生活垃圾焚燒發電項目滲濾液處理案例分析

摘要：生活垃圾滲濾液具有高有機物、高氨氮等特點，若未有效處理而排放到環境中，將會導致水體中的某些污染因子含量嚴重超標，造成環境污染，危害人體健康。本文以某生活垃圾焚燒發電項目滲濾液處理系統為例，分析滲濾液處理工藝，明確主要構筑物與工藝參數。自投產以來，系統運行穩定，滲濾液處理后，出水水質達到《城市污水再生利用 工業用水水質》（GB/T 19923—2005）的敞開式循環冷卻水系統補充水水質標準。

關鍵詞：滲濾液；處理；生活垃圾；焚燒發電

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）04-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.04.050

Case analysis of leachate treatment in domestic waste incineration power generation projects

CAI Bin， TIAN Lili， XIAO Dongjie， ZHOU Huilin

（Hunan Junxin Environmental Protection Co.， Ltd.， Changsha 410000， China）

Abstract： The leachate of domestic waste has the characteristics of high organic matter and high ammonia nitrogen， if not effectively treated and discharged into the environment， it will lead to serious exceeding of certain pollution factors in the water body， causing environmental pollution and endangering human health. Taking the leachate treatment system of a domestic waste incineration power generation project as an example， this paper analyzes the leachate treatment process and clarifies the main structures and process parameters. Since its launch， the system has been running steadily， after the treatment of leachate， the effluent quality meets the supplementary water quality standards of the open circulating cooling water system specified in the “Industrial Water Quality for Urban Wastewater Recycling and Utilization” （GB/T 19923—2005）.

Keywords： leachate; treatment; domestic waste; incineration power generation

隨著我國城市化的加快和居民生活水平的提高，生活垃圾產生量與日俱增。大量生活垃圾被用于清潔焚燒發電[1-2]，其間產生大量的滲濾液。滲濾液成分較為復雜，有機物、氨氮及鹽分含量極高[3-5]，氣味惡臭。若滲濾液未得到有效處理而排放到環境中，將會導致嚴重的環境污染，危害人體健康。因此，如何有效處理滲濾液，避免造成環境污染，顯得尤為重要。本文以某生活垃圾焚燒發電項目滲濾液處理系統為例，分析滲濾液處理工藝，明確主要構筑物及工藝參數，然后結合2019—2021年運行情況，總結調控經驗，為后續類似項目設計提供參考。

1 項目設計

1.1 水量與水質

生活垃圾滲濾液產生量受垃圾含水量及儲存時間的影響，一般垃圾含水率在20%～50%，過水的垃圾可超過70%，垃圾清運采取壓實措施，其含水量將有所降低[6]。本項目設計滲濾液處理量為1 800 m3/d，系統具有沖擊流量可超負荷10%的抗沖擊負荷能力。設計進水中，生化需氧量（BOD）為30 000 mg/L，化學需氧量（COD）為60 000 mg/L，氨氮（NH3-N）濃度為2 000 mg/L，懸浮物（SS）濃度為10 000 mg/L，pH介于4～8。

1.2 工藝流程

滲濾液處理系統采用“預處理+升流式厭氧污泥床（UASB）+外置式膜生物反應器（MBR）+納濾（NF）+反滲透（RO）”的組合工藝，納濾濃縮液與反滲透濃縮液均進入碟管式反滲透（DTRO）裝置進行減量化處理。系統出水滿足《城市污水再生利用 工業用水水質》（GB/T 19923—2005）的敞開式循環冷卻水系統補充水水質標準，全部用作循環冷卻塔補充水，濃縮液減量化裝置產生的高濃水則回噴焚燒爐處理。

1.2.1 預處理

滲濾液通過提升泵提升至除渣格柵機，以去除粒徑大于1 mm的固體顆粒物，然后進入調節池。

1.2.2 UASB

調節池滲濾液經過泵提升至UASB，通過厭氧反應大幅降低有機物濃度。經過UASB處理后，滲濾液進入沉淀池，沉淀污泥回抽至厭氧系統，上清液進入中間水池。UASB在厭氧反應中產生的沼氣經管道收集預處理后送入火炬燃燒處理。

1.2.3 MBR

UASB處理后匯入中間水池的滲濾液由泵提升至MBR反硝化池，在反硝化菌的作用下去除廢水中硝態氮。反硝化池設有攪拌裝置，以保證池內污泥與滲濾液充分接觸混合。反硝化池出水進入硝化池進行硝化反應，將氨氮轉化為硝態氮。經過硝化反應的滲濾液進入二級反硝化池/硝化池進行處理，二級硝化池泥水混合物經過外置式超濾裝置實現泥水分離。超濾裝置設有內循環泵，膜管內膜面流速為3～5 m/s。超濾產水進入超濾產水箱，超濾濃縮液回流至一級反硝化池。為保證MBR反硝化所需的碳源，滲濾液管線由調節池直接進入MBR，使得系統反硝化率和pH相對穩定。

