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1、生活垃圾焚烧发电厂建设项目渗沥液处理系统设计方案1.1.1 水质水量1.1.1.1 水量垃圾倒入储坑内后，垃圾外在水份及分子间水份经堆压、发酵逐渐渗滤至垃圾储坑底部，其水量、水质随气候条件、季节、垃圾性质及储放时间变化而变化。国内生活垃圾含水量普遍很高，在垃圾储坑内将产生大量的渗滤液。根据国内类似城市焚烧发电厂的经验，垃圾渗滤液水量约占垃圾总量12左右，预计本项目垃圾一期工程渗滤液日均约为72m3，此外每日还有1.6m3的卸料平台冲洗水，再考虑不可预见因素，本工程渗滤液设计水量为100t/d。在垃圾坑旁边设置渗沥液收集池，收集池大小约40m3，作为临时储存和中转用，在厂房外建一座400m3的渗
2、沥液池，可以容纳全厂约6天的渗沥液产生量，满足渗沥液处理设施故障时的储存。1.1.1.2 水质根据国内其他相似焚烧发电厂实验室连续检测结果，渗滤液的原水水质指标及设计水质见表5-9所示。表5-9 焚烧发电厂渗滤液原水水质序号项目单位数值设计水质1密度 g/L102552CODCr mg/L48000-71000600003BOD5 mg/L25000-30000300004SS mg/L3000-20000120005NH3-N mg/L380-150010006NO3-N mg/L96-1807TN mg/L7000-145008色度 倍4000-50009TP mg/L122-17310P
3、H4.0-6.34.0-6.311电导率9-11.512As mg/L0.02-0.0613Cd mg/L0.03-0.0614Cr mg/L0.35-0.7915Cu mg/L0.39-0.5716Hg mg/L0.01-0.0317Ni mg/L0.81-1.1018Pb mg/L0.39-1.1519Zn mg/L10.9516.881.1.2 渗沥液处理方式的选择按照国家环保总局的要求“垃圾渗滤液处理系统能否确保垃圾渗滤液全部焚烧，垃圾渗滤液处理系统发生故障产生事故排放，是否设置足够容积的垃圾渗滤液事故收集池”，结合当前本工程的实际情况，进行渗沥液收集和处置系统的设计。目前，国内生活垃
4、圾的特点依然是高水分、低热值，通常原生垃圾低位发热量在42005000kJ/kg左右，个别季节甚至只有30003300kJ/kg(700800kcal/kg)，而国内通常认为垃圾在不需要添加辅助燃料下燃烧，并且达到环保要求的最少的低位发热量一般为4600kJ/kg左右，由此得出国内垃圾基本在可靠燃烧的临界点左右，这样对燃烧的稳定性和经济性极为不利。针对这种情况，国内机械炉排炉通常采用的方法是将垃圾在垃圾池内存放5天左右，脱去10%20%的水分，可提高垃圾热值8001200kJ/kg，这样能够有利于垃圾的焚烧。另一方面，本工程选用机械炉排炉作为垃圾焚烧的炉型，具有燃烧稳定，不易产生二次污染，正常
5、燃烧不需要添加常规燃料（例如煤）等优点，但其整个炉膛热负荷低于添加20%煤的流化床焚烧炉。如果在现阶段将大量的渗沥液喷入炉内焚烧的话，势必造成燃烧的不稳定，甚至温度骤降，直接会造成二恶英的产生量增加。因此在现阶段采用回喷焚烧渗沥液是有较大难度的。在远期随着经济的发展，垃圾热值也随之提高，含水率同时降低，产生的渗沥液减少，届时采用回喷的方式处理渗沥液将变得可行。一旦进厂生活垃圾达到设计值1500kcal/kg后，就考虑垃圾渗沥液回喷焚烧炉高温氧化分解处理。因此，同时也预留了渗沥液回喷焚烧高温氧化处理系统。针对渗沥液焚烧也可采用先通过蒸汽将渗沥液浓缩后，将浓缩液喷入焚烧炉内进行焚烧的工艺，但这要消
