李 俊

[啟源（西安）大榮環(huán)?？萍加邢薰荆兾魑靼?710000]

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)及大中小城市的快速發(fā)展，城市垃圾產(chǎn)量逐漸增加，平均每年的垃圾產(chǎn)生量有上億噸，垃圾圍城成為現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，需要對(duì)城市垃圾合理處置，減少其產(chǎn)生的環(huán)境污染。近年來(lái)，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)在我國(guó)發(fā)展較快，其推廣和應(yīng)用對(duì)垃圾處置有著積極的意義。

1 系統(tǒng)組成

垃圾焚燒發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程各工段產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)過(guò)收集后提升進(jìn)入滲濾液處理系統(tǒng)。滲濾液處理主體系統(tǒng)分為預(yù)處理工段、厭氧處理工段、MBR 工藝段及膜深度處理工段。污水首先進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)的轉(zhuǎn)鼓格柵對(duì)水中較大的懸浮物進(jìn)行過(guò)濾截留，用來(lái)去除污水中的較大懸浮物，防止堵塞后段設(shè)備。格柵機(jī)過(guò)濾后的污水通過(guò)自流進(jìn)入滲濾液的調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī)進(jìn)行水力攪拌，防止懸浮物的沉積。調(diào)節(jié)池污水通過(guò)泵定量提升至后段厭氧系統(tǒng)。厭氧工段包括UASB 反應(yīng)器和中沉池。厭氧工段的設(shè)計(jì)主要針對(duì)焚燒廠滲濾液高有機(jī)污染物濃度和高懸浮物濃度特點(diǎn)，通過(guò)一定的水力和環(huán)境條件在厭氧反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)出較高濃度的厭氧活性污泥，利用厭氧污泥的厭氧生物降解作用將污水中有機(jī)物分解成小分子物質(zhì)，如甲烷、水等。厭氧系統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣收集后進(jìn)入沼氣處理系統(tǒng)進(jìn)行利用或處理；厭氧處理系統(tǒng)出水通過(guò)自流進(jìn)入中間沉淀池，將隨污水流出的老厭氧污泥通過(guò)沉淀去除，以避免其對(duì)后端系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。

滲濾液處理工藝系統(tǒng)組成：①預(yù)處理及調(diào)節(jié)池系統(tǒng)；②厭氧系統(tǒng)；③MBR 系統(tǒng)；④納濾系統(tǒng)；⑤反滲透系統(tǒng)；⑥污泥處理系統(tǒng)；⑦沼氣燃燒系統(tǒng)；⑧臭氣收集及處理系統(tǒng)；⑨膜處理系統(tǒng)；⑩飛灰填埋滲瀝液處理系統(tǒng)。

2 總體工藝

2.1 生活垃圾填埋階段工藝流程

填埋場(chǎng)滲濾液經(jīng)垃圾儲(chǔ)存坑中的提升泵進(jìn)入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池出水先進(jìn)入800～1 000 μm 帶式過(guò)濾器，防止較大顆粒進(jìn)入后續(xù)的處理單元，然后進(jìn)入MBR處理系統(tǒng)。MBR 處理系統(tǒng)由兩級(jí)反硝化、硝化和外置式超濾組成，經(jīng)過(guò)外置式MBR 系統(tǒng)處理的出水BOD、懸浮物、重金屬、氨氮等基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是，難以生化降解的有機(jī)物所形成的COD、色度與排放標(biāo)準(zhǔn)的差距仍然較大，需要額外配備兩級(jí)NF深度處理裝置。一級(jí)NF 清液產(chǎn)率按80%計(jì)，二級(jí)NF 透清液產(chǎn)率按80%計(jì)。二級(jí)NF 出水達(dá)標(biāo)排放。

二級(jí)納濾濃縮液回到一級(jí)NF 系統(tǒng)進(jìn)水端，一級(jí)NF 濃縮液回噴填埋場(chǎng)。其余污泥脫水至80%含水率后外運(yùn)。

2.2 焚燒系統(tǒng)在運(yùn)行后的工藝流程

焚燒廠滲瀝液通過(guò)垃圾儲(chǔ)存坑中的提升泵提升至調(diào)節(jié)池，再經(jīng)厭氧進(jìn)水泵通過(guò)提升進(jìn)入?yún)捬豕迌?nèi)，厭氧工藝采用中溫厭氧，此工藝可以去除滲瀝液中大部分有機(jī)物。

