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1中国城市建设研究院有限公司CHINAURBANCONSTRUCTIONDESIGN&RESEARCHINSTITUTECO.,LTD垃圾焚烧发电厂渗沥液处理站能耗分析及节能设计优化报告人：李强2018年09月13日2主要内容一、焚烧厂渗沥液行业现状二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析三、节能设计优化措施3一、焚烧厂渗沥液处理行业现状垃圾填埋厂产生的渗滤液占垃圾填埋量的约30~40%左右垃圾焚烧厂产生的渗滤液占垃圾焚烧量的20~35%垃圾转运产生的渗滤液占垃圾处理量的10~15%垃圾渗沥液来源4一、焚烧厂渗沥液处理行业现状垃圾渗沥液处理规模现状由于我国目前垃圾分类尚不完善，生活垃圾含水量一般都在50%以上，根据相关数据，对近年全国渗沥液产生量进行测算（如下表）：其中2017年，国内垃圾渗沥液产生量约为10200万吨，日均产生量约为28万吨（其中填埋场渗沥液占比约40%，焚烧厂渗沥液占比约38%，转运及垃圾综合处理场渗沥液占比约22%）。6000621769457283767184239151102000246810120200040006000800010000120002010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年垃圾渗沥液产量（万吨）同比增长%5一、焚烧厂渗沥液处理行业现状垃圾渗沥液处理规模现状近年来，我国城市生活垃圾在处理方式上呈现出焚烧发电比例逐年提高，填埋比例逐年下降的趋势，焚烧发电正快速成为生活垃圾处理的主导方向。从2011年到2017年期间，城市生活垃圾焚烧发电厂从109座增长到300座，焚烧垃圾年处理能力从2600万吨增长到约9000万吨，这就意味着焚烧厂垃圾渗沥液的处理将会占领未来大部分市场。全国垃圾焚烧发电厂装机分布图区域装机容量占比分布图6一、焚烧厂渗沥液处理行业现状垃圾渗沥液运行模式现状近年来，从运营模式来看，目前行业内比较常见且特有的模式有：以“EPC/交钥匙工程”模式提供建设期服务、以“托管运营”模式提供运营期服务、基于特许经营权的投资运营服务模式（例如BOT、TOT、PPP等）。垃圾渗沥液运行模式现状结合部分焚烧厂的渗沥液处理投资项目，目前我国单位渗沥液处理能力投资额在10万元左右（含浓缩液处理时单位投资增加2万左右）。从目前我国焚烧厂渗沥液处理行业运营来看，运营商主要是根据渗沥液处理量进行收费。由于受地域发展情况、所用技术材料、药剂等因素影响，造成不同企业不同项目渗沥液处理服务报价也有所差别。7主要内容二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析8二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析焚烧厂垃圾渗沥液水质特征污染物成份复杂多变。主要成分：有机物，无机离子和营养物质，其中主要是氨氮和各种溶解态离子、重金属、酚类及其他有机物。有机物浓度高。未经过厌氧的原液，COD可达50000~70000mg/l。氨氮浓度高。焚烧厂渗沥液中的氨氮一般为1500mg/l，总氮约2000mg/l。重金属和盐分浓度高。9二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析焚烧厂垃圾渗沥液处理工艺《生活垃圾渗沥液处理技术导则》和《生活垃圾渗沥液处理技术规范》（修编中）中均推荐了焚烧厂产生的高浓度渗沥液宜采用“预处理+生物处理+深度处理”的组合工艺。10二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析焚烧厂垃圾渗沥液处理工艺调节池厌氧一级反硝化一级硝化二级反硝化二级硝化超滤膜纳滤反渗透DTRO初沉池臭气污泥浓缩液清水二次污染物1、生物滤池2、化学洗涤3、协同焚烧（GB14554-93）沼气1、直接入炉焚2、提纯发电1、脱水至80%后焚烧2、脱水至60%后外运填埋冷却塔回用GB/T19923-20051、蒸发（SCE/MVR）2、资源化结晶盐3、焚烧协同处置预处理膜深度处理MBR（生物处理）11二