤工艺存在渗滤液浓缩液难以处理的问题，现有工艺一般采用回喷焚烧工艺处理，但该工艺存在能耗高、盐分富集影响生化系统并导致膜寿命减少等问题。

发明内容

针对现有工艺的不足，本发明提供一种处理效率高、能耗小，工艺流程短、产水率高的垃圾焚烧发电厂渗滤液处理方法。

本发明的技术方案包括以下步骤：

（1）预处理：将来自垃圾存储坑的垃圾渗滤液经过收集后进入沉砂池和沉淀池进行沉淀，去除悬浮杂质和泥渣，澄清后的垃圾渗滤液进入调节池停留7天，进行调蓄流量；

（2）厌氧UBF处理：将调节池的垃圾渗滤液用泵由调节池抽入复合式厌氧流化床反应器底部，以循环泵和反应器内产生的沼气作用下使污水成流动状态，污水以升流式通过流化床污泥床床体，污泥床由高浓度颗粒污泥组成，流入中上部体积1/3处的填料区后，不断与附着有厌氧生物膜的软性填料载体接触，进行厌氧反应，通过填料区的水进入上部澄清区滤料层实现气-液-固分离之后，液体从上方出水口排出，厌氧微生物分解有机物过程中产生的沼气从顶部烟道输出贮存或直接利用；

（3）硝化-反硝化处理：将步骤（2）反应后的渗滤液引入硝化反应池、反硝化反应池进行处理，去除其中部分有机污染物和大部分氨氮；

（4）超滤处理：将步骤（3）反应后的渗滤液进入超滤系统，通过过滤实现泥水分离，超滤后清液进入低温蒸馏处理系统；

（5）低温蒸馏处理（机械蒸汽压缩蒸发MechanicalVapor

Re-Compression，MVR）：由步骤a，b，c循环反应

a.预热：厌氧处理后的渗滤液通过循环泵在加热管内循环，通过三级板式预热器使渗滤液达到蒸发温度70~90℃，通过一级板式换热器，来液温度升高约5℃；通过二级换热器被预热至50℃；通过三级换热器预热至设计蒸发温度70~90℃；

b.蒸发浓缩：达到设计蒸发温度的来液通过进料泵在一级蒸发器加热室内被喷淋到热交换管上被加热并气化，然后在蒸发器分离室中通过气液分离器实现气液分离，分离后的浓缩液用转料泵再次送至二级蒸发器加热室内继续气化，然后在二级分离室实现气液分离，分离后的浓缩液体作为出水被排除系统，二次蒸汽进入压缩系统；

c.压缩单元：二次蒸汽被送至高速离心式压缩机压缩，蒸汽的压力和温度得到提升，温度可升高到94℃，压缩后的二次蒸汽再次送入蒸发器加热室热交换管内作为蒸发热源的饱和蒸汽加热料液；在压缩二次蒸汽加热料液的过程中，产生的冷凝水可由水泵排入二级换热器，实现能量循环利用。

本发明采用的机械蒸汽压缩蒸发工艺，是用机械方法将需要冷凝的二次蒸汽压缩到较高压力再次利用，使其内能提高，重返原蒸发器取代新鲜蒸汽为热源，实现能量的持续循环，即只要蒸发启动产生二次蒸汽，即可不再用外加蒸汽而使蒸发连续进行。本发明采用低温蒸馏系统以电力供应，不需要冷却水供应（常规蒸发需要大量冷却水冷却二次蒸汽热量使之冷凝，冷却水热量再通过冷却塔冷却释放），并且通过能量回收系统回收排出系统的蒸馏水和浓缩液的热量，垃圾渗沥液蒸发吨水电耗可低至16kWH/吨，比采用传统生化+膜工艺的用电（25-48度/吨）省50%以上。

有益效果

本发明通过采用预处理、厌氧UBF处理、硝化-反硝化处理、超滤处理、低温蒸馏处理对垃圾焚烧发电厂渗滤液进行处理，解决了常规工艺渗滤液浓缩液难以处理的现状，实现高浓度渗滤液废水降解COD，使70000的高浓度COD通过处理后COD达到60以下，达到工业回用水标准，节约大量水源，实现渗滤液零排放。本发明处理效率高、处理设备投入少、能耗小，经本方法处理后垃圾渗滤液的出水各项指标均大大优于GB16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》排放要求，可实现废水达标排放，保护生态环境，为垃圾焚烧发电厂渗滤液处理解决了关键性问题。

附图说明

图1.厌氧复合式厌氧流化床反应器UBF工艺原理图

图2.低温蒸馏处理流程图

图3.本发明工艺流程图。

具体实施方式

不同实施例中渗滤液指标不同，处理工艺采用的参数不同，主要改变参数包括厌氧罐循环流量、蒸发温度、压缩机频率，原料指垃圾焚烧发电厂未经处理的垃圾渗滤液。

本发明的技术方案包括以下步骤：

1.预处理：将来自垃圾存储坑的垃圾渗滤液经过收集后进入沉砂池和沉淀池进行沉淀，去除悬浮杂质和泥渣，澄清后的垃圾渗滤液进入调节池停留7天，进行调蓄流量；

2.厌氧UBF处理：将调节池的垃圾渗滤液用泵由调节池抽入复合式厌氧流化床反应器底部，以循环泵和反应器内产生的沼气作用下使污水成流动状态，污水以升流式通过流化床污泥床床体，污泥床由高浓度颗粒污泥组成，流入中上部体积1/3处的填料区后，不断与附着有厌氧生物膜的软性填料载体接触，进行厌氧反应，通过填料区的水进入上部澄清区滤料层实现气-液-固分离之后，液体从上方出水口排出，厌氧微生物分解有机物过程中产生的沼气从顶部烟道输出贮存或直接利用。