厭氧出水可能帶有部分厭氧污泥，因而厭氧出水進(jìn)入沉淀水罐內(nèi)進(jìn)行沉淀。厭氧出水先進(jìn)入800～1 000 μm 的過(guò)濾器，以防止較大顆粒進(jìn)入后續(xù)處理單元。

厭氧沉淀池出水進(jìn)入混合池與填埋場(chǎng)滲瀝液混合后進(jìn)入MBR 處理系統(tǒng)。MBR 處理系統(tǒng)由兩級(jí)反硝化、硝化和外置式超濾組成，經(jīng)過(guò)外置式MBR 系統(tǒng)處理的出水BOD、懸浮物、重金屬、氨氮等基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是，難以生化降解的有機(jī)物所形成的COD、色度與排放標(biāo)準(zhǔn)的差距仍然較大，需要額外配備兩級(jí)NF 深度處理裝置。NF 清液產(chǎn)率按80%計(jì)，反滲透清液產(chǎn)率按75%計(jì)（當(dāng)處理飛灰滲瀝液時(shí)需根據(jù)實(shí)際降低回收率要求），反滲透出水進(jìn)入出水池作為循環(huán)冷卻塔補(bǔ)水回用。

厭氧污泥和剩余污泥脫水至含水率80%后外運(yùn)至焚燒廠焚燒。

2.3 飛灰滲瀝液處理流程

飛灰浸出液由于進(jìn)水TDS 高達(dá)50 000 mg/L，且進(jìn)水水質(zhì)中的TDS 大部分是氯離子，而納濾對(duì)氯離子無(wú)攔截能力，因此采用“化學(xué)軟化+管式微濾”預(yù)處理工藝，再經(jīng)“反滲透”設(shè)備過(guò)濾，最終出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，濃縮液回灌飛灰填埋場(chǎng)。反滲透設(shè)備與污泥脫水設(shè)備和焚燒滲瀝液系統(tǒng)合用。

3 各系統(tǒng)工藝原理

3.1 預(yù)處理及調(diào)節(jié)池系統(tǒng)

調(diào)節(jié)池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，起到水質(zhì)和水量均衡的作用。進(jìn)焚燒調(diào)節(jié)池前需設(shè)置格柵機(jī)，去除大顆粒懸浮物；設(shè)置從調(diào)節(jié)池到反硝化池的超越管道。

調(diào)節(jié)池分3格設(shè)計(jì)，在焚燒滲瀝液進(jìn)到調(diào)節(jié)池處設(shè)置一小分格池，底部進(jìn)水，上部溢流出水，同時(shí)設(shè)置排泥系統(tǒng)。

調(diào)節(jié)池一區(qū)儲(chǔ)存飛灰滲瀝液，二區(qū)儲(chǔ)存焚燒滲瀝液，三區(qū)儲(chǔ)存填埋場(chǎng)滲瀝液，并考慮焚燒后期焚燒滲瀝液調(diào)節(jié)池和填埋場(chǎng)滲瀝液調(diào)節(jié)池互為備用。承包方負(fù)責(zé)相關(guān)設(shè)計(jì)[1]。

3.2 厭氧系統(tǒng)

采用UASB 罐，鋼制結(jié)構(gòu)，主要包括：罐頂、罐體、罐底、內(nèi)部支架（三相分離器材質(zhì)采用316不銹鋼、出水槽及其支架）、進(jìn)出口（進(jìn)出水、沼氣、污泥、臭氣、取樣〈罐體上、中、下取樣口〉）、檢修孔、螺旋爬梯、罐體罐頂設(shè)備平臺(tái)，以及檢修平臺(tái)、罐體去循環(huán)水管吸水管的樓梯、檢修平臺(tái)及其支撐、罐體之間的連接通道及其支撐、罐體內(nèi)防腐和外保溫、布水套管、阻火設(shè)備、其他需要的相關(guān)管路儀表接口、法蘭、墊片、緊固件、正負(fù)壓保護(hù)裝置、水封罐、蒸汽混合裝置、進(jìn)水口過(guò)濾器等。

設(shè)備材質(zhì)和防腐，根據(jù)承包人經(jīng)驗(yàn)自行設(shè)計(jì)。罐體主體采用搪瓷拼裝罐，內(nèi)部容易被沼氣腐蝕的部位均采用FRP 防腐處理，內(nèi)部管道：布水管、出水槽采用316 L 不銹鋼，循環(huán)管路、排泥管、取樣管、出水管路采用UPVC、PE 管材。罐頂設(shè)備平臺(tái)所有的樓梯、檢修平臺(tái)和通道均按照3個(gè)成年人及其隨身攜帶的檢修工具的重量進(jìn)行荷載設(shè)計(jì)。

