垃圾焚烧发电渗滤液处理工艺分析

2022-08-16 15:36:44
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随着我国经济的快速发展,垃圾焚烧发电的使用是垃圾利用的创新措施之一,但在垃圾焚烧发电过程中,不可避免地会带来安全和环境问题。在垃圾渗漏处理过程中,膜渗透工艺一般作为最终处理工艺,其出水量基本达到排放标准。

然而,膜分离技术不可避免地会产生高有机浓度、高盐度、高颜色、低可生化性的高污染渗沥液浓缩液。分析比较了几种常用的浓缩液处理技术,指出可以通过组合处理实现减量化、回收和无害化。

我国原生活垃圾的特点是厨余垃圾比例大,平均含水量50%~60%,有机物含量高。目前,我国主要是混合收集,垃圾成分复杂,相对热值低。在国内生活垃圾焚烧厂的设计中,垃圾一般需要储存在垃圾坑中,经过5次~7d发酵熟化,排出垃圾中的水分,提高垃圾的热燃烧值。

生活垃圾焚烧厂渗沥液的特点

渗滤液一般为深棕色、强臭、粘性液体。渗滤液中的污染物成分复杂多变,水质成分复杂,水量随季节波动较大。渗滤液中有机污染物浓度高,COD一般为40000~80000mg/L,BOD5最高可达38000mg/L,但是可生化性好,一般B/C大于0.4。

氨氮浓度高,一般为1000~1800mg/L。重金属离子和盐含量高,渗沥液电导率高达30~40mS/cm。渗沥液呈酸性,pH较低,一般为4~6。

2渗沥液处理工艺

生物处理技术具有良好的经济性和环保性。渗滤液中的大部分有机污染物和氨氮可以通过生物法降解和去除,避免污染物的二次转移;同时,由于垃圾渗滤液有机污染物浓度高,可生化性好,适用于厌氧-好氧组合工艺,即在好氧工艺处理前增加厌氧作为预处理工艺,厌氧工艺可有效降低有机污染物负荷,降低后续好氧处理的压力和成本。

然而,简单的生物法出水稳定性一般较差,可以考虑结合膜技术进一步处理生物法处理后的残留污染物。生活垃圾焚烧厂渗漏处理工艺的组合一般为:厌氧+好氧 膜法(超滤+纳滤或反渗透)工艺组合。

3浓缩液处理工艺

纳滤和反渗透这种膜处理工艺属于纯物理的物质分离过程,其结果必然会产生污染物浓度非常高的渗沥液浓缩液,该浓缩液体积占渗沥液水量的13%~颜色一般为棕黑色,浓缩液总氮高达400%。mg/L以上含盐量高,电导率50~80mS/cm,易结垢,离子含量高。

反渗透浓缩液富含渗滤液中几乎所有的一价盐,含盐量高。膜浓缩液的处理和处理已成为垃圾渗滤液零排放的关键。目前,浓缩液的处理主要采用以下方法。

3.1浓缩液回流工艺

该工艺将浓缩液回流到调节池,因为浓缩液含有大量的难降解物质,而且含盐量很高,随着长时间的回流,污水难以降解COD同时,废水的含量不断积累TDS含量也显著提高,导致微生物活性下降,生化出水质量下降,膜组件结垢严重,膜通量下降,需要提高膜的清洗频率,降低膜的使用寿命。盐和重金属的不断积累会严重影响后续处理工艺的去除效率,降低整个处理工艺的处理能力。

3.2蒸发工艺

蒸发工艺可以固化水中的污染物,避免浓缩液回流对渗滤液处理系统的不利影响。蒸发处理过程可将处理溶液体积浓缩到原液体积小于2%~10%。目前,机械蒸汽压缩蒸发应用广泛(MVC),该工艺是一种液体分离浓缩装置,采用完全的物理化学分离工艺,清液回收率约85%,出水水质较好。

由于浓缩液中腐殖质在蒸发过程中首先析出,蒸发器和换热器内壁易形成腐殖质黏液层,导致系统结垢严重,使换热效率和蒸发能效比降低,增加蒸发装置的清洗频率。此外,蒸发后的浓液还需进行干燥处理,能耗较高,增加处理费用。

3.3活性炭吸附 树脂吸附

活性炭能吸附浓缩液中难降解的有机物,吸附时间短。吸附水中有机物的浓度将显著降低。吸附水通过大孔树脂吸附,去除浓缩液中的总氮。

活性炭对浓缩液中难降解有机物的吸附效果与有机物分子的大小和活性炭孔径是否匹配有关。吸附仅将有机物从浓缩液中分离出来,并没有真正去除有机物,而且由于活性炭吸附后不易再生,对亲水性小分子有机物的吸附效果较差。再生废液中的有机物处理和浓缩液中的重金属处理也是一个难题。因此,目前该工艺工程的应用较少。

3.4.混凝沉淀处理技术

纳滤浓缩液可采用混凝沉淀进行预处理。三氯化铁可用于混凝剂。首先,浓缩液进入混凝反应器,加入三氯化铁混凝剂搅拌混凝。浓缩液经混凝剂改性后进入沉淀池沉淀。预处理后,浓缩液中50%可去除COD,而且大部分二价盐离子也沉淀下来。

混凝沉淀处理后的浓缩液回流到调节池,再次进入处理系统次进入处理系统。沉淀产生的污泥沉淀物排入污泥储罐,与其他剩余污泥一起脱水。混凝沉淀对浓缩液有一定的净化作用,但不够彻底,可采用该工艺预处理浓缩液,然后结合其他工艺更好地处理浓缩液。

3.5高级氧化

高级氧化技术可用于处理高浓度难生化降解废水,也可用于处理渗滤液浓缩液。该技术通过化学氧化剂和其他物理化学过程产生了大量的强氧化剂OH等自由基降解水中的有机物。

根据氧化剂和催化剂的不同,有先进的氧化技术Fenton法和类Fenton电化学氧化法、臭氧氧化法、光化学氧化法、光催化氧化法等。高级氧化法能有效去除浓缩液中的有机物,但高级氧化后的浓缩液一般难以达标排放。该方法不能完全处理浓缩液,仍有部分浓缩液残留,容易造成二次污染,不能从根本上解决浓缩液问题。

4结束语

虽然处理渗滤液浓缩液的方法有很多,可以浓缩减量或无害化,但单纯依靠单一的处理技术来实现浓缩液的稳定高效处理,很难达到排放标准。浓缩液的处理可以通过几种不同方法的结合来考虑。生活垃圾焚烧厂可采用不同的浓缩液处理方法,结合生活垃圾焚烧过程,达到减量化、无害化的效果。

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