深圳市寶安區(qū)老虎坑環(huán)境園垃圾滲濾液零排放處理項目
——蒸發(fā)分質(zhì)結(jié)晶處理濃縮液應(yīng)用案例

深圳能源資源綜合開發(fā)有限公司，深圳市寶安區(qū)城市管理和綜合執(zhí)法局

作者：曹智強，張煥偉，鄭憶楓，周 暢，郵箱：caozhiqiang@sec.com.cn

【基本情況】

深圳市寶安區(qū)老虎坑環(huán)境園是深圳市生活垃圾處理的主要基地，早期采用衛(wèi)生填埋方式，隨著寶安垃圾焚燒發(fā)電廠一、二、三期的相繼投產(chǎn)，于2019 年底實現(xiàn)生活垃圾零填埋。生活垃圾填埋場分兩期建設(shè)，占地面積6.2×105m2，已填埋生活垃圾1.328×107m3，填埋場一期于2016 年封場。垃圾焚燒發(fā)電廠的設(shè)計處理能力為8 000 t/d，承擔(dān)深圳市日產(chǎn)生活垃圾量約50%的處理任務(wù)。

深圳能源資源綜合開發(fā)有限公司承接處理深圳市寶安區(qū)老虎坑環(huán)境園生活垃圾填埋場滲濾液，設(shè)計處理水量1 350 m3/d，同時，協(xié)同處理寶安垃圾焚燒廠滲濾液2 400 m3/d，故滲濾液總處理能力達到3 750 m3/d，分兩期建設(shè)，分別于2013 年12 月、2019 年12 月通過環(huán)保驗收投入使用。填埋場滲濾液與焚燒廠滲濾液經(jīng)均質(zhì)混合后，采用“厭氧+生化+納濾+反滲透”處理，產(chǎn)水達標(biāo)回用；納濾濃縮液采用物料膜提取腐植酸，可用作液態(tài)肥；反滲透濃縮液經(jīng)預(yù)處理后，采用蒸發(fā)分質(zhì)結(jié)晶工藝，產(chǎn)出達到工業(yè)化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的氯化鈉和氯化鉀，徹底解決填埋場滲濾液處理存在的濃液回灌或雜鹽返回填埋場造成處理系統(tǒng)鹽分富集的難題，并實現(xiàn)工業(yè)鹽資源化利用。填埋場滲濾液處理總體實現(xiàn)產(chǎn)水回用、無濃縮液回灌、無雜鹽回填、鹽分資源化利用的零排放目標(biāo)。

寶安區(qū)老虎坑環(huán)境園滲濾液處理廠和分質(zhì)結(jié)晶車間如圖1、圖2 所示。

圖1 寶安老虎坑環(huán)境園滲濾液處理廠實景Figure 1 Leachate treatment plant real scene in Bao’an Laohukeng Environmental Park

圖2 滲濾液處理廠分質(zhì)結(jié)晶車間Figure 2 Fractional crystallization workshop of the leachate treatment plant

【技術(shù)/案例原理及技術(shù)路線】

（1）技術(shù)原理：垃圾滲濾液經(jīng)“厭氧+生化+納濾+反滲透”處理后，產(chǎn)水達標(biāo)利用，一價鹽被反滲透膜截留在濃縮液里，主要成分就是鈉離子和鉀離子。參照鹽化工工藝，利用氯化鈉、氯化鉀混合溶液在不同溫度下飽和析出不同的固相鹽，設(shè)計分質(zhì)結(jié)晶裝置系統(tǒng)，合理選定工藝參數(shù)，實現(xiàn)高溫析鹽、低溫析鉀，避免兩種鹽在同一裝置內(nèi)同時大量結(jié)晶析出，保證每種鹽的純度與品質(zhì)。

（2）技術(shù)路線：該技術(shù)由蒸發(fā)預(yù)處理+蒸發(fā)分質(zhì)結(jié)晶兩部分組成。反滲透濃縮液經(jīng)過軟化、精處理、氧化和活性炭濾池等預(yù)處理工藝，將可能影響產(chǎn)鹽品質(zhì)和產(chǎn)鹽過程穩(wěn)定可靠持續(xù)運行的有機物、殘留鈣鎂硅等雜質(zhì)去除；再進入分質(zhì)結(jié)晶系統(tǒng)，濃液在降膜蒸發(fā)器內(nèi)初步蒸發(fā)濃縮，轉(zhuǎn)料至析鹽罐后進一步濃縮至氯化鈉飽和析出，蒸發(fā)冷凝水與反滲透產(chǎn)水混合回用；析鹽罐內(nèi)上清液轉(zhuǎn)入析鉀罐，降溫析出氯化鉀，鹽漿經(jīng)過增稠后再進行離心脫水、干燥；氯化鈉、氯化鉀產(chǎn)出分別符合GB/T 5462—2015 工業(yè)鹽、GB 6549—2011 氯化鉀的技術(shù)要求，通過市場銷售作為工業(yè)原料。蒸發(fā)預(yù)處理、蒸發(fā)分質(zhì)結(jié)晶工藝流程如圖3、圖4 所示。

