飛灰填埋場滲瀝液處理工藝設計與討論

徐 麗 麗

(上海環境衛生工程設計院有限公司，上海 200232)

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飛灰填埋場滲瀝液處理工藝設計與討論

徐 麗 麗

(上海環境衛生工程設計院有限公司，上海 200232)

以江蘇某生活垃圾焚燒廠工程為例，制定了該焚燒廠飛灰滲瀝液的主要進出水指標，介紹了飛灰填埋場滲瀝液的處理工藝流程，并闡述了各處理單體的設計方法，經實踐證明，系統產水各項指標均滿足規范要求，且工藝運行穩定。

焚燒廠，飛灰填埋場，滲瀝液，污水處理

0 引言

目前我國的垃圾處理方式主要有填埋和焚燒，其中焚燒處理技術可實現垃圾減量化(體積減少90%，質量減少70%～80%)、無害化、資源化[1]，因此，垃圾焚燒已經成為生活垃圾處理的主要方式之一。生活垃圾經過焚燒，可燃物含量大大減少，但重金屬則會富集在底灰和飛灰中，其中飛灰已被定義為危險廢棄物需單獨處理。飛灰中含有能被水浸出的較高濃度的 Cd，Pb和Zn等多種有害重金屬和少量有機污染物[2,3]。目前生活垃圾焚燒飛灰多作為危險廢物進行必要的固化和穩定化處置后安全填埋，填埋需符合B16889—2008生活垃圾填埋污染控制標準中對生活垃圾焚燒飛灰的填埋標準要求。

國內常規的焚燒廠飛灰經固化穩定處理后進行安全填埋，由于填埋場在運行過程中會有雨水進入庫區產生滲瀝液，根據焚燒廠經固化穩定后的飛灰的特性及性質，產生的滲瀝液與常規生活垃圾填埋所產生的滲瀝液不同，具有有機物含量較低，但重金屬要較常規滲瀝液高的特點。因此，在飛灰填埋場滲瀝液處理的工藝選擇上應根據其特點選擇相應處理工藝。

1 工程概況

江蘇某生活垃圾焚燒廠飛灰穩定化處理工藝采用有機螯合劑或磷酸的穩定化處理法，即將飛灰、螯合劑(或磷酸)、水按一定的比例加入攪拌機內充分攪拌，待飛灰穩定化后運至指定的垃圾填埋場填埋，經穩定化后的飛灰規模為100 t/d。經現場實際監測及相關計算，廠區污水的處理規模為80 t/d。根據相關環評要求，整個廠區的污水與滲瀝液集中處理后達標排放，污水排放標準按對應類別執行GB 8978—1996污水綜合排放標準中三級標準，氨氮和總磷參照執行CJ 343—2010污水排入城鎮下水道水質標準，一類污染物執行GB 8978—1996污水綜合排放標準中最高允許排放濃度值。

2 設計進出水水質

本工程滲瀝液處理系統主要處理飛灰填埋場滲瀝液、生產廢水及初期雨水，根據該飛灰填埋場實際監測的數據，并參考國內同類型飛灰填埋場滲瀝液的水質，本工程飛灰填埋場滲瀝液的主要進、出水指標如表1所示。

3 污水處理工藝流程

根據進出水水質要求，本污水處理工程的處理重點是重金屬等無機污染物，故采用物化預處理去除重金屬污染物。污水處理工藝流程圖詳見圖1。

飛灰填埋場滲瀝液、生產廢水、初期雨水首先進入均質池，均質池主要用于均衡污水的水質、水量，保證后續處理的穩定運行。混合后污水通過均質池提升泵泵入中和槽，還原反應槽，在其中投加硫酸亞鐵發生Fe2+與Cr6+的氧化還原反應，為保證反應的順利進行，還需投加鹽酸降低原水的pH值，使pH值保持在適合發生反應的范圍內。

表1 滲瀝液系統進出水水質 mg/L

原水在經過氧化還原反應后進入中和反應槽發生中和反應，投加NaOH。污水完成中和反應后再進入絮凝池，絮凝池中需投加藥劑PAC(聚合氯化鋁)與PAM(陰離子聚丙烯酰胺)，絮凝反應池中，絮凝劑發生水解、架橋、吸附、卷帶作用，把原水中和后生成的小顆粒沉淀物網捕成大顆粒礬花，保證原水的SS以及色度的去除。

原水經過絮凝反應后進入沉淀池。在經過沉淀池后，原水中的大部分有害危廢物質基本上得到去除，小部分難降解的物質再送至石英砂過濾器，做進一步處理，然后達標排放。

為滿足回用水標準，設置一套納濾系統，對部分已經達到排放標準的污水進一步處理后達到回用水標準，回用于固化車間。

系統產生的污泥進入污泥濃縮池，污泥經一定程度濃縮后由螺桿泵提升，進入脫水機房進行脫水處理，脫水后的污泥干化后運至固化間固化后填埋。污泥濃縮池上清液和脫水濾液回流至均質池。

