浅谈生活垃圾焚烧发电厂给排水设计

浅谈生活垃圾焚烧发电厂给排水设计

孙雪颖

西北电力设计院陕西省西安市71007

摘要：在现阶段，我国诸多城市陷入了垃圾包围状态，垃圾不仅污染了环境，还威胁人类的健康，庞大数量的垃圾更侵占了大量土地。相关的资料显示得知，全世界的垃圾年均增长速度是8.42%，中国垃圾增长率达到了10%以上，中国已成为垃圾包围城市最严重的国家之一。垃圾数量的日益增长，危害到了人类的健康，压缩了人们生活空间。垃圾减量化、无害化、资源化处理，使得放错地方的资源合理利用已经成为当务之急。下面就简要的阐述生活垃圾焚烧发电厂给排水设计。

关键词：生活垃圾；焚烧；发电厂；给排水设计

1垃圾处理途径和特点概述

填埋、堆肥和焚烧是垃圾处理的主要途径：垃圾填埋方式需占用大量的土地资源，填埋产生的恶臭气体（甲烷、二氧化碳）和渗滤液，直接污染大气、地表水源和地下水源。随着我国社会经济发展，垃圾填埋和城市化进程矛盾不断加深，城市生活垃圾填埋已经难以为继。堆肥是处理与利用垃圾的一种方法。利用垃圾或土壤中的微生物，使垃圾中的有机物降解，形成一种类似腐蚀质土壤的物质，常用作肥料改善土质。其优点是投资较低、技术简单、垃圾分解后作为肥料再利用；缺点是对垃圾分类要求高、分解中会产生气体污染环境。该方法适用于垃圾分类系统较完善、可降解有机物含量较高的城市垃圾处理。2013年欧盟人均产生481公斤垃圾，其中有43%被分类回收或堆肥。焚烧是垃圾处理“三化”的有效方式。焚烧后垃圾的质量、体积约为原来1/10和1/20，约2.5吨垃圾的热值和1t烟煤的热值相当，如将这些垃圾合理应用，我国每年可节煤约5000万吨，与填埋、堆肥方式相比有巨大的优势。西方发达国家在上世纪七十年代就投产了一批焚烧垃圾发电站。我国在深圳、杭州、珠海等城市也投建了多座垃圾焚烧发电站，并取得了良好的效果。近年我国出台了很多政策，例如垃圾处置补贴，垃圾焚烧发电电价补贴、税费减免等政策方针推动垃圾的资源化发展。在良好的政策引导和技术支持下，垃圾焚烧发电供热已发展成为我国城市垃圾“三化”处理的主要发展方向。

2垃圾电厂给水系统的主要特点

1）垃圾电厂的原水预处理系统与常规电厂没有明显区别。

2）垃圾电厂的循环冷却水系统及生产给水系统与常规电厂类似。其中，循环冷却水系统一般采用带冷却塔的间冷开式循环冷却系统，主要由冷却塔及循环水泵等组成，服务于凝气器、空冷器、冷油器、给水泵、空压机等。生产给水系统一般由储水池及生产给水泵等组成，服务于锅炉风机、引风机及各辅机的冷却，循环水系统及化水站新鲜水的补充，等等。

3）垃圾电厂中化学水处理系统的补给量是比较小的，一般采用反渗透等膜处理工艺。

4）垃圾电厂中循环水系统的补充水可以根据情况部分采用垃圾渗沥液处理后的出水。能否采用处理出水主要和垃圾渗沥液处理的工艺有关。目前我国对环境保护工作非常重视，大部分城市垃圾电厂都按照环保部门的要求设计成零排放的环保电厂。因此将垃圾渗沥液深度处理后回收再利用不失为一个既能减少耗水又能降低排放的好办法。

5）燃料系统仍然是电厂消防设计的重点。针对燃料贮存系统占地面积较大，火灾危险性高，消火栓不易操作的特点，在垃圾储坑内都设置了自动控制的消防炮系统来保证消防安全。

6）垃圾电厂定员较少，因此生活用水量相对较小。生活给水系统等同于常规电厂。

3垃圾电厂排水系统的主要特点

第一，垃圾在运输至焚烧发电厂以后，一般不直接入炉焚烧，必须经过一段时间（一般为5～7天）的储存、熟化后方能入炉。这些原生垃圾在储存、堆放的过程，经过一定的发酵、脱水后，热值会有明显提高，但也因此会产生大量的垃圾渗沥液，根据国内经验，产生垃圾渗沥液的数量可按照日处理垃圾量的10%～30%估算。这部分垃圾渗沥液的COD、BOD、氨氮含量都很高，并且含有很高的重金属离子与盐分，一般的城市污水处理厂无法处理。因此，垃圾电厂需要自建污水处理站，处理全部的垃圾渗沥液以及厂内的其他生产、生活污水。处理工艺除了采用传统的生化处理外还要进行深度处理，处理后的出水可以作为生产水回收再利用，也可以直接排放或排放至城市污水处理厂再处理。

