《垃圾焚烧发电厂废水零排放工艺与其环境经济效益》
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摘 要：本文以垃圾焚烧发电厂废水零排放工艺为重点展开讨论,分析利用工艺处理废水的过程,使得垃圾焚烧发电厂废水零排放工艺实现绿色经济理念,在不破坏生态环境的基础上实现经济发展.
关键词：垃圾焚烧;废水零排放;环境;经济效益
利用垃圾焚烧进行发电会产生大量的污水,这些污水大部分都是垃圾的渗滤液,主要源自垃圾坑,当垃圾累积到一定的数量腐烂发酵后其内部的水分就会流出,久而久之就形成了大量的废水,这其中存在大量无法降解的物质,如果不能及时有效地对其进行处理,长期如此会严重破坏周围的生态环境.从垃圾焚烧发电厂中得到的废水不仅具有超高的负荷性,其还具有一定的复杂性,这就对相应的处理工艺提出了严格的标准.总结归纳国内外几十年的实践经验,我们发现仅依靠生化措施对渗滤液进行处理是远远不能达标的.膜技术、氨吹脱等都是近些年提出的工艺技术,对于垃圾渗滤液的处理都有一定的帮助,本文主要介绍一种工艺即升流式厌氧污泥床、膜生物反应器以及纳滤的结合工艺,该组合对于废水处理具有突出效果.
一 垃圾焚烧发电厂废水零排放工艺
BOD/COD的比值用于判断污水可生化性的高低,比值越高说明可生化性越好.在本文研究中如果比值在0.4以上就说明垃圾渗滤液具有良好的生化性,降解率较优.首先将垃圾渗滤液放入调节池,之后进入升流式厌氧污泥床反应器,随后按照一定的速度从下至上进行流动,途经悬浮污泥床、颗粒污泥床,有机物会被吸附进而分解.如果产生沼气,则会通过反应器上部的集气室排出.当含有大量悬浮污泥的废水放于沉降区,如果沉淀性较好则将其返回至UASB反应器的主体部分.升流式厌氧污泥床反应器中具有高浓度的污泥,对于COD容积负荷有提升效果,污泥长期处在膨胀流化状态,能够实现泥水间的充分接触.
膜生物反应器中既包括超滤系统,同时还囊括了硝化池、反硝化池.在硝化池中借助特殊系统能够实现25%的氧利用率.在活性超强的好氧微生物的帮助下,大部分有机物都能被降解.由于垃圾渗滤液中存在浓度较高的NH3-N,这对微生物的活性有极大的不利影响,为此我们需要借助反硝化池对其浓度进行降低.在膜生物反应器,超滤系统的存在能够使得净化水与菌体分离开来,污泥回流后反应器中的微生物密度能够有所提升.长期循环往复就能培养出微生物菌群,这样就能对一些分解难度较大的有机物产生作用,使其实现逐步降解.
从膜生物反应器中出去的水质其NH3-N浓度通常已经没有问题了,但是还存在一些尚未降解的有机物,利用纳滤结合脱盐深度处理的方式可以保证水质的化学耗氧量达标.
在经过一系列的工艺处理后,垃圾渗滤液已经基本符合相关标准,通常会将这些处理好的废水进行二次利用,如用于清洗、冷却物质.
由于现存的水资源稀缺,我们要想办法对循环冷却塔及锅炉排污水进行再次利用.但是这些污水中存在非常多的阻垢剂、无机盐,如果经用混凝过滤进行处理,不会产生较为理想的效果.因此可以理由超滤系统结合纳滤工艺进行深度处理.超滤系统对于去除悬浮物有较强作用,能够对纳滤膜起到一定的防护保障,延长纳滤膜使用时间.纳滤对无机盐的去除效果较为明显,二者结合处理污水,可以提升水质.