罐體樓梯采用螺旋鋼梯，罐頂中部設(shè)置檢修平臺(tái)，用于檢修。所有平臺(tái)均設(shè)置地面獨(dú)立柱支撐。厭氧罐布水方式自行設(shè)計(jì)，要考慮管路結(jié)垢后易于清理、操作方便。每個(gè)罐體需設(shè)置檢修人孔（不少于兩個(gè)），且需配套措施以便于出入。罐體需做外壁保溫、防腐。系統(tǒng)應(yīng)配有火炬、凈化預(yù)處理裝置及管道。為方便后期維護(hù)及管路清垢與拆換，管路采用多段管法蘭連接。

為方便后期快速清洗循環(huán)泵結(jié)垢，厭氧循環(huán)泵采用線上一用一備的設(shè)計(jì)，且進(jìn)出口管路的控制閥門采用兩級(jí)閥門串聯(lián)的控制，靠近厭氧的閥門采用不銹鋼球閥。

罐體整體為封閉式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)采用臭氣引風(fēng)機(jī)抽送臭氣至垃圾倉(cāng)進(jìn)行除臭。罐體爬梯采用旋轉(zhuǎn)爬梯，并充分考慮安全措施，設(shè)計(jì)符合相關(guān)規(guī)范要求；厭氧出水沉淀罐要求碳鋼防腐。

厭氧反應(yīng)器應(yīng)合理設(shè)置安全門（或泄壓門、防爆膜），在內(nèi)部壓力過(guò)大或出現(xiàn)安全問(wèn)題時(shí)可保護(hù)池體結(jié)構(gòu)。設(shè)置必要的水封、安全閥、呼吸閥，與火炬連接管線設(shè)置必要的水封、阻火器、避雷針等安全措施，防止回火，電機(jī)及儀表要考慮防爆等級(jí)。

火炬采用封閉式，需設(shè)置汽水分離器及其他必要預(yù)處理設(shè)施和防爆增壓機(jī)等安全措施，防止回火，引起安全事故[2]。

3.3 MBR系統(tǒng)

二級(jí)反硝化、硝化系統(tǒng)采用池體設(shè)計(jì)，一條線、兩級(jí)AO 設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮污泥池、濃縮液池等其他輔助功能池體，一級(jí)硝化池1座不進(jìn)行分格設(shè)計(jì)。

反硝化、硝化池前端設(shè)置進(jìn)水混合池。

MBR 系統(tǒng)采用外置式超濾膜，并考慮檢修時(shí)正常運(yùn)行通量，處理能力余量20%；超濾進(jìn)水前配置1套袋式過(guò)濾器。

MBR 系統(tǒng)需采取有效的泡沫控制措施（消泡劑投加裝置、物理消泡裝置），避免泡沫產(chǎn)生外溢。

系統(tǒng)需要采取冷卻塔對(duì)其進(jìn)行有效的溫控；系統(tǒng)內(nèi)各單體間的接口匹配，考慮設(shè)置事故管道、超越管道、排空管道和取樣點(diǎn)；曝氣系統(tǒng)形式采用射流式曝氣；采用磁懸浮軸承的鼓風(fēng)設(shè)備；系統(tǒng)循環(huán)采用超濾泵循環(huán)，且在不啟動(dòng)超濾機(jī)組的情況下可以單獨(dú)循環(huán)。

3.4 納濾系統(tǒng)

系統(tǒng)應(yīng)具有高負(fù)荷滲瀝液處理能力；能夠適應(yīng)不同季節(jié)滲瀝液濃度的波動(dòng)；系統(tǒng)應(yīng)能連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行；處理系統(tǒng)包括必要的預(yù)處理系統(tǒng)和深度系統(tǒng)。

填埋場(chǎng)滲瀝液處理采用兩級(jí)納濾串聯(lián)，焚燒系統(tǒng)運(yùn)行后兩級(jí)納濾并聯(lián)，承包人要考慮并聯(lián)改造時(shí)閥門、管道的預(yù)留接口和相應(yīng)材料。

膜處理系統(tǒng)須要保證產(chǎn)水率大于80%，并需對(duì)產(chǎn)水率和壓力進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明；膜處理系統(tǒng)需設(shè)置完善的自控系統(tǒng)，自控儀表、PLC，并對(duì)自控方案進(jìn)行詳盡說(shuō)明；膜處理系統(tǒng)高壓過(guò)流部件須采用不銹鋼材質(zhì)。