第二，循环水系统排污水、化学水系统排水等洁净废水可根据不同水质，直接回收作为次级用水水源，以提高水资源的利用率，降低补水量，减少废水的排出量。

第三，中国原生生活垃圾的典型特点是含水率高、有机物含量高，混合收集。因此垃圾的燃烧热值普遍不高。垃圾电厂为了提高焚烧效率，通常需要掺煤助燃。和普通燃煤电厂相比，垃圾电厂也需要有烟气净化系统，用于烟气脱硫脱硝。脱硫脱硝系统产生的废水成分较为复杂，对于给排水专业来说处理难度较大。目前在设计过程中普遍要求提供脱硫脱硝工艺包的承包商同时提供脱硫废水处理方案，一般要求处理后自行回用，或者外运进行单独处理。

第四，原水的预处理系统产生的排泥水宜设置单独的处理系统，等同于常规小型燃煤电厂。

第五，为保持清洁的工作环境，垃圾电厂的垃圾输送通道和卸车平台需要每天进行冲洗，冲洗后的废水收集后输送至厂内污水处理站进行集中处理。

第六，生活污水系统等同于常规小型燃煤电厂。

第七，由于垃圾电厂在生产过程中易产生污染，在降雨过程中初期雨水也会受到不同程度的污染，因此，垃圾电厂的初期雨水不能直接排放至市政雨水系统或河道系统，必须进行收集。垃圾电厂一般需要设计初期雨水收集池，池子的容积可按照有污染区域的约5～10分钟降雨量估算，超过池容的雨水通过初期雨水池前的溢流井溢流，直接排放至雨水系统。初期雨水收集池内设有雨水提升泵，待到雨停后将池中的雨水陆续泵送至厂内污水处理站进行处理。

第八，为了保护环境安全，即使在污水处理站出现故障时，电厂产生的垃圾渗沥液也不能外排。因此，垃圾电厂还需要设置垃圾渗沥液的应急储存池。由于场地、投资等方面的原因，目前大部分垃圾电厂的应急池一般不单独建设，只在污水处理站的调节池内留有一部分应急储存容积，或者加大垃圾储坑处渗沥液收集池的容积，以保证安全生产。

4垃圾渗沥液的处理技术

4.1生物法

生物法是污水处理中最常用的方法，由于其处理效率高、运行费用低，不会出现化学污泥等二次污染物而被广泛采用。具体工艺形式有厌氧处理和好氧处理。

厌氧生物处理工艺可去除污水中的COD和BOD，同时可将重金属包含在厌氧污泥中，含氮化合物作为NH4-N释放到水中，因而提高了污水的PH。但厌氧处理出水COD浓度较高，且不能去除氨氮，一般需要进行后续的好氧处理。常用的厌氧工艺反应器有UASB、AF、EGSB、UBF等。

好氧生物处理工艺可有效降低污水中的COD、BOD以及氨氮含量，还能去除铁、锰等金属。好氧工艺主要有活性污泥法、氧化沟、生物转盘、反硝化与硝化等。目前以反硝化与硝化工艺应用最多。

总之，在进行生活垃圾焚烧发电厂的给排水设计时，给水系统基本上可参照小型燃煤电厂，根据小型火力发电厂的设计要求进行设计。而在排水系统的设计上，除了按照小型火力发电厂的设计要求外，还要以保护环境为重点，注意对污染物的收集和无害化处理。重点是要针对垃圾电厂的特点，对生产过程中产生的垃圾渗沥液等污染物进行处理，在焚烧垃圾的同时，不能对环境产生新的污染。

参考文献

[1]国家标准CJJ90-2009.生活垃圾焚烧处理工程技术规范.2009-07-01实施.

[2]江苏维尔利环保科技股份有限公司.杭州九峰垃圾焚烧厂渗沥液处理工程工艺技术方案，2013-12.