6、耗大量的蒸汽，每处理一吨的渗沥液预计将减少约800kg的蒸汽，而800kg的蒸汽将产生电能160kW.h，直接减少收入100元。发电收入的减少势必要导致垃圾贴费的增加，因此针对本工程是不经济的。综上所述，*生活垃圾焚烧发电厂工程渗沥液处置方式为：现阶段对渗沥液进行无害化处理，并在系统上预留回喷设备，而远期将渗沥液回喷处理1.1.3 渗沥液排放标准的确定渗滤液是由垃圾在垃圾贮坑中堆放过程中渗出的高浓度的有机废水以及部分冲洗水组成的。它成分复杂、可生化性差并且要达到的处理标准高，这些特点决定了渗滤液处理是一项非常棘手的问题。常见渗滤液处理方式有以下几种：方案一：处理达到污水综合排放标准（GB897
7、81996）一级标准后直接排放。处理工艺流程：渗滤液是高浓度难降解的污水，考虑到要求达到的处理标准和实际投资规模限制，通常采用组合工艺来处理。工艺流程见图5-9图5-9渗滤液处理工艺方案一渗滤液首先经过生物处理，先去除大部分可生化降解有机物，再经过絮凝沉淀、纳滤、反渗透处理。 l该处理方式处理水质高，技术先进；自动化程度高，但工艺设备复杂，投资运行费用高，风险高，操作管理复杂，故本工程不采用此方式。方案二：处理达到污水综合排放标准（GB8978-1996）三级标准后纳入市政管网送往污水处理厂。渗滤液过滤后通过布水系统进入膜生化反应器MBR，生化去除可生化有机物和氨氮。MBR包括前置反硝化池、硝
8、化池和超滤分离系统。超滤清液经混合池与生活污水汇合后送至污水处理厂。此种处理方式投资小，运行费用低，维护简单，风险低。方案三：回喷至焚烧炉内处理由于云南地区垃圾的热值不高，回喷至焚烧炉内处理目前只作为辅助手段。随着人民生活水平的提高，垃圾的热值会进一步提高，可以采用回喷工艺。方案四：直接送污水处理厂渗滤液不在厂内处理，收集后直接送污水处理厂处理。此种处理方式省去了渗滤液处理的费用和占地，但渗滤液对污水处理厂进水质可能造成一定影响，需论证并得到当地主管部门同意。常见渗滤液处理方式比较见表5-10表5-10 常见渗滤液处理方式比较处理方式直接送污水厂处理至三级标准后送污水厂处理至一级标准后排入受纳
9、水体回喷到焚烧炉优点厂内无需自设处理站，节省了投资及占地面积一次性投资较低，约500万。运行维护简单，其费用低于与处理至一级标准的方式，约20-30元/吨可直接排入受纳水体，省去渗滤液处理的投资和占地缺点对城市污水处理厂进水水质可能造成一定影响，需论证并得到当地主管部门同意需在厂内设置处理站，与直接送污水处理厂相比，增加一定投资和占地面积需在厂内设置处理站，建设、运行、维护费用均较高，建设费用约800万。运行费用约为30-40元/吨。操作管理复杂垃圾低位热值需达到6688kJ/kg以上方可采用综合比较上面几种工艺，推荐本工程渗滤液经过预处理后达到污水综合排放标准（GB8978-1996）三级标
10、准后进入城市污水处理厂。而回喷处理作为焚烧发电厂应急机制的一部分，可作为渗滤液处理的辅助方式。污水综合排放标准（GB8978-1996）三级标准具体指标见表5-11所示。表5-11渗滤液排放标准序号项目排放标准1COD 500 mg/l2BOD5 300 mg/l3SS 400 mg/l4pH6-91.1.4 处理工艺的选择1.1.4.1 处理工艺确定原则l 严格执行国家环境保护规定，确保出水各项指标达到规定的排放标准；l 采用先进工艺、新型设备，降低投资和运行费用；l 尽量采用二次污染少、污泥量少、低噪音的处理设施；l 构筑物和设备布置合理，节约用地；l 操作管理方便、技术要求简单，减小工人
