危险废物填埋场渗滤液的蒸发处理工艺

黄凤容，胡国良，文金丽

惠州东江威立雅环境服务有限公司，广东惠州 516000

Huang Feng-rong, Hu Guo-liang, Wen Jing-li

Huizhou Dongjiang Veolia Environmental Services Limited, Guangdong516000,China

1 概述

广东省危险废物综合处理示范中心是列入《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》的31个省级综合性危险废物处置中心之一。

危险废物安全填埋场区总面积10.6万m2，总容积约351万m3，分四期规划建设，已建成一期A单元，年处理能力为40 000t。2008年危险废物开始进入填埋场，至目前已经累计填入各种危险废物13万t。填埋的废物以生活垃圾焚烧飞灰为主，占总量的60%～70%。

2011年产生渗滤液的达5 000t，水质特性与填埋的废物成分、填埋数量、气象条件密切关联，危险废物渗滤液成分复杂，主要水质特点如下所示：

表1 渗滤液主要水质特点

2 常规工艺处理的方法及困难

由表1的渗滤液主要水质特点可见：可溶性固体、氨氮、硬度、COD的含量高；丰水期和枯水期的水质特性变化大；且随着废物进场量增加，渗滤液的有害成份浓度及产生量也会逐年增大。

由于渗滤液水质的复杂多变，目前行业内尚无十分完善的处理工艺，不同的填埋场根据自身具体水质特点及经济技术要求选取不同的处理方案和工艺。

较成熟的处理的方法主要有以下几种：物理化学、生物法、反渗透处理法、土地法等或上述方法的结合。

2.1 物理化学与生化结合法

在上述方法中，比较传统的方法先物理化学法进行预处理，除去色度、重金属离子、悬浮物等有害成分；然后再进行生化，除去有机物及少量的氨氮。物理化学法包括活性炭吸附、化学沉淀、化学氧化等。

经过预处理的水调节各项成分的浓度达到可生化时，进行好氧或厌氧或二者合并应用联合处理系统。由于本公司渗滤液可溶性固体含量高达30 000mg/L～60 000mg/L，在生化前需通过勾兑大量的优质水以防止可溶性固体对细菌活性下降，这样不仅增加处置成本，而且浪费大量的水资源，与公司倡导的清洁生产及零排放理念不符，故无法推行这种处理工艺。

2.2 反渗透处理法

反渗透法是利用渗透膜对渗滤液中溶质和溶剂的选择渗透性，对污水中的无机物、有机物和水进行分离。反渗透膜的透水量（出水率）和对污染物的去除率是反渗透过程中关键的运行参数[1]，这两个参数受到电导率、工作压力、进水污染物浓度、进水pH值、温度等因素的影响。

电导率越大，即进水所含阴阳离子浓度越大，出水率越低，当电导率大于30 000us·cm-1时,淡水回收率将小于50%。进水中污染物还对会对出水率和出水水质有影响，浓度越大，对处理效果越不利，必要时，在进入膜之前，需进行预处理。

反渗透处理技术难以在本公司运用，主要的原因是渗滤液的电导率远高于30 000us·cm-1，淡水回收率低；经过反渗透装置后的浓水的得不到最终的处置。

2.3 回灌处理技术

渗滤液回灌法是一种循环处理法，将未经处理的渗滤液直接回灌，由于投资省、操作简便、运行费用低等优点[2]，目前在生活垃圾填埋场渗滤液处理中已经取得了广泛的应用。

它的优点可以提高废物的湿度，增强微生物的活性，加快生化作用，加速填埋场的稳定，并且可以因为回灌过程中挥发等作用而减少渗滤液的产生量；缺点是无法生化的有害物质在填埋场中不断积累，对填埋场带来二次污染。

3 双效和单效蒸发预分离工艺

蒸发工艺广泛用于食品、化工、制药行业和海水淡化等行业。

通过供给一定的热能，可以实现提纯溶剂、分离溶质的目的。由于多效蒸发技术对进水TDS没有限制[3]，且本公司焚烧炉产生有富余的蒸汽，每年可以有十多个月连续为蒸发装置供给充足的热量，给推广蒸发处理工艺提供前提条件。

