“MVC蒸發(fā)+離子交換”工藝在垃圾滲濾液處理應(yīng)用上存在的問題和建議

劉順隆

（潮州市市政建設(shè)總公司，廣東潮州 521000）

“MVC蒸發(fā)+離子交換”工藝在垃圾滲濾液處理應(yīng)用上存在的問題和建議

劉順隆

（潮州市市政建設(shè)總公司，廣東潮州 521000）

垃圾滲濾液成分復(fù)雜，主要污染物濃度高，尾水排放要求嚴(yán)格，處理技術(shù)難度大，處理成本高。傳統(tǒng)上較多采用生化處理與膜處理工藝組合處理垃圾滲濾液，但存在日常運(yùn)行成本高和主要設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)頻繁影響工藝的連續(xù)運(yùn)行等問題。近幾年一些新建垃圾場(chǎng)開始引進(jìn)“MVC蒸發(fā)+離子交換”新工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝處理垃圾滲濾液，本文總結(jié)了“MVC蒸發(fā)+離子交換”工藝在垃圾滲濾液處理應(yīng)用上取得的成效和存在的問題及建議。

MVC 離子交換 滲濾液 問題 建議

1　“MVC蒸發(fā)+離子交換”工藝應(yīng)用實(shí)例

某生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)采用“MVC蒸發(fā)+離子交換”工藝處理垃圾滲濾液，工程設(shè)計(jì)處理能力200立方米/日，滲濾液處理后排放的尾水水質(zhì)要求達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）中表二規(guī)定的水污染物排放濃度限值要求。

2　工藝原理及工藝流程

2.1工藝原理

表1　滲濾液處理設(shè)備進(jìn)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果（單位:mg/L）

垃圾滲濾液經(jīng)過去除部分雜質(zhì)后，進(jìn)入熱交換器與MVC蒸發(fā)系統(tǒng)排出的蒸餾水和濃縮液進(jìn)行熱交換，再經(jīng)過排氣熱交換器交換升溫后進(jìn)入蒸發(fā)主體。進(jìn)入蒸發(fā)主體的滲濾液經(jīng)過布液器分布于各換熱管表面形成薄膜進(jìn)行蒸發(fā)，未蒸發(fā)的液體匯聚于蒸發(fā)主體底部的熱井重新循環(huán)蒸發(fā)。被蒸發(fā)的水分變成蒸汽，蒸汽經(jīng)過除霧器進(jìn)行汽液分離后被蒸汽壓縮機(jī)抽離蒸發(fā)主體，經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮升溫后，高溫蒸汽再被輸送至蒸發(fā)主體熱交換管內(nèi)，管內(nèi)高溫蒸汽與管外的低溫物料進(jìn)行熱交換，低溫物料被加熱并蒸發(fā)，被蒸發(fā)的水分變成蒸汽補(bǔ)充被壓縮機(jī)抽走的蒸汽。管內(nèi)高溫的蒸汽經(jīng)過熱交換后放出潛熱被冷凝變成蒸餾水。蒸餾水被收集至蒸餾水罐后被輸送至熱交換設(shè)備進(jìn)行熱交換，后離開蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)入離子交換系統(tǒng)。蒸餾水經(jīng)過離子交換后氨氮得到去除，同時(shí)還去除水中部分小分子有機(jī)物使水中COD值進(jìn)一步降低，經(jīng)過離子交換后的出水達(dá)標(biāo)排放。

2.2工藝流程

工藝流程圖1所示。

3　工藝設(shè)備運(yùn)行情況

3.1處理后排放的尾水水質(zhì)

本次總結(jié)中的監(jiān)測(cè)方法和出水水質(zhì)指標(biāo)引用環(huán)保等相關(guān)部門的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，具體如表1所示：

滲濾液處理設(shè)備處理后出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表2所示。

從表1和表2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知：滲濾液處理設(shè)備出水水質(zhì)pH范圍為6.04～6.78，總汞、總鎘、總鉻、總砷、六價(jià)鉻、糞大腸菌群數(shù)均未檢出，其余各污染因子最大日均排放濃度分別為色度1倍、化學(xué)需氧量62.9mg/L、五日生化需氧量15.9mg/L、氨氮4.52mg/L、總氮7.15mg/L、總磷0.02mg/L、總鉛0.05mg/L、總鋅0.007mg/L，均符合《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）中表二規(guī)定的水污染物排放濃度限值要求。

3.2耗能耗材及運(yùn)行成本情況

根據(jù)近5年來(lái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，該工藝在運(yùn)行過程中，主要的能耗為電能，處理1噸垃圾滲濾液的平均耗電量約為23千瓦時(shí)。運(yùn)行中需要投加的藥品主要為消泡劑、氨基磺酸和氫氧化鈉，其中消泡劑用于蒸發(fā)主體的除泡，氨基磺酸和氫氧化鈉用于除垢，以上3種藥品的使用量要根據(jù)滲濾液的污染物濃度和污染物種類的差異作適度調(diào)整。具體的日常運(yùn)行成本如表3所示。

表2　滲濾液處理設(shè)備處理后出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果、單位:mg/L（pH、色度、糞大腸菌群除外）

表3　“MVC+離子交換“運(yùn)行成本核算分析表

4　工藝運(yùn)行存在的問題

“MVC蒸發(fā)+離子交換”工藝組合在處理垃圾滲濾液應(yīng)用上屬于創(chuàng)新技術(shù)，從實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行情況看，經(jīng)該工藝設(shè)備處理后排放的尾水能夠達(dá)標(biāo)，運(yùn)行成本不會(huì)比傳統(tǒng)工藝高，但鑒于垃圾滲濾液處理難度大，其在運(yùn)行中也存在一定的問題亟需進(jìn)一步完善和突破，具體如下：

