生活垃圾焚燒廠滲濾液處理工程實例

何武衛

（廣州中大環境治理工程有限公司，廣州 510320）

隨著社會的發展，人類產生的生活垃圾劇增，由于城市發展造成土地資源緊張，垃圾的處理以焚燒為主，可減少其90%的體積和75%～85%的質量，目前已成為城市垃圾主要的處理方式[1-4]。2022 年，我國垃圾焚燒處理量超1.6 億t，采取焚燒處理方式的占全國垃圾處理超70%[5]。滲濾液處理站來水包括垃圾倉滲濾液、化驗室排水、卸料大廳沖洗水、垃圾車道沖洗水及車輛沖洗排水，是垃圾焚燒廠最主要的二次污染物之一[6]。

垃圾滲濾液成分復雜，既有高質量濃度有機污染物，也有金屬、無機鹽類、細菌等有毒有害物質[7]；水量變化大，冬季旱季水量較少，污染物質量濃度較高；夏季雨季水量較多，污染物質量濃度較低；污染物質量濃度高，CODcr質量濃度在50 000～80 000 mg/L，BOD5質量濃度在30 000～50 000 mg/L，氨氮質量濃度高達2 000～3 000 mg/L，且色度較高達2 000～2 500 度，并通常帶有惡臭，屬于難處理高質量濃度廢水[8-10]。目前主要處理工藝為生物法、物化法及物化生復雜組合工藝，主要分為預處理、厭氧處理、好氧處理、膜處理及深度處理等[11]，處理后水質達到GB 16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》排放標準，或者達到回用標準后作為廠區內回用水。

1 工程概況

本次生活垃圾焚燒發電項目滲濾液處理站位于河北省黃驊市，其垃圾焚燒規模為600 t/d，滲濾液處理規模210 m3/d，本項目進水CODcr質量濃度高達60 000 mg/L，BOD5質量濃度高達30 000 mg/L，除此之外，還有大量金屬、無機污染物。

1.1 進出水水質

本項目設計垃圾滲濾液進水水質見表1。

表1 設計進水水質表

其處理后出水要求在廠區回用，其出水水質應符合GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工業用水水質》中的敞開式循環冷卻水系統補充水用水水質標準。主要污染物排放限值見表2。

表2 設計出水水質表

為提高系統回收率，本項目納濾及反滲透濃縮液分別通過預軟化系統和高壓反滲透DTRO 工藝進行減量，DTRO 的濃液混合后優先回用于垃圾焚燒主廠房煙氣凈化系統和飛灰固化系統，剩余部分回噴垃圾倉入爐焚燒。

1.2 工藝流程

為保證出水達到回用標準，本工程采用“格柵+預沉池+調節池+UASB+厭氧沉淀池+MBR（兩級A/O+外置式UF）+NF+RO”工藝，其中，由于進水氨氮、TN含量極高，MBR生化處理部分選擇兩級A/O生物脫氮工藝。其流程圖如圖1所示。

圖1 垃圾滲濾液處理工藝流程圖

1.3 主要構筑物參數

1）調節池：2 座，1 用1 備，備用調節池兼事故池，結構型式為搪瓷拼裝罐，單座尺寸（凈空）為Φ14×16.8 m，有效水深為16.2 m，單座有效容積為2 500 m3，總有效容積為2 500 m3。

2）預沉池：處理規模210 m3/d，時變化系數取2，即最高時流量17.5 m3/h，數量為2 座，建筑形式為地上式，鋼砼結構；表面負荷1.1 m3/（m2·h），單池表面積16 m2，水力停留時間4.6 h，有效水深5.0 m，單座建筑尺寸（凈空）4.0 m×4.0 m×6.0 m，污泥產量21 m3，污泥含水率97%，池壁環氧煤瀝青防水防腐。

3）厭氧系統：單座建筑尺寸（凈空）Φ10×15.6 m，2 座，碳鋼防腐結構，有效水深14.1 m，單座有效容積1 107 m3，總有效容積2 214 m3，停留時間10.5 d，設計進水CODcr為63 000 mg/L，設計出水CODcr為12 600 mg/L，設計CODcr去除率80%，容積負荷6.0，循環液回流比12，污泥質量濃度30 g/L，沼氣產率0.35 m3/kgCOD，沼氣產量3 704 m3/d，污泥產率0.03 kgMLSS/kgCOD，污泥產量10.6 m3/d，加熱蒸汽量127.6 m3/h。

4）厭氧沉淀池：2 座，地上式，鋼砼結構，表面負荷0.48 m3/（m2·h），有效水深5.0 m，停留時間10 h，單座建筑尺寸（凈空）3.0 m×3.0 m×6.0 m，池壁環氧煤瀝青防水防腐。