11、劳动强度；维护简单方便，宜于长期使用。l 高负荷污水处理能力；l 能够适应不同季节、年份渗滤液浓度的波动，工艺能保证出水的稳定性。l 针对本工程特点，应对氮有一定的去除能力；1.1.4.2 处理工艺比选目前常见的处理工艺主要有以下几种：1、二级反渗透。随着膜技术的发展，反渗透在渗滤液废水处理方面的运用逐步为人们所接受，反渗透的优点是工艺简单，出水水质容易保证，广泛应用于高难度的污水处理。但由于反渗透仅仅是一个分离过程，污染物并未降解和有效去除，在排出清水的同时，还会有大量的浓缩液。反渗透最大的问题就是浓缩液的处理。为达到有效分离NH3的目的，须加硫酸把进水pH调到小于6.5，也增加了含盐量，使
12、渗滤液中的污染物浓度和电导率不断升高。由于反渗透没有生物降解功能，需要将浓缩液单独处理。国外常对浓缩液采取蒸发浓缩、固化处置或焚烧处理的方法，由于国内垃圾热值相对较低，目前对反渗透浓缩液回喷焚烧炉焚烧处理会带来一系列的问题，导致整个处理设施的投资和运行费用较高。因此，本工程不采用反渗透技术。2、氨氮物理吹脱+厌氧生化处理+SBR目前部分填埋场采用氨氮物理吹脱+厌氧生化处理+SBR处理工艺处理垃圾渗滤液，但考虑到焚烧发电厂的渗滤液主要是有机氮多，无机氮少，采用氨氮物理吹脱运行成本过高，而且焚烧发电厂的位置不同于填埋场，吹脱出的氨气如果处理不当，将会带来较严重的二次污染。3、MBRMBR是生化反应
13、器和膜分离相结合的高效废水处理系统，用膜分离（通常为超滤）替代了常规生化工艺的二沉池。与传统活性污泥法相比，MBR对有机物的去除率要高得多，可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果，减小了生化反应器体积，提高了生化反应效率，出水无菌体和悬浮物，因此在提高系统处理能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。同时MBR处理系统启动很快，可有效降解主要污染物COD、BOD和氨氮，无二次污染，100%分离生物菌体，出水无细菌和固体物，污泥负荷(F/M)低，剩余污泥量小，无需脱臭装置，占地面积小，运行费用较低。综合以上分析，根据垃圾焚烧发电厂渗滤液处理的经验，就*生活垃圾焚烧发电厂渗滤液
14、的水质水量特点和处理要求，本工程推荐采用氨吹脱+膜生化反应器，即氨吹脱+MBR 。1.1.5 工艺流程如图5-10所示渗滤液处理设备由三部分组成，包括：(1)氨吹脱系统；(2)进水过滤系统；（3）膜生化反应器MBR系统；（4）生化剩余污泥处理系统。过滤系统MBR 系统混合池生化剩余污泥处理系统渗滤液排放压滤干泥回入垃圾储存坑焚烧处理压滤上清液氨吹脱系统图5-10工艺流程示意图来自垃圾坑的渗滤液通过现有的潜污泵进入两个容积各为50m3的垃圾渗滤液收集罐，当氨氮含量过高时，可由泵将渗滤液提升至吹脱塔，在吹脱塔内，渗沥液由塔顶进入塔内，空气由塔底进入，同时在塔内安装有生物填料，能有效地增大气液接触的
15、面积，氨在塔内被有效地去除。从渗沥液中吹脱的氨需经过必要的吸收设施，产生的反应物可送至氨肥厂作为原料。经过氨吹脱后的渗滤液经过生化进水泵提升以大于3.75m3/h的水量经全自动排污式初滤器及袋式过滤器通过布水系统进入膜生化反应器MBR，生化去除可生化有机物和氨氮。MBR包括前置反硝化池、硝化池和超滤分离系统。反硝化池和硝化池分别是一座总容积为1173m3和两座总容积为567m3的钢筋混凝土结构池，池内设计污泥浓度15 g/l；超滤分离系统的功能如同二沉池，泥水分离效率大大地提高。超滤清液经混合池与生活污水汇合后流人城市污水处理管网。剩余污泥处理后压滤干泥焚烧处理。1.1.5.1 氨吹脱系统渗沥
