垃圾焚燒發電廠廢水零排放設計工藝探討

李國慶 王帥

摘要：近年來，垃圾焚燒發電技術逐步成為我國生活垃圾處理的主流工藝。隨著環保要求的不斷提高，環保部門對垃圾焚燒發電廠的廢水排放指標要求越來越嚴格。因此，合理利用垃圾焚燒發電廠產生的廢水，提高垃圾焚燒發電廠的用水效率，實現垃圾焚燒發電廠廢水零排放，不僅可減少垃圾焚燒發電廠對環境的壓力，同時還可以節約電廠的用水成本。本文將以廣州市第一資源熱力電廠為例，根據該廠廢水水質特點，探討實現廢水零排放的工藝。

關鍵詞：垃圾焚燒;廢水;零排放

Abstract：In recent years， waste incineration power generation technology has gradually become the mainstream technology of domestic waste treatment in China.With the continuous improvement of environmental protection requirements， the environmental protection department has more and more strict requirements on wastewater discharge index of waste incineration power plant.Therefore，reasonable use of waste water generated by the waste incineration power plant， improve the water efficiency of the waste incineration power plant，and realize zero discharge of waste water from the waste incineration power plant can not only reduce the pressure of the waste incineration power plant on the environment，but also save the water cost of the power plant.This paper will take Guangzhou No.1 resources thermal power plant as an example，according to the characteristics of wastewater quality of the plant， to explore the process of zero wastewater discharge.

Key words：Waste incineration;Waste water;Zero discharge

相對傳統生活垃圾的填埋處理方式，采用垃圾焚燒發電實現對垃圾的減量化、無害化資源化處理，已成為國內許多大城市解決“垃圾圍城”問題首選途徑[1]。截止2018年底，生活垃圾焚燒發電項目已遍布全國各省、直轄市、自治區，已建成垃圾焚燒發電廠401座，年處理垃圾1.3×108t，年發電量4.881×1010kw·h。廣州市作為一線城市，目前已有7個垃圾焚燒發電項目投產。

1 垃圾焚燒發電廠廢水零排放的必要性

垃圾焚燒發電廠運營過程中主要產生的廢水主要包括垃圾儲坑經垃圾發酵后產生的滲濾液、制備除鹽水過程中產生的廢水（以下簡稱除鹽廢水）、廠區生活產生的生活污水（以下簡稱生活污水）、循環水池排污過程中產生的廢水（以下簡稱循環水排污水）、冷卻爐渣產生的爐渣水（以下簡稱爐渣水）、沖洗地磅區域的沖洗污水（以下簡稱地磅沖洗水）、垃圾卸料平臺沖洗產生的污水以及主廠房區域地面沖洗產生的廢水。其中最難處理的為垃圾滲濾液，為含高濃度難降解有機污染物、高濃度有毒有害物質的廢水，CODcr可高達數萬毫克每升，對地下水和地表水危害極大[2]。

隨著我國的環保要求越來越嚴格，環保部門對垃圾焚燒發電項目環保標準和環評要求的提高，加之垃圾焚燒發電行業技術水平的不斷提升，業界提出了“廢水零排放”的設計理念，踐行更為嚴格的排放標準。從技術層面實現垃圾焚燒產生的廢水循環利用，實現最大程度的資源化利用。高標準，更潔凈，廢水零排放將是垃圾焚燒發電行業未來的發展導向。

2 項目概況

廣州市第一熱力資源電廠位于廣州市白云區太和鎮，是廣州市第一座垃圾焚燒發電廠。由廣州環保投資集團有限公司投資、建設、運營。該項目分為兩期，一期設計日處理生活垃圾1 000t，配置2臺500t/d垃圾焚燒爐，2臺中溫次高壓余熱鍋爐，1臺20MW凝氣式汽輪發電機組，一期采用日本三菱垃圾焚燒技術。二期設計日處理生活垃圾 2000t，配置3臺750t/d垃圾焚燒爐，3臺中溫中壓余熱鍋爐，2臺25MW凝汽式汽輪發電機組，二期采用丹麥偉倫垃圾焚燒技術。

3 零排放設計

3.1 垃圾滲濾液

垃圾滲濾液，又稱滲瀝液，是垃圾在堆放過程中因重力壓實、發酵等物理、生物及化學作用產生的廢液[3]。生活垃圾焚燒發電廠產生的滲濾液是生活垃圾焚燒發電廠主要的二次污染產物之一。垃圾焚燒發電廠的垃圾在入爐焚燒前，通常將新鮮垃圾在垃圾儲坑內進行3-7d的發酵熟化，以瀝出水分，提高垃圾熱值，有利于垃圾焚燒發電和后續系統的正常運行。由于我國生活垃圾分類制度不完善，生活垃圾中混入廚余垃圾、工業垃圾、建筑垃圾等行業垃圾。導致滲濾液產生量大、水質成分復雜、污染物濃度高、環境危害大。若處理不當會對地下水、土壤、大氣等造成嚴重的二次污染。國內外均對滲濾液處理制定了嚴格的排放標準。我國在2008年頒布了《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008），垃圾滲濾液處理排放標準顯著升級，化學需氧量（CODcr）、氨氮等主要污染物指標受到嚴格管控。

綜上所述，作為生活垃圾焚燒處置過程中的配套項目，滲濾液處理已成為當前環保高壓下監管部門重點督查對象，同時由于涉及污染物處置和排放問題，受到社會群眾的密切關注和重視，因此垃圾滲濾液的處理和零排放面臨著新時代的嚴峻考驗。

