飞灰填埋场渗沥液处理工艺设计与讨论

徐 丽 丽

(上海环境卫生工程设计院有限公司，上海 200232)



飞灰填埋场渗沥液处理工艺设计与讨论

徐 丽 丽

(上海环境卫生工程设计院有限公司，上海 200232)

以江苏某生活垃圾焚烧厂工程为例，制定了该焚烧厂飞灰渗沥液的主要进出水指标，介绍了飞灰填埋场渗沥液的处理工艺流程，并阐述了各处理单体的设计方法，经实践证明，系统产水各项指标均满足规范要求，且工艺运行稳定。

焚烧厂，飞灰填埋场，渗沥液，污水处理

0 引言

目前我国的垃圾处理方式主要有填埋和焚烧，其中焚烧处理技术可实现垃圾减量化(体积减少90%，质量减少70%～80%)、无害化、资源化[1]，因此，垃圾焚烧已经成为生活垃圾处理的主要方式之一。生活垃圾经过焚烧，可燃物含量大大减少，但重金属则会富集在底灰和飞灰中，其中飞灰已被定义为危险废弃物需单独处理。飞灰中含有能被水浸出的较高浓度的 Cd，Pb和Zn等多种有害重金属和少量有机污染物[2,3]。目前生活垃圾焚烧飞灰多作为危险废物进行必要的固化和稳定化处置后安全填埋，填埋需符合B16889—2008生活垃圾填埋污染控制标准中对生活垃圾焚烧飞灰的填埋标准要求。

国内常规的焚烧厂飞灰经固化稳定处理后进行安全填埋，由于填埋场在运行过程中会有雨水进入库区产生渗沥液，根据焚烧厂经固化稳定后的飞灰的特性及性质，产生的渗沥液与常规生活垃圾填埋所产生的渗沥液不同，具有有机物含量较低，但重金属要较常规渗沥液高的特点。因此，在飞灰填埋场渗沥液处理的工艺选择上应根据其特点选择相应处理工艺。

1 工程概况

江苏某生活垃圾焚烧厂飞灰稳定化处理工艺采用有机螯合剂或磷酸的稳定化处理法，即将飞灰、螯合剂(或磷酸)、水按一定的比例加入搅拌机内充分搅拌，待飞灰稳定化后运至指定的垃圾填埋场填埋，经稳定化后的飞灰规模为100 t/d。经现场实际监测及相关计算，厂区污水的处理规模为80 t/d。根据相关环评要求，整个厂区的污水与渗沥液集中处理后达标排放，污水排放标准按对应类别执行GB 8978—1996污水综合排放标准中三级标准，氨氮和总磷参照执行CJ 343—2010污水排入城镇下水道水质标准，一类污染物执行GB 8978—1996污水综合排放标准中最高允许排放浓度值。

2 设计进出水水质

本工程渗沥液处理系统主要处理飞灰填埋场渗沥液、生产废水及初期雨水，根据该飞灰填埋场实际监测的数据，并参考国内同类型飞灰填埋场渗沥液的水质，本工程飞灰填埋场渗沥液的主要进、出水指标如表1所示。

3 污水处理工艺流程

根据进出水水质要求，本污水处理工程的处理重点是重金属等无机污染物，故采用物化预处理去除重金属污染物。污水处理工艺流程图详见图1。

飞灰填埋场渗沥液、生产废水、初期雨水首先进入均质池，均质池主要用于均衡污水的水质、水量，保证后续处理的稳定运行。混合后污水通过均质池提升泵泵入中和槽，还原反应槽，在其中投加硫酸亚铁发生Fe2+与Cr6+的氧化还原反应，为保证反应的顺利进行，还需投加盐酸降低原水的pH值，使pH值保持在适合发生反应的范围内。

表1 渗沥液系统进出水水质 mg/L

原水在经过氧化还原反应后进入中和反应槽发生中和反应，投加NaOH。污水完成中和反应后再进入絮凝池，絮凝池中需投加药剂PAC(聚合氯化铝)与PAM(阴离子聚丙烯酰胺)，絮凝反应池中，絮凝剂发生水解、架桥、吸附、卷带作用，把原水中和后生成的小颗粒沉淀物网捕成大颗粒矾花，保证原水的SS以及色度的去除。

原水经过絮凝反应后进入沉淀池。在经过沉淀池后，原水中的大部分有害危废物质基本上得到去除，小部分难降解的物质再送至石英砂过滤器，做进一步处理，然后达标排放。

为满足回用水标准，设置一套纳滤系统，对部分已经达到排放标准的污水进一步处理后达到回用水标准，回用于固化车间。

系统产生的污泥进入污泥浓缩池，污泥经一定程度浓缩后由螺杆泵提升，进入脱水机房进行脱水处理，脱水后的污泥干化后运至固化间固化后填埋。污泥浓缩池上清液和脱水滤液回流至均质池。

