垃圾焚燒發電廠廢水零排放工藝及其環境經濟效益研究

盧林

摘要：本文以垃圾焚燒發電廠廢水零排放工藝為重點展開討論，分析利用工藝處理廢水的過程，使得垃圾焚燒發電廠廢水零排放工藝實現綠色經濟理念，在不破壞生態環境的基礎上實現經濟發展。

關鍵詞：垃圾焚燒;廢水零排放;環境;經濟效益

利用垃圾焚燒進行發電會產生大量的污水，這些污水大部分都是垃圾的滲濾液，主要源自垃圾坑，當垃圾累積到一定的數量腐爛發酵后其內部的水分就會流出，久而久之就形成了大量的廢水，這其中存在大量無法降解的物質，如果不能及時有效地對其進行處理，長期如此會嚴重破壞周圍的生態環境。從垃圾焚燒發電廠中得到的廢水不僅具有超高的負荷性，其還具有一定的復雜性，這就對相應的處理工藝提出了嚴格的標準。總結歸納國內外幾十年的實踐經驗，我們發現僅依靠生化措施對滲濾液進行處理是遠遠不能達標的。膜技術、氨吹脫等都是近些年提出的工藝技術，對于垃圾滲濾液的處理都有一定的幫助，本文主要介紹一種工藝即升流式厭氧污泥床、膜生物反應器以及納濾的結合工藝，該組合對于廢水處理具有突出效果。

一、垃圾焚燒發電廠廢水零排放工藝

BOD/COD的比值用于判斷污水可生化性的高低，比值越高說明可生化性越好。在本文研究中如果比值在0.4以上就說明垃圾滲濾液具有良好的生化性，降解率較優。首先將垃圾滲濾液放入調節池，之后進入升流式厭氧污泥床反應器，隨后按照一定的速度從下至上進行流動，途經懸浮污泥床、顆粒污泥床，有機物會被吸附進而分解。如果產生沼氣，則會通過反應器上部的集氣室排出。當含有大量懸浮污泥的廢水放于沉降區，如果沉淀性較好則將其返回至UASB反應器的主體部分。升流式厭氧污泥床反應器中具有高濃度的污泥，對于COD容積負荷有提升效果，污泥長期處在膨脹流化狀態，能夠實現泥水間的充分接觸。

膜生物反應器中既包括超濾系統，同時還囊括了硝化池、反硝化池。在硝化池中借助特殊系統能夠實現25%的氧利用率。在活性超強的好氧微生物的幫助下，大部分有機物都能被降解。由于垃圾滲濾液中存在濃度較高的NH3-N，這對微生物的活性有極大的不利影響，為此我們需要借助反硝化池對其濃度進行降低。在膜生物反應器，超濾系統的存在能夠使得凈化水與菌體分離開來，污泥回流后反應器中的微生物密度能夠有所提升。長期循環往復就能培養出微生物菌群，這樣就能對一些分解難度較大的有機物產生作用，使其實現逐步降解。

從膜生物反應器中出去的水質其NH3-N濃度通常已經沒有問題了，但是還存在一些尚未降解的有機物，利用納濾結合脫鹽深度處理的方式可以保證水質的化學耗氧量達標。

在經過一系列的工藝處理后，垃圾滲濾液已經基本符合相關標準，通常會將這些處理好的廢水進行二次利用，如用于清洗、冷卻物質。

由于現存的水資源稀缺，我們要想辦法對循環冷卻塔及鍋爐排污水進行再次利用。但是這些污水中存在非常多的阻垢劑、無機鹽，如果經用混凝過濾進行處理，不會產生較為理想的效果。因此可以理由超濾系統結合納濾工藝進行深度處理。超濾系統對于去除懸浮物有較強作用，能夠對納濾膜起到一定的防護保障，延長納濾膜使用時間。納濾對無機鹽的去除效果較為明顯，二者結合處理污水，可以提升水質。