圖3 蒸發(fā)預(yù)處理工藝示意Figure 3 Schematic of evaporative pretreatment process

圖4 蒸發(fā)分質(zhì)結(jié)晶工藝示意Figure 4 Schematic of evaporative fractional crystallization process

【技術(shù)/案例特點】

（1）工藝特點：采用MVR 蒸發(fā)裝置，降低外來蒸汽熱源依賴，將反滲透濃縮液中的鹽分因子分質(zhì)結(jié)晶，產(chǎn)出可資源化利用的氯化鈉和氯化鉀，徹底解決目前滲濾液處理行業(yè)鹽分富集難題。

（2）工藝成熟、運行穩(wěn)定：蒸發(fā)分質(zhì)結(jié)晶工藝自2015 年在老虎坑環(huán)境園滲濾液處理廠一期項目首次調(diào)試試用，歷經(jīng)多次優(yōu)化，解決了預(yù)處理除雜不充分、鈉鹽與鉀鹽分離不徹底、鹽漿管道易堵塞等諸多問題，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行；2019 年二期項目在以往經(jīng)驗基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)設(shè)備全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。

（3）產(chǎn)品質(zhì)量：蒸發(fā)冷凝水與反滲透產(chǎn)水混合回用；鈉鹽和鉀鹽經(jīng)國家權(quán)威機構(gòu)檢驗符合GB/T 5462—2015、GB 6549—2011 技術(shù)要求，可市場化銷售利用。

【長效運行模式與機制】

深圳市寶安區(qū)城市管理和綜合執(zhí)法局通過公開招標(biāo)的方式，與深圳能源資源綜合開發(fā)有限公司簽署老虎坑環(huán)境園生活垃圾填埋場垃圾滲濾液處理BOT 特許經(jīng)營協(xié)議，合同期限25 a，要求滲濾液處理所產(chǎn)生的濃縮液必須自行處理，不能回灌或填埋至填埋場；按照處理水量支付費用，資源化副產(chǎn)物售賣收入歸屬乙方；業(yè)主單位設(shè)置現(xiàn)場管理機構(gòu)，對乙方的日常生產(chǎn)經(jīng)營活動進行監(jiān)督與考核；地方生態(tài)監(jiān)管部門對項目產(chǎn)水水質(zhì)進行在線監(jiān)管。

深圳能源資源綜合開發(fā)有限公司負責(zé)項目投資、建設(shè)與運營，項目建成投產(chǎn)后，組建項目部，配置運行、檢修隊伍，公司實施監(jiān)督管理與技術(shù)支持，確保項目安全穩(wěn)定可靠運行。系統(tǒng)產(chǎn)出的氯化鈉和氯化鉀在印染、制肥、鉆井等行業(yè)廣泛應(yīng)用，公司定期通過公開招標(biāo)方式，選擇確定銷售渠道，銷售渠道暢通。蒸發(fā)分質(zhì)結(jié)晶系統(tǒng)自2015 年首次投運以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全、環(huán)保，可推廣應(yīng)用。

【經(jīng)濟、環(huán)境及社會效益】

（1）經(jīng)濟效益：根據(jù)項目水質(zhì)和系統(tǒng)處理效果，每噸填埋場滲濾液產(chǎn)出氯化鈉7 kg、氯化鉀4 kg，按平均日處理800 t 滲濾液計算，全年產(chǎn)出氯化鈉和氯化鉀合計3 212 t，銷售收益243 萬元。因鹽得到資源化利用，節(jié)約了目前行業(yè)普遍采用的雜鹽回填費用，按典型項目測算，填埋場每立方米庫容的建設(shè)、運營成本超過120 元（不計土地成本條件下），每年節(jié)約雜鹽回填費用約77 萬元。

（2）環(huán)境效益：鹽分富集是滲濾液處理無可回避的難題，鹽分高，生化菌群活性下降，極限情況下，將導(dǎo)致生化菌群死亡；鹽分攀升，直接反滲透膜或DTRO 膜產(chǎn)水率不斷下降，處理系統(tǒng)運行難以為繼。本項目將滲濾液中的鹽分直接提取出來，徹底解決行業(yè)處理難題；規(guī)避了目前行業(yè)普遍采用雜鹽袋裝回填帶來的長期環(huán)境隱患，避免破袋情況下鹽分回流至系統(tǒng)、甚至造成地下水體污染的風(fēng)險。蒸發(fā)分質(zhì)結(jié)晶處理過程無臭氣、無次生環(huán)境風(fēng)險。

（3）社會效益：鹽分的資源化利用，減少了雜鹽回填所需的填埋場土地資源需求；同時，為社會提供了工業(yè)原料，減少了生產(chǎn)當(dāng)量原料所產(chǎn)生的碳排放。