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生活垃圾焚烧电厂渗滤液的零排放研究

陈昱蓉 李泽恩 夏修催

青岛西海岸康恒环保能源有限公司,山东青岛,266427

摘要: 生活垃圾焚烧电厂渗滤液成分复杂,有一定的危害性,随着我国环保意识的日益提高和国家对环保的要求,垃圾焚烧渗滤液零排放技术的研究和实施成为环境领域研究的难点和热点。在渗滤液处理中使用新技术可以将渗滤液中的部分污染物转化成无害物质来消除污染,从而减少对环境的影响。
关键词: 生活垃圾焚烧电厂;渗滤液;零排放
DOI:10.12721/ccn.2023.157053
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引言

随着我国城市化进程的加速,生活垃圾产生量不断增加,填埋、焚烧都是垃圾处理的方法,在垃圾焚烧过程中会产生成分复杂的、污染度高的垃圾渗滤液,对人体健康和生态环境都有着极大的危害,相关单位应不断改进渗滤液处理系统的性能,利用新技术实现渗滤液的零排放,以提升环境保护的效果。

一、生活垃圾焚烧电厂渗滤液的特性

(一)成分复杂

垃圾种类和来源的多样性决定了垃圾焚烧发电厂渗滤液成分的复杂性,其有机污染物浓度较高,还含有大量的重金属、细菌病毒、微生物等,这些物质有毒有害,对生态环境会造成严重影响。

(二)水量波动大

季节、地域、运输等都会影响垃圾渗滤液水量变化,垃圾渗滤液的水量越大,水中污染物浓度越低,例如在秋冬季节或者在降水量较少的地区,环境相对干燥,垃圾渗滤液的水量就小于春夏季节和降水量多的地区。因此渗滤液处理装置的设置要充分考虑到环境对垃圾渗滤液水量波动的影响。

(三)污染物浓度高

垃圾经过收集,运输到垃圾焚烧发电厂的垃圾储坑,在坑内进行3-5天的“熟化”处理,以增强焚烧效果,在此过程中垃圾焚烧发电厂渗滤液中的污染物浓度较高,例如COD浓度可达到30000-75000mg/L,BOD的浓度可达到15000-40000mg/L,NH₃-N可达到1500-3500mg/L,SS可达到500-2500 mg/L。

(四)C/N比不平衡

垃圾渗滤液中氨氮含量随着时间的推移会不断增高,氨氮的浓度增高会导致垃圾中C/N比不平衡,抑制垃圾处理过程中微生物的活动,降低微生物的氧化作用,影响生化处理效果。

二、生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放的现状

(一)实际应用少

由于选址和投入成本以及垃圾焚烧处理后环境保护等问题,我国目前生活垃圾的主要处理方式还多是填埋,焚烧处理的实际应用比例不高。

(二)政策支持少

我国当前关于生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放方面的法律法规还不健全,政府相关部门虽然大力提倡生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放,但是缺乏鼓励和支持的政策,仅靠个别企业去推动生活垃圾焚烧渗滤液零排放的发展进程是存在相当大难度的。

(三)缺乏统一标准

我国对于回用水水质标准没有强制性的统一的标准,大多数都是参考行业标准和企业内部标准执行,不利于回用水质的监督和管理。

三、如何实现生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放

传统生活垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理工艺存在回水水质差、回收率低等问题,很难实现渗滤液的零排放,为了实现渗滤液零排放的标准,就需要对传统工艺和流程进行优化。一是采用膜软化技术代替传统工艺中的纳滤技术,降低循环水的硬度和碱度,减少污染;二是采用透替代传统工艺中的卷式反渗透,管网式反渗系统抗污染能力强,能够有效提升回收率。

