垃圾焚烧厂渗沥液处理技术的研究

1、垃圾焚烧厂渗沥液处理技术的研究刘晋 耿震 （无锡市政工程设计院有限公司，江苏 214005）摘要: 随着垃圾焚烧项目的不断增加，其渗沥液的处理技术受到国内外环保界的广泛关注。由于我国生活垃圾渗沥液成分与国外区别较大，故国外成熟的渗沥液处理技术不太适合我国国情，文本通过介绍几种新型的处理方法，以期得到运行稳定、投资节省的渗沥液处理工艺。关键词: 垃圾焚烧厂；渗沥液；处理0 前言随着垃圾焚烧技术在中国的逐步推广，为防止焚烧过程中产生的“二次污染”，垃圾渗沥液必须经过处理达标后才能排放，因此渗沥液的处理技术受到国内外环保界的广泛关注。在目前没有经济可靠工艺的情况下，部分已投运的垃圾焚烧厂将渗沥液运往

2、城市污水处理厂与生活污水混合处理；或者将渗沥液直接排到海洋及河流等地表水体中；还有部分厂家采用高运行费用的工艺，仅在环保部门检查时运行，其余时间则直排。这些措施对环境造成了极大的污染，因此迫切需要对渗沥液进行处理。纵观国内外渗沥液处理现状，主要工艺有回喷法、生化法、MBR法等以及上述方法的综合运用。通过对这几种处理技术的分析与比较，得到适合中国生活垃圾焚烧渗沥液的处理技术。1渗沥液特性中国城市生活垃圾的厨余物多、含水率高、热值较低，焚烧法处理垃圾时必须将新鲜垃圾在垃圾储坑中储存35天进行发酵熟化，以达到沥出水份、提高热值的目的，才能保证后续焚烧炉的正常运行，因此其渗沥液污染物浓度高、水质变化大

3、、带有强烈恶臭，呈黄褐色或灰褐色。根据相关研究报道，渗沥液数据如表1：表1 某垃圾焚烧厂渗沥液数据（mg/L）国内外垃圾渗沥液的产生量有很大不同。国外由于生活习惯与中国有差异，垃圾中厨余物含量很少，比利时某垃圾焚烧厂处理能力为1000吨/天，垃圾渗沥液最大产量约4吨，日常基本不产生渗沥液。而中国城市生活垃圾中厨余物含量很高，根据中科院广州能源研究所对深圳城市生活垃圾基础分析报告，深圳的部分垃圾焚烧厂的经熟化堆放排出渗沥液后的垃圾（即进入焚烧炉进行处理的垃圾）中厨余物含量在40%45%，含水率约50%，因此，中国城市生活垃圾的渗沥液产生量非常高，根据上海、深圳、宁波、珠海、苏州等不同地域城市的统

4、计数据，垃圾渗沥液的产量占垃圾总量的10%20%左右，平均约15%。2垃圾渗沥液处理技术随着垃圾焚烧技术在中国的逐步推广，为防止焚烧过程中产生的“二次污染”，垃圾渗沥液必须经过处理达标后才能排放，因此渗沥液的处理技术受到国内外环保界的广泛关注。纵观国内外渗沥液处理现状，主要工艺有回喷法、生化法、MBR法等以及上述方法的综合运用。目前正在研究或运用的处理技术有以下几种：2.1回喷法西方发达国家由于垃圾中厨余物少，热值高，渗沥液产量少，一般采用将渗沥液回喷焚烧炉进行高温氧化处理。比如比利时某1000t/d的垃圾焚烧厂，其最大渗沥液产量为4t/d，平时基本没有，该厂建有300m3左右的渗沥液收集池，

5、平时将渗沥液集中在池内，当垃圾热值较高时，用高压泵将渗沥液加压经自动过滤器、回喷系统喷入焚烧炉进行处理，当垃圾热值较低时停止。回喷法适合于渗沥液产量少、垃圾热值高的场合，对于热值较低的垃圾则不适合，否则会造成焚烧炉炉膛温度过低、甚至熄火的状况。经计算，对于热值为1223kcal/kg、含水率为48%的城市生活垃圾，理论上渗沥液最大回喷量为垃圾焚烧量的3.19%。但中国垃圾的含水率太高，渗沥液产量大，因此回喷法不适用于中国。2.2生化法以生化处理方法去除渗沥液中主要污染物的工艺，目前研究较多的是氨吹脱+ UASB+SBR。2.2.1氨吹脱工艺高浓度的氨氮是渗沥液的水质特征之一，根据填埋场的填埋方