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析焚烧厂垃圾渗沥液处理工艺能耗分析（以300m3/d进水量为例，年运行350天）调节池厌氧一级反硝化一级硝化二级反硝化二级硝化超滤膜纳滤反渗透DTRO初沉池预处理膜深度处理MBR（生物处理）电：水泵提升，机械搅拌，循环水泵热源：蒸汽或热水（沼气通常直接入炉燃烧，仅耗电能）电：水泵提升，机械搅拌，曝气风机药剂：消泡剂、膜酸碱清洗剂、次氯酸钠等耗材：膜更换其他能源：自来水电：水泵加压循环药剂：消泡剂、膜酸碱清洗剂、硫酸、碱等耗材：膜更换其他能源：自来水12二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析焚烧厂垃圾渗沥液处理工艺能耗分析（以300m3/d进水量为例，年运行350天）项目用量单价吨水费用电耗蒸汽预处理合计6.9元/m3项目用量单价吨水费用电耗消泡剂膜清洗剂膜组件更换自来水MBR（外置）合计28.68元/m313二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析焚烧厂垃圾渗沥液处理工艺能耗分析（以300m3/d进水量为例，年运行350天）项目用量单价吨水费用电耗膜清洗剂浓硫酸氢氧化钠阻垢剂纳滤膜组件更换反渗透膜组件更换膜深度处理合计14.33元/m3051015202530预处理MBR生物处理膜深度处理处理成本（元/m3）28.6814.33各单元处理成本比较6.914二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析垃圾渗沥液二次污染物处理能耗分析（以300m3/d进水量为例，年运行350天）臭气调节池、污泥池、反硝化池、浓液池、脱机间，总气量约8000m3/h除臭方法生物法（生物滤池）化学洗涤垃圾仓焚烧运行原理利用微生物去除及氧化气体中的致臭成份通过碱洗和碱洗氧化两个单元，臭味分子发生化学反生成无味的无机物负压收集，进焚烧炉一次风焚烧投资费用约200万约100万约20万运行能耗电：360kWh/d填料更换：很少电：470kWh/d氢氧化钠（25%）：80kg/d（400元/t）次氯酸钠（12%）：17kg/d（900元/t）电：247kWh/d吨水运行成本1.2元/m31.75元/m30.8元/m31、生物滤池2、化学洗涤3、协同焚烧（GB14554-93）15二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析垃圾渗沥液二次污染物处理能耗分析（以300m3/d进水量为例，年运行350天）污泥初沉池、厌氧污泥、生化池，产生含水率98%的污泥约120m3/d,脱水后12t/d（80%）运行方式离心脱水+干泥管道输送离心脱水+车运至垃圾坑主要设备（1）污泥脱水设备1套（2）污泥料斗：V=2m3，1个（3）污泥泵输送系统1套（4）管道200m以内（1）污泥脱水设备1套（2）污泥料斗：V=8m3，1台；（3）10t污泥车2辆投资费用约120万约90万运行能耗电：900kWh/dPAM：80g/m3（40000元/吨）电：700kWh/dPAM：80g/m3车辆运输费：300元/d吨水运行成本6.2元/m36.5元/m3入炉协同焚烧16二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析垃圾渗沥液二次污染物处理能耗分析（以300m3/d进水量为例，年运行350天）浓缩液纳滤反渗透或DTRO的浓液，经减量化处理后约为90m3/d。运行方式减量+MVR减量+石灰浆制备主要设备（1）减量化膜系统1套（1）预处理设施1套（2）蒸发主体设备，1套（3）干化设备1套（1）减量化膜系统1套（1）输送泵及控制系统1套投资费用约1100万约200万运行能耗吨水运行成本124.8元/m3（折合41.6元/m3）2元/m3入炉协同焚烧17二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析垃圾渗沥液全处理直接运行成本计算（以300m3/d进水量为例，年运行350天）处理项目处理方式吨水成本预处理初沉+调节+厌氧+沼气烧6.9元/m3MBR生物处理两级硝化反硝化+外置超滤28.68元/m3膜深度处理纳滤+反渗透14.33元/m3臭气处理化学洗涤1.75元/m3污泥