深圳市宝安区老虎坑环境园垃圾渗滤液零排放处理项目——蒸发分质结晶处理浓缩液应用案例

深圳能源资源综合开发有限公司，深圳市宝安区城市管理和综合执法局

作者：曹智强，张焕伟，郑忆枫，周 畅，邮箱：caozhiqiang@sec.com.cn

【基本情况】

深圳市宝安区老虎坑环境园是深圳市生活垃圾处理的主要基地，早期采用卫生填埋方式，随着宝安垃圾焚烧发电厂一、二、三期的相继投产，于2019 年底实现生活垃圾零填埋。生活垃圾填埋场分两期建设，占地面积6.2×105m2，已填埋生活垃圾1.328×107m3，填埋场一期于2016 年封场。垃圾焚烧发电厂的设计处理能力为8 000 t/d，承担深圳市日产生活垃圾量约50%的处理任务。

深圳能源资源综合开发有限公司承接处理深圳市宝安区老虎坑环境园生活垃圾填埋场渗滤液，设计处理水量1 350 m3/d，同时，协同处理宝安垃圾焚烧厂渗滤液2 400 m3/d，故渗滤液总处理能力达到3 750 m3/d，分两期建设，分别于2013 年12 月、2019 年12 月通过环保验收投入使用。填埋场渗滤液与焚烧厂渗滤液经均质混合后，采用“厌氧+生化+纳滤+反渗透”处理，产水达标回用；纳滤浓缩液采用物料膜提取腐植酸，可用作液态肥；反渗透浓缩液经预处理后，采用蒸发分质结晶工艺，产出达到工业化应用标准的氯化钠和氯化钾，彻底解决填埋场渗滤液处理存在的浓液回灌或杂盐返回填埋场造成处理系统盐分富集的难题，并实现工业盐资源化利用。填埋场渗滤液处理总体实现产水回用、无浓缩液回灌、无杂盐回填、盐分资源化利用的零排放目标。

宝安区老虎坑环境园渗滤液处理厂和分质结晶车间如图1、图2 所示。

图1 宝安老虎坑环境园渗滤液处理厂实景Figure 1 Leachate treatment plant real scene in Bao’an Laohukeng Environmental Park

图2 渗滤液处理厂分质结晶车间Figure 2 Fractional crystallization workshop of the leachate treatment plant

【技术/案例原理及技术路线】

（1）技术原理：垃圾渗滤液经“厌氧+生化+纳滤+反渗透”处理后，产水达标利用，一价盐被反渗透膜截留在浓缩液里，主要成分就是钠离子和钾离子。参照盐化工工艺，利用氯化钠、氯化钾混合溶液在不同温度下饱和析出不同的固相盐，设计分质结晶装置系统，合理选定工艺参数，实现高温析盐、低温析钾，避免两种盐在同一装置内同时大量结晶析出，保证每种盐的纯度与品质。

（2）技术路线：该技术由蒸发预处理+蒸发分质结晶两部分组成。反渗透浓缩液经过软化、精处理、氧化和活性炭滤池等预处理工艺，将可能影响产盐品质和产盐过程稳定可靠持续运行的有机物、残留钙镁硅等杂质去除；再进入分质结晶系统，浓液在降膜蒸发器内初步蒸发浓缩，转料至析盐罐后进一步浓缩至氯化钠饱和析出，蒸发冷凝水与反渗透产水混合回用；析盐罐内上清液转入析钾罐，降温析出氯化钾，盐浆经过增稠后再进行离心脱水、干燥；氯化钠、氯化钾产出分别符合GB/T 5462—2015 工业盐、GB 6549—2011 氯化钾的技术要求，通过市场销售作为工业原料。蒸发预处理、蒸发分质结晶工艺流程如图3、图4 所示。

图3 蒸发预处理工艺示意Figure 3 Schematic of evaporative pretreatment process

图4 蒸发分质结晶工艺示意Figure 4 Schematic of evaporative fractional crystallization process

【技术/案例特点】

（1）工艺特点：采用MVR 蒸发装置，降低外来蒸汽热源依赖，将反渗透浓缩液中的盐分因子分质结晶，产出可资源化利用的氯化钠和氯化钾，彻底解决目前渗滤液处理行业盐分富集难题。

（2）工艺成熟、运行稳定：蒸发分质结晶工艺自2015 年在老虎坑环境园渗滤液处理厂一期项目首次调试试用，历经多次优化，解决了预处理除杂不充分、钠盐与钾盐分离不彻底、盐浆管道易堵塞等诸多问题，系统稳定可靠运行；2019 年二期项目在以往经验基础上，进一步优化蒸发器结构，系统设备全部实现国产化。

（3）产品质量：蒸发冷凝水与反渗透产水混合回用；钠盐和钾盐经国家权威机构检验符合GB/T 5462—2015、GB 6549—2011 技术要求，可市场化销售利用。

【长效运行模式与机制】

深圳市宝安区城市管理和综合执法局通过公开招标的方式，与深圳能源资源综合开发有限公司签署老虎坑环境园生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理BOT 特许经营协议，合同期限25 a，要求渗滤液处理所产生的浓缩液必须自行处理，不能回灌或填埋至填埋场；按照处理水量支付费用，资源化副产物售卖收入归属乙方；业主单位设置现场管理机构，对乙方的日常生产经营活动进行监督与考核；地方生态监管部门对项目产水水质进行在线监管。

深圳能源资源综合开发有限公司负责项目投资、建设与运营，项目建成投产后，组建项目部，配置运行、检修队伍，公司实施监督管理与技术支持，确保项目安全稳定可靠运行。系统产出的氯化钠和氯化钾在印染、制肥、钻井等行业广泛应用，公司定期通过公开招标方式，选择确定销售渠道，销售渠道畅通。蒸发分质结晶系统自2015 年首次投运以来，系统运行稳定、安全、环保，可推广应用。

【经济、环境及社会效益】

（1）经济效益：根据项目水质和系统处理效果，每吨填埋场渗滤液产出氯化钠7 kg、氯化钾4 kg，按平均日处理800 t 渗滤液计算，全年产出氯化钠和氯化钾合计3 212 t，销售收益243 万元。因盐得到资源化利用，节约了目前行业普遍采用的杂盐回填费用，按典型项目测算，填埋场每立方米库容的建设、运营成本超过120 元（不计土地成本条件下），每年节约杂盐回填费用约77 万元。

（2）环境效益：盐分富集是渗滤液处理无可回避的难题，盐分高，生化菌群活性下降，极限情况下，将导致生化菌群死亡；盐分攀升，直接反渗透膜或DTRO 膜产水率不断下降，处理系统运行难以为继。本项目将渗滤液中的盐分直接提取出来，彻底解决行业处理难题；规避了目前行业普遍采用杂盐袋装回填带来的长期环境隐患，避免破袋情况下盐分回流至系统、甚至造成地下水体污染的风险。蒸发分质结晶处理过程无臭气、无次生环境风险。

（3）社会效益：盐分的资源化利用，减少了杂盐回填所需的填埋场土地资源需求；同时，为社会提供了工业原料，减少了生产当量原料所产生的碳排放。