（1）離子交換樹脂需要再生，再生過程需耗用鹽酸，進(jìn)而產(chǎn)生含鹽酸和氯化銨等污染物的廢水，需要進(jìn)一步妥善處理。樹脂再生一次，需歷經(jīng)清水反沖、鹽酸再生和清水順沖，整個(gè)過程至少要產(chǎn)生5噸以上的廢水，既產(chǎn)污又間接降低了工藝設(shè)備的處理能力。（2）離子交換樹脂再生過程技術(shù)管理要求高，如操作不當(dāng)，容易造成樹脂再生后呈酸性，剛開始使用時(shí)處理后的出水酸堿度不達(dá)標(biāo)。如果為了確保達(dá)標(biāo)而使用更多的清水順沖，則會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生更多的受污染廢水，因此再生過程的技術(shù)管理目標(biāo)就是要在盡可能減少?gòu)U水產(chǎn)生的情況下讓樹脂恢復(fù)其處理能力。（3）進(jìn)滲濾液的管道、熱交換器和蒸發(fā)主體等主要部件容易結(jié)垢，需要停機(jī)清洗，嚴(yán)重影響設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行能力。垃圾滲濾液中的污染物濃度越高，工藝設(shè)備越容易結(jié)垢，設(shè)備清洗過程耗用大量的氨基磺酸、燒堿等藥劑，產(chǎn)生洗機(jī)廢液并直接增加滲濾液處理成本。（4）滲濾液蒸發(fā)過程約產(chǎn)生進(jìn)液量15%的高濃度濃縮污染廢液（簡(jiǎn)稱濃縮液），進(jìn)一步處理技術(shù)難度大。目前MVC蒸發(fā)過程產(chǎn)生的濃縮液以回灌至垃圾填埋區(qū)為主要的處理方式，隨著時(shí)間的推移可能導(dǎo)致垃圾填埋區(qū)含鹽量增加，大部分鹽分、重金屬等污染物會(huì)再次回到滲濾液處理系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)的處理壓力會(huì)越來(lái)越大。（5）設(shè)備中的閥門、水泵較多，由于滲濾液濃度高，污染物成分復(fù)雜，且運(yùn)行過程需耗用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，腐蝕性強(qiáng)，因此容易出現(xiàn)故障或滴漏，需經(jīng)常停機(jī)檢修和維護(hù)，影響連續(xù)運(yùn)行。

5　建議

實(shí)踐證明：用“MVC蒸發(fā)+離子交換”工藝處理垃圾滲濾液，經(jīng)處理后排放的尾水達(dá)標(biāo)，符合環(huán)保要求，但目前在連續(xù)運(yùn)行處理的能力上還需要進(jìn)一步改善，才能確保滿足生產(chǎn)需要，真正有效地發(fā)揮工藝設(shè)備的處理能力，防止垃圾滲濾液產(chǎn)生二次污染。根據(jù)該工藝技術(shù)目前的運(yùn)行情況，為確保“MVC蒸發(fā)+離子交換”處理系統(tǒng)能連續(xù)運(yùn)行，現(xiàn)提出如下技術(shù)改進(jìn)建議：

（1）加裝前處理裝置，作為MVC蒸發(fā)系統(tǒng)的預(yù)處理工藝，盡量改善進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)的水質(zhì)，減少結(jié)垢出現(xiàn)，降低蒸發(fā)系統(tǒng)的清洗頻率，延長(zhǎng)蒸發(fā)系統(tǒng)單次連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間，保證工藝設(shè)備能穩(wěn)定發(fā)揮其處理能力。（2）對(duì)離子交換系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)改造，采用其他新技術(shù)處理氨氮污染物，解決因使用鹽酸帶來(lái)的一系列污染問題和離子樹脂更換成本高的問題，確保滲濾液經(jīng)處理后能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。（3）建立一支運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)隊(duì)伍，并備足設(shè)備易損件，及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修和保養(yǎng)，確保設(shè)備能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于設(shè)備運(yùn)行中容易出現(xiàn)故障的部件，在設(shè)備安裝時(shí)，盡量采用一備一用設(shè)計(jì)，以便在出現(xiàn)故障時(shí)不影響設(shè)備的運(yùn)行。

6　結(jié)語(yǔ)

垃圾滲濾液處理技術(shù)難度大，環(huán)保排污要求嚴(yán)格，現(xiàn)階段適合處理垃圾滲濾液的污水處理工藝較少，且基本上都存在工藝設(shè)備連續(xù)運(yùn)行難和處理成本高的問題，“MVC蒸發(fā)+離子交換”工藝作為近幾年開發(fā)的工藝技術(shù)，主要存在的問題就是容易結(jié)垢而影響設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行能力。隨著技術(shù)的創(chuàng)新，如對(duì)進(jìn)入蒸發(fā)主體的滲濾液進(jìn)行有效的預(yù)處理，將會(huì)解決蒸發(fā)系統(tǒng)的結(jié)垢問題，確保工藝設(shè)備能連續(xù)運(yùn)行，減少工藝系統(tǒng)清洗頻率也會(huì)降低垃圾滲濾液的處理成本。

［1］GB50869-2013.生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］HJ 564-2010.生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］GB16889—2008.生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［4］趙由才，龍燕，張華.生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

楊金鋒（1984—），男，廣東廣州人，助工，從事水運(yùn)工程等施工監(jiān)理。