垃圾焚燒電廠廢水處理技術分析

＊錢凱凱 胡將軍

（1.武漢大學資源與環境科學學院 湖北 430072 2.上海市黃浦區組織部 上海 200010）

垃圾焚燒發電技術由于其減量化、無害化、資源化等特點成為國內生活垃圾的主要處理方法[1]，但在垃圾焚燒電廠會產生大量廢水，主要可以分為低濃度污水、濕法脫酸廢水和垃圾滲濾液三種，其來源和水質特點均不相同，本研究以某垃圾發電廠為例，分析垃圾焚燒電廠不同廢水的處理工藝，處理后的廢水作為中水回用，達到廢水零排放的目標。

1.項目概況

該垃圾發電廠設計垃圾處理量為2000t/d，配有3條750t/d垃圾焚燒生產線，配置2臺22MW凝汽式汽輪發電機組，配套煙氣凈化系統、污水處理系統和灰渣處理系統等環保設施。

2.低濃度污水處理系統

(1)污水來源及水質特點

低濃度污水主要包括生活污水、化驗室廢水、主廠房沖洗地面廢水、垃圾運輸車清洗廢水、廠內垃圾運輸道路和引橋沖洗廢水及其收集的初期雨水等，夏季污水量約176.5m3/d，冬季約為168.0m3/d，主要水質特點見表1。

表1 低濃度污水水質特點

(2)污水處理工藝方案

污水中的污染物主要是化學需氧量（CODcr）、五日生化需氧量（BOD5）、固體懸浮物和氨氮，采用生化處理接觸氧化池工藝。該工藝具有體積負荷大、微生物濃度高、產泥量低、出水水質穩定、適應于低濃度污水處理等優點，應用于工業廢水及小流量分散式生活污水的處理[2]。

污水經過格柵和調節池后進入豎流式初沉池，污水在沉淀池的上升流速為0.3cm/s～0.4cm/s，初沉池出水進入缺氧池，池內設置彈性填料，作為反硝化細菌的載體，回流的硝態氮和亞硝態氮在反硝化細菌的作用下，被還原成氮氣，達到脫氮的目的。接觸氧化池分為三級，填料為新穎彈性填料，易結膜，不堵塞。已充氧的污水浸沒全部填料并以一定的流速流經填料，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化[3]。生化后的污水進入二沉池，排泥進入污泥池。消毒采用固體氯片接觸溶解的消毒方式。

3.濕法脫酸廢水處理系統

(1)濕法脫酸廢水來源及水質特點

本項目煙氣處理采用“選擇性非催化還原法（SNCR）+半干法脫酸+煙道活性炭噴射+布袋除塵+濕法脫酸+選擇性催化還原法（SCR）”處理工藝，濕法脫酸工藝設置在袋式除塵器后、SCR脫硝系統前，在洗滌塔內噴射洗滌堿液（30%～40%氫氧化鈉溶液）去除煙氣中的HCl、SO2、HF等酸性氣體。洗滌液循環使用一段時間后，洗滌液鹽分增加，脫酸效果下降，腐蝕性也會加劇，需要排放部分洗滌液（稱為脫酸洗滌廢水）[4]。

(2)污水處理工藝方案

脫酸洗滌廢水在冷卻器中冷卻后進入調節池，經一級提升泵進入一級反應池。一級反應池共分四個隔槽，在第一隔槽加入螯合劑并調節pH值，使廢水中的大多數重金屬離子形成難溶氫氧化物。第二隔槽加入CaCl2，第三隔槽加入混凝劑及燒堿，主要作用是使溶液中原有細小懸浮物得以凝聚沉積，同時Ca2+能與廢水中的F-反應生成難溶的CaF2；與As絡合生成Ca3(AsO3)2、Ca3(AsO4)2等難溶物質；在第四隔槽加入助凝劑，進一步絮凝的廢水進入裝有攪拌器的一級沉淀池中，絮凝物沉積到底部，通過重力濃縮成污泥，經污泥泵輸送至滲瀝液污泥處理站統一集中處理；上部為凈水，通過溢流進入二級反應池。

