劉春雨　孫巧萍　任麗梅　段翠九

摘要：生活垃圾滲濾液主要采用UASB-MBR膜處理工藝，膜處理產(chǎn)生的滲濾液濃縮液一般采用表面蒸發(fā)和焚燒爐回噴工藝處理，成本在100元/t左右。經(jīng)調(diào)查分析，滲濾液濃縮液成分符合SDA系統(tǒng)工藝水的水質(zhì)要求，滲濾液濃縮液代替工藝水回用SDA系統(tǒng)技術(shù)方案在技術(shù)上是可行的，已開始出現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用案例。

關(guān)鍵詞：滲濾液濃縮液；SDA系統(tǒng)工藝水；成本分析；UASB-MBR膜處理工藝；生活垃圾 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：X705 文章編號(hào)：1009-2374（2016）28-0023-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.013

隨著城市生活垃圾快速增長(zhǎng)，垃圾滲濾液急劇增加，其成分隨季節(jié)發(fā)生變化。垃圾滲濾液作為典型高濃度有機(jī)廢水，目前滲濾液的主要處理方式是UASB-MBR膜處理工藝。采用膜處理工藝處理滲濾液后，會(huì)產(chǎn)生體積約為進(jìn)水量20%～25%的滲濾液濃縮液。滲濾液濃縮液的有機(jī)物濃度和鹽含量相對(duì)較高，有機(jī)物濃度通常為原水的3～4倍，鹽分相當(dāng)于海水。

滲濾液濃縮液中富集了滲濾液中絕大部分的鹽分、難生化降解或不可生化降解的有機(jī)物以及少量殘留的含氮類化合物如氨氮、硝氮等。通常采用的處理方法有回灌填埋堆體、回流調(diào)節(jié)池、高級(jí)氧化、蒸發(fā)和焚燒工藝。反滲透濃縮液鹽分含量高，回流調(diào)節(jié)池或回灌填埋區(qū)會(huì)對(duì)處理系統(tǒng)和填埋堆體產(chǎn)生負(fù)面影響；而經(jīng)過高級(jí)氧化后的濃縮液不能被徹底處理，仍會(huì)存留一部分濃液，容易造成二次污染。

1 蒸發(fā)處置

20世紀(jì)90年代，歐洲一些國(guó)家就將蒸發(fā)法應(yīng)用到垃圾滲濾液的處理中，瑞士的四級(jí)閃蒸可以使?jié)B濾液的CODCr和NH3-N去除率達(dá)到99.5%和98.5%；芬蘭采用負(fù)壓蒸發(fā)法處理垃圾滲濾液，冷凝液的CODCr含量低于30mg/L、NH3-N濃度為0.6mg/L。法國(guó)某垃圾填埋場(chǎng)平均填埋垃圾4000t/d，2004年該填埋場(chǎng)滲濾液總處理量為35600t，反滲透濃縮液1800t，約占5%，二次蒸發(fā)濃縮液1600t，約占4.5%。該生活垃圾填埋場(chǎng)整套滲濾液處理流程運(yùn)行費(fèi)用主要為電力消耗、pH調(diào)理的藥劑消耗、組件維修及更換費(fèi)用、二級(jí)濃縮液的處理處置費(fèi)用。折算成滲濾液的處理運(yùn)行費(fèi)用約為100元/m3。

近年來，我國(guó)也有一些關(guān)于蒸發(fā)處理垃圾滲濾液的報(bào)道。機(jī)械壓縮蒸發(fā)（MVC）作為在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的蒸發(fā)處理工藝，其濃縮比理論上可達(dá)到較高水平，但在實(shí)際生產(chǎn)中因?yàn)榉悬c(diǎn)上升和結(jié)垢的影響，蒸發(fā)效率會(huì)明顯降低。

2 噴射到爐膛焚燒

自20世紀(jì)90年代起，我國(guó)就開始了滲濾液回噴到爐膛的研究。2003年深圳某日處理量為400t的爐排爐進(jìn)行了滲濾液回噴工業(yè)化應(yīng)用。此研究發(fā)現(xiàn)，滲濾液回噴量對(duì)爐膛溫度的影響有限，且隨垃圾熱值增高，回噴量也可適當(dāng)增大。按深圳2010～2012年的垃圾平均熱值5.807kJ/kg計(jì)算，400t/d的垃圾焚燒爐可以處理滲濾液濃縮液1800kg/h，折合每日約40t。按滲濾液占垃圾總量的20%來計(jì)算，可回噴處置的滲濾液約占垃圾滲濾液總量的50%，遠(yuǎn)大于滲濾液濃縮液的實(shí)際產(chǎn)量，完全可以作為一種有實(shí)用價(jià)值的垃圾滲濾液處理技術(shù)。