5）MBR 池：一級反硝化段尺寸為7 m×6.2 m×9.5 m，2 座，容積為694 m3；一級硝化段尺寸為7 m×12.6 m×9.5 m，2 座，容積為1 411 m3；二級反硝化段尺寸為5 m×3.3 m×9.5 m，2 座，容積為264 m3；二級硝化段尺寸為5 m×3.3 m×9.5 m，2 座，容積為264 m3；設計污泥質量濃度15 g/L；水力停留時間一級反硝化段3.3 d、一級硝化段6.3 d、二級反硝化段1.32 d 和二級硝化段1.32 d；一級A/O 污泥負荷為0.07 kgCOD/kgMLSS·d，二級A/O設計污泥負荷為0.01 kgCOD/kgMLSS·d；曝氣量為2 983 m3/min，曝氣形式為射流曝氣，污泥量32.1 m3/d，含水率98.5%，回流量為250 m3/h，回流比為28。

6）NF 系統：進水量210 m3/d，設計回收率85%，設計清液產量178.5 m3/d，設計運行時間22 h，設計清液產量8.11 m3/h，膜材質為有機復合膜，膜組件長度1 016 mm，單支膜組件面積30.7 m2，設計膜通量16 LMH，需要膜面積507 m2，單個組件面積30.7 m2，需要膜組件數量18 支，總膜面積552.6 m2，正常運行壓力7～18 bar，裝機功率Pt=26 kW。

7）RO 系統：設計處理量Qd=180 m3/d，設計富裕系數1.0，設計回收率80%，設計清液產量142.8 m3/d，設計運行時間22 h，設計清液產量6.5 m3/h；膜材質為有機復合膜，截留率98%，膜組件直徑20.32 cm，膜組件長度1 016 mm，單支膜組件面積37 m2；設計膜通量12 MH，需要膜面積540.9 m2，單個組件面積37 m2，需要膜組件數量18 支，總膜面積666 m2，進水流量20 m3/h，正常運行壓力50～60 bar，總裝機功率28 kW。

8）NF、RO 濃縮液池：地上式，鋼筋砼，2 座，建筑尺寸（凈空）3.5 m×2.5 m×9.5 m，有效水深9.0 m，有效容積78.8 m3，水力停留時間2.5 d，池壁為環氧煤瀝青，防水防腐。

9）DTRO 系統：設計處理量70 m3/d，設計回收率50%，運行時間22 h，清液產量35 m3/d，有機復合膜，脫鹽率98%，膜組件直徑20.32 cm，膜組件長度1 400 mm，設計膜通量11 MH，需要膜面積145 m2，單個組件面積9.405 m2，需要膜組件數量17 支，總膜面積159.9 m2，正常運行壓力60～80 bar，裝機功率45 kW/套。

10）清水池：地上式，鋼筋砼，1 座，建筑尺寸（凈空）3.5 m×2.3 m×9.5 m，有效水深9.0 m，有效容積72.5 m3，水力停留時間8.1 h，池壁為環氧煤瀝青，防水防腐。

2 工程運行情況

2.1 出水效果

垃圾滲濾液處理設施穩定運行3 個月，其進水水質CODcr質量濃度穩定在65 000～70 000 mg/L 之間，氨氮穩定在2 000～2 500 mg/L 之間，TN 穩定在2 500～3 000 mg/L 之間，SS 穩定在10 000～15 000 mg/L 之間。經過預處理、UASB 和兩級A/O 及MBR 處理后，出水CODcr質量濃度穩定在500 mg/L，氨氮穩定在20 mg/L，TN 穩定在100 mg/L，SS 穩定在0～10 mg/L。后續經過納濾、超濾處理后，其出水指標如圖2 所示，穩定達到回用水標準。

圖2 處理設施運行3 個月出水指標

2.2 運行成本分析

統計項目實際運行中的直接運行成本，包括電費、藥劑及耗材、水費及蒸汽費、人工費、膜更換費及污泥和沼氣處置費用。其結果如下。

1）電費：主要設備總耗電費21.13 元/m3。

2）藥劑和耗材：藥劑耗材包括系統投加的藥劑及實驗室檢測等的花費，每日5.31 元/m3。

3）水費和蒸汽費經計算分別為0.08元/m3、1.46元/m3。

4）人工費：人員以6 人計，包括1 名技術人員，4名操作人員，1 名化驗員，處理成本為5.6 元/m3。

5）超濾、納濾、反滲透和高壓反滲透膜更換費用，經計算為6.88 元/m3。

6）污泥處置和沼氣處置費用分別為0.08 元/m3、0.15 元/m3。

將垃圾滲濾液處理達到回用水標準，其處理成本為40.69 元/m3

3 結論

采用“格柵+預沉池+調節池+UASB+厭氧沉淀池+MBR（兩級A/O+外置式UF）+NF+RO”工藝處理垃圾焚燒電廠滲濾液，處理出水能夠達到GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工業用水水質標準》中的敞開式循環冷卻水系統補充水用水水質標準。

本案例處理設施中，各污染物能夠得到有效去除，CODcr、BOD5、氨氮、總氮及SS 的去除率均達到99.9%以上，系統運行效果穩定、有較強的耐沖擊負荷能力，出水水質滿足日常生產回用。

實際運行中，將垃圾滲濾液處理達到回用水標準的直接運行成本為40.69 元/m3，包括電費、藥劑及耗材、水費及蒸汽費、人工費、膜更換費及污泥和沼氣處置費用等。