危險廢物填埋場滲濾液的蒸發處理工藝

黃鳳容，胡國良，文金麗

惠州東江威立雅環境服務有限公司，廣東惠州 516000

Huang Feng-rong, Hu Guo-liang, Wen Jing-li

Huizhou Dongjiang Veolia Environmental Services Limited, Guangdong516000,China

1 概述

廣東省危險廢物綜合處理示范中心是列入《全國危險廢物和醫療廢物處置設施建設規劃》的31個省級綜合性危險廢物處置中心之一。

危險廢物安全填埋場區總面積10.6萬m2，總容積約351萬m3，分四期規劃建設，已建成一期A單元，年處理能力為40 000t。2008年危險廢物開始進入填埋場，至目前已經累計填入各種危險廢物13萬t。填埋的廢物以生活垃圾焚燒飛灰為主，占總量的60%～70%。

2011年產生滲濾液的達5 000t，水質特性與填埋的廢物成分、填埋數量、氣象條件密切關聯，危險廢物滲濾液成分復雜，主要水質特點如下所示：

表1 滲濾液主要水質特點

2 常規工藝處理的方法及困難

由表1的滲濾液主要水質特點可見：可溶性固體、氨氮、硬度、COD的含量高；豐水期和枯水期的水質特性變化大；且隨著廢物進場量增加，滲濾液的有害成份濃度及產生量也會逐年增大。

由于滲濾液水質的復雜多變，目前行業內尚無十分完善的處理工藝，不同的填埋場根據自身具體水質特點及經濟技術要求選取不同的處理方案和工藝。

較成熟的處理的方法主要有以下幾種：物理化學、生物法、反滲透處理法、土地法等或上述方法的結合。

2.1 物理化學與生化結合法

在上述方法中，比較傳統的方法先物理化學法進行預處理，除去色度、重金屬離子、懸浮物等有害成分；然后再進行生化，除去有機物及少量的氨氮。物理化學法包括活性炭吸附、化學沉淀、化學氧化等。

經過預處理的水調節各項成分的濃度達到可生化時，進行好氧或厭氧或二者合并應用聯合處理系統。由于本公司滲濾液可溶性固體含量高達30 000mg/L～60 000mg/L，在生化前需通過勾兌大量的優質水以防止可溶性固體對細菌活性下降，這樣不僅增加處置成本，而且浪費大量的水資源，與公司倡導的清潔生產及零排放理念不符，故無法推行這種處理工藝。

2.2 反滲透處理法

反滲透法是利用滲透膜對滲濾液中溶質和溶劑的選擇滲透性，對污水中的無機物、有機物和水進行分離。反滲透膜的透水量（出水率）和對污染物的去除率是反滲透過程中關鍵的運行參數[1]，這兩個參數受到電導率、工作壓力、進水污染物濃度、進水pH值、溫度等因素的影響。

電導率越大，即進水所含陰陽離子濃度越大，出水率越低，當電導率大于30 000us·cm-1時,淡水回收率將小于50%。進水中污染物還對會對出水率和出水水質有影響，濃度越大，對處理效果越不利，必要時，在進入膜之前，需進行預處理。

反滲透處理技術難以在本公司運用，主要的原因是滲濾液的電導率遠高于30 000us·cm-1，淡水回收率低；經過反滲透裝置后的濃水的得不到最終的處置。

2.3 回灌處理技術

滲濾液回灌法是一種循環處理法，將未經處理的滲濾液直接回灌，由于投資省、操作簡便、運行費用低等優點[2]，目前在生活垃圾填埋場滲濾液處理中已經取得了廣泛的應用。

它的優點可以提高廢物的濕度，增強微生物的活性，加快生化作用，加速填埋場的穩定，并且可以因為回灌過程中揮發等作用而減少滲濾液的產生量；缺點是無法生化的有害物質在填埋場中不斷積累，對填埋場帶來二次污染。

3 雙效和單效蒸發預分離工藝

蒸發工藝廣泛用于食品、化工、制藥行業和海水淡化等行業。

通過供給一定的熱能，可以實現提純溶劑、分離溶質的目的。由于多效蒸發技術對進水TDS沒有限制[3]，且本公司焚燒爐產生有富余的蒸汽，每年可以有十多個月連續為蒸發裝置供給充足的熱量，給推廣蒸發處理工藝提供前提條件。

