垃圾焚燒發電廠滲濾液處理站高效運行探索

谷占軍

（原陽縣康恒環保能源有限公司 河南新鄉 453500）

在垃圾焚燒發電廠，滲濾液處理是與鍋爐、汽機、電氣系統處于同等重要位置的系統，是確保機組安全、環保、經濟、穩定運行的重要環節。垃圾池是垃圾焚燒發電廠燃料堆酵的場地，其相關系統穩定運行是為鍋爐提供高品質燃料的基礎；滲濾液及時處理是垃圾池內滲濾液導排順暢的前提。然而，在夏季，生活垃圾含水率、廠區內生活污水產生量和需要收集的初期雨水量同時增加，造成進入滲濾液處理站的污水總量往往會超出其最大設計處理能力，稱之為“豐水期”；在運行中，因滲濾液處理效率低下導致滲濾液導排不及時，引起垃圾池“起水”，影響垃圾發酵，嚴重時會影響垃圾正常進廠，甚至存在非計劃停爐的風險。因此，提高滲濾液處理效率對垃圾焚燒發電企業顯得尤為重要。

1 工程概況

某項目于2019 年6 月投產運行，設計處理生活垃圾1 200 t/d，配置2 臺600 t/d 的機械焚燒爐排爐，1 臺30 MW 的凝汽式汽輪機和1 臺30 MW 發電機，配套建設處理能力為550 t/d 的滲濾液處理站。該滲濾液處理站采用“物化+生化+膜深度處理”的組合工藝，負責處理滲濾液，生產、生活污水和廠區內收集的初期雨水等全廠污水。

2 工藝流程

滲濾液從收集池由提升泵經籃式過濾器抽至預沉淀池，經沉淀去除部分雜物。上清液經水堰板溢流至調節池，實現固液分離，之后由提升泵抽至厭氧處理單元進行厭氧生化處理。

厭氧處理單元采用內外循環厭氧反應器（IOC）工藝，滲濾液從反應器底部進入，以一定流速自下向上流動，起到攪拌作用，使氣、水與活性污泥充分混合；在厭氧系統中，有機質被吸附分解，所產生的沼氣經厭氧罐頂部的集氣室收集后入爐焚燒，沉淀性能良好的污泥在沉降區分離，固液分離后的滲濾液經厭氧罐上部溢流進入反硝化、硝化（A/O）單元，繼續去除部分有機污染物，并利用反硝化、硝化原理去除污水中的大部分氨氮。

反硝化、硝化（A/O）單元出水依次進入超濾、納濾和反滲透膜處理單元進行深度處理，納濾和反滲透系統產生的濃水經“化學軟化+管式軟化膜+碟管式反滲透（DTRO）”工藝深度處理，達標的產水回用至循環水系統，最終產生的濃縮液輸送至爐內回噴系統。

初沉池，厭氧單元，反硝化、硝化（A/O）單元均需定期排放污泥至污泥儲池。污泥采用“濃縮+離心脫水”工藝進行處理，脫水機上清液收集后送往反硝化、硝化（A/O）單元進行再次生化處理，脫水污泥經螺桿泵輸送至垃圾倉最終入爐焚燒。

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

3 影響滲濾液處理系統高效運行的因素

3.1 物化處理單元設施

物化處理單元的設施包括滲濾液收集池、籃式過濾器、預沉淀池和調節池（事故池）；運行過程中，存在收集池提升泵濾網和葉輪被漂浮垃圾、瑣碎雜物及池底沉積污泥堵塞的情況，還有籃式過濾器濾網被堵塞的現象。調節池潛水攪拌機故障，導致調節池內部循環流動停止，池底泥沙沉積，造成池容損失，降低其使用效率。

3.2 生化處理單元運行調整

生化厭氧處理過程中，影響厭氧消化效率的因素很多，如厭氧罐容積負荷、水力停留時間、溫度、pH 值、氧含量等。運行過程中，需要實時控制調整，否則就會出現污泥顆粒化成形困難、污泥擴散顆粒易破裂、污泥活性不夠、污泥流失、污泥中毒、系統酸化等運行異常情況。