16、液用泵抽升，由吹脱塔的顶部进入塔内，渗沥液向下运动，同时，由离心风机供气由吹脱塔底部进入塔内，空气向上运动。气相和液相在塔内接触，渗沥液中的氨气被吹脱出去，由塔顶逸出；逸出的氨气由吸收塔底部进入塔内，向上运动，同时硫酸池内的酸液被耐酸泵抽升由吸收塔顶部进入塔内，酸液在塔内向下运动；气相和液相在吸收塔内接触，发生化学反应，生成物由塔底部流入回收池内；由吹脱塔底部流出的脱氮渗沥液流入调酸池，在加酸的条件下，将渗沥液pH值调至78左右，调酸后的渗沥液进入过滤系统。1.1.5.2 进水过滤系统垃圾焚烧发电厂的渗滤液SS浓度较高，虽然生化反应可以降解掉一部份SS，但还有很大一部分的固体颗粒不能生化降解，
17、生化系统中的固体颗粒将会对生化系统及后续的膜处理单元产生不利的影响，为避免进水中固体颗粒引起该种影响，在生化进水部分设计了进水过滤系统，以降低生化进水的SS，除去进水中的固体颗粒物，进水过滤系统由全自动排污过滤器与袋式过滤器两部分组成，全自动排污过滤器过滤孔径为800um，将截留那些大固体颗粒，由于需要冲洗的次数比较频繁，因此选用带有自动反冲洗功能全自动排污过滤器，稳定性较高，而袋式过滤器过滤孔径在400um左右，以除去小固体颗粒。经过进水过滤系统，生化进水中的SS浓度将有3000mg/L将为500mg/L。1.1.5.3 膜生化反应器系统膜生化反应器系统生化池和超滤两个子系统组成。生化反应器
18、生化反应器由前置的反硝化池和硝化池组成，反硝化池和硝化池分别是为一座117 m3和两座567m3的钢筋混凝土结构罐体。为保证冬天生化池的温度，生化池加盖。污水中碳、氮和磷等有机物污染物经过生物降解得到有效去除。硝化池内曝气采用专用设备射流鼓风曝气。由于渗滤液污染物浓度较高，硝化罐体积较大，所需曝气量巨大，因此拟采用多源曝气，即在每个硝化罐中平均分布三个射流曝气头，以到达高效降解的目的。在硝化池中，通过高活性的好氧微生物作用，降解大部分有机物，并使氨氮和有机氮氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，一部分回流到反硝化池，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到脱氮的目的，反硝化池内设1台液下搅拌装置。一部分进入超滤（U
19、F）系统。超滤系统（UF）与传统生化处理工艺相比，微生物菌体通过高效超滤系统从出水中分离，确保大于0.02 m 的颗粒物、微生物和与COD相关的悬浮物安全地截留在系统内。超滤清液进入清液储槽，超滤浓液回到生化池。污泥浓度通过错流式超滤的连续回流来维持。1.1.5.4 生化剩余污泥处理系统生化产生的剩余污泥排入污泥储池，通过污泥泵提升入板框压滤机进行压缩。由于剩余污泥为生化产生的剩余污泥，因此压滤产生的上清液COD、BOD、NH3-N、P等指标均与超滤出水相同， 因此污泥压滤产生的上清液可直接排入混合池。污泥压滤每天产生约1吨含水率在85%左右的干泥饼，压滤产生的干泥可进行焚烧处置。1.1.6 渗沥液回喷系统设计为了充分收集垃圾渗沥液，垃圾池底部设计成向卸料间方向倾斜，在卸料台下紧靠垃圾池设有一条通长的渗沥液收集沟，沟中的渗沥液自流到渗沥液收集池，通过渗沥液排出泵送到过滤器和缓冲池中，过滤后的液体通过渗沥液回喷泵喷入炉膛，控制系统根据燃烧室中温度测点调整沥滤液的回喷量，以确保良好的燃烧工况。设计的滤沥喷嘴每支容量1t/h，每炉2个喷嘴，喷嘴兼有雾化的功能，能够保证渗沥液均匀的进入炉内，并完全燃烧，喷嘴及输送管道采用耐腐蚀的不锈钢。待未来垃圾热值提高并具备回喷的条件下可以开启该系统