垃圾焚烧电厂废水处理技术分析

＊钱凯凯 胡将军

（1.武汉大学资源与环境科学学院 湖北 430072 2.上海市黄浦区组织部 上海 200010）

垃圾焚烧发电技术由于其减量化、无害化、资源化等特点成为国内生活垃圾的主要处理方法[1]，但在垃圾焚烧电厂会产生大量废水，主要可以分为低浓度污水、湿法脱酸废水和垃圾渗滤液三种，其来源和水质特点均不相同，本研究以某垃圾发电厂为例，分析垃圾焚烧电厂不同废水的处理工艺，处理后的废水作为中水回用，达到废水零排放的目标。

1.项目概况

该垃圾发电厂设计垃圾处理量为2000t/d，配有3条750t/d垃圾焚烧生产线，配置2台22MW凝汽式汽轮发电机组，配套烟气净化系统、污水处理系统和灰渣处理系统等环保设施。

2.低浓度污水处理系统

(1)污水来源及水质特点

低浓度污水主要包括生活污水、化验室废水、主厂房冲洗地面废水、垃圾运输车清洗废水、厂内垃圾运输道路和引桥冲洗废水及其收集的初期雨水等，夏季污水量约176.5m3/d，冬季约为168.0m3/d，主要水质特点见表1。

表1 低浓度污水水质特点

(2)污水处理工艺方案

污水中的污染物主要是化学需氧量（CODcr）、五日生化需氧量（BOD5）、固体悬浮物和氨氮，采用生化处理接触氧化池工艺。该工艺具有体积负荷大、微生物浓度高、产泥量低、出水水质稳定、适应于低浓度污水处理等优点，应用于工业废水及小流量分散式生活污水的处理[2]。

污水经过格栅和调节池后进入竖流式初沉池，污水在沉淀池的上升流速为0.3cm/s～0.4cm/s，初沉池出水进入缺氧池，池内设置弹性填料，作为反硝化细菌的载体，回流的硝态氮和亚硝态氮在反硝化细菌的作用下，被还原成氮气，达到脱氮的目的。接触氧化池分为三级，填料为新颖弹性填料，易结膜，不堵塞。已充氧的污水浸没全部填料并以一定的流速流经填料，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化[3]。生化后的污水进入二沉池，排泥进入污泥池。消毒采用固体氯片接触溶解的消毒方式。

3.湿法脱酸废水处理系统

(1)湿法脱酸废水来源及水质特点

本项目烟气处理采用“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）去除烟气中的HCl、SO2、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）[4]。

(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，通过溢流进入二级反应池。

4.垃圾渗滤液处理系统

(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[5]。其水质特点主要有以下几点[6]：

①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。

②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。

③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。

④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。

(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，本研究采用“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[7]。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。