(一)TUF 膜软化技术

1、TUF 膜软化系统的构成

TUF 膜软化系统由化学加药预处理系统及 TUF管式膜过滤系统 2 个部分组成。

(1)化学加药预处理系统

系统由化学加药系统和两级级反应池组成,其目的是通过氢氧化钠、镁盐、次氯酸钠、碳酸钠等化学试剂降低渗滤液的硬度和碱度,减少污染。

(2)TUF管式膜过滤系统

TUF 系统由浓缩水池、超滤膜及其配套分水泵、仪表等组成。可以保持ss最佳状态度,起到固液分离的作用。

2、TUF 膜软化系统的优点

(1)能代替常规沉淀分离,做到垃圾焚烧渗滤液的固液分离,固体

微粒可以回收再利用,提高固体废弃物的利用率。

(2)在较高的PH环境下能够持续运行,有效去除重金属(Ca2+、

Mg2+、Ba2+、Sr2+),防止结垢。

(3)过滤孔径属于微滤和超滤范围,淤泥密度指数低,过滤水质高、

回收率高。

(4)膜通量通过气擦洗、水反洗和化学清洗即可恢复,更换频率

低,使用寿命长,化学清洗药品普通,处理后不会造成二次污染。

(5)采用错流过滤模式,能处理悬浮物含量更高的进水,耗能低,

操作压力低,运行成本低。在过滤时,膜表面经过高速水流的冲刷,可减少污染物积累,保证膜的清洁度。

(二)STRO 技术

1、STRO 技术概述

反渗透膜的结构形式有很多种,在垃圾渗滤液行业常用的机构有卷式反渗透RO、网管式反渗透 STRO 和碟片式反渗透 DTRO 三种。反渗透工艺其技术原理是利用压力差为动力的膜分离过滤技术,其过滤孔径可以小到纳米级别,在一定的压力下,水分子可以通过反渗透膜,而无机盐、重金属离子、有机物、细菌、病毒等杂质会被隔离开,通过此技术可以轻松的将纯水和浓缩水区分开。

STRO系统是一种新型的膜组件,其与传统卷式 RO 膜元件的格网通道是不同的,STRO系统采用的是平行格网结构,保证膜工作的稳定性、长期性和较强抗污能力,非常适合高污染废水处理,是反渗透技术领域的新技术,对垃圾焚烧渗滤液的处理实现零排放非常有效。

传统膜组件的网格是菱形格网,废水废料尤其是带有悬浮物的废水,在通过网格时会受到一定阻碍,为此传统的膜组件对预处理要求比较严格,要做到防止污泥堵塞现象发生,而STRO组件内部横向的加强筋可以加大回流,降低处理污水的浓度,提高STRO 膜组件的耐污染能力,既降低了能量消耗,还能增加水回收率。

2、STRO 技术的优点

(1)STRO系统设备装置标准化,反渗透单元可拆卸,对场地要求不大,能

随时随地组装,还可以安装在集装箱内按需求移动,方便开展处理工作。系统操作维修操作性强,便捷性高。

(2)传统的RO膜存在结垢和膜污染的问题,STRO 系统所采用的 PT/ST 膜

组件,填充密度高,盐分通过率低,可完成内置标准清洗和维护,膜污染低。

(3)STRO系统拥有了开放式的通道(结构),不需要生化处理和复杂的超

滤过滤,只需要简单的砂滤和保安过滤器可以达到污泥密度指数要求,使得预处理过程变得简单有效。

(4)回收率高零排放。使用STRO系统在垃圾渗滤液的过程中,采用高压循

环方式,使回收率最高能达到75%,对氨氮去除率在99.2%以上,对 COD 去除率在 99.5%以上,对电导率去除率 92%以上,且在水中检测不到污泥,再结合浓缩液回喷,可以完全实现渗滤液的零排放。

(5)STRO系统有内置清洁维护系统,受进水水质的破坏很小,再加上膜的

低结垢和低污染性,使膜的寿命延长,一般可保持3-5年,大大降低了更换的成本。

结束语

随着我国经济以及城市化进程的高速发展,生活垃圾的产生量也在逐渐增加,生活垃圾焚烧发电过程中产生的渗滤液含有很多有害物质,如不处理会严重影响人体健康和生态环境,通过改善传统工艺、引进先进技术,实施渗滤液的零排放,对于环境保护具有重大意义。

参考文献

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