硝化、反硝化（A/O）處理單元中，溫度、pH 值、溶解氧、碳源補充量、回流比等因素對異養菌和自養菌的濃度及其活性影響較大。在運行過程中，因溫度、pH 值、曝氣程度及曝氣方式、碳源補充量及補充時間、排泥時間及排泥量、回流比控制等調整問題，致使某一因素不在最佳運行狀態，而引起整個處理單元運行效率低下，甚至出現系統癱瘓的風險。

3.3 膜深度處理單元系統故障

在膜系統表層的過濾和截留作用下，滲濾液的鹽分和污染物在膜表面不斷聚集加厚，形成致密濾餅層的可逆污染。伴隨運行阻力增大、膜的通量下降，滲濾液中部分無機鹽、膠體、微生物等污染物進入膜內部，與膜材料緊密粘附，堵塞膜孔，形成不可逆污染［1］，出現膜系統流量低、壓力高報警等故障，進水流速及流量下降、產水率降低，系統無法正常啟動等狀況。膜元件可逆和不可逆的污染都影響膜系統運行效率。

隨著運行時間的累積，存在膜元件老化、磨損、局部運行壓力過高等因素引起的膜表面破損，導致膜系統的產水質量差，不能滿足下一級膜系統設計進水質量要求，加速低分子量腐殖質類微生物對下一級膜表面的污堵，影響膜系統的運行效率。

膜化學酸性清洗操作中pH 值控制過低、酸性清洗時間過長等因素會造成膜密封圈老化失效、膜穿孔等損傷；超濾膜殺菌劑類型使用不當，長期誤用氧化性殺菌劑造成膜系統氧化損傷：這些損傷會降低膜元件的使用壽命和運行效率。

3.4 其他輔助設備設施

水泵是滲濾液處理站介質輸送的重要設備，水泵葉輪堵塞、機械密封漏水、電機故障、泵殼砂眼、軸承故障、梅花墊損壞等水泵常見故障頻發。滲濾液處理系統自動化水平較高，設備設施的保護程序繁瑣，儀控原件較多，且故障率較高。為防止污泥老齡化、活性降低，定期從初沉池，厭氧，反硝化、硝化（A/O）系統排放污泥，但因不同處理階段排出的污泥特性差異大，脫泥機運行調整頻繁，故障率較高。

以上因素都會在不同程度上影響滲濾液處理站運行效率。欲使其高效運行，需要提高精細化管理水平，加強運行監護和調整，避免影響滲濾液處理系統穩定運行的因素出現。

4 提高滲濾液處理效率的措施

4.1 加強物化處理單元運行過程管理

加強對收集池提升泵的運行監視，并做好維護工作。定期清理收集池內的漂浮垃圾和底部沉積污泥，定期檢查收集池提升泵濾網和葉輪，確保收集池提升泵運行狀態良好。定期清理籃式過濾器，確保其濾網無堵塞情況。做好調節池潛水攪拌機的維護保養工作，保障潛水攪拌機正常運行，減少池底污泥沉積量，保持調節池最大池容。保持事故池的備用狀態，確保滿足滲濾液處理站缺陷處理時對滲濾液的收集需求。

4.2 強化生化處理單元運行指標監督調整

滲濾液厭氧處理環境最適宜pH 值為7.5，運行時將厭氧反應罐pH 值控制在利于厭氧發酵的7.0～7.8 范圍內；為維持污泥活性，需降低水溫對厭氧微生物的影響，將厭氧反應罐內的溫度穩定在35 ℃左右［2］，并且24 h 內溫度波動不超過2 ℃，必要時，需調整運行負荷與水力停留時間。厭氧反應各階段中產甲烷階段的氧化還原電位最低，為-150 mV～-400 mV，因此，在運行操作中需嚴格控制進水帶入的氧含量。為維持厭氧反應過程中營養物C、N、P 的比例接近（350～500）∶5∶1 的理想狀態，需要及時調整厭氧進液量。監測厭氧反應罐內污泥負荷的變化趨勢，做到排泥及時、排泥量適宜。盡可能減少含重金屬、硫酸鹽和硫化物、揮發性脂肪酸（VFA）、非極性酚化合物、單寧類化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物、氯化烴、甲醛、氰化物、洗滌劑、抗菌素等影響厭氧反應的有毒有害物的進入量。

