蒸發(fā)在垃圾滲濾水處置的運用

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本文作者：王彩虹陳偉雄作者單位：廣東省建筑設計研究院

應用的工程實例及問題

自2006年機械蒸發(fā)技術組合離子交換工藝成功應用于潮州錫崗垃圾填埋場滲濾液處理工程后，憑借成本低、管理簡單、占地節(jié)省的優(yōu)勢，“MVC＋DI”工藝技術迅速在滲濾液處理方面推廣使用。除廣東潮州垃圾填埋場外，采用該工藝的工程還有廣東鶴山垃圾填埋場、廣東興寧垃圾填埋場滲濾液處理、廣東塘廈垃圾填埋場滲濾液處理，寧夏吳忠垃圾滲濾液處理，安徽蕭縣垃圾滲濾液處理工程，遼寧省桓仁垃圾滲濾液處理工程，江蘇省連云港垃圾滲濾液處理工程等20余個項目，相關設備見圖2。隨著“MVC+DI”工藝技術的推廣應用，機械蒸發(fā)工藝應用于滲濾液處理的問題也逐漸顯露出來。首先是采用機械蒸發(fā)工藝，其蒸發(fā)出水采用離子交換技術脫氨，樹脂再生時產生大量再生廢液，在該系統(tǒng)中沒有很好的解決；其次是前處理中預處理過于簡單，造成過濾段容易堵塞，且蒸發(fā)器結垢嚴重。在鶴山填埋場采用的蒸發(fā)工藝，就因為預處理不徹底，造成蒸發(fā)器結垢嚴重，蒸發(fā)器進水不暢，幾度中斷運行；第三，出水pH不能穩(wěn)定達標排放，造成在蒸發(fā)工藝后，除了串接陽樹脂用于除氨之外，還串接陰樹脂單元和反滲透單元，使得工藝繁長，運行成本增加，大大削減了蒸發(fā)技術工藝的優(yōu)勢。

發(fā)展改進技術工藝

針對“MVC+DI”工藝在應用過程中凸顯出來的問題，廣州某公司在“MVC+DI”工藝的基礎上，研究開發(fā)了低能耗潔凈蒸發(fā)“MVPC+BAS”一體化工藝。該技術工藝示意流程見圖3.該技術采用蒸發(fā)器內置酸吸收技術，成功的將氨從蒸發(fā)出水中脫除，為了保證處理出水的穩(wěn)定達標排放，在機械蒸發(fā)之后，串接一體式生化處理裝置，處理蒸發(fā)出水中含有的微量有機物和酸性物質。另外該技術在預處理方面做了加強，與“MVC+DI”工藝的過濾預處理不同，該技術采用的預處理裝置有緩垢的作用，該改進工藝克服了“MVC+DI”工藝的再生廢液多，蒸發(fā)后串接處理單元繁多的明顯缺陷，改進工藝優(yōu)勢在于無再生廢液的難題，運行成本更低且清晰，為25～30元/t。MVPC裝置及效果圖見圖4，圖5。

關于蒸發(fā)后的生化或膜處理

由于生化和膜處理技術在處理垃圾滲濾液方面凸顯出的不便已為行業(yè)人士熟知，故對于蒸發(fā)工藝串接生化或膜技術的從一開始就遭到質疑。筆者認為是多數(shù)人沒有機會深入了解機械蒸發(fā)技術所引起的。新一代的MVPC蒸發(fā)器，帶有脫氨的功能，蒸發(fā)器出水不含氨，僅含有少量的有機物，COD5通常在100mg/L以下，為了出水穩(wěn)定達標采用膜處理和生化處理把關。由于蒸發(fā)出水有機物含量低，且不含鹽，所以使用膜處理蒸發(fā)出水時，膜污染的速度非常緩慢，且使用壽命較長，不存在傳統(tǒng)的滲濾液膜處理工藝存在的膜污染速度快，膜使用壽命低，更換頻繁的問題。采用生化處理蒸發(fā)出水時，由于處理水中有機物負濃度低，為小分子，易降解，且不含鹽，而使的生化變得容易簡單，而且垃圾滲濾液處理工程總規(guī)模一般不大，縣一級的填埋場，滲濾液處理規(guī)模在50t/d左右，地級市的填埋場，滲濾液處理規(guī)模在100～200t/d，所以采用生化法處理不含SS的蒸發(fā)出水時，其產生的泥量極少，基本無污泥排除。

關于回灌

蒸發(fā)工藝產生的濃縮液（下文簡稱“濃液”），采用回灌填埋場的方式處理，目前，存在較大爭議。筆者認為，無論是采用膜技術還是蒸發(fā)技術處理滲濾液，其濃液回灌填埋場是符合當下的經濟水平和技術條件的。如果滲濾液處理產生的濃液不進行回灌，則需要采用生化或焚燒技術才能最終處理處置濃液。采用焚燒處理濃液，將使?jié)B濾液處理的成本大大提高。采用生化法處理濃液，需要另外投資建設生化處理系統(tǒng)，增加滲濾液也處理成本，而其效果，在本質上看和回灌填埋場是相同的。滲濾液回灌填埋場從經濟和技術上來看，都是較為合理的處理方式。一方面，填埋場是個生化反應器，可以利用填埋場這個已有的生化反應器，降解滲濾液中的有機物，而無需另外投資建設生化反應器。另外，填埋場原本就是污染物質的容器，濃縮液回灌填埋場能減少不必要的滲濾液處理投資，又能避免污染周邊環(huán)境。另外，對于有沼氣收集來說，滲濾液回灌，也能增加沼氣產量，保證填埋場的有效濕度。有研究表明提高垃圾含水率可以加快垃圾的產甲烷反應，提高產甲烷速率和產氣量，減少滲濾液的產生，而60%~80%的垃圾含水率最適宜的。垃圾滲濾液回灌不僅能提高垃圾的含水率，加速垃圾穩(wěn)定化過程，同時可以處理滲濾液，減少滲濾液產量。

關于發(fā)展

任何一門技術在一開始都不可能是完美的，都需要在長期的應用過程中，不斷進步，不斷完善。機械蒸發(fā)技術和所有的技術一樣，需要改進，完善，適應不斷提高的市場要求。滲濾液蒸發(fā)技術在國內應用的時間不長，此項技術在應用中，隨著不斷的改進，必將日趨進步和完善。高效的蒸發(fā)處理工藝能以更低的成本、更方便的管理方式去處理垃圾滲濾液，同時在填埋氣充足時，可利用填埋氣實現(xiàn)蒸發(fā)，即節(jié)省了能源，又減少了溫室氣體的排放。不可否認，蒸發(fā)技術是一段時期內滲濾液處理的發(fā)展趨勢，和最佳的技術選擇。