利用升流式厭氧污泥床、膜生物反應器以及納濾的結合工藝具有多重優勢：1.升流式厭氧污泥床反應器的使用可以保證在低成本的前提下對污水中的大量有機物進行降解，這樣對于后續處理系統操作費用的節約有較大意義。2.膜生物反應器將生化反應器與膜分離完美融合在一起，進而使得超濾系統代替傳統工藝中的二沉池，保證了處理后的水質沒有較多的懸浮物以及細菌，與一般工藝相比，該處理系統具有較高的有機物降解率。3.本文所涉及的超濾膜指的是我國陶瓷超濾膜，無論是從組件還是封密技藝來說，都是無可比擬的。該超濾膜的應用達到了低消耗、高效率的處理水平。同時還基于污水的特點設置了顆粒分離裝置，對于避免通道堵塞起到了一定的作用。4.在此組合工藝中，利用了多級納濾方式，這樣就能有效保證處理后的水質處于達標水平。

二、濃水處理工藝比較

當前針對垃圾滲濾液處理的納濾、反滲透濃水，最具代表性的處理方式是蒸發。該方式采取加熱手段將濃水中的部分液體蒸汽化，以便達到提升濃水中非揮發性組分濃度的目的。一般來講，溫度、液面暴露面積與蒸發速率是成正比的關系，溫度越高，蒸發速度越快;而壓強與蒸發速度是成反比的，壓強越低，蒸發速率反而會加快。如果利用蒸發技術對膜濃縮液進行，可以將其體積縮至原來的10%。當前最常見的蒸發技術包括多效蒸發以及浸沒燃燒蒸發。

（一）多效蒸發

不論在何種壓強下進行蒸發，單效蒸發需要蒸發一單位水總要消耗多于一單位的加熱蒸汽。因此如果采用該工藝需要消耗大量的加熱蒸汽，為了降低蒸汽的消耗量，我們提出了多效蒸發。這種工藝手段可以借助生蒸汽產生二次蒸汽，利用二次蒸汽進行作用，這樣就可以降低生蒸汽的消耗量。一般情況下，該工藝在處理垃圾滲濾液過程中需要利用強制循環立式換熱器，污水走換熱管內部，蒸汽在換熱管內部，以此控制液體流速，避免產生管路堵塞問題。

（二）浸沒燃燒蒸發

該工藝以沼氣為燃燒源，對膜濃縮液進行處理。它借助燃燒所產生的高溫氣體直接接觸處理液，幫助水分得到快速蒸發，這是一種常壓狀態下的蒸發工藝。該工藝是由清華大學教授岳東北研發而成，當前已經應用于多個垃圾焚燒電廠。

但是該工藝有一個限制因素，膜濃縮液中一般氯離子的濃度較高，而該分子會在70度以上的環境中產生針對于金屬的強腐蝕性，因此設備腐蝕成了該工藝手段發展的制約因素。此外該工藝手段還會受到厭氧池沼氣產量的干擾。

三、環境經濟效益分析

某垃圾焚燒發電廠平均每天產生廢水約為396噸，在組合處理工藝的幫助下，其中316噸達到GB/T 18920-2002、GB/T 19923-2005，在經過相應的消毒處理后，可以將其用于清洗或者冷卻，產生的80噸濃液和污泥被分別送至焚燒爐和垃圾坑。

（一）廢水處理設施投資

該垃圾焚燒發電廠廢水處理設施投資為1 100萬元，年運行費用為433.62萬元。

（二）環境效益

該垃圾焚燒發電廠將廢水處理后進行再次利用，每年至少能夠減排一千八百余噸的BOD5、三千七百余噸的COD以及約一百噸的NH3-N。

（三）環境效益

該發電廠的收益項包括垃圾處理費、垃圾補貼費、發電費等。綜合各方面的收益分析，每年共計可以得到10 479.63萬元的收益。

從上述分析來看，該垃圾焚燒發電廠利用廢水零排放工藝不僅能夠獲得環境效益，經濟效益也能得到提升。

四、結語

某垃圾焚燒發電廠在處理垃圾滲濾液時應用了組合工藝，其中主要包括：升流式厭氧污泥床、膜生物反應器以及納濾，通過此工藝的處理，無論是滲濾液還是生活廢水其水質都能達標，在經過一系列的消毒處理后就可以重新利用其進行清洗或者冷卻。處理過后，除了會產生一定量的出水以外，還會堆積大量的濃液以及污泥，將其再次放入焚燒爐以及垃圾坑，如此就可以真正實現廢水零排放的目標。

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