1.2.4 NF和RO

超濾產水箱中清液先進入NF裝置，利用NF膜對有機物及高價離子的高截留能力，去除水中絕大部分有機物與高價離子，產水進入清液罐，濃液進入濃液池。清液罐中的產水再進入RO裝置，通過RO膜進一步去除有機物和鹽分，RO產水進入清液池，濃液進入RO濃液池。納濾濃縮液經NF-DTRO處理后，清液進入清液池，濃液回噴焚燒爐。反滲透濃縮液經RO-DTRO處理后，清液進入清液池，濃液回噴焚燒爐。

1.3 構筑物與工藝參數

調節池設計2座，每座有效池容為5 787.5 m3。厭氧罐設計4座，每座有效池容為3 615 m3，設計溫度為35 ℃，容積負荷為7.5 kg COD/（m3·d），設計COD去除率為75%，設計上升流速為0.5～1.0 m/h。一級反硝化池設計2座，每座有效池容為1 450 m3；一級硝化池設計4座，每座有效池容為2 494 m3；二級反硝化池設計1座，有效池容為1 624 m3；二級硝化池設計1座，有效池容為1 624 m3；設計溫度為32～36 ℃，設計COD去除率為95.6%，設計BOD去除率為99.8%，設計氨氮去除率為99.5%，設計SS去除率為98.5%。

超濾機組設計10組，每組有5支超濾膜元件。NF機組設計3組，每組有36支納濾膜元件，設計最大處理量為1 865 m3/d，清液產水率為85%。RO機組設計4組，每組有32支反滲透膜元件，設計最大處理量為1 585 m3/d，清液產水率為80%。NF-DTRO機組設計1組，膜組支架有4組，膜柱有89支，設計最大處理量為400 m3/d，清液產水率為50%。RO-DTRO機組設計1組，膜組支架有1組，膜柱有40支，設計最大處理量為316 m3/d，清液產水率為50%。

2 運行結果分析

2019—2021年，滲濾液處理系統連續運行1 096 d，累計處理滲濾液1 314 660 m3，累計產清液966 463 m3，總回收率約為73.51%。日均處理量為1 200 m3，最大處理量為1 400 m3/d，均在設計范圍以內。同時，納濾濃縮液與反滲透濃縮液處理裝置運行比較穩定。

2.1 各工藝段出水情況

2019—2021年，滲濾液處理系統各工藝段實際出水水質如表1所示。預處理主要是過濾滲濾液中的大顆粒雜質，SS去除率約為80%。UASB主要是降解滲濾液中有機物，COD及BOD去除率分別為85%及90%，其中COD去除率超過設計值。經過UASB處理后，滲濾液氨氮濃度微升，原因可能是有機氮降解釋放。經過UASB處理后，滲濾液C/N低于4，后續MBR需要適當補充滲濾液原液，以提供反硝化所需碳源。MBR主要是降解滲濾液中剩余有機物及氮類污染物，其對COD、BOD、氨氮及總氮（TN）的去除率分別為90%、100%、99%及93%。納濾對COD的截留率約為93%，反滲透對氨氮及總氮的截留率約為90%。DTRO-NF及DTRO-RO對濃縮液中COD、氨氮及TN的截留率均在90%以上。

2.2 清液出水情況

2019—2021年，RO、NF-DTRO及RO-DTRO混合清液出水主要指標COD、氨氮、TP及Cl-的濃度均值依次為4.75 mg/L、1.39 mg/L、0.05 mg/L及154 mg/L，pH在6.8～7.5，其他檢測指標數值極低，均在《城市污水再生利用 工業用水水質》（GB/T 19923—2005）的標準范圍內，出水水質指標穩定。

3 結論

實踐表明，“預處理+UASB+MBR+NF+RO”組合工藝適用于處理生活垃圾滲濾液，DTRO裝置在處理納濾濃縮液時運行較為穩定。系統總回收率約為73.51%，出水指標均滿足《城市污水再生利用 工業用水水質》（GB/T 19923—2005）的敞開式循環冷卻水系統補充水水質要求，噸水電單耗約為29 kW·h。系統設計與實際運行情況基本一致，3組納濾裝置全開可滿足處理需求，但高水量期進行膜清洗或裝置出現故障時仍存在產能風險，推薦增設1組納濾裝置。

參考文獻

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