垃圾焚烧发电厂渗滤液处理系统工程设计实例分析

苏间梨

（广州正禹环保科技有限公司，广州 510000）

垃圾焚烧发电厂渗滤液是一种高浓度有机废水，通常由垃圾自身持水、有机物质分解液体及收运过程中可能存在的雨水等组成，其主要污染物包括垃圾分解形成的有机物（醛、酸、醇、短链糖等）、垃圾析出的无机盐（Na、K、SO2等常见离子）、重金属元素（Hg、Pb、Mn、Cr 等）及其他持久性有机污染物（二噁英、多溴联苯等）。由于污染物浓度高、含盐量大、随季节变化大和组分复杂等因素，渗滤液很难通过单一手段处理。

当前，垃圾焚烧发电厂渗滤液的常见处理方法包括厌氧生物处理、硝化-反硝化处理、厌氧氨氧化处理和生物电化学处理等。厌氧生物处理可以有效降解有机物，但降解后残留液中氨氮（NH-N）浓度很高，导致脱氮过程中碳氮比过低，同时还会消耗氢离子和电子，导致残留液pH 较高。传统的硝化-反硝化处理通常需要添加葡萄糖、乙酸钠等碳源作为电子供体，以便更好地进行反硝化反应，提高脱氮效率，碳源的投加可能存在化学需氧量（COD）易穿透、投资较大等问题。厌氧氨氧化处理使用厌氧氨氧化菌，在厌氧条件下，以氨为电子供体，以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化成氮气，与硝化-反硝化处理相比，其无须外加碳源，更适用于处理高氮废水，但是菌种生长速度慢且活性易受到重金属、溶解氧（DO）等影响。

为了探究更可靠且适用的渗滤液处置方法，本文以肇庆市高要区某垃圾焚烧发电厂为例，设计和建造了多工艺组合的渗滤液处理系统，并对该系统进行了运行测试。

1 项目概述

该垃圾焚烧发电厂位于肇庆市高要区，东侧为省道，南侧、北侧为山林，西侧为水库，项目配套炉排焚烧炉2 组、75 MW 凝汽式汽轮发电机组1 组，设计日处理生活垃圾能力为1 500 t。按照污染程度，项目运营产生的废水可分为高浓度废水（渗滤液、冲洗废水等）、低浓度废水（实验室废水、员工生活污水等）、其他生产清净水（锅炉及冷却塔排污水、化学除盐水制备排污水等）。其中，高浓度废水以渗滤液为主，主要污染物为pH、悬浮物（SS）、COD、NH-N 等；低浓度废水主要污染物为COD、五日生化需氧量（BOD）、NH-N 等；其他生产清净水主要污染物为COD、NH-N 等。

渗滤液的污染程度最高、成分最为复杂且处理最为困难，其他废水的污染成分也基本都会在渗滤液中存在。因此，项目设计以渗滤液等高浓度废水的处置为核心，同时涵盖所有废水的处置工程。

项目目标是各种浓度的废水经过处理后均可达到《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T 19923—2005）的敞开式循环冷却水系统补充水标准要求。

2 渗滤液等废水处理系统设计方案

2.1 设计思路

针对渗滤液中COD、NH-N、总磷（TP）严重超标的状况，项目设计通过厌氧处理系统、MBR（膜生物反应器组合工艺）生化处理系统和膜深度处理系统等流程实现对渗滤液的处理。膜生物反应器组合工艺包括两部分，一是生化处理（A/O，厌氧好氧工艺），二是超滤（UF）。渗滤液及其他高浓度废水经过预处理后进入高效厌氧系统，厌氧池通过生物的吸附和生物脱磷作用降低渗滤液的COD 和TP 含量。厌氧处理后的废液进入MBR 生化处理系统，经过两段A/O 生化处理，在微生物的硝化、反硝化作用下去除有机物和总氮（TN）。废水在UF 膜的作用下实现泥水分离，截留下的泥水混合物及其他大分子物质回流至生化系统，分离后的液体进入膜深度处理系统。膜深度处理系统分为管式软化膜（TUF）化学软化、反渗透（RO）、碟管式反渗透（DTRO）三个阶段。MBR 生化处理系统处理后的废水首先经过TUF 进行化学软化，然后按顺序进入RO 和DTRO，反渗透出的清液进入循环水池回用作为循环冷却水补充水，DTRO 处理后的浓缩液回用作为炉渣冷却用水、石灰浆制备用水、飞灰螯合用水，还可用于回喷垃圾池。污泥脱水后送至垃圾储坑，随垃圾进入项目焚烧炉焚烧处置。

当前，该垃圾焚烧发电厂每日产生的高浓度废水为358 t，渗滤液处理系统每日最大处理量为500 t，每日产生的低浓度废水仅为35 t，且该厂产生的高、低浓度废水的主要污染物类似，因而不单独构建低浓度废水处置系统，将收集后的低浓度废水排入垃圾渗滤液处理系统进行处理。针对其他生产清净水，项目设计通过多介质过滤、活性炭过滤、超滤和反渗透的组合工艺进行处理。

2.2 总体设计方案

渗滤液及其他高、低浓度废水的处理工艺为：预处理+厌氧处理+A/O+UF+TUF 化学软化+RO+DTRO。其他生产清净水的处理工艺为：预处理+多介质过滤+活性炭过滤+超滤+反渗透。渗滤液及其他废水处理工艺流程如图1所示。

图1 渗滤液及其他废水处理工艺流程

此外，考虑到垃圾池及渗滤液收集槽可能存在渗透而影响地下水的隐患，项目还在垃圾池、渗滤液收集槽、渗滤液调节池及相关设施结构设计及施工时采取相应措施，确保渗透系数小于1.0×10cm/s。同时，为了掌握本项目周围地下水环境质量的动态变化，项目还根据环评报告对所在地周围的地下水水质及水位进行监测。

3 渗滤液处理系统运行效果分析

3.1 测定方法

为了验证渗滤液处理系统处理效果，项目在水质处理前后分别建立监测点，监测渗滤液处理前后的相关指标。测定方法如表1所示

表1 测定方法

3.2 结果分析

渗滤液处理系统处理前后的水质监测结果分别如表2、表3所示。监测结果显示，渗滤液处理后的各监测指标均优于项目设计要求，特别是渗滤液处理系统对于渗滤液中COD、NH-N、TP 等的去除率均可超过99.96%。

表2 渗滤液处理系统处理前水质监测结果

表3 渗滤液处理系统处理后水质监测结果

4 结论

渗滤液处置一直是影响生活垃圾焚烧发电厂的一块顽疾。根据前瞻产业研究院数据估算，近十年我国的生活垃圾渗滤液正在以每年6.48%的速度飞速增长，2020年全国生活垃圾渗滤液产生量约为8 716.5 万t。2021年11月，《中共中央 国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》印发，其中专门提到“要开展污水处理厂差别化精准提标”和“要深入开展生活垃圾焚烧发电行业达标排放专项整治工作”。2021年11月，生态环境部还发布了《排污单位自行监测技术指南 固体废物焚烧》（HJ 1205—2021），进一步对固体废物焚烧及排污进行了规范。可见，未来我国的渗滤液处置技术必然朝高质量和高通量的方向发展。本文结合实例，通过厌氧处理系统、MBR 生化处理系统和膜深度处理系统相结合的方式实现了对渗滤液等废水的有效处理，希望可以为其他垃圾焚烧发电厂的渗滤液处置提供参考。