双效蒸发的优点：双效蒸发1t水所需要的蒸汽量为0.57t[4]，比单效的1.1t有在高蒸汽的利用效率上明显的提高；单效蒸发工艺的优点：单效蒸发的优点是结垢对蒸发工艺的影响相对小，结晶后易于清除。

为了能最大限度地提高热能的利用效率，同时又尽量减少结垢及结晶对蒸发设备的影响，对渗滤液的采取先双效蒸发，然后再单效蒸发直至蒸干的预处理工艺。

3.1 双效蒸发浓缩工艺流程

双效蒸发流程工艺采用并流进料，生蒸汽通入第Ⅰ效加热室，蒸发所得二次蒸汽送至第Ⅱ效作为加热蒸汽，第Ⅱ效的二次蒸汽则送至冷凝器全部冷凝。渗滤液进入第Ⅰ效蒸发浓缩后由底部排出，再送入第Ⅱ效蒸发浓缩得到完成液。

当溶液中硬度较大时容易结垢，使传热阻力大大增加。为了较好地避免多效蒸发装置的结垢现象，控制蒸发的温度非常关键，当蒸发温度低于70℃时，蒸发表面盐类结晶的速率大大降低，从而可以避免或减缓设备结垢的产生[5]。

当溶剂减少到一定程度时有会晶体析出，由于多效蒸发设备内部构造复杂，可溶性固体结晶后不易清除。为此，它的浓缩液由单效蒸发装置作进一步的蒸发。

3.2 单效蒸发浓缩工艺流程

单效蒸发直接用蒸发浓缩设备将渗滤液加热，渗滤液中易挥发部分和其它介质在其沸点温度时不断地由液态变为气态，并将汽化时所产生的二次蒸汽进入冷凝室，被冷却水冷凝后排出；在加热室中的溶液随着溶剂的汽化，溶液浓度得到提高，浓缩以后的晶体从蒸发器的底部出料口排出。

4 生化处理和稳定化固化处置工艺

双效蒸发和一效蒸发后的馏出液成分简单，主要成分为易挥发的有机物。

经好氧、缺氧工艺处理后，达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》或《城市污水再生利用 工业用水水质》标准的要求后，作为公司的回用水。

渗滤液经过双效和单效蒸发出来的晶体，根据盐的成分不同与不同的固化配方进行搅拌混凝，经过特殊的包装后再填埋。

5 现有处置工艺的优点

填埋场滤液的有效处理、处置，对填埋场周边环境的地下水、地表水质量有着至关重要的意义。

5.1 降低处置成本

渗滤液的蒸发预处理工艺实现可溶性固体与其它溶剂分离，由于它使用的是焚烧产生的富余热量，省去了蒸汽的成本，只需初期的设备安装成本、日常运行的人工成本，大大降低了处置成本。

5.2 节约水资源

渗滤液生化后产生的回用水主要用于焚烧车间回用水和填埋场的绿化、冲刷地面。对提倡节能降耗的今天，再生回用是十分必要的。

按照目前渗滤液的产生量为5 000t进行计算，根据目前的技术水平，以最低再生率70%计算，每年产生再生水3,500t。按惠州市居民生活人年均生活用水量(城镇生活)166L/d[6]计算，每年可以节约57人的生活用水量。

5.3 安全处置

对不同的高浓度有机废渣及无机盐选用不同固化剂配方，稳定化固化后经过特殊方式包装后填埋，不会对填埋场再来二次污染，废物的得到最终的安全处置。

[1]徐守平.反渗透技术在垃圾填埋场渗滤液处理中的应用[J].山东理工大学学报：自然科学版，2010，24(4)：32-35.

[2]姚小丽，秦侠，雷雷，苏静芝.城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺综述[J].四川环境，2007,26(4)：97-101.

[3]于永辉，孙承林，杨旭，等.稠油污水低温多效蒸发深度处理回用热采锅炉中试研究[J],水处理技术，2010，36(12)：98-102.

[4]赵鹏，孙军，李成，赵凯峰，傅庚福.多效蒸发与热压缩技术在制盐行业中的应用[J].苏盐科技，2007，4(1)：1-4.

[5]沈胜强，张全，刘晓华.低温多效蒸发海水淡化装置的计算分析[J].节能，2005，6：10-13.

[6]广东省水资源公报，2010.