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蒸发技术在垃圾渗滤液中应用

垃圾渗滤液(也称为渗沥液)是指垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等物理、生物及化学作用,同时在降水和其他外部来水的渗流作用下产生的废水。由于我国生活垃圾普遍含水率很高,导致我国填埋场渗滤液产生量较大,即便在焚烧厂也会产生相当量的渗滤液。
我国渗滤液的突出特点是氨氮浓度极高,通常为 mg/L,最高可达6000 mg/L以上,是生活污水氮负荷的上百倍(做个简单类比,一个500吨渗滤液处理厂对氮的削减相当于一座5万吨污水处理厂的贡献)。同时,渗滤液中通常含有一部分难降解有机物,尤其是在老龄渗滤液或生化处理之后的出水中有机物主要是难降解有机物,以COD计大概有800-1500 mg/L,通常认为是腐植酸类物质,很难直接通过生化方法进一步去除。此外,我国渗滤液中盐分偏高,某些地区渗滤液氯离子浓度高达8000 mg/L以上。盐分既是渗滤液处理技术(尤其是膜工艺)选择的重要影响因素,也可能在不远的将来成为排放的控制指标之一,在渗滤液处理工艺选择时也需要重点考虑。


目前的垃圾渗滤液处理技术
随着国家环境标准要求的逐步趋严和对渗滤液特点和影响认知的逐渐加深,我国渗滤液处理技术从复制到模仿再到引领,渗滤液处理工艺越来越完善,逐步形成了“生化处理+膜深度处理”的主流组合处理工艺。在当前主流工艺中,膜深度处理是确保出水达标的必备单元。

我国大多采用以纳滤(NF)和反渗透(RO)为代表的膜深度处理技术,为了保证膜工艺运行周期及出水水质,渗滤液浓缩液的产量一般会占到进水量的25% ~40%。相较于渗滤液,膜浓缩液因富集大量难降解有机物、无机盐类以及微量重金属而更难处理、危害更大。随着膜技术在我国垃圾渗滤液处理中运用的越来越广泛,大量的膜浓缩液成为亟待解决的突出问题,有些已经成为制约填埋场和焚烧厂稳定运行的最主要因素。有些虽然尚未爆发,但也将成为填埋场和焚烧场全周期管理中不可规避的问题。

膜浓缩液污染物浓度高、富集了几乎所有盐分,在填埋场回灌或在渗滤液调节池循环时,盐分逐渐累积,渗滤液处理效率逐渐下降,最终导致渗滤液处理设施完全失效;焚烧厂膜浓缩液回喷焚烧炉时,不仅影响发电效率,而且会导致炉排、烟气处理设备腐蚀等严重问题。
膜浓缩液是“浓缩的渗滤液”,如果膜浓缩液得不到有效处理,渗滤液的处理就是不彻底的,所谓的“达标排放(仅膜透过液)”也是没有意义的。

目前,中国垃圾渗滤液处理的主要难点有4点:有机物含量高,且含有大量有毒和大分子有机物,采用单一的物化或者生化工艺无法实现达标排放,必须采用物化联合生化的组合处理工艺进行处理。如何选择合理、经济、有效的组合工艺是摆在垃圾渗滤液处理工作者面前的第1道难题。

垃圾渗滤液一般氨氮含量高,实现有效彻底的脱氮困难。由于国家增加了对渗滤液总氮的排放标准,这对渗滤液的处理提出了更高的要求。传统的处理工艺尤其是核心的生物处理工艺一般能够有效去除渗滤液中的氨氮,但对于总氮的去除并不理想。如何提高生物处理工艺的总氮去除率是摆在垃圾渗滤液处理工作者面前的第2道难题。

水质水量的巨大变化增加了稳定达标排放的难度。不同季节不同场龄的渗滤液水质水量相差巨大,这对处理工艺的选择和运行带来了挑战。在既定的组合工艺下,如何充分发挥现有工艺的最大处理能力和保证稳定的运行是摆在垃圾渗滤液处理工作者面前的第3道难题。

由于处理工艺复杂,处理成本高,目前的渗滤液处理厂,为了实现达标排放,除了采用组合工艺外,往往采用以纳滤或反渗透为主的膜处理工艺作为最后的深度处理,造成渗滤液处理成本长期居高不下。如何在保证处理效果的前提下,降低渗滤液的处理成本是摆在垃圾渗滤液处理工作者面前的第4道难题。

蒸发结晶技术已经作为一种成熟技术,可以比较全面的结晶以上四类问题,目前已经在欧洲得到广泛应用。

我国自2006年开始,蒸发技术也已经在渗滤液处理方面得到成功应用。随着近几年以KMU LOFT、德水清、HYTURN合盾为代表的蒸发器厂家,在吨水能耗方面已经大幅降低,HYTURN合盾的最新一代蒸发器EVCO蒸发浓缩设备,吨水能耗已可以降低至35~55kwh。

部分文字内容引自:《环境评论》公众号

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