“MVC蒸发+离子交换”工艺在垃圾渗滤液处理应用上存在的问题和建议

刘顺隆

（潮州市市政建设总公司，广东潮州 521000）

“MVC蒸发+离子交换”工艺在垃圾渗滤液处理应用上存在的问题和建议

刘顺隆

（潮州市市政建设总公司，广东潮州 521000）

垃圾渗滤液成分复杂，主要污染物浓度高，尾水排放要求严格，处理技术难度大，处理成本高。传统上较多采用生化处理与膜处理工艺组合处理垃圾渗滤液，但存在日常运行成本高和主要设备维护保养频繁影响工艺的连续运行等问题。近几年一些新建垃圾场开始引进“MVC蒸发+离子交换”新工艺代替传统工艺处理垃圾渗滤液，本文总结了“MVC蒸发+离子交换”工艺在垃圾渗滤液处理应用上取得的成效和存在的问题及建议。

MVC 离子交换 渗滤液 问题 建议

1　“MVC蒸发+离子交换”工艺应用实例

某生活垃圾卫生填埋场采用“MVC蒸发+离子交换”工艺处理垃圾渗滤液，工程设计处理能力200立方米/日，渗滤液处理后排放的尾水水质要求达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）中表二规定的水污染物排放浓度限值要求。

2　工艺原理及工艺流程

2.1工艺原理

表1　渗滤液处理设备进水水质监测结果（单位:mg/L）

垃圾渗滤液经过去除部分杂质后，进入热交换器与MVC蒸发系统排出的蒸馏水和浓缩液进行热交换，再经过排气热交换器交换升温后进入蒸发主体。进入蒸发主体的渗滤液经过布液器分布于各换热管表面形成薄膜进行蒸发，未蒸发的液体汇聚于蒸发主体底部的热井重新循环蒸发。被蒸发的水分变成蒸汽，蒸汽经过除雾器进行汽液分离后被蒸汽压缩机抽离蒸发主体，经过压缩机压缩升温后，高温蒸汽再被输送至蒸发主体热交换管内，管内高温蒸汽与管外的低温物料进行热交换，低温物料被加热并蒸发，被蒸发的水分变成蒸汽补充被压缩机抽走的蒸汽。管内高温的蒸汽经过热交换后放出潜热被冷凝变成蒸馏水。蒸馏水被收集至蒸馏水罐后被输送至热交换设备进行热交换，后离开蒸发系统进入离子交换系统。蒸馏水经过离子交换后氨氮得到去除，同时还去除水中部分小分子有机物使水中COD值进一步降低，经过离子交换后的出水达标排放。

2.2工艺流程

工艺流程图1所示。

3　工艺设备运行情况

3.1处理后排放的尾水水质

本次总结中的监测方法和出水水质指标引用环保等相关部门的水质监测数据，具体如表1所示：

渗滤液处理设备处理后出水水质监测结果表2所示。

从表1和表2监测数据可知：渗滤液处理设备出水水质pH范围为6.04～6.78，总汞、总镉、总铬、总砷、六价铬、粪大肠菌群数均未检出，其余各污染因子最大日均排放浓度分别为色度1倍、化学需氧量62.9mg/L、五日生化需氧量15.9mg/L、氨氮4.52mg/L、总氮7.15mg/L、总磷0.02mg/L、总铅0.05mg/L、总锌0.007mg/L，均符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）中表二规定的水污染物排放浓度限值要求。

3.2耗能耗材及运行成本情况

根据近5年来的统计数据，该工艺在运行过程中，主要的能耗为电能，处理1吨垃圾渗滤液的平均耗电量约为23千瓦时。运行中需要投加的药品主要为消泡剂、氨基磺酸和氢氧化钠，其中消泡剂用于蒸发主体的除泡，氨基磺酸和氢氧化钠用于除垢，以上3种药品的使用量要根据渗滤液的污染物浓度和污染物种类的差异作适度调整。具体的日常运行成本如表3所示。

表2　渗滤液处理设备处理后出水水质监测结果、单位:mg/L（pH、色度、粪大肠菌群除外）

表3　“MVC+离子交换“运行成本核算分析表

4　工艺运行存在的问题

“MVC蒸发+离子交换”工艺组合在处理垃圾渗滤液应用上属于创新技术，从实际的生产运行情况看，经该工艺设备处理后排放的尾水能够达标，运行成本不会比传统工艺高，但鉴于垃圾渗滤液处理难度大，其在运行中也存在一定的问题亟需进一步完善和突破，具体如下：

