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垃圾焚烧电厂废水处理技术分析

2020-06-10赖红生

装备维修技术 2020年25期
关键词:焚烧废水处理电厂

赖红生

摘 要:随着垃圾焚烧电厂的规范化建设和运营标准的逐渐提高,烟气排放指标的日益严苛,湿法脱酸工艺将被应用在越来越多的垃圾焚烧电厂中用于烟气净化。目前国内垃圾焚烧电厂大多采用“半干法+干法”烟气净化组合工艺,随着烟气排放控制指标日益严苛,上海、广州、深圳等一线城市的少数垃圾焚烧电厂在半干法的基础上增设了湿法脱酸工艺单元,严控HCl和SO2等酸性气体的排放浓度,已达欧美国家的烟气排放控制水平。烟气湿法脱酸,必然会产生具有高盐、重金属组成复杂多样、悬浮物浓度高等特点的酸性废水(后文称洗烟废水)。这类废水可生化性差,采用传统的生化处理工艺进行处理效果不佳,需选用物化法。

关键词:垃圾;焚烧;电厂;废水处理;分析

1导言

伴随我国经济的持续快速发展和城市化进程的不断加快,生活垃圾产生量逐年激增。由于生活垃圾焚烧处理的无害化、减量化、资源化效果显著,近年来,它在我国得到快速发展,逐步成为城市生活垃圾处理的新趋势。但随着公众污染防范意识的不断提高,垃圾焚烧发电厂址越来越远离市区,市政设施缺乏,取水排水困难;《中华人民共和国环境保护法》《水污染防治行动计划》(水十条)等法律法规的出台,对水资源利用及污染防治也提出了更高的要求。生活垃圾焚烧发电厂各系统用水对水质的要求区别很大,若能通过厂内分类处理,分级使用,消耗内部的废排水,既能达到废水零排放,又能节约用水量,可获得“环境、社会、经济”多重效益。

2洗烟废水处置方式

目前,针对垃圾焚烧电厂的洗烟废水的处理方式主要有三种:一、电厂内部消纳:洗烟废水水量不大时,可视水质情况将其用于飞灰固化、炉渣冷却、制浆等;二、达标外排:部分具有污水排放口的电厂可通过传统的化学混凝沉淀方法(俗称三联箱)去除废水中的重金属、悬浮物等污染物质,达标后排入污水管网;三、资源化利用:通过化学混凝沉淀去除废水中的重金属、悬浮物等,而后采用膜法或蒸发技术对废水进行深度处理,实现废水的减量化和资源化。

3湿法脱酸废水处理系统

3.1湿法脱酸废水来源及水质特点

烟气处理采用“选择性非催化还原法(SNCR)+半干法脱酸+烟道活性炭喷射+布袋除尘+湿法脱酸+选择性催化还原法(SCR)”处理工艺,湿法脱酸工艺设置在袋式除尘器后、SCR脱硝系统前,在洗涤塔内喷射洗涤碱液(30%-40%氢氧化钠溶液)去除煙气中的HCl、SO2和HF等酸性气体。洗涤液循环使用一段时间后,洗涤液盐分增加,脱酸效果下降,腐蚀性也会加剧,需要排放部分洗涤液(称为脱酸洗涤废水)。

3.2污水处理工艺方案

脱酸洗涤废水在冷却器中冷却后进入调节池,经一级提升泵进入一级反应池。一级反应池共分四个隔槽,在第一隔槽加入螯合剂并调节pH值,使废水中的大多数重金属离子形成难溶氢氧化物。第二隔槽加入CaCl2,第三隔槽加入混凝剂及烧碱,主要作用是使溶液中原有细小悬浮物得以凝聚沉积,同时Ca2+能与废水中的F-反应生成难溶的CaF2;与As络合生成Ca3(AsO3)2、Ca3(AsO4)2等难溶物质;在第四隔槽加入助凝剂,进一步絮凝的废水进入装有搅拌器的一级沉淀池中,絮凝物沉积到底部,通过重力浓缩成污泥,经污泥泵输送至渗沥液污泥处理站统一集中处理;上部为净水,并且主要是通过溢流进入二级反应池。