作為廣州市第一熱力資源電廠滲濾液處理配套項目，李坑垃圾滲濾液處理廠配備800t/d滲濾液處理系統。采用“MBR+DTRO”處理工藝，垃圾滲濾液經處理達到《城市污水再生利用城市雜用水水質標準》（GB 18920-2002）中相關要求后，用于廠區道路沖洗、綠化和循環冷卻水補水。

零排放設計：（1）剩余污泥：生化系統產生的剩余污泥經疊螺污泥脫水機進行脫水后，含水率80%左右的脫水污泥運輸至垃圾焚燒廠垃圾儲坑內，與生活垃圾摻燒。（2）DTRO濃水：DTRO處理過程中產生的濃縮水，經濃水回噴增壓泵加壓后，輸送至垃圾焚燒爐內進行焚燒處理。

3.2 除鹽廢水

作為廣州市第一熱力資源電廠鍋爐補給水配套項目，李坑化學水處理車間配備2套35m?/h除鹽水制備系統。采用“疊濾+UF+兩級RO+EDI”處理工藝，經處理后的除鹽水用于一、二分廠5臺余熱鍋爐補水。

零排放工藝：UF濃水、一級RO濃水以及設備啟停過程中的沖洗水，這部分水含鹽量較低，可作為循環水補水，由濃水輸送泵輸送至循環水池。二級RO濃水、EDI濃水，此部分水所含雜質離子較少，回收至UF產水箱，與UF產水混合后進入RO，進行除鹽處理，提高系統的水利用率，節約制水過程中的用水量。

3.3 循環水排污水

廣州市第一熱力資源電廠循環冷卻水系統采用敞開式循環水系統，系統中冷卻水經循環水泵送入凝汽器進行熱交換，被加熱的冷卻水經冷卻塔冷卻后流入冷卻塔底部水池，再由循環水泵送入凝汽器循環使用。此循環利用的冷卻水即是循環冷卻水。這一系統的特點是：有CO2散失和鹽類濃縮;易產生結垢和腐蝕問題;水中有充足的溶解氧、有光照，再加上溫度適宜，有利于微生物的孳生;由于冷卻水在冷卻塔內洗滌空氣，會增加粘泥的生成。因此循環冷卻水水質pH、堿度一直處于臨界或超標狀態，嚴重時引起結垢。

為達到改善水質、減排、節水的目的，根據循環水系統設備及水質情況，該廠增加了一套35m?/h的旁路除鹽系統。采用“多介質過濾器+軟化器+疊濾+UF +RO”處理工藝，用于處理被污染的循環冷卻水。

零排放設計：RO產水經末端輸送泵輸送至循環水池，做為循環水補水。設備運行過程中的沖洗水、UF濃水、RO濃水，經濃水輸送泵輸送至濃水箱，作為爐渣冷卻水和料斗冷卻水。

4 零排放工藝探討

4.1 DTRO濃水

DTRO濃水中含有大量的鹽分和氯離子，直接輸送至垃圾焚燒爐內進行焚燒處理，不僅會降低焚燒爐內的爐溫，影響煙氣指標控制。而且濃水中含有數萬mg/L的氯離子，回噴至垃圾焚燒爐，將加速鍋爐熱力管道腐蝕和結垢。為降低濃水回噴至焚燒爐對焚燒爐運行的影響，建議采用濃水減量工藝，對濃水進行減量處理。如采用“化學軟化+高壓DTRO”減量工藝、浸沒燃燒、MVR等濃水減量工藝。

4.2 爐渣水、地磅沖洗水、煙氣間沖洗廢水

爐渣水、地磅沖洗水具有化學需氧量（CODcr）、氨氮含量低，電導率、懸浮物（SS）含量高的特點，將其與垃圾滲濾液混合進入滲濾液處理系統。將導致滲濾液處理系統生化進水出現可生化性差、C：N比例失調等問題，不利于滲濾液處理系統穩定運行。同時，此部分可生化性差的低濃度污水進入滲濾液處理系統，將占用系統垃圾滲濾液處理量，不利于滲濾液處理系統的經濟運行。

煙氣間沖洗廢水中往往含有石灰漿和活性炭等物質，導致該區域的沖洗廢水硬度高、堿性強、含鹽量高，未經處理直接進入生活污水處理系統，將影響生活污水系統微生物的正常繁殖，活性污泥的培養，不利于生化系統的穩定運行。

5 結語

針對上述問題，建議新增一套低濃度污水處理設施，如“污水處理一體化”系統，爐渣水、地磅沖洗水、煙氣間沖洗廢水經袋式過濾器過濾后，去除粒徑較大的雜質。過濾后的污水，加入絮凝劑，混合均勻后進入“一體化凈水器”，進行混凝沉淀、過濾后，去除污水中的懸浮物和膠體。最后進入DTRO，進行除鹽處理。（處理工藝詳見圖1）

參考文獻

[1]黃業昂，魏麗蓉.我國垃圾焚燒發電行業前景淺析[J].大科技，2016（14）：52

[2]宋燦輝，呂志中，方朝軍.生活垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處置技術[J].環境工程，2008，26（8）：148-150

[3]王天義，蔡曙光，胡延國.生活垃圾焚燒廠滲濾液處理技術與工程實踐[M].北京：化學工業出版社，2018.

[4]聶永豐.國內生活垃圾焚燒的現狀及發展趨勢[J].城市管理與科技，2009，11（3）：18-21.

收稿日期：2020-05-19

作者簡介：李國慶（1991-），男，漢族，本科學歷，助理工程師，研究方向為鍋爐水處理和垃圾滲濾液處理。