利用升流式厌氧污泥床、膜生物反应器以及纳滤的结合工艺具有多重优势：1.升流式厌氧污泥床反应器的使用可以保证在低成本的前提下对污水中的大量有机物进行降解,这样对于后续处理系统操作费用的节约有较大意义.2.膜生物反应器将生化反应器与膜分离完美融合在一起,进而使得超滤系统代替传统工艺中的二沉池,保证了处理后的水质没有较多的悬浮物以及细菌,与一般工艺相比,该处理系统具有较高的有机物降解率.3.本文所涉及的超滤膜指的是我国陶瓷超滤膜,无论是从组件还是封密技艺来说,都是无可比拟的.该超滤膜的应用达到了低消耗、高效率的处理水平.同时还基于污水的特点设置了颗粒分离装置,对于避免通道堵塞起到了一定的作用.4.在此组合工艺中,利用了多级纳滤方式,这样就能有效保证处理后的水质处于达标水平.
二 浓水处理工艺比较
当前针对垃圾渗滤液处理的纳滤、反渗透浓水,最具代表性的處理方式是蒸发.该方式采取加热手段将浓水中的部分液体蒸汽化,以便达到提升浓水中非挥发性组分浓度的目的.一般来讲,温度、液面暴露面积与蒸发速率是成正比的关系,温度越高,蒸发速度越快;而压强与蒸发速度是成反比的,压强越低,蒸发速率反而会加快.如果利用蒸发技术对膜浓缩液进行,可以将其体积缩至原来的10%.当前最常见的蒸发技术包括多效蒸发以及浸没燃烧蒸发.
(一)多效蒸发
不论在何种压强下进行蒸发,单效蒸发需要蒸发一单位水总要消耗多于一单位的加热蒸汽.因此如果采用该工艺需要消耗大量的加热蒸汽,为了降低蒸汽的消耗量,我们提出了多效蒸发.这种工艺手段可以借助生蒸汽产生二次蒸汽,利用二次蒸汽进行作用,这样就可以降低生蒸汽的消耗量.一般情况下,该工艺在处理垃圾渗滤液过程中需要利用强制循环立式换热器,污水走换热管内部,蒸汽在换热管内部,以此控制液体流速,避免产生管路堵塞问题.
(二)浸没燃烧蒸发
该工艺以沼气为燃烧源,对膜浓缩液进行处理.它借助燃烧所产生的高温气体直接接触处理液,帮助水分得到快速蒸发,这是一种常压状态下的蒸发工艺.该工艺是由清华大学教授岳东北研发而成,当前已经应用于多个垃圾焚烧电厂.
但是该工艺有一个限制因素,膜浓缩液中一般氯离子的浓度较高,而该分子会在70度以上的环境中产生针对于金属的强腐蚀性,因此设备腐蚀成了该工艺手段发展的制约因素.此外该工艺手段还会受到厌氧池沼气产量的干扰.
三 环境经济效益分析
某垃圾焚烧发电厂平均每天产生废水约为396吨,在组合处理工艺的帮助下,其中316吨达到GB/T 18920-2002、GB/T 19923-2005,在经过相应的消毒处理后,可以将其用于清洗或者冷却,产生的80吨浓液和污泥被分别送至焚烧炉和垃圾坑.
(一)废水处理设施投资
该垃圾焚烧发电厂废水处理设施投资为1 100万元,年运行费用为433.62万元.
(二)环境效益
该垃圾焚烧发电厂将废水处理后进行再次利用,每年至少能够减排一千八百余吨的BOD5、三千七百余吨的COD以及约一百吨的NH3-N.
(三)环境效益
该发电厂的收益项包括垃圾处理费、垃圾补贴费、发电费等.综合各方面的收益分析,每年共计可以得到10 479.63万元的收益.
从上述分析来看,该垃圾焚烧发电厂利用废水零排放工艺不仅能够获得环境效益,经济效益也能得到提升.
四 结语
某垃圾焚烧发电厂在处理垃圾渗滤液时应用了组合工艺,其中主要包括：升流式厌氧污泥床、膜生物反应器以及纳滤,通过此工艺的处理,无论是渗滤液还是生活废水其水质都能达标,在经过一系列的消毒处理后就可以重新利用其进行清洗或者冷却.处理过后,除了会产生一定量的出水以外,还会堆积大量的浓液以及污泥,将其再次放入焚烧炉以及垃圾坑,如此就可以真正实现废水零排放的目标.
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垃圾焚烧发电厂和环境经济引用文献:
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