3.5 反滲透系統(tǒng)

系統(tǒng)應(yīng)具有高負(fù)荷滲瀝液處理能力；能夠適應(yīng)不同季節(jié)滲瀝液濃度的波動(dòng)；系統(tǒng)應(yīng)能連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行；處理系統(tǒng)包括必要的預(yù)處理系統(tǒng)和深度系統(tǒng)；膜處理系統(tǒng)需設(shè)置完善的自控系統(tǒng)，并對(duì)自控方案進(jìn)行詳盡說(shuō)明。

膜處理系統(tǒng)須保證產(chǎn)水率高于75%（單獨(dú)處理焚燒廠滲濾液時(shí)），并且需要對(duì)產(chǎn)水率和操作壓力進(jìn)行詳盡說(shuō)明；膜處理系統(tǒng)需設(shè)置完善的自控系統(tǒng)，自控儀表、PLC；膜處理系統(tǒng)高壓過(guò)流部件須采用不銹鋼材質(zhì)。

3.6 污泥處理系統(tǒng)

剩余的污泥和化學(xué)污泥排入污泥儲(chǔ)池，污泥儲(chǔ)池內(nèi)設(shè)有液位及攪拌裝置，防止污泥沉淀?；瘜W(xué)污泥與剩余污泥采用一套污泥脫水系統(tǒng)即可。

污泥儲(chǔ)池中的污泥經(jīng)過(guò)離心脫水進(jìn)料泵送至臥螺式離心脫水機(jī)，進(jìn)料過(guò)程中適量投加絮凝劑，以提高固液分離效果。離心脫水機(jī)產(chǎn)生的清液返回脫水上清液池，再通過(guò)上清液回流泵進(jìn)入混合池，離心脫水機(jī)產(chǎn)生的干污泥進(jìn)入焚燒爐，然后進(jìn)行焚燒處理。

污泥處理系統(tǒng)主要設(shè)備：污泥進(jìn)料泵、臥螺式離心脫水機(jī)、絮凝劑溶藥制備裝置、絮凝劑投加泵、上清液回流泵、無(wú)軸螺旋輸送機(jī)、電磁流量計(jì)（污泥、藥劑均需流量計(jì)）。

3.7 沼氣燃燒系統(tǒng)

沼氣預(yù)處理裝置用于實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣的除雜質(zhì)、脫水和安全保護(hù)等處理功能。沼氣預(yù)處理裝置應(yīng)安全可靠，在線運(yùn)行時(shí)間每年大于8 000 h，安裝維修方便，運(yùn)行成本低。其功能如下：除濕脫水，降低氣體水分含量；過(guò)濾，降低氣體粉塵雜質(zhì)含量；自動(dòng)穩(wěn)壓，提供穩(wěn)定的壓力供給；自動(dòng)排水；風(fēng)機(jī)超壓保護(hù)，氣體溫度調(diào)節(jié)，使氣體溫度適應(yīng)燃燒器的需要；系統(tǒng)配置氣體在線檢測(cè)儀器，及時(shí)檢測(cè)氣體成分、流量。

火炬燃燒系統(tǒng)主要技術(shù)要求。類型：封閉式內(nèi)焰式火燃燒盤火炬，處理能力范圍應(yīng)能滿足需求。處理氣體：滲瀝液厭氧及預(yù)處理系統(tǒng)沼氣，具備自動(dòng)高能點(diǎn)火、熄火保護(hù)、自動(dòng)排水、在線紫外火焰的檢測(cè)。燃燼率：95%以上（提供第三方檢測(cè)報(bào)告），氣體在塔體內(nèi)停留時(shí)間大于0.35 s，火炬打火年失敗率不高于5%，且在點(diǎn)火失敗時(shí)有自動(dòng)關(guān)閉氣源功能。凡是與氣體接觸的材料均采用SUS304材料或者采用相應(yīng)的防腐措施。燃燒器的噴嘴等采用防回火設(shè)置、專業(yè)的沼氣燃燒盤。系統(tǒng)具有自動(dòng)排水功能。隔熱筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為無(wú)機(jī)隔熱纖維棉或防火泥材料，安設(shè)窺視孔，落地安裝，帶防雨罩。內(nèi)置引射式直流燃燒器、高能點(diǎn)火電極、燃燒盤、紫外火焰探頭。潔凈燃燒功能：采用半封閉式沼氣火炬可根據(jù)沼氣流量自動(dòng)配風(fēng)，形成高溫燃燒，筒體外壁無(wú)熱感。甲烷燃燼率大于99%，排放指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。安保功能：采用程控點(diǎn)火技術(shù)，保證燃燒過(guò)程的正常運(yùn)行；采用紫外線探頭監(jiān)測(cè)火焰情況；采用阻火器進(jìn)行管路的防回火保護(hù)；采用包括調(diào)節(jié)沼氣流量和引火的自動(dòng)閥門，確保預(yù)知火炬異常情況并提前發(fā)出保護(hù)動(dòng)作。自動(dòng)控制功能：采用專用燃燒控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)火炬的程序點(diǎn)火和輔助燃燒負(fù)荷調(diào)整；自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣配比，實(shí)現(xiàn)潔凈燃燒；采用紫外火焰探頭、阻火器等進(jìn)行熄火或燃燒異常的保護(hù)。