6、式和垃圾成分的不同，渗沥液氨氮浓度一般从数十至几千mg/L不等。随着填埋时间的延长，垃圾中的有机氮转化为无机氮，渗沥液的氨氮浓度有升高的趋势。与城市污水相比，垃圾渗沥液的氨氮浓度高出数十至数百倍。一方面，由于高浓度的氨氮对生物处理系统有一定的抑制作用，另一方面，由于高浓度的氨氮造成渗沥液中的C/N比失调，生物脱氮难以进行，导致最终出水难以达标排放。因此，在高氨氮浓度渗沥液处理工艺流程中，一般采用先氨吹脱，再进行生物处理的工艺流程。目前氨吹脱的主要形式有曝气池、吹脱塔和精馏塔。国内用得最多的是前两种形式，曝气池吹脱法由于气液接触面积小，吹脱效率低，不适用于高氨氮渗沥液的处理，采用吹脱塔的吹脱法虽

7、然具有较高的去除效率，但具有投资运行成本高，脱氨尾气难以治理的缺点。以深圳下坪为例，氨吹脱部分的建设投资占总投资的30%左右，运行成本占总处理成本的70%以上。这主要是由于在运行过程中，吹脱前必须将渗沥液pH 调至11 左右,吹脱后为了满足生化的需要，需将pH 回调至中性，因此在运行过程中需加大量的酸碱调整pH，为了提供一定的气液接触面积，还需要风机提供足够的风量以满足一定的气液比，造成了渗沥液处理成本的偏高。2.2.2UASB厌氧处理工艺。在填埋场投入使用后的前几年内，产生的渗沥液有机污染物含量较高，并且大部分是一些易生物降解的挥发性脂肪酸，UASB 厌氧工艺对这种前期渗沥液有较好的处理效果

8、，对COD 去除率可大于70%。由于UASB的COD负荷可高达10kg·m-3d-1，反应过程中也无需能耗，因此与好氧工艺相比，可大大节约反应器的占地面积及动力消耗。但是，随着填埋年限的增加，填埋堆体中产甲烷的厌氧状态逐渐成熟，渗沥液在填埋堆体及调节池内长期滞留后，UASB的处理效果将变差。2.2.3 SBR好氧处理工艺SBR 处理工艺是一种通过时间控制，在一个单池内完成进水、厌氧搅拌、充氧曝气、沉淀、排水等过程的序批式反应器，具有较强抗冲击负荷能力，可根据渗沥液水质复杂多变的特点灵活地调整工艺参数，并且厌氧与好氧的交替进行，可以达到较好的脱氮除磷效果。广州市大田山垃圾填埋场曾采用过

9、此种工艺，对渗沥液COD 的去除率可高达90%以上。2.3 MBR法近年来，许多新技术应用于垃圾渗沥液处理，取得了迅速的发展。其中发展最成功和目前应用趋势最好的一类是膜技术的应用，包括超滤、纳滤和反渗透等。其中微滤（MF）孔径范围一般为0.175 µm, 超滤（UF）筛分孔径为1nm70 µm，均不能截留渗沥液中所含盐份，只能用来将微生物菌体、沉淀物从污水中分离出来，压力量在0.27bar之间。近来微滤和超滤在与好氧生物工艺处理组合应用，即所谓膜生化反应器（MBR）技术。MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统，用膜分离（通常为超滤）替代了常规生化工艺的二沉池。与

10、传统活性污泥法相比，MBR对有机物的去除率要高得多，因为在传统活性污泥法中，由于受二沉池对污泥沉降特性要求的影响，当生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的去除效率很困难，往往需要延长很长的水力停留时间也只能少量提高总的去除效率，而在膜生物反应器中，由于分离效率大大提高，生化反应器内微生物浓度可从常规法的35 g/l提高到1525 g/l，可以在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的去除效果，减小了生化反应器体积，提高了生化反应效率，出水无菌体和悬浮物，因此在提高系统处理能力和提高出水水质方面表现出很大的优势。膜材料和膜产品不断发展，以及近年来膜价格的大幅度下降，使膜分离技术在水和废水