4 主要单体工艺设计

4.1 均质池工艺描述

主要用来均衡飞灰填埋场渗沥液、生产废水和初期雨水，可停留时间为24 h，全地下式钢混凝土结构。

4.2 pH调节池、还原池

还原反应池内进行还原反应。在pH调节池通过投加盐酸来调整pH，保证池内控制pH值在2～3，通过在线pH监测仪的数据采集，数据传输到PLC控制系统，通过PLC系统来控制加药泵的启停，保证池内水质环境稳定维持在预定范围内。pH调节池污水自流进入还原池，还原反应主要通过投加还原剂来去除生产污水中的余氯及可能存在的六价铬等氧化性有毒有害物质。投加药剂为Fe2+盐溶液和HCl溶液，Fe2+盐具有还原性，经氧化后生成Fe3+，在碱性环境下生成Fe(OH)3沉淀，反应方程式见式(1),式(2)：

CrO42-+3Fe2++8H+→Cr3++3Fe3++4H2O

(1)

(2)

pH调节池上部进水，底部出水；还原池底部进水，上部出水，内设置机械搅拌装置，污水通过溢流孔自流进入下一处理单元。

4.3 中和池

中和反应槽内进行氧化反应及酸碱中和反应。槽内控制pH值在8～9，通过在线pH监测仪的数据采集，数据传输到PLC控制系统，通过PLC系统来控制加药泵的启停，保证槽内水质环境稳定维持在预定范围内，使污水中重金属物质充分得到反应，从而将污水中的重金属离子析出。

中和反应槽内投加NaOH药剂，需去除的重金属离子有：Hg2+，Pb2+，Cr3+，Zn2+。这些金属离子与OH-反应的先后顺序为：Cr3+，Zn2+，Hg2+，Pb2+。故即使Hg污染物未超标排放，在同一环境内，OH-的需求量计算时还是需要计算进去。反应化学方程式如式(3)～式(7)所示：

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

中和反应槽底部进水，上部出水，内设置机械搅拌装置，并设置排空阀，出水自流入下一处理单元。

4.4 絮凝池

中和反应槽出水自流进入絮凝槽，槽内控制pH值在6.5～7，通过在线pH监测仪的数据采集，数据传输到PLC控制系统，通过PLC系统来控制加药泵的启停，保证槽内水质环境稳定维持在预定范围内，将反应槽内析出的重金属沉淀物在浓度为0.1%的絮凝剂的作用下形成大颗粒絮体，以便在斜管沉淀池内进行泥水分离。

絮凝槽底部进水，上部出水，内设置搅拌装置，出水自流入下一处理单元。

pH调节池、还原池、中和池和絮凝池设计停留时间均为30 min，为全地上式水池，内部设置防腐。

4.5 斜管沉淀池

絮凝后的污水在斜管沉淀池内完成泥水分离过程。斜管沉淀池占地面积小，处理效率高，在较短时间内可有效的达到泥水分离效果。斜管式沉淀池斜管倾角为60°，设计流量为Q=15 m3/h。储存斜管沉淀池上清液，通过水泵将污水泵入砂滤罐。

4.6 污泥浓缩池

污泥浓缩池包括污泥储池和污泥浓缩池。储存由斜管沉淀池产生的化学污泥，并对污泥进行初步浓缩。由于该污泥中含重金属等有毒有害物质，属危险废物，须由污泥提升泵压力输送至污泥脱水车间进行后续处理。

4.7 污水处理车间

污水处理车间主要包括加药间、纳滤车间、污泥脱水车间、砂滤罐及泵房、在线监测间。

5 工程运行效果

污水处理工艺去除效果详见表2。

表2 污水处理工艺去除效果

实际运行结果表明，系统产水各项水质指标均达到了出水排放的标准要求，同时工艺运行稳定，本工程处理效果良好。

6 结语

1) 采用均衡池→还原→中和→絮凝→斜管沉淀→石英砂过滤→纳滤系统为主的工艺处理飞灰填埋场渗沥液，系统出水可达到相关标准及环评对重金属的要求。

2)该项目的成功运行，为将来类似项目工艺处理重金属污水的工程应用提供了参考。

[1] Su Lianghu， Guo Guangzhai, Shi Xinlong, et al. Copper leaching of MSWI bottom ash co-disposed with refuse: Effect of short-term accelerated weathering[J].Waste Management, 2013,33(6):1411-1417.

[2] Sun Yifei, Watanabe N., Qiao Wei， et al. Polysulfide as a novel chemical agent to solidify/stabilize lead in fly ash from municipal solid waste incineration[J].ChemospHere,2010,81(1):120-126.

[3] 于 昕，薛 军.垃圾焚烧飞灰水洗—酸浸稳定化技术研究[J].中国矿业，2011，20(2)：118-123.

Design and discussion on leachate treatment technology of fly-ash landfill

Xu Lili

(ShanghaiEnvironmentalHealthEngineeringDesignInstituteCo.,Ltd,Shanghai200232,China)

Taking the living waste incineration plant engineering in Jiangsu province as an example, the paper formulates major water-inflow indicators of fly-ash leachate of the incineration plant, introduces leachate processing procedures of fly-ash landfill, and describes single design methods. Practice proves that: the systematical water indicators meet demands and the process operats stably.

incineration plant, fly-ash landfill, leachate, sewage treatment

1009-6825(2016)18-0199-03

2016-04-17

徐丽丽(1985- )，女，硕士，工程师

X703

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