关注 | 山东某生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理工程设计探讨
摘要：随着经济与社会的不断发展，生活垃圾焚烧发电厂的建设数量与日俱增，随之而来的是大量垃圾渗滤液的产生。众所周知，垃圾焚烧发电厂渗滤液具有污染成分多、浓度高、重金属含量高、pH值低、渗滤液水量波动大等的显著性特点，是一种处理流程较为复杂的有机废水。因此，简洁合理的渗滤液处理工艺设计是摆在生活垃圾焚烧发电厂面前的一个重要问题。
作者：冯祥军 广州华浩能源环保集团股份有限公司
关键词：垃圾发电厂；垃圾渗滤液；工艺设计
垃圾渗滤液主要产生于垃圾贮坑，在垃圾焚烧发电过程中，由于新鲜垃圾热值较低，需要进行5d左右的发酵，以达到滤出水份、提高热值的目的，才能保证后续焚烧炉的正常运行。由此产生的垃圾渗滤液呈暗绿色乃至酱油色，有明显的刺激性气味，悬浮物含量较高、且含有高浓度氨氮和毒性难降解有机组分，主要污染物表征值为CODcr、NH3-N、SS等。本次设计的渗滤液处理项目位于山东半岛，日处理垃圾渗滤液350吨。
1.1 本项目渗滤液处理工艺
在通常情况下，对渗滤液的处理主要通过膜生化反应-超滤-纳滤-反渗透的工艺来完成。从处理过程来分析，在渗滤液进入调节池的初沉池之前设计固液分离设备，可有效去除渗滤液中大量的杂物，随后将渗滤液的杂质在初沉池内沉淀，清液流入调节池内。调节池内渗滤液通过螺杆泵进入UASB厌氧罐内，通过循环水泵提高上升流速，通过厌氧罐顶部的三相分离器将沼气、厌氧污泥分离，利用厌氧菌在厌氧罐内将渗滤液中的大颗粒分子的有机物转化成小颗粒分子的有机物，进而产酸产甲烷，甲烷引入火炬燃烧。厌氧出水进入两级AO生化反应池进行好氧生化处理，进一步去除有机物和降解氨氮、总氮，采用外置式超滤系统在将经过硝化处理后的活性污泥进行分离。超滤出水进入纳滤设备和反渗透设备进一步去除COD、氨氮和总氮，最终达到冷却循环水回用标准。纳滤和反渗透产生的浓液进一步浓缩后用于垃圾焚烧发电厂烟气处理的石灰乳制备，生化池产生的剩余污泥经过离心脱水机脱水后与生活垃圾掺烧，实现垃圾渗滤液零排放。
污水处理流程如下：
1.2设计进出水水质
(1)设计进水水质
(2)设计出水水质
1.3 渗滤液处理站工艺设计
1.3.1 预处理及调节池
1.功能：设置有格栅系统及调节池两大单元。格栅主要隔除大颗粒、长纤维杂物。调节池调节水量、水质，以避免因水质和水量的变化造成对后续处理的不良影响。
2.设计参数：处理规模385m3/d，调节池总容积4560m3。
1.3.2 厌氧系统
1.功能
渗滤液进入UASB厌氧罐后，在中温环境下，反应器内的水解细菌、产酸细菌和产甲烷细菌利用水中的有机污染物进行分解。
2.设计参数
按385m3/d进行设计，设计两座厌氧罐，每个厌氧罐尺寸为φ13*13.5米。
1.3.3 MBR生化池
1.功能
厌氧罐沉淀后出水自流入中间水池。MBR生化池采用“两级反硝化/硝化”工艺，通过活性污泥的生化作用，达到去除有机物、生物脱氮的目的。
2.设计参数
按385m3/d进行设计（富余系数1.10）。生化池总有效容积为5440m3；按两条线、两级AO设计；每条线包括1个一级反硝化池2个一级硝化池、1个二级反硝化池和1个二级硝化池。
1.3.4 超滤系统
1.功能
生化系统出水经由超滤进水泵进入超滤系统，实现泥水分离。超滤系统采用外置管式超滤膜，产生清液排入超滤清水池，浓缩液（泥水混合物）回流至一级反硝化池和二级反硝化池。剩余污泥进入污泥脱水系统处理。
2.设计参数
超滤系统设置在综合处理车间。超滤系统设计处理能力为455t/d（富余系数1.30），超滤设备设置1套（双环路），膜材质PVDF，膜孔径30 DM，膜组件直径8”，膜组件流道直径8mm，膜组件长度L =3000mm。
1.3.5 NF系统
1.功能
纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，又称为低压反渗透，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右，能将大分子有机物从溶液中截留出来。纳滤出水达标排放。
2.设计参数
一期设计规模390m3/d（富余系数1.10），处理能力按照2×195t/d设计，按照双环路设计，设计回收率85%，膜材质有机复合膜，膜组件长度1016mm，单支膜组件面积34.4m2。
1.3.6 RO系统
1.功能：
反渗透是最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100 的有机物，能够去除可溶性的金属盐、有机污染物、细菌、胶体粒子、发热物质，其脱盐率大于95%，对CODCr、氨氮及总氮的脱除率可以达到90%以上，出水水质稳定。
2.设计参数
RO设备设计处理能力按照330t/d设计，设计成单条线路处理，设计回收率75%，膜材质有机复合膜，膜组件长度1016mm，单支膜组件面积34m2。
1.3.7 污泥脱水间
功能
污泥储池中的污泥通过离心脱水进料泵提升入离心脱水机，进料过程中投加适量的絮凝剂以提高固液分离效果。离心脱水产生的干泥回入焚烧炉进行焚烧处理，污泥压滤液进入脱水清液池，再由污水提升泵送至中间水池。
设计参数
设备按350m3/d配备。污泥脱水后含水率≤80%，污水调理投加药剂采用阳离子PAM，药剂投机方式为螺杆泵投加，电磁流量计计量。
1.3.8 沼气收集及预处理系统
1.功能：收集、处理厌氧池产生的沼气。
2.设计参数：本工程最大沼气处理量为300m3/h，配备自动高能点火、熄火保护、自动排水、在线紫外火焰的检测。燃尽率95％以上，气体在塔体内停留时间大于0.35秒。
1.3.9 臭气收集系统
1.功能：
对预处理系统、厌氧罐、硝化池及污泥处理系统产生的臭气进行收集，集中输送至主厂房垃圾仓，改善周边环境卫生状况。
2.设计参数
预沉池、调节池池内通风次数为5次/h；储泥池按照4次/h计算；污泥脱水间屋内通风次数为7次/h；总除臭风量为9679m3/h。
1.4 结语
本项目已经建设完成正处于验收阶段。经过调试，经处理后的各项水质指标能够达到设计要求，最终出水排入冷却塔水池作为补充水源，实现了零排放的目标。综上所述，垃圾渗滤液处理工程的设计与建设对垃圾发电厂周围的自然与生态环境具有重大的影响。因此，建设生活垃圾焚烧发电厂要同时建设垃圾渗滤液处理厂，通过合理设计垃圾渗滤液处理系统的预处理、UASB厌氧罐、MBR生化池、超滤、纳滤和反渗透系统的工艺参数，保证建成后能够正常运行，提高渗滤液处理系统的运行效率和处理质量，进而促进生活垃圾焚烧发电厂生态效益与社会效益的协调发展。
