垃圾焚烧发电厂中的渗沥液处理工艺概述

摘 要：介绍了我国的垃圾渗沥液处理现状，阐述了“厌氧+膜生物反应器(MBR)+膜深度处理系统”的组合处理工艺。关键词：垃圾焚烧发电厂;渗沥液处理;中温厌氧系统;低能耗;膜生化反应器;膜深度处理系统

生活垃圾焚烧发电厂属于小型火力发电厂，文章针对生活垃圾焚烧发电厂的渗沥液处理工艺进行分析，以利于提高渗沥液处理工艺的合理性和高效性。

1 垃圾渗沥液处理现状

我国原生垃圾的主要特点是厨余物含量高、含水率高，故焚烧厂为提高热值，通常将垃圾在贮坑中存放3～7天以沥出水分。焚烧厂垃圾渗沥液主要产生于垃圾贮坑，由垃圾在贮坑内堆酵过程中沥出的垃圾组分间隙水，有机质腐烂生成水和部分分解吸附水组成。其与填埋场初期垃圾渗沥液有很大的相似性，垃圾渗沥液的产生量受进厂垃圾的成分、水分贮存时间及天气影响。其主要特征为：①有机物种类繁多，水质复杂;②有机物含量高，在垃圾贮坑中由于挥发性酸的存在会产生较高的CODcr、BOD5，CODcr最高可达60000mg/L、BOD5最高可达35000mg/L;③氨氮含量高[1]。

由于对垃圾渗沥液污染物成分及其污染水平的不了解，把垃圾渗沥液作为一种高浓度有机废水处理，建立了一批垃圾渗沥液处理系统，氧化沟和传统的好氧技术在这个时期应用较为广泛。但因其COD负荷过高，NH3-N负荷过高，曝气量严重不足，渗沥液所含碱度不能得到应用，导致系统pH值过高，微生物生存条件丧失，处理后难以达到三级排放标准，甚至难以连续稳定运行[2]。

目前，国内外渗沥液处理工艺中，生化处理是主体，物化处理为预处理，膜处理为后续处理系统，而适合我国本土的垃圾渗沥液处理工艺—“厌氧+膜生物反应器(MBR)+膜深度处理系统”的组合工艺也得到了大范围的成功应用。

2 渗沥液处理工艺的确定

在生化处理技术中，近年来兴起的物理和生化相结合的膜生物反应器(MBR)技术较为合理，其占地面积小，污泥负荷(F/M)低，剩余污泥量小，在国内有较多处理垃圾渗沥液的成功的工程实例，且越来越多占据着垃圾渗沥液处理市场，但只能将COD降到500～1000mg/L，距出水指标相距甚远，而且此时出水中污染物基本为难生物降解的污染物，为实现出水稳定达标排放，必须采用纳滤或反渗透或其组合工艺进行深度处理。

根据目前全国各地建设的垃圾卫生填埋场、生活垃圾焚烧厂及生活垃圾综合处理厂渗沥液处理设施的试剂运行情况，结合各方案的工艺特点对水质波动的适应性、总投资及单位运行成本等多方面进行分析，经过分析比较后，认为“中温厌氧反应器+分体浸没式膜生物反应器+纳滤(NF)”工艺组合处理法是建设工程优选推荐方案。其技术优点如下：适应性强、运行稳定、能耗低、运行费用低、工艺成熟可靠、技术先进;

工艺各段即相对独立，又是一个有机整体，整套系统可做到全自动化控制、无人值守;厌氧、MBR系统为低污泥产生工艺，少污泥或无污泥排放，在某种意义上真正实现了目前学术界正在研究的无污泥排放工艺，易于处理站运行。

3 渗沥液处理工艺流程

3.1 工艺流程说明

本工艺流程可分为以下几个系统：①中温厌氧系统;②膜生化反应器系统;③膜深度处理系统;④配套辅助系统。

3.2 主工艺流程如下

中温厌氧系统+低能耗浸没式膜生化反应器+膜深度处理系统

(1)中温厌氧系统：渗沥液经过调节池提升泵入厌氧反应器。渗沥液在厌氧状态下，通过厌氧微生物的作用，使有机污染物依次完成水解、酸化、产气等厌氧过程，使最终污染物绝大部分分解成甲烷气体、水、氨氮、硫化氢、磷酸盐、无机盐等小分子物质，为MBR系统提供较好的进水条件。由于一年四季渗沥液水质水量变化很大，设计过程中必须考虑整个系统的适应范围，具有很强的耐负荷冲击能力。

中温厌氧系统由厌氧反应器、换热器、沼气提纯净化装置组成。入水形式采用UASB升流式，并设置内循环，反应器内为半混合状态，最上部为集气区，向下依次为集水区、填料区、污泥区，最下部为布水区，经布水器将进入罐内的渗沥液均匀的分布于全罐，避免出现短流造成的厌氧生化处理不均匀。