11、处理中的应用得到了迅速发展。2.4化学氧化法Fenton 试剂常用于废水的深度处理，属于高级氧化处理技术的一种。熊忠等人在用混凝-Fenton-SBR法处理垃圾渗沥液的试验中得到：混凝反应的最佳条件为pH=5、PAC 投量为300mg/L，Fenton 反应的最佳条件为pH=3、H2O2/COD=3.0、H2O2/Fe2+=10。此时对COD、BOD 的去除率分别稳定在80%、94%左右。某垃圾焚烧厂曾采用Fenton试剂氧化+氨吹脱+混凝沉淀+厌氧+SBR+ClO2氧化+活性炭吸附工艺处理渗沥液，该工艺实际主要是依靠化学氧化剂及活性炭吸附去除污染物，从运行结果来看，加药正常时出水可以达到国家

12、三级排放标准，但运行费用高达120元/吨以上。2.5光催化法光催化法是近年发展起来的一种污(废)水处理新技术。在紫外光的照射下一些半导体材料的阶带电子会被激发到导带，从而产生具有很强反应活性的电子空穴对，当它迁移到半导体表面后，在氧化剂或还原剂的作用下参与氧化还原反应，从而起到降解污染物的作用。黄本生等人将ZnO/TiO2 复合半导体催化剂用于垃圾渗沥液的深度处理，出水水质达到了国家排放标准。弓晓峰等人在利用紫外光氧化法深度处理垃圾渗沥液的研究中发现，当pH=3 时对COD 的去除率最高，也即在酸性条件下Fenton 试剂光照处理渗沥液的效果最好。多相光催化法是近年来日益受到重视的污水治理新技

13、术之一，将其用于垃圾渗沥液的深度处理有利于进一步提高出水水质。2.6其它处理工艺除上述处理方法，目前进行的渗沥液处理的工艺研究还包括湿式氧化法、电氧化法、光氧化法等，这些氧化法或由于催化剂极易中毒、或由于耗电量太大等均无法进入实际工业化阶段，在此不再介绍。3渗沥液处理技术比较垃圾渗沥液处理工艺的选择与确定要建立在对垃圾焚烧厂渗沥液特性的调查基础上，包括水质、水量、排放标准。由于垃圾发电厂在我国电力行业中还属于新型模式，因此渗沥液处理的问题，需要针对不同地区的特点区别对待。从总体来说，我国北方地区气候干燥少雨，随着经济的发展和人民生活水平的提高，垃圾热值也会不断增加，可以考虑使用直接焚烧法或掺油

14、回喷的方法。南方地区，特别是沿海地区，垃圾渗沥水量不仅和垃圾的成分、数量有关，还和气候有着极为密切的联系（例如梅雨季节，台风登陆）。我国目前大部分垃圾的收集和运输还处于露天或半露天状态，因此渗沥液量不仅变化大，而且在一定时间内数量会较大。如果直接将渗沥液全部回喷焚烧，肯定会对锅炉燃烧产生一定影响。因此，宜考虑使用生化法或浓缩法对渗沥液进行处理。表2 垃圾渗沥液处理方法的特性比较直接回喷法生化法化学氧化法膜技术浓缩法物理-生化组合工艺适用条件水量小有毒污染物少，可生化性高的污水均适用均适用均适用优点工艺简单成本低运行成本低处理效率高、效果好效果好，出水稳定效果好，出水稳定缺点影响锅炉燃烧性能抗冲

15、击负荷差，出水不易达标氧化剂成本膜组件成本高设备多，运行复杂4小结通过对以上各种垃圾渗沥液处理方法的特性进行比较，各种处理工艺都有其一定的适应性、优点和缺点，在选择与确定中应当密切结合垃圾焚烧厂处理工艺特点、渗沥液特征、当地社会和经济发展状况等，建议进行现场试验。在渗沥液处理方案的选择和设备的选型上，还必须结合工程的实际情况，充分考虑处理工艺的经济合理性。参考文献：1 兰建伟,颜学宏,曾贤桂.垃圾焚烧厂中渗沥液的处理.工程设计与建设,2004,36(5):39-42.2 胡焰宁.垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液处理工艺的研究.环境工程,2004,22(5):30-32.3 何品晶,冯军会,瞿贤,邵立明.生活垃圾焚烧厂贮坑渗滤液的污染与可处理特性.环境科学研究,2006,19(2):86-89.4 薛俊峰.难降解渗沥液溶解性有机物特征分析及其在处理工艺的应用D.上海：同济大学,2005,68-70.5 张无敌.城市固体废弃物及其资源潜力J.环境与开发,1996(4):47-53.6 Hongtao Wang,Yongfeng Nie.Municipal Solid Waste Characteristics and Management in ChinaJ.Journal of the A