垃圾焚烧厂渗沥液处理系统的节能设计

发表时间:2019/1/11   来源:《建筑学研究前沿》2018年第30期   作者:陈勇生 于士茗 张乐 高一航
[导读] 生活垃圾焚烧发电技术实现了社会发展资源的二次运用,在现代城市垃圾减量化处理中占有不可忽视的地位。

1.东莞市石鼓污水处理有限公司万江分公司  广东省东莞市  523039
2.北京首创环境投资有限公司  北京市朝阳区  100028
3.湖南军信环保股份有限公司  湖南省长沙市  410007
4.晋中市首创环和环保能源有限公司  山西省晋中市  030600
        摘要:生活垃圾焚烧发电技术实现了社会发展资源的二次运用,在现代城市垃圾减量化处理中占有不可忽视的地位。随着我国资源处理技术的逐步升级,垃圾焚烧处理与发电技术的融合范围也在逐步延伸。为了进一步扩大垃圾焚烧厂资源处理的优势,需进一步完善技术开发与资源节约应用的条件,实现城市发展资源的深度开发。
        关键词:垃圾焚烧厂; 渗沥液; 节能 ;设计
       
       
        引言
        垃圾焚烧厂渗沥液处理系统的节能设计探究,是社会资源循环利用的技术实践措施。在此基础上,充分发挥渗沥液处理系统在垃圾焚烧厂中的作用,应从初始过滤阶段的节能设计、渗沥液处理系统使用的节能设计、以及资源回收装置设计三部分进行完善,以提升垃圾处理资源的处理效率。因此,优化垃圾焚烧厂渗沥液处理系统的节能设计,是资源处理节能措施实践的重要体现。
        1 垃圾焚烧厂垃圾渗沥液水量水质特征
        1.1 产生及产生量
        中国生活垃圾的典型特点是混合收集,水分及有机物含量高、垃圾相对热值较低。垃圾经过5~7天的发酵、脱水,待热值明显提高后,再进行焚烧处理,这样可以减少助燃剂的投加、增加发电量、减少运行成本、提高垃圾焚烧厂的运行效率。因此,国内生活垃圾焚烧厂一般有15-20天的垃圾储存量的垃圾贮坑。垃圾焚烧厂渗沥液的产生量由垃圾贮坑的停留时间、主要成分等因素影响。渗沥液的产生量季节性波动大:春夏雨季产量大,秋冬干旱季产量小;垃圾渗沥液的日产生量按垃圾量的10%~40%(重量比)计。
        1.2 水质特征
        渗沥液的成分受到生活水平、收集方式、地区和气候、垃圾贮存时间等的影响,其主要特点如下:一是有机污染物浓度高,CODcr为3万~8万mg/L,BOD5为1.5万~3.5万mg/L;二是成分复杂,其中重金属离子和有毒有机物会对微生物产生毒害抑制作用;三是氨氮和总氮含量高,最高可高达几千到几万毫克每升,严重抑制和降低生物处理中微生物的活性;四是碳氮比失调,且磷元素缺乏,总氮较难处理达标;五是对设备、材料腐蚀性强,氯离子含量达2000~3000mg/L,腐殖酸含量较高,对管道及设备材质要求高;六是SS含量高,达3000~1万mg/L;调节池易淤积泥、砂;七是电导率高、结垢因子浓度高,Ca2+为2000~3000mg/L,Mg2+为400~500mg/L,SiO2为20~40mg/L;管道、处理设施及深度膜处理系统浓水侧易结垢,限制产水率[1]。
        2 垃圾焚烧厂渗沥液处理系统节能设计
        2.1 工艺流程的节能设计
        垃圾渗沥液成分复杂,出水标准高,单一的处理工艺很难达到标准要求的出水水质,采用预处理—UASB—MBR—RO组合工艺,可以实现经济和生态双重效益,实现节能,该工艺也是目前渗沥液处理行业内的主流工艺。经节能优化设计后的工艺流程见图1。该系统主要包括预处理(滤网、混凝沉淀池、调节池)、厌氧处理(UASB池)、膜生物反应器(生化系统、超滤膜)、深度处理(反渗透)、污泥离心脱水以及产水回用等单元。通过对各构筑物进行精细地高程设计,可以大大减少泵的使用,绝大部分排水、排泥均可采用重力流、溢流,减少泵台套数和运行能耗,实现节能。
        2.2 初始过滤阶段的节能设计
        垃圾焚烧厂的渗沥液处理系统能够将垃圾渗沥液中的水体悬浮物进行过滤,是较为重要的垃圾处理环节。但从当前系统初始预设处理阶段的处理情况来看,垃圾焚烧工作开展的结构中,渗沥网格的设置,并没有发挥较大的垃圾过滤作用。在垃圾过滤的过程中,设计对小型垃圾不会拦截,从而导致后期垃圾处理渗沥处理的效果受到影响。为了改善初期过滤情况,可以考虑使用过滤网替换传统的网格拦截装置,使过滤网的设计密度更加紧密,增加初期垃圾水体的过滤效果,减少后期超滤膜多次重复过滤的次数,从而实现了资源处理的节能化应用。同时,传统的渗沥液处理系统过滤沉淀的问题,也会对垃圾处理的过滤水体产生影响。渗沥液处理系统想要达到过滤标准,需要增大初期预期处理系统的做功速率。为了解决这一功能损耗问题,可以在预期处理部分增加潜水搅拌器,使初期垃圾预处理环节增加灵活的调节装置,从而增加渗沥液过滤处理的过滤效果[2]。
        2.3 渗沥液处理系统使用的节能设计
        由于各垃圾焚烧厂实际运行的情况不同,渗沥液处理系统一次性能够处理垃圾的比重也不同。为了保障系统垃圾处理的效率,须依据实际情况,适当的进行渗沥液处理系统装置的选择与设计。常见的渗沥液处理系统装置包括射流和微孔气管两种。射流气管具有集中性、大规模过滤处理的优势,但射流气管的循环周期较短,不适用于小规模的垃圾焚烧发电能源供电环境中;而微孔气管是分散性、持续性过滤装置,虽然其周期应用的时间较长,但每次垃圾过滤处理的持续时间较长。
       