4.垃圾滲濾液處理系統

(1)垃圾滲濾液的來源及水質特點

垃圾滲濾液是垃圾焚燒電廠最難處理的廢水，主要來源于垃圾本身所含的水分及有機物經氧化分解后的生成水。由于垃圾在電廠內只做短暫貯存，有機物氧化分解程度低，滲濾液以垃圾本身所含水分為主。堆積的垃圾中經過一系列的好氧、厭氧反應過程，反應中產生的滲濾液隨即從填埋場中流出，產生量與垃圾成分、菌種、溫度、pH值有關[5]。其水質特點主要有以下幾點[6]：

①有機污染物成分復雜多樣

生活垃圾成分來源復雜，滲濾液中包含的污染物繁多。研究表明，一般城市垃圾滲濾液包含70多種有機物，其中包括芳烴、烷烴、烯烴、酸脂類、醇酚類、酰胺類和酮醛類等物質。另外還含有多種可疑致癌污染物。

②水質水量變化大

由于垃圾在焚燒廠駐倉時間一般一周左右，垃圾中的有機物只經過短暫厭氧發酵、水解、酸化過程，所形成的脂肪酸無法進一步降解，導致滲濾液水質復雜多變，COD濃度較高一般在40000mg/L～80000mg/L左右，BOD/COD大于0.4，可生化性較好，可用生化法處理。該項目中夏季進水水量為410m3/d，冬季進水水量為210m3/d。

③重金屬離子與鹽分含量高

垃圾滲濾液中含有多種重金屬離子，如Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Mn、Fe、As、Hg等。重金屬離子抑制微生物的代謝活性，使微生物酶失活，另外重金屬離子在環境中難以降解，對環境的危害較大。

④氨氮濃度高

垃圾焚燒廠的滲濾液70%～80%的總氮是以氨氮形式存在的。氨氮濃度一般在1000mg/L～2000mg/L左右，是城市污水數十倍甚至數百倍。當氨氮（特別是游離氨）的濃度太高，微生物活性受到抑制，對生物處理的效果產生不利影響。

(2)垃圾滲濾液處理工藝

針對垃圾滲濾液有機物種類復雜、氨氮含量高等特點，本研究采用“預處理+上流式厭氧生物反應器（UASB）+膜生物反應器（MBR）+反滲透（RO）+高級氧化”組合處理工藝處理垃圾滲濾液。

滲瀝液經收集管道收集，通過水力篩網去除較大的顆粒物后，送至污水綜合處理站中的初沉池。初沉池出水進入綜合調節池，對水質和水量進行調節，均衡水量、均化水質和降溫。調節池還具有預發酵、預曝氣的功能，通過發酵作用降低部分進水有機物濃度[7]。經過均質均量的廢水，通過厭氧反應器供料泵送至高效厭氧反應器，在厭氧反應器中將高濃度有機廢水最終轉化為沼氣排放，廢水中絕大部分有機物被降解。

5.結論

經過均質均量的廢水，通過厭氧反應器供料泵送至高效厭氧反應器，在厭氧反應器中利用厭氧生物將高濃度有機廢水最終轉化為沼氣排放，廢水中絕大部分有機物被降解、硝化。厭氧出水經袋式過濾器過濾后，通過布水系統進入膜生化反應器MBR，去除可生化有機物。MBR由反硝化、硝化和超濾單元組成。生化系統產生的剩余污泥脫水后，送至焚燒廠進行焚燒，脫水上清液返回生化系統進行處理。

垃圾焚燒處理在我國垃圾無害化處理領域占據越來越重要的地位，隨著國家環保督察和監管不斷升級，污染物排放標準日益嚴格，垃圾焚燒電廠廢水必須經過嚴格處理后回用，對電廠廢水進行分質處理可以使廢水得以最大程度的資源化利用，實現廢水零排放，具有良好的環境和經濟效益。