关于垃圾焚烧处理厂渗滤液处理零排放的探讨
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【摘要】本文通过广东某垃圾焚烧处理厂为例，针对垃圾渗滤液处理零排放的要求，提出厌氧+膜生化反应器（MBR）为核心工艺，并辅于纳滤和反渗透为深度处理措施，能满足垃圾焚烧厂的渗滤液处理零排放的要求。
【关键词】垃圾渗滤液；MBR；纳滤；反渗透
1引言
随着国家对环境保护的重视，越来越多的生活垃圾焚烧处理厂渗滤液处理都要求零排放。以广东省某垃圾焚烧发电厂为例，该厂区污水包括整个厂区垃圾坑渗滤液、车间冲洗水、生活污水等。渗滤液处理的经验表明，由于渗滤液的高负荷和复杂性，单个工艺流程是无法满足排放标准，通常需要采用几个工艺的联合。
为达到零排放的标准，使用厌氧+MBR+NF+RO组合工艺处理垃圾渗滤液已经成为业界的主流共识。根据情况的不同，渗滤液的处理费用为40～50元/m3，其中大部分费用来自于各类过滤膜的损耗、运行中添加的药剂、清洗药剂、提供过滤所需要的物料压力及循环流速所需要的动力等。
2工艺路线的探讨
2.1杂质的去除
从垃圾焚烧发电厂垃圾储存坑收集并输送到渗滤液处理系统的渗滤液含有大量的杂质，如果不能有效地去除，将对系统的设备和管道产生严重影响。
2.1.1筛滤
2.1.2沉淀池
沉淀池的作用是从废水中分离密度较大的无机颗粒。一般设置在污水处理厂前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物的容积，从而提高污泥有机组分的含率。
初沉池作为废水进一步处理的预备步骤，合理设计和操作的初沉池能去除大部分悬浮固体和部分有机物。
2.2垃圾渗滤液的调节
无论是工业废水，还是生活污水，水量和水质在24小时之内都有波动，垃圾焚烧厂的渗滤液在一日内都有可能有很大的变化。这种变化对污水处理设备，特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的，甚至还可能遭到破坏。同样对于物化处理设备，水量和水质的波动越大，过程参数越难以控制，处理效果越不稳定；反之，波动越小，效果就越稳定。在这种情况下，在污水处理系统之前，设置均化调节池，用以进行水量的调节和水质的均化，以保证污水处理的正常运行。调节池设置是否合理，对后需处理设施的处理能力、基建投资、运转费用等都有较大的影响。
2.3主要有机污染物的去除
该污水厂所采用的厌氧反应器为UASB厌氧反应器，它是20世纪80年展起来的技术，目前该技术已成功应用在众行业的污水处理中，具有处理容量高、投资少、占地省、运行稳定等诸多优点，是第三代厌氧反应器的代表工艺之一。
污水由泵提升进入反应器底部，以一定流速自下而上流动，厌氧过程产生的大量沼气起到搅拌作用，使污水与污泥充分混合，有机质被吸附分解；所产沼气经由厌氧反应器上部三相分离器的集气室排出，含有悬浮污泥的污水进入三相分离器的沉降区，沉淀性能良好的污泥经沉降面返回反应器主体部分，含有少量较轻污泥的污水从反应器上部排出。
经厌氧反应器处理后的出水，进入MBR系统进行进一步的处理。沼气用引风机通过管道收集，返回垃圾焚烧炉中焚烧。
2.3.2膜生化反应器（MBR）
垃圾渗滤液处理的一个显著特点是污水中的氨氮浓度高，用生化方法处理这种污水，一个重要的问题是氨氮去除的控制。如果氨氮不能有效降解，会导致系统中氨氮水平的不稳定、累积后偏高，以使系统的PH值升高。连锁的反应是：硝化能力下降、氨氮含量更高、细菌的活力受到抑制、好氧系统处理能力下降甚至瘫痪。
硝化过程是将NH4+氧化成为NO2-和NO3-的过程，硝化细菌是自养的、化能营养的、专性好氧细菌。由于是自氧型细菌，硝化细菌必需固定和还原无机碳，这是高耗能过程，是硝化细菌和异养细菌繁殖慢的原因；硝化细菌化能营养的特点也使得其增长速率慢，原因是与有机电子供体、H2或还原态的硫相比，每电子当量的氮电子供体释放出的能量较少。
成熟的硝化工艺必须考虑系统中异养菌会一直存在，并和硝化细菌竞争溶解氧的事实。硝化细菌的生物动力特性使它们在溶解氧的竞争中处于劣势。同时在需要较高生长速率的空间中，它们很低的生长速率就是一个很大的缺点。要克服硝化细菌的上述缺点，就需要很长的泥龄。长泥龄的系统能更适应污水处理系统中的有毒物质、溶解氧和温度的变化。
与传统活性污泥法相比，MBR对有机物的去除率就高很多。因为在传统活性污泥法中，由于受二沉池对污泥沉降特性要求的影响，生物处理达到一定程度时，要继续提高系统的去除率就很困难了。往往延长很长的水力停留时间，也只能很少量的提高总去除率。而在MBR中，由于分离效率的大大提高，反应器内微生物浓度可从常规的3～5g/l提高到15～30g/l。在比传统活性污泥法更短的水力停留时间内达到更好的有机物去除效果，减小了反应器体积，提高了生化反应效率。因此在提高系统处理能力、改善出水水质、增强系统硝化能力和系统稳定性方面，MBR表现出很大的优势。
2.3.3深度处理
深度处理主要目标是达到污水处理的回用要求，渗滤液经过MBR的处理后达到了间接排放的标准，但要达到回用要求，需要后续纳滤和反渗透膜做深度处理。
反渗透是20世纪60年展起来的一项膜分离技术。反渗透技术的开发是从盐水淡化开始的。应用在污水处理的反渗透膜设备不仅对盐分具有优良截留能力，而且对有机溶剂同样具有很高选择性，在所有情况下水都是优先渗透。
纳滤和反渗透及超滤过程一样，属于压力推动的膜工艺。纳滤膜是一种特殊的膜分离品种，它截留物质的大小约为1纳米。就从含水溶液中分离有机物而言，纳滤膜的分离特性在反渗透和超滤之间，它截留有机物的分子量约为200～400。纳滤膜的一个特点是具有离子选择性：具有一价阴离子的盐可以大量地渗过膜（透过滤80%），膜对具有多价阴离子的盐（例如硫酸盐和碳酸盐）的截留率高得多。
要达到工业回用水的出水标准，垃圾渗滤液需经过纳滤膜和反渗透膜组合的方式。MBR出水先通过纳滤膜过滤，去除大部分COD和重金属离子，纳滤清液再进入反渗透膜处理，进一步去除剩余的COD、重金属离子、一价金属离子，使出水达到回用标准。
2.4浓缩液的处理
污水经纳滤、反渗透处理后，将产生浓缩液。