雙效蒸發的優點：雙效蒸發1t水所需要的蒸汽量為0.57t[4]，比單效的1.1t有在高蒸汽的利用效率上明顯的提高；單效蒸發工藝的優點：單效蒸發的優點是結垢對蒸發工藝的影響相對小，結晶后易于清除。

為了能最大限度地提高熱能的利用效率，同時又盡量減少結垢及結晶對蒸發設備的影響，對滲濾液的采取先雙效蒸發，然后再單效蒸發直至蒸干的預處理工藝。

3.1 雙效蒸發濃縮工藝流程

雙效蒸發流程工藝采用并流進料，生蒸汽通入第Ⅰ效加熱室，蒸發所得二次蒸汽送至第Ⅱ效作為加熱蒸汽，第Ⅱ效的二次蒸汽則送至冷凝器全部冷凝。滲濾液進入第Ⅰ效蒸發濃縮后由底部排出，再送入第Ⅱ效蒸發濃縮得到完成液。

當溶液中硬度較大時容易結垢，使傳熱阻力大大增加。為了較好地避免多效蒸發裝置的結垢現象，控制蒸發的溫度非常關鍵，當蒸發溫度低于70℃時，蒸發表面鹽類結晶的速率大大降低，從而可以避免或減緩設備結垢的產生[5]。

當溶劑減少到一定程度時有會晶體析出，由于多效蒸發設備內部構造復雜，可溶性固體結晶后不易清除。為此，它的濃縮液由單效蒸發裝置作進一步的蒸發。

3.2 單效蒸發濃縮工藝流程

單效蒸發直接用蒸發濃縮設備將滲濾液加熱，滲濾液中易揮發部分和其它介質在其沸點溫度時不斷地由液態變為氣態，并將汽化時所產生的二次蒸汽進入冷凝室，被冷卻水冷凝后排出；在加熱室中的溶液隨著溶劑的汽化，溶液濃度得到提高，濃縮以后的晶體從蒸發器的底部出料口排出。

4 生化處理和穩定化固化處置工藝

雙效蒸發和一效蒸發后的餾出液成分簡單，主要成分為易揮發的有機物。

經好氧、缺氧工藝處理后，達到《城市污水再生利用 城市雜用水水質》或《城市污水再生利用 工業用水水質》標準的要求后，作為公司的回用水。

滲濾液經過雙效和單效蒸發出來的晶體，根據鹽的成分不同與不同的固化配方進行攪拌混凝，經過特殊的包裝后再填埋。

5 現有處置工藝的優點

填埋場濾液的有效處理、處置，對填埋場周邊環境的地下水、地表水質量有著至關重要的意義。

5.1 降低處置成本

滲濾液的蒸發預處理工藝實現可溶性固體與其它溶劑分離，由于它使用的是焚燒產生的富余熱量，省去了蒸汽的成本，只需初期的設備安裝成本、日常運行的人工成本，大大降低了處置成本。

5.2 節約水資源

滲濾液生化后產生的回用水主要用于焚燒車間回用水和填埋場的綠化、沖刷地面。對提倡節能降耗的今天，再生回用是十分必要的。

按照目前滲濾液的產生量為5 000t進行計算，根據目前的技術水平，以最低再生率70%計算，每年產生再生水3,500t。按惠州市居民生活人年均生活用水量(城鎮生活)166L/d[6]計算，每年可以節約57人的生活用水量。

5.3 安全處置

對不同的高濃度有機廢渣及無機鹽選用不同固化劑配方，穩定化固化后經過特殊方式包裝后填埋，不會對填埋場再來二次污染，廢物的得到最終的安全處置。

[1]徐守平.反滲透技術在垃圾填埋場滲濾液處理中的應用[J].山東理工大學學報：自然科學版，2010，24(4)：32-35.

[2]姚小麗，秦俠，雷雷，蘇靜芝.城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝綜述[J].四川環境，2007,26(4)：97-101.

[3]于永輝，孫承林，楊旭，等.稠油污水低溫多效蒸發深度處理回用熱采鍋爐中試研究[J],水處理技術，2010，36(12)：98-102.

[4]趙鵬，孫軍，李成，趙凱峰，傅庚福.多效蒸發與熱壓縮技術在制鹽行業中的應用[J].蘇鹽科技，2007，4(1)：1-4.

[5]沈勝強，張全，劉曉華.低溫多效蒸發海水淡化裝置的計算分析[J].節能，2005，6：10-13.

[6]廣東省水資源公報，2010.