        图1渗沥液处理工艺流程
        由此,通常在渗沥液处理系统的初期处理过程中,采用射流气管进行垃圾处理环节的关联。这是由于系统初期过滤的垃圾中不仅包含需过滤杂质,而且也有溶于水的气体和不溶于水的气体需要过滤。同时,运用集中性大规模的渗沥液处理方式,能够借助垃圾水体冲力进行过滤,从而减少了渗沥液处理的设备做功效率。
        而在渗沥液处理系统中的后期超滤膜反渗透、生化膜处理过程采用微孔气管。这样,过滤物体就能够依据渗沥液需求进行细分,实现垃圾渗沥液的清理规划[3]。
        2.4 资源回收装置设计
        资源回收装置设计,也是垃圾焚烧厂渗沥液处理系统的节能装置的一部分。传统的垃圾焚烧中应用的渗沥液处理系统,直接将渗沥液处理后的资源统一排除,统一进行废弃物沉淀。但这些垃圾中依旧会剩余大量的反应残余物。直接沉淀的处理方式不仅是资源浪费,也会造成环境污染。优化渗沥液处理系统的节能设计,可以在厌氧反应处理阶段增加一层密闭处理装置,避免处理后的甲烷气体泄漏。这样,后期调节池中进行过滤处理时,甲烷气体能够直接通过引风装置将气体集中性排除,实现垃圾燃烧发电资源的节约化处理。同时,在渗沥液处理系统水体输出阶段,安装水体净化处理检验装置,使沉淀后排出的水资源具有安全监控标准,确保水体输出污染程度自动检验。如果沉淀后的水体没有达到净化标准,检测系统可将输出水体循环导入到沉淀池中继续净化;反之,检测系统就会自动启动水体检测法,排除渗沥液过滤后的资源。垃圾焚烧厂渗沥液处理系统的节能设计装置的综合利用,能够实现垃圾焚烧厂中垃圾资源的二次应用,是社会资源综合利用的技术体现。
        结束语
        垃圾焚烧厂渗沥液组成复杂、污染物浓度极高,处理难度较大,处理标准也在不断提高。渗沥液的处理应从整个垃圾焚烧厂考虑,寻找实现节能设计的方法。本文归纳总结了渗沥液处理工艺实际应用中的节能设计,为渗沥液处理技术的深入研究与探索提供有意义的参考。
        参考文献
        [1]段明爱.垃圾池渗沥液处理技术[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2017(12)
        [2]苏介健.论垃圾填埋场渗沥液处理工艺及改造技术[J].中国新技术新产品.2017(12)
        [3]王鸿飞,张新月,银正一.生活垃圾焚烧厂渗沥液间的优化设计[J].节能与环保.2016(05)

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