（1）离子交换树脂需要再生，再生过程需耗用盐酸，进而产生含盐酸和氯化铵等污染物的废水，需要进一步妥善处理。树脂再生一次，需历经清水反冲、盐酸再生和清水顺冲，整个过程至少要产生5吨以上的废水，既产污又间接降低了工艺设备的处理能力。（2）离子交换树脂再生过程技术管理要求高，如操作不当，容易造成树脂再生后呈酸性，刚开始使用时处理后的出水酸碱度不达标。如果为了确保达标而使用更多的清水顺冲，则会相应产生更多的受污染废水，因此再生过程的技术管理目标就是要在尽可能减少废水产生的情况下让树脂恢复其处理能力。（3）进渗滤液的管道、热交换器和蒸发主体等主要部件容易结垢，需要停机清洗，严重影响设备的连续运行能力。垃圾渗滤液中的污染物浓度越高，工艺设备越容易结垢，设备清洗过程耗用大量的氨基磺酸、烧碱等药剂，产生洗机废液并直接增加渗滤液处理成本。（4）渗滤液蒸发过程约产生进液量15%的高浓度浓缩污染废液（简称浓缩液），进一步处理技术难度大。目前MVC蒸发过程产生的浓缩液以回灌至垃圾填埋区为主要的处理方式，随着时间的推移可能导致垃圾填埋区含盐量增加，大部分盐分、重金属等污染物会再次回到渗滤液处理系统，蒸发系统的处理压力会越来越大。（5）设备中的阀门、水泵较多，由于渗滤液浓度高，污染物成分复杂，且运行过程需耗用强酸和强碱，腐蚀性强，因此容易出现故障或滴漏，需经常停机检修和维护，影响连续运行。

5　建议

实践证明：用“MVC蒸发+离子交换”工艺处理垃圾渗滤液，经处理后排放的尾水达标，符合环保要求，但目前在连续运行处理的能力上还需要进一步改善，才能确保满足生产需要，真正有效地发挥工艺设备的处理能力，防止垃圾渗滤液产生二次污染。根据该工艺技术目前的运行情况，为确保“MVC蒸发+离子交换”处理系统能连续运行，现提出如下技术改进建议：

（1）加装前处理装置，作为MVC蒸发系统的预处理工艺，尽量改善进入蒸发系统的水质，减少结垢出现，降低蒸发系统的清洗频率，延长蒸发系统单次连续稳定运行的时间，保证工艺设备能稳定发挥其处理能力。（2）对离子交换系统实施技术改造，采用其他新技术处理氨氮污染物，解决因使用盐酸带来的一系列污染问题和离子树脂更换成本高的问题，确保渗滤液经处理后能稳定达标排放。（3）建立一支运营管理和维护经验丰富的专业队伍，并备足设备易损件，及时对设备进行维修和保养，确保设备能连续稳定运行。对于设备运行中容易出现故障的部件，在设备安装时，尽量采用一备一用设计，以便在出现故障时不影响设备的运行。

6　结语

垃圾渗滤液处理技术难度大，环保排污要求严格，现阶段适合处理垃圾渗滤液的污水处理工艺较少，且基本上都存在工艺设备连续运行难和处理成本高的问题，“MVC蒸发+离子交换”工艺作为近几年开发的工艺技术，主要存在的问题就是容易结垢而影响设备的连续运行能力。随着技术的创新，如对进入蒸发主体的渗滤液进行有效的预处理，将会解决蒸发系统的结垢问题，确保工艺设备能连续运行，减少工艺系统清洗频率也会降低垃圾渗滤液的处理成本。

［1］GB50869-2013.生活垃圾卫生填埋处理技术规范［S］.

［2］HJ 564-2010.生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范［S］.

［3］GB16889—2008.生活垃圾填埋场污染控制标准［S］.

［4］赵由才，龙燕，张华.生活垃圾卫生填埋技术［M］.北京：化学工业出版社，2004.

杨金锋（1984—），男，广东广州人，助工，从事水运工程等施工监理。