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生活垃圾焚烧发电厂渗滤液全部入炉焚烧技术

北极星环保网来源:环境工程学报 卜银坤2019/3/26 10:16:26我要投稿

北极星环保网讯:生活垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液含有多种有害有机物、重金属等,CODCr和BOD5远高于城市污水,氨氮浓度高,并具有很强的恶臭味,必须进行彻底无害化处理。

鉴于有专家认为国内垃圾含水量高、热值低、渗滤液不能回喷入炉焚烧,而当前国内绝大部分垃圾发电厂的垃圾渗滤液处理方法多为生物处理法、物化处理法或其联合处理方法,这些方法的过程复杂、成本昂贵、无害化相对不够彻底,笔者追溯了垃圾渗滤液的来源,基于垃圾元素分析所做的燃烧计算和热力计算的数据设计的垃圾焚烧发电锅炉,理论上只有自动跟踪把属于入炉焚烧垃圾的那部分渗滤液全部充分细雾并均匀喷入炉内完全焚烧后,将垃圾渗滤液全部入炉焚烧,才不会影响锅炉功率、效率、排烟温度等各种设计参数,提出了渗滤液全部入炉焚烧的具体工艺,即渗滤液的充分细雾、雾化渗滤液喷入口的数量及其相应位置和角度、渗滤液喷入量如何随入炉垃圾焚烧量自动跟踪相匹配等,旨在进一步完善垃圾无害化焚烧技术。

焚烧城市生活垃圾可使垃圾减重80%、减容90%,还能将其余热发电或直接工业应用,实现生活垃圾无害化、减量化和资源化,焚烧处理已经成为国际上处理垃圾和医疗、医药危险废物的主流技术。

与此同时,垃圾在焚烧炉前的贮坑中产生的毒性强、氨氮浓度高、并具有很强恶臭味的渗滤液必须进行彻底无害化处理,垃圾焚烧后的烟气必须进行严格的净化并符合环保要求才能排放,这也是垃圾焚烧无害化处理的重要内容。

因为垃圾渗滤液是在其物流最终处理位置,即在垃圾填埋场或垃圾焚烧发电厂的贮坑中,经数天挤压、厌氧发酵从垃圾中沥出的,而垃圾工业分析和元素分析数据的一级样品来自垃圾产生源功能区,因此,垃圾渗滤液原本就是垃圾工业分析或元素分析中含水量(War)的一部分,是因为垃圾的特殊物性和在贮坑中的特殊条件而被分离的。

研究表明,War为33%的水煤浆和War为34.63%的褐煤均能够在的炉膛内正常连续燃烧。笔者研究认为:只有基于包括全水分在内的垃圾元素分析数据的燃烧计算和热力计算设计的垃圾焚烧发电锅炉,将垃圾渗滤液全部回喷入炉焚烧,理论上才不影响锅炉功率、效率、排烟温度等设计参数。

其关键技术是渗滤液的充分细雾、雾化渗滤液喷入及相应位置和角度、渗滤液喷入量如何随入炉垃圾焚烧量自动跟踪相匹配。将垃圾渗滤液全部入炉径直焚烧彻底无害化,是简单、经济、科学的手段;中国有条件、有能力将垃圾发电项目中的“锅”和“炉”一体化设计、制造和安装,如此,锅炉的性能将会更好,项目的建设费用会更低,锅炉的使用寿命会更长。

当前国内绝大部分垃圾发电厂的渗滤液采用生物处理法或物化处理法或联合方法进行处理,这些方法过程复杂、成本昂贵、无害化相对不够彻底,对于有条件焚烧的垃圾发电厂不是长久之计。据此,笔者提出了将垃圾渗滤液全部入炉焚烧的方案,并就入炉焚烧方案的科学性、技术性和可行性进行分析。

1渗滤液及性质

1.1渗滤液的来源

垃圾发电项目筹划时技术准备的内容之一就是获取项目所在地垃圾的特性参数。用于垃圾发电锅炉设计的生活垃圾物理成分、工业分析和元素分析的一次样品,来自垃圾产生源功能区的原始垃圾,经分选、破碎、缩分后作为分析样品,比垃圾发电厂垃圾接收大厅的垃圾更具有代表性和稳定性。

中国大中城市生活垃圾的物理组成主要包括厨余、纸布、皮革、塑料、橡胶、竹木、纺织品、动植物残体等,工业分析和元素分析的低位热值(Qar)一般为4186~5807kJ/kg、War一般为30%~50%,其中厨余垃圾对War的贡献最大。

生活垃圾工业分析水分类同燃煤的工业分析全水分,包括垃圾细微通道内的内水(War,n)和附着在其物理组成物表面的外水(War,w),即War=War,n+War,w。生活垃圾在产生、收集、转运、存贮的过程中,会有一定的废水(主要是外水)不断沥出,按照环保要求垃圾运输过程封闭必须严密,其受雨水的淋浴概率较低且可以预防,因此到达垃圾焚烧发电厂的垃圾War一般小于50%。

垃圾焚烧发电厂锅炉前端贮坑中的垃圾,经过多天的挤压、厌氧发酵而产生的组分复杂、有机物浓度较高的废水,称之为生活垃圾渗滤原液简称渗滤液,其质量占垃圾总质量的比例一般为10%~30%。

因为渗滤液是垃圾工业分析或元素分析含水量组成的一部分,垃圾发电厂的垃圾贮坑设计得比较大且分隔为两部分,使存贮垃圾按入坑先后时间交替入炉,从而使入坑垃圾有足够时间挤压、厌氧发酵和沥滤,同时还专门设计了便于渗滤液沥出、存贮、输出的系统,使入炉焚烧的垃圾含水量相对降低、热值相对升高,以利于垃圾的烘干、着火、燃烧和燃尽。

1.2渗滤液成分分析

渗滤液是由于垃圾经挤压、厌氧发醇沥出的,其主要是微生物的代谢过程或生化过程,没有常规的化学变化和原子反应,因此包括渗滤液在内的垃圾总热值没有改变。

渗滤液的90%是在垃圾产生后48h内沥出的,其含有93种有机化合物,其中22种被列入我国和美国环境保护局环境优先控制的污染物,有的被确认为可疑致癌物,有的被确定为促癌物或辅癌物。

延伸阅读:

垃圾渗滤液浓缩液处理现有技术分析

垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液的处理和回收利用

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