滲濾液濃縮液的回噴處理是通過吸收爐膛燃燒熱將滲濾液濃縮液氣化。濃縮液在氣化過程中會(huì)吸收相當(dāng)于常壓下蒸汽蒸發(fā)焓的熱量以及排煙溫度對(duì)應(yīng)的熱焓。滲濾液濃縮液噴入爐膛內(nèi)的溫度為30℃，焓值為126kJ/kg，鍋爐出口煙氣溫度按照190℃計(jì)算，蒸發(fā)后的濾液濃縮液焓值為2856kJ/kg，所以1kg滲濾液濃縮液在爐內(nèi)吸收熱量為2730kJ/kg。按照主蒸汽參數(shù)4.0MPa（g）、400℃和給水參數(shù)溫度130℃、給水壓力按照5.0MPa來估算，1kg給水變成蒸汽吸收的熱量是2664kJ/kg，再考慮鍋爐熱效率為80%，噴射一噸滲濾液濃縮液，鍋爐蒸發(fā)量減小值為Q=1t×2730kJ/kg×80%÷2664kJ/kg=0.82t。

每噸主蒸汽發(fā)電量為W=（H1-H2）÷3.6×ζ1×ζ2×ζ3。根據(jù)表1的設(shè)定條件計(jì)算得到1噸主蒸汽發(fā)電量約為184kWh。考慮噴爐處理1t滲濾液濃縮液會(huì)少產(chǎn)生0.82t主蒸汽，則處理1t濃縮液會(huì)減少發(fā)電151kWh。按照垃圾焚燒項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)0.65元/kWh計(jì)算，滲濾液濃縮液回噴至爐膛的處理成本約為98元/t。

3 代替SDA系統(tǒng)工藝水

SDA工藝原用于食品干燥，就是利用旋轉(zhuǎn)霧化器的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生小的液滴，利用熱空氣將液滴進(jìn)行蒸發(fā)的一個(gè)高效干燥工藝，現(xiàn)在廣泛用于煙氣脫酸處理。結(jié)合SDA系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)，滲濾液濃縮液完全可以代替其降溫用工藝水。借助旋轉(zhuǎn)霧化器強(qiáng)大的霧化功能，低品位熱能將滲濾液濃縮液蒸發(fā)，既為脫酸創(chuàng)造了反應(yīng)條件，又低成本地處理了濃縮液，節(jié)約了寶貴的水資源，其實(shí)質(zhì)是以“廢”治“廢”，變“廢”為“寶”。

作為旋轉(zhuǎn)霧化器工藝降溫用水，SDA生產(chǎn)廠家關(guān)心的水質(zhì)分析項(xiàng)目主要有Cl-、SO42-、CO32-、TDS、TS、pH。為此我們調(diào)查了國(guó)內(nèi)多家垃圾焚燒廠的滲濾液濃縮液成分，結(jié)果見表2。綜合分析以上垃圾焚燒廠滲濾液濃縮液的成分，可認(rèn)為滲濾液濃縮液的水質(zhì)指標(biāo)范圍見表3，符合SDA主要廠商德國(guó)GEA對(duì)其降溫工藝水的水質(zhì)要求。

滲濾液濃縮液被熱煙氣蒸發(fā)后TDS全部成為固態(tài)，增加了飛灰產(chǎn)量。根據(jù)表3中TDS含量得知，每消耗1t濃液將產(chǎn)生飛灰約35kg（北京市每噸垃圾焚燒飛灰的處置費(fèi)用為1600元/t），增加的飛灰成本是0.035t×1600元/t=56元，與表面蒸發(fā)相比可降低成本44元/t，與回噴至焚燒爐相比可增加收入42元/t。

4 結(jié)語

綜上所述，滲濾液濃縮液代替工藝水回用SDA系統(tǒng)技術(shù)方案在技術(shù)是可行的，與其他處理方式相比，在經(jīng)濟(jì)效益上有巨大優(yōu)勢(shì)，可作為滲濾液濃縮液處理的新技術(shù)。

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基金項(xiàng)目：2014年朝陽(yáng)區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)社會(huì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（SF1403）。

作者簡(jiǎn)介：劉春雨（1973-），男，北京市朝陽(yáng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園管理中心助理工程師，碩士，研究方向：垃圾焚燒領(lǐng)域的工程應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）