4 主要單體工藝設計

4.1 均質池工藝描述

主要用來均衡飛灰填埋場滲瀝液、生產廢水和初期雨水，可停留時間為24 h，全地下式鋼混凝土結構。

4.2 pH調節池、還原池

還原反應池內進行還原反應。在pH調節池通過投加鹽酸來調整pH，保證池內控制pH值在2～3，通過在線pH監測儀的數據采集，數據傳輸到PLC控制系統，通過PLC系統來控制加藥泵的啟停，保證池內水質環境穩定維持在預定范圍內。pH調節池污水自流進入還原池，還原反應主要通過投加還原劑來去除生產污水中的余氯及可能存在的六價鉻等氧化性有毒有害物質。投加藥劑為Fe2+鹽溶液和HCl溶液，Fe2+鹽具有還原性，經氧化后生成Fe3+，在堿性環境下生成Fe(OH)3沉淀，反應方程式見式(1),式(2)：

CrO42-+3Fe2++8H+→Cr3++3Fe3++4H2O

(1)

(2)

pH調節池上部進水，底部出水；還原池底部進水，上部出水，內設置機械攪拌裝置，污水通過溢流孔自流進入下一處理單元。

4.3 中和池

中和反應槽內進行氧化反應及酸堿中和反應。槽內控制pH值在8～9，通過在線pH監測儀的數據采集，數據傳輸到PLC控制系統，通過PLC系統來控制加藥泵的啟停，保證槽內水質環境穩定維持在預定范圍內，使污水中重金屬物質充分得到反應，從而將污水中的重金屬離子析出。

中和反應槽內投加NaOH藥劑，需去除的重金屬離子有：Hg2+，Pb2+，Cr3+，Zn2+。這些金屬離子與OH-反應的先后順序為：Cr3+，Zn2+，Hg2+，Pb2+。故即使Hg污染物未超標排放，在同一環境內，OH-的需求量計算時還是需要計算進去。反應化學方程式如式(3)～式(7)所示：

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

中和反應槽底部進水，上部出水，內設置機械攪拌裝置，并設置排空閥，出水自流入下一處理單元。

4.4 絮凝池

中和反應槽出水自流進入絮凝槽，槽內控制pH值在6.5～7，通過在線pH監測儀的數據采集，數據傳輸到PLC控制系統，通過PLC系統來控制加藥泵的啟停，保證槽內水質環境穩定維持在預定范圍內，將反應槽內析出的重金屬沉淀物在濃度為0.1%的絮凝劑的作用下形成大顆粒絮體，以便在斜管沉淀池內進行泥水分離。

絮凝槽底部進水，上部出水，內設置攪拌裝置，出水自流入下一處理單元。

pH調節池、還原池、中和池和絮凝池設計停留時間均為30 min，為全地上式水池，內部設置防腐。

4.5 斜管沉淀池

絮凝后的污水在斜管沉淀池內完成泥水分離過程。斜管沉淀池占地面積小，處理效率高，在較短時間內可有效的達到泥水分離效果。斜管式沉淀池斜管傾角為60°，設計流量為Q=15 m3/h。儲存斜管沉淀池上清液，通過水泵將污水泵入砂濾罐。

4.6 污泥濃縮池

污泥濃縮池包括污泥儲池和污泥濃縮池。儲存由斜管沉淀池產生的化學污泥，并對污泥進行初步濃縮。由于該污泥中含重金屬等有毒有害物質，屬危險廢物，須由污泥提升泵壓力輸送至污泥脫水車間進行后續處理。

4.7 污水處理車間

污水處理車間主要包括加藥間、納濾車間、污泥脫水車間、砂濾罐及泵房、在線監測間。

5 工程運行效果

污水處理工藝去除效果詳見表2。

表2 污水處理工藝去除效果

實際運行結果表明，系統產水各項水質指標均達到了出水排放的標準要求，同時工藝運行穩定，本工程處理效果良好。

6 結語

1) 采用均衡池→還原→中和→絮凝→斜管沉淀→石英砂過濾→納濾系統為主的工藝處理飛灰填埋場滲瀝液，系統出水可達到相關標準及環評對重金屬的要求。

2)該項目的成功運行，為將來類似項目工藝處理重金屬污水的工程應用提供了參考。

[1] Su Lianghu， Guo Guangzhai, Shi Xinlong, et al. Copper leaching of MSWI bottom ash co-disposed with refuse: Effect of short-term accelerated weathering[J].Waste Management, 2013,33(6):1411-1417.

[2] Sun Yifei, Watanabe N., Qiao Wei， et al. Polysulfide as a novel chemical agent to solidify/stabilize lead in fly ash from municipal solid waste incineration[J].ChemospHere,2010,81(1):120-126.

[3] 于 昕，薛 軍.垃圾焚燒飛灰水洗—酸浸穩定化技術研究[J].中國礦業，2011，20(2)：118-123.

Design and discussion on leachate treatment technology of fly-ash landfill

Xu Lili

(ShanghaiEnvironmentalHealthEngineeringDesignInstituteCo.,Ltd,Shanghai200232,China)

Taking the living waste incineration plant engineering in Jiangsu province as an example, the paper formulates major water-inflow indicators of fly-ash leachate of the incineration plant, introduces leachate processing procedures of fly-ash landfill, and describes single design methods. Practice proves that: the systematical water indicators meet demands and the process operats stably.

incineration plant, fly-ash landfill, leachate, sewage treatment

1009-6825(2016)18-0199-03

2016-04-17

徐麗麗(1985- )，女，碩士，工程師

X703

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