4垃圾渗滤液处理系统

4.1垃圾渗滤液的来源及水质特点

垃圾渗滤液是垃圾焚烧电厂最难处理的废水,主要来源于垃圾本身所含的水分及有机物经氧化分解后的生成水。由于垃圾在电厂内只做短暂贮存,有机物氧化分解程度低,渗滤液以垃圾本身所含水分为主。堆积的垃圾中经过一系列的好氧、厌氧反应过程,反应中产生的渗滤液随即从填埋场中流出,产生量与垃圾成分、菌种、温度、pH值有关。其水质特点主要有以下几点:第一是有机污染物成分复杂多样。生活垃圾成分来源复杂,渗滤液中包含的污染物繁多。研究表明,一般城市垃圾渗滤液包含70多种有机物,其中包括芳烃、烷烃、烯烃、酸脂类、醇酚类、酰胺类和酮醛类等物质。另外还含有多种可疑致癌污染物。第二是水质水量变化大。由于垃圾在焚烧厂驻仓时间一般一周左右,垃圾中的有机物只经过短暂厌氧发酵、水解、酸化过程,所形成的脂肪酸无法进一步降解,导致渗滤液水质复杂多变,COD浓度较高一般在40000mg/L~80000mg/L左右,BOD/COD大于0.4,可生化性较好,可用生化法处理。该项目中夏季进水水量为410m3/d,冬季进水水量为210m3/d。第三是重金属离子与盐分含量高。垃圾渗滤液中含有多种重金属离子,如Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Mn、Fe、As、Hg等。重金属离子抑制微生物的代谢活性,使微生物酶失活,另外重金属离子在环境中难以降解,对环境的危害较大。第四是氨氮浓度高。垃圾焚烧厂的渗滤液70%~80%的总氮是以氨氮形式存在的。氨氮浓度一般在1000mg/L~2000mg/L左右,是城市污水数十倍甚至数百倍。当氨氮(特别是游离氨)的浓度太高,微生物活性受到抑制,对生物处理的效果产生不利影响。

4.2垃圾渗滤液处理工艺

针对垃圾渗滤液有机物种类复杂、氨氮含量高等特点,研究采用“预处理+上流式厌氧生物反应器(UASB)+膜生物反应器(MBR)+反渗透(RO)+高级氧化”组合处理工艺处理垃圾渗滤液。渗沥液经收集管道收集,通过水力筛网去除较大的颗粒物后,送至污水综合处理站中的初沉池。初沉池出水进入综合调节池,对水质和水量进行调节,均衡水量、均化水质和降温。调节池还具有预发酵、预曝气的功能,通过发酵作用降低部分进水有机物浓度。经过均质均量的废水,通过厌氧反应器供料泵送至高效厌氧反应器,在厌氧反应器中将高浓度有机废水最终转化为沼气排放,废水中绝大部分有机物被降解。

5结论

经过均质均量的废水,通过厌氧反应器供料泵送至高效厌氧反应器,在厌氧反应器中利用厌氧生物将高浓度有机废水最终转化为沼气排放,废水中绝大部分有机物被降解、硝化。厌氧出水经袋式过滤器过滤后,通过布水系统进入膜生化反应器MBR,去除可生化有机物。MBR由反硝化、硝化和超滤单元组成。生化系统产生的剩余污泥脱水后,送至焚烧厂进行焚烧,脱水上清液返回生化系统进行处理。垃圾焚烧处理在我国垃圾无害化处理领域占据越来越重要的地位,随着国家环保督察和监管不断升级,污染物排放标准日益严格,垃圾焚烧电厂废水必须经过严格处理后回用,对电厂废水进行分质处理可以使废水得以最大程度的资源化利用,实现废水零排放,具有良好的环境和经济效益。

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(江苏省靖江市新港污水处理有限公司,江苏 靖江 214500)

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