加強反硝化、硝化（A/O）單元的運行監視，掌握運行指標的變化趨勢，預判運行工況并及時做出調整；監測反應池中懸浮固體濃度（MLSS），避免出現池中MLSS 過大、引起沉淀體積大量增加、區域沉淀速率降低，導致出水水質降低情況的出現，運行中控制污泥沉降體積（SV30），試驗沉降污泥體積不超過65%為宜，需根據運行情況合理安排排泥時間和排泥量；根據MLSS 變化趨勢，合理調整碳源補充量，以保證微生物繁殖所需有機物量。合理控制反硝化池回流比，使回流量滿足其反硝化還原反應所需的硝氮量，創造微生物高效脫氮環境。

根據曝氣表面紊流，調整空氣流量，使液面表觀氣速在1.2 cm/s～3.6 cm/s 的范圍內，控制間歇式曝氣時間使消化池微生物飽食期與饑餓期的時間比例接近1∶2［3］，觀察曝氣池混合均勻、并伴隨著數量穩定且新鮮的白色或淡色泡沫，控制曝氣末段溶解氧濃度（DO）不超過4 mg/L。

4.3 減少膜系統故障率

按照膜系統設計要求運行，控制超濾、納濾和反滲透膜的產水回收率；監測超濾膜管的溫度不超過40 ℃，超濾膜有前后壓力增大、進水流速和流量下降趨勢時，要及時查找原因，防止污泥堵塞膜孔。加強對產水淤泥密度指數（SDI）、氯含量及濁度等水質變化趨勢的監督，第一時間發現超濾膜破損，并采取措施。定期檢查并清理超濾產水管內壁及產水池壁沉積的污泥和微生物［4］，防止超濾產水被污染。

納濾和反滲透運行中要控制進水壓力、產水回收率等主要運行參數，避免濃水側鹽分超過溶度積；定期清洗膜元件，避免因膜表面濃差極化引起的膜性能產水量降低、脫鹽率下降［5］現象出現。加強納濾裝置產水水質監測，確保提供合格的反滲透進水。

膜污染速度與給水條件有關，加強對本級膜系統進出口壓差、氧化還原電位、產水水質及回收率等關鍵運行參數的變化趨勢監視，確保為下一級膜系統提供合格的進水。一旦發現膜污染，立即進行化學清洗，避免膜系統污染加劇。膜壽命中后期處理能力下降，需提前做好隨時更換膜元件的準備工作，確保膜元件更換的及時性。

嚴格落實運行規程中關于化學清洗藥劑配制和清洗時長的相關要求。酸洗時pH 值控制到2～3，堿洗時pH 值控制到11～12。清洗浸泡時間根據膜污染程度確定，但浸泡時間不能過長。膜系統的加藥裝置需正常運行，加藥量適宜，正確選用藥劑類型。

4.4 加強各輔助設備的養護

加強對電機和水泵的維護保養，定期檢查更換潤滑油、尼龍襯墊、機械密封；水泵相關的備品備件滿足維修需求。定期檢查各類儀控原件，確保儀控原件的外殼、面板及線路板清潔，減少儀控電接點腐蝕，避免因儀控故障導致系統無法正常運行情況的出現。

根據污泥脫水性能的影響規律與作用機制，強化污泥脫水和安全管理［6］，平衡污泥含水率與脫水機運行效率之間的關系，合理調整絮凝劑投加量；加強污泥脫水系統的運行監護和設備的維護保養，及時處理設備缺陷，保障系統穩定運行需求。

5 結論

該項目通過制定并落實設備管理制度，加強各系統狀態及運行指標監督，及時維護、保養設備，合理儲備易損壞的備品備件量等措施，使得物化、生化、膜處理、污泥脫水及其他輔助設備穩定運行，有效避免了影響滲濾液處理系統運行效率的情況出現，實現滲濾液處理系統長周期高效運行，為項目整體安全、環保、穩定運行消除了滲濾液處理因素帶來的隱患。