3.8 臭氣收集及處理系統(tǒng)

臭氣源主要來(lái)源包括進(jìn)水調(diào)節(jié)池、一級(jí)反硝化池、污泥脫水車間、厭氧沉淀池，但產(chǎn)生異味的綜合水池、綜合處理間臭氣也要求收集處理。

水池均采用混凝土蓋密封設(shè)計(jì)。對(duì)于人孔、攪拌機(jī)檢修口等位置，采用單向進(jìn)氣的罩桶封裝，接口采用鍥形卡口的橡膠條密封設(shè)計(jì)，充分保證臭氣不外溢。

綜合水池、污泥脫水車間通風(fēng)次數(shù)為8次/h，調(diào)節(jié)池、生物池通風(fēng)次數(shù)為6次/h。

臭氣風(fēng)機(jī)設(shè)置一備一用，輸送風(fēng)管采用不銹鋼材質(zhì)，各分支輸送風(fēng)管加控制閥門進(jìn)行控制。輸送流速設(shè)計(jì)為不大于10 m/s，管道應(yīng)有低點(diǎn)放水措施，并將冷凝水收集輸送至調(diào)節(jié)池。

4 調(diào)試過(guò)程

聯(lián)動(dòng)調(diào)試主要檢測(cè)在工藝控制條件下系統(tǒng)對(duì)各設(shè)備的啟閉、連鎖和互鎖控制、信號(hào)采集和處理、命令反饋、各種非正常情況下的應(yīng)急保護(hù)等各項(xiàng)功能進(jìn)行檢驗(yàn)并加以完善。

系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試將主要包括兩個(gè)過(guò)程。

1）自控系統(tǒng)的模擬調(diào)試

本階段將切斷自控系統(tǒng)與外部工藝設(shè)備的信號(hào)傳輸，完全在自控系統(tǒng)內(nèi)部通過(guò)信號(hào)模擬強(qiáng)制對(duì)各種突發(fā)情況進(jìn)行模擬描述，并觀察自控系統(tǒng)對(duì)該類情況的判別反應(yīng)，不斷完善自控系統(tǒng)的功能。

2）聯(lián)動(dòng)清水試車

采用清水和定量污水對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試車，對(duì)系統(tǒng)的液位監(jiān)測(cè)及控制、流量監(jiān)測(cè)及控制、壓力監(jiān)測(cè)及控制等各項(xiàng)性能進(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行各項(xiàng)必要的測(cè)試。系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)調(diào)試將按照“從小到大”的原則合理安排調(diào)試順序，初步思路如下。

預(yù)處理、UASB、生化、外置式MBR、納濾、反滲透、軟化微濾、污泥處理、除臭系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)模擬調(diào)試→外置式MBR 系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模擬控制→納濾系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模擬控制→反滲透系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模擬控制→軟化微濾系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模擬控制→所有膜系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模擬控制→預(yù)處理系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)、UASB 系統(tǒng)→污泥處理系統(tǒng)模擬控制→整個(gè)系統(tǒng)的模擬控制→UASB 系統(tǒng)、MBR 系統(tǒng)、納濾系統(tǒng)、RO 系統(tǒng)、軟化微濾系統(tǒng)的帶負(fù)荷單套系統(tǒng)試車→污泥處理系統(tǒng)試車→MBR工藝系統(tǒng)帶負(fù)荷聯(lián)動(dòng)試車→整個(gè)系統(tǒng)的帶負(fù)荷聯(lián)動(dòng)試車。

5 結(jié)束語(yǔ)

在“碳中和”的大背景下，既要合理利用資源，更要節(jié)能降耗，綠色可持續(xù)發(fā)展，滲濾液處理對(duì)于保證垃圾焚燒發(fā)電這一綠色能源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。