处理离心脱水+污泥车送6.5元/m3浓缩液处理（折合渗沥液）浓缩液减量+MVR蒸发41.6元/m3人工6万/人-年，定员8人4.5元/m3其他费用以上各项成本之和5%5.2元/m3合计109.46元/m3图1运行成本占比预处理6%MBR生物处理26%膜深度处理13%臭气处理2%污泥处理6%浓缩液处理38%人工4%其他费用5%18二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析垃圾渗沥液全处理直接运行成本计算（以300m3/d进水量为例，年运行350天）图2各类成本占比图3各类电耗占比19二、焚烧厂渗沥液处理工艺及能耗分析能耗分析小结（以300m3/d进水量为例，年运行350天）从图1、2、3构成的运行成本的数据可以得出以下结论：1、浓缩液处理的费用与生化处理的费用占比较高，二者合计占总成本的约63%。2、在构成总直接运行成本的类别中，电耗所耗费的成本占总成本的约61%。3、在所有用电设备中，其中鼓风机和水泵的电耗占到总电耗的约90%。20主要内容三、节能设计优化措施21三、节能设计优化措施节能设计要点根据前述能耗的分析可以得出以下节能设计要点：节能措施一：优化二次污染物的处理方式。（浓缩液处理、臭气的处理、污泥处理）节能措施二：优化运行方式和总平布置提高设备使用效率，减少水头损失。节能措施三：合理选择节能设备（水泵、风机），在取得同样效果情况下降低运行电耗。22三、节能设计优化措施节能设计措施一（1）浓缩液处理的节能设计目前焚烧厂浓缩液的主流处理方式主要有：机械蒸汽再压缩（MVR）蒸发浓缩及结晶及资源化技术、焚烧厂协同处理（制浆/飞灰等）。通常采用不同的处理方式能耗情况及处理效果也不尽相同。项目MVR蒸发（零排放）石灰浆制备等水质波动适应性适应性较强，需预处理、出水深度处理适应性强，不需预处理吨水投资约10万输送控制设备，投资少运行费用（浓缩液）约125元很少吨水耗电仅输送水泵耗电出水指标GB/T19923-2005不产水23三、节能设计优化措施节能设计措施一项目浓缩液处理工艺出水标准运行情况深圳市东部环保电厂污水处理站工程提腐殖酸减量+电厂回用制浆等GB/T19923-2005在建深圳市南山垃圾发电厂渗沥液处理技改工程提腐殖酸减量+电厂回用制浆等GB/T19923-2005在建莱芜市环保能源发电项目（渗沥液处理站）回电厂综合利用GB/T19923-2005已运行宁波市鄞州区生活垃圾焚烧发电工程渗滤液处理RO浓缩减量+回电厂综合利用GB/T19923-2005已运行青岛市小涧西生活垃圾渗沥液处理改扩建工程（填埋与焚烧混合渗沥液）MVR蒸发结晶（DTRO浓液）一级A已运行深圳宝安区老虎坑垃圾焚烧发电厂二期配套渗滤液处理项目提腐殖酸减量+MVR蒸发分段结晶分盐GB/T19923-2005已运行24三、节能设计优化措施节能设计措施一（2）臭气处理的节能设计目前焚烧厂渗沥液处理产生的臭气主流处理方式主要有：生物除臭技术，化学洗涤法，直接送至垃圾仓焚烧处理法等。几种除臭方式说明见下表。除臭方法生物法化学法垃圾仓焚烧能耗较高高低投资费用高较高低运行费用低高低，风机电费占地占地面积大中等少特点1）湿度、温度、营养、pH等控制要求较高；2）含硫类臭气成分降解产生硫酸根导致酸积累；3）易堵塞生物滤层；4）良好的去除效果。启动快但涉及化学药品种类多，涉及危险化学品。运行不稳定。1）系统设备维护简便2）处理成本低3）效果好，通常需要备用应急处理25三、节能设计优化措施节能设计措施一项目臭气处理工艺排放标准运行情况深圳市东部环保电厂污水处理站工程回炉焚烧+化学紫外备用（GB14554-93）在建深圳市南山垃圾发电厂渗沥液处理技改工程回炉焚烧+化学备用（GB14554-93）在建宁波市鄞州区生活垃圾焚烧发电工程渗滤液处理回炉焚烧（GB14554-93）已运行莱芜市环保能源发电项目（渗沥液处理站）生物滤池除臭（GB14554-93）已运行青岛市小涧西生活垃圾渗沥液处理改扩建工程生物滤池除臭（GB14554-93）已运行深圳宝安区老虎坑垃圾焚烧发电厂二期配套渗滤液处理项目生物除臭+化学除臭（GB14554-93）已运行26三、节能设计优化措施节能设计措施一（3）污泥处理的节能设计根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2014，渗沥液处理产生的少