(2)分体浸没式MBR反应器：MBR工艺由生化反应器和超滤单元两部分组成。

废水的生物脱氮主要包括三个过程，即氨化、硝化、反硝化。硝化反应：即废水中的氨氮在好氧自养型微生物(统称为硝化菌)的作用下被转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程;反硝化反应：即废水中的亚硝酸盐或硝酸盐在缺氧条件下在反硝化菌(异养型细菌)的作用下被还原为氮气的过程。生化反应器需采用前置反硝化，硝化后置，同时增加二级硝化反硝化。

本工艺的膜生物反应器采用分体浸没式超滤，完全实现了泥水分离，其处理主要工艺特点：高效固液分离，抗冲击负荷能力强，出水水质好而稳定，可以完全去除SS，对细菌和病毒有很好的截留效果;污泥负荷(F/M)低，反应器在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，甚至可以达到无剩余污泥排放，从而节省污泥处理费用和避免二次污染。

为降低能耗，硝化池内曝气采用微孔曝气。在硝化池内，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机污染物，同时将氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，超滤进水兼有浓水回流的功能，即超滤进水经过超滤膜浓缩后，清液进入下一处理系统，而浓缩液回流至反硝化池中，在缺氧的环境中，将硝酸盐、亚硝酸盐还原成氮气排出，从而达到脱氮的目的，反硝化池内设液下搅拌装置。

(3)纳滤处理系统：渗沥液经过MBR生化系统处理后，出水无菌体和悬浮物，进入膜深度处理系统。

膜是以一定的形式限制或传递组分，用来分开两相的一薄层物质，它可以是固态的或者液态的。膜技术作为一种先进的、当代新型的分离技术，是多学科交叉的产物，与传统的分离技术比较，它具有高效、节能、无变相、过程易控制、操作方便、环境友好、便于放大、易于与其它技术集成等优点。

纳滤膜孔径在1nm以上，能截留纳米级的(0.001微米)的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间，其主要特点是能截留有机物等大分子物质，同时可以允许大部分盐分通过，避免了浓水回流导致的盐分积累对系统造成不利影响。

纳滤是一种错流过滤，即给水流在过滤过程中被分为淡水流(产水流)和含浓缩溶质或颗粒杂质的浓水流，大量的溶质和杂质被浓水带走。

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(4)浓缩液处理系统：浓缩液的来源及产生量。各种生化处理与膜处理相结合的处理模式现已成为垃圾渗沥液处理的流行趋势。本工程中膜处理主要应用的是纳滤，同时也就存在着处理浓水的处置问题。

浓缩液的处理方式。目前的浓水处置主要采取：将浓水再喷洒到填埋场;直接将浓水回调节池循环处理。以上这几种做法，都存在着难以生化的有机物质在处理系统中累积，从而影响膜处理效果的问题。

建议采用的浓水处理方式为：将纳滤浓水因其含盐量较低，而且各项污染指标浓度均不高，只是腐殖酸类难降解物质较多，故进行简单高级氧化后提高其可生化性后回流至调节池进入系统进行再处理。

3.3 渗沥液处理车间布置

根据污水处理的各项标准、垃圾渗沥液处理工艺特点等平面布置特遵从以下原则：占地面积小;布局紧凑;外形美观;可靠实用。

(1)综合处理车间。综合处理工房主要包括配电室、控制室、化验室、储藏室、换热工房、污泥脱水工房、浓水处理间、储酸室、加药间及膜处理车间。

(2)室外建构筑物。室外建构筑物主要包括厌氧罐、反硝化罐、硝化罐、污泥浓缩池、清液池、污泥池及回用水池。

(3)高程布置。污水处理生化处理工段(从厌氧到MBR机组)的高程布置依次降低，实现了完全自流，不需要另外使用提升设备，最大化地实现了降低能耗。

综合处理车间内污水处理部分包括了MBR工段、NF工段。这部分的进出水基本处在同一高程。是现有膜处理工艺最适合的方式。

4 结束语

从渗沥液处理要求以及环境敏感性、经济技术效益等方面进行综合评估，“中温厌氧反应器+分体浸没式膜生物反应器+纳滤(NF)”处理工艺技术先进、可操作性强，完全符合工程提出的要求。该套系统具有很高的CODcr和NH3-N去除能力及高负荷处理能力，而且能够适应不同季节的渗沥液水质水量的波动。系统具有很强的可调节性，轻松应对不同季节、不同种类的渗沥液浓度、水量的波动，确保出水水质水量稳定达标。

参考文献：

[1]邹莲花,王宝贞,居德金,等.城市生活垃圾填埋场渗沥液处理的试验研究[J].给水排水,1996,(5):13-14+2.

[2]杜昱,王进,李君,等.垃圾渗沥液处理工艺分析[J].环境卫生工程,2012,(2):29-31.

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原标题：垃圾焚烧发电厂中的渗沥液处理工艺概述