3.硝化-反硝化处理：将步骤（2）反应后的渗滤液引入硝化反应池、反硝化反应池进行处理，去除其中部分有机污染物和大部分氨氮；

4.超滤处理：将步骤（3）反应后的渗滤液进入超滤系统，通过过滤实现泥水分离，超滤后清液进入低温蒸馏处理系统；

5．低温蒸馏处理（机械蒸汽压缩蒸发MechanicalVapor

Re-Compression，MVR）：由步骤a，b，c循环反应

a.预热：厌氧处理后的渗滤液通过循环泵在加热管内循环，通过三级板式预热器使渗滤液达到蒸发温度70~90℃，通过一级板式换热器，来液温度升高约5℃；通过二级换热器被预热至50℃；通过三级换热器预热至设计蒸发温度70~90℃；

b.蒸发浓缩：达到设计蒸发温度的来液通过进料泵在一级蒸发器加热室内被喷淋到热交换管上被加热并气化，然后在蒸发器分离室中通过气液分离器实现气液分离，分离后的浓缩液用转料泵再次送至二级蒸发器加热室内继续气化，然后在二级分离室实现气液分离，分离后的浓缩液体作为出水被排除系统，二次蒸汽进入压缩系统；

c.压缩单元：二次蒸汽被送至高速离心式压缩机压缩，蒸汽的压力和温度得到提升，温度可升高到94℃，压缩后的二次蒸汽再次送入蒸发器加热室热交换管内作为蒸发热源的饱和蒸汽加热料液；在压缩二次蒸汽加热料液的过程中，产生的冷凝水可由水泵排入二级换热器，实现能量循环利用。

表1：实施例原料指标和反应工艺参数

实施例	原料COD浓度	原料BOD浓度	原料氨氮	厌氧罐循环流量 m3/h	蒸发温度	压缩机频率
							1	68942	15646	1650	55	75	23
2	70100	17250	1834	60	80	30
							3	72416	18679	1895	65	85	33

表2.厌氧处理后出水参数及硝化-反硝化工艺后出水参数（单位：mg/l）

表3.蒸发后冷凝水参数及国家控制标准

Claims (3)

1.一种垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）预处理：将来自垃圾存储坑的垃圾渗滤液经过收集后进入沉砂池和沉淀池进行沉淀，去除悬浮杂质和泥渣，澄清后的垃圾渗滤液进入调节池停留7天，进行调蓄流量；

（2）厌氧UBF处理：将调节池的垃圾渗滤液用泵由调节池抽入复合式厌氧流化床反应器底部，以循环泵和反应器内产生的沼气作用下使污水成流动状态，污水以升流式通过流化床污泥床床体，流入中上部体积1/3处的填料区后，不断与附着有厌氧生物膜的软性填料载体接触，进行厌氧反应，通过填料区的水进入上部澄清区滤料层实现气-液-固分离之后，液体从上方出水口排出；

（3）硝化-反硝化处理：将步骤（2）反应后的渗滤液引入硝化反应池、反硝化反应池进行处理，去除其中部分有机污染物和大部分氨氮；

（4）超滤处理：将步骤（3）反应后的渗滤液进入超滤系统，通过过滤实现泥水分离，超滤后清液进入低温蒸馏处理系统；

（5）低温蒸馏处理：由步骤a，b，c循环反应

a.预热：经过超滤后的渗滤液通过循环泵在加热管内循环，通过三级板式换热器使渗滤液达到蒸发温度70~90℃；

b.蒸发浓缩：达到设计蒸发温度的渗滤液通过进料泵在一级蒸发器加热室内被喷淋到热交换管上被加热并气化，然后在蒸发器分离室中通过气液分离器实现气液分离，分离后的浓缩液用转料泵再次送至二级蒸发器加热室内继续气化，然后在二级分离室实现气液分离，分离后的浓缩液体作为出水被排除系统，二次蒸汽进入压缩系统；

c.压缩单元：二次蒸汽被送至高速离心式压缩机压缩，蒸汽的压力和温度得到提升，压缩后的二次蒸汽再次送入蒸发器加热室热交换管内作为蒸发热源的饱和蒸汽加热料液；在压缩二次蒸汽加热料液的过程中，产生的冷凝水可由水泵排入二级换热器，实现能量循环利用。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤（2）中厌氧微生物分解有机物过程中产生的沼气从顶部烟道输出贮存或直接利用。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理方法，其特征在于：步骤a中所述的三级板式预热器预热温度为：通过一级板式换热器，来液温度升高5℃；通过二级换热器被预热至50℃左右；通过三级换热器被预热至设计蒸发温度70~90℃。