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本文作者:王彩虹陳偉雄作者單位:廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院
應(yīng)用的工程實(shí)例及問題
自2006年機(jī)械蒸發(fā)技術(shù)組合離子交換工藝成功應(yīng)用于潮州錫崗垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程后,憑借成本低、管理簡(jiǎn)單、占地節(jié)省的優(yōu)勢(shì),“MVC+DI”工藝技術(shù)迅速在滲濾液處理方面推廣使用。除廣東潮州垃圾填埋場(chǎng)外,采用該工藝的工程還有廣東鶴山垃圾填埋場(chǎng)、廣東興寧垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理、廣東塘廈垃圾填埋場(chǎng)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(gè)項(xiàng)目,相關(guān)設(shè)備見圖2。隨著“MVC+DI”工藝技術(shù)的推廣應(yīng)用,機(jī)械蒸發(fā)工藝應(yīng)用于滲濾液處理的問題也逐漸顯露出來。首先是采用機(jī)械蒸發(fā)工藝,其蒸發(fā)出水采用離子交換技術(shù)脫氨,樹脂再生時(shí)產(chǎn)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(yù)處理過于簡(jiǎn)單,造成過濾段容易堵塞,且蒸發(fā)器結(jié)垢嚴(yán)重。在鶴山填埋場(chǎng)采用的蒸發(fā)工藝,就因?yàn)轭A(yù)處理不徹底,造成蒸發(fā)器結(jié)垢嚴(yán)重,蒸發(fā)器進(jìn)水不暢,幾度中斷運(yùn)行;第三,出水pH不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)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(zhǎng),運(yùn)行成本增加,大大削減了蒸發(fā)技術(shù)工藝的優(yōu)勢(shì)。
發(fā)展改進(jìn)技術(shù)工藝
針對(duì)“MVC+DI”工藝在應(yīng)用過程中凸顯出來的問題,廣州某公司在“MVC+DI”工藝的基礎(chǔ)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(shù)工藝示意流程見圖3.該技術(shù)采用蒸發(fā)器內(nèi)置酸吸收技術(shù),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(dá)標(biāo)排放,在機(jī)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(jī)物和酸性物質(zhì)。另外該技術(shù)在預(yù)處理方面做了加強(qiáng),與“MVC+DI”工藝的過濾預(yù)處理不同,該技術(shù)采用的預(yù)處理裝置有緩垢的作用,該改進(jìn)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(jìn)工藝優(yōu)勢(shì)在于無再生廢液的難題,運(yùn)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(guān)于蒸發(fā)后的生化或膜處理
由于生化和膜處理技術(shù)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(duì)于蒸發(fā)工藝串接生化或膜技術(shù)的從一開始就遭到質(zhì)疑。筆者認(rèn)為是多數(shù)人沒有機(jī)會(huì)深入了解機(jī)械蒸發(fā)技術(shù)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(jī)物,COD5通常在100mg/L以下,為了出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)采用膜處理和生化處理把關(guān)。由于蒸發(fā)出水有機(jī)物含量低,且不含鹽,所以使用膜處理蒸發(fā)出水時(shí),膜污染的速度非常緩慢,且使用壽命較長(zhǎng),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(shí),由于處理水中有機(jī)物負(fù)濃度低,為小分子,易降解,且不含鹽,而使的生化變得容易簡(jiǎn)單,而且垃圾滲濾液處理工程總規(guī)模一般不大,縣一級(jí)的填埋場(chǎng),滲濾液處理規(guī)模在50t/d左右,地級(jí)市的填埋場(chǎng),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(shí),其產(chǎn)生的泥量極少,基本無污泥排除。
關(guān)于回灌
蒸發(fā)工藝產(chǎn)生的濃縮液(下文簡(jiǎn)稱“濃液”),采用回灌填埋場(chǎng)的方式處理,目前,存在較大爭(zhēng)議。筆者認(rèn)為,無論是采用膜技術(shù)還是蒸發(fā)技術(shù)處理滲濾液,其濃液回灌填埋場(chǎng)是符合當(dāng)下的經(jīng)濟(jì)水平和技術(shù)條件的。如果滲濾液處理產(chǎn)生的濃液不進(jìn)行回灌,則需要采用生化或焚燒技術(shù)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(shè)生化處理系統(tǒng),增加滲濾液也處理成本,而其效果,在本質(zhì)上看和回灌填埋場(chǎng)是相同的。滲濾液回灌填埋場(chǎng)從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上來看,都是較為合理的處理方式。一方面,填埋場(chǎng)是個(gè)生化反應(yīng)器,可以利用填埋場(chǎng)這個(gè)已有的生化反應(yīng)器,降解滲濾液中的有機(jī)物,而無需另外投資建設(shè)生化反應(yīng)器。另外,填埋場(chǎng)原本就是污染物質(zhì)的容器,濃縮液回灌填埋場(chǎng)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(duì)于有沼氣收集來說,滲濾液回灌,也能增加沼氣產(chǎn)量,保證填埋場(chǎng)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(chǎn)甲烷反應(yīng),提高產(chǎn)甲烷速率和產(chǎn)氣量,減少滲濾液的產(chǎn)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(shí)可以處理滲濾液,減少滲濾液產(chǎn)量。
關(guān)于發(fā)展
任何一門技術(shù)在一開始都不可能是完美的,都需要在長(zhǎng)期的應(yīng)用過程中,不斷進(jìn)步,不斷完善。機(jī)械蒸發(fā)技術(shù)和所有的技術(shù)一樣,需要改進(jìn),完善,適應(yīng)不斷提高的市場(chǎng)要求。滲濾液蒸發(fā)技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用的時(shí)間不長(zhǎng),此項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用中,隨著不斷的改進(jìn),必將日趨進(jìn)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(shí)在填埋氣充足時(shí),可利用填埋氣實(shí)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(rèn),蒸發(fā)技術(shù)是一段時(shí)期內(nèi)滲濾液處理的發(fā)展趨勢(shì),和最佳的技術(shù)選擇。