我国的垃圾收集分类工作目前还不完善,生活垃圾中的大量厨余垃圾含水量很高,垃圾焚烧厂垃圾池内的垃圾在存放期间会渗沥出渗沥液。
渗沥液(又称渗滤液)是在城市固体废物堆放处理的过程中,由于压实和微生物的作用,垃圾中所含的污染物将随水分溶出,进而形成的一种高浓度的有机液体。
垃圾渗沥液水质复杂,腐蚀性很强,含有多种有毒有害的无机物和有机物。而且随着生物降解,会产生大量的硫化氢( H 2 S)、氨( N H 3)、甲烷(CH4)等易燃易爆且具有恶臭的气体。
根据国内垃圾焚烧厂的运行经验,垃圾池内的渗沥液产生量一般不大于垃圾量的2 0%,当垃圾含水量在50%左右时,垃圾池内渗沥液量不大于垃圾量的10%。如压缩式垃圾车将挤压出的渗沥液一并卸入垃圾池内,总的渗沥液量会超过20%。
为将渗沥液收集起来,目前通常的做法是在垃圾池壁底部设计若干孔洞并装设过滤网,在池外侧设一条渗沥液沟,渗沥液通过过滤网从渗沥液沟自流到渗沥液收集池,再由潜污泵加压送往渗沥液处理车间。
如渗沥液收集运输不畅,将导致垃圾池内的垃圾含水率升高,热值降低,影响垃圾电厂的经济效益。如垃圾渗沥液收集运输系统设计不合理,有可能导致渗沥液间内可燃气体大量聚集,进而可能导致爆炸,造成人身伤亡及厂房倒塌等严重事故。因此,渗沥液间的合理设计,与垃圾电厂的经济效益与运行安全息息相关。
1 渗沥液排放通畅设计要点
1.1 垃圾池底部排水坡度
垃圾池底部的排水坡度不宜小于2%,小于2%不利于渗沥液的排出,太大则会增加土建投资的费用,所以该坡度一般取2%或3%。
1.2 排水孔数量及尺寸
排水孔一般在垃圾卸料门底下设置,并设置上、下两排。这样设计的好处在于,雨季时当进厂垃圾的含水量突然增大的情况下,水也能较快的顺利排出。为了防止渗沥液在垃圾池壁上蔓延,一般还在排水孔的两侧设置挡水墙,对渗沥液进行导流,使之能顺利进到下部的污水沟中。挡水墙需做防腐处理。排水孔的尺寸一般为1.2m×1.0m,这是充分综合了排水的顺畅与垃圾池壁的承压强度之间的平衡所确定的,详图见图1。
1.3 过滤网的设计
过滤网是为了保证在渗沥液顺利排出的同时,阻隔垃圾随渗沥液一起流出而设计的。为了防止垃圾进入到收集池中,引起污水泵及输送管道的堵塞,必须对垃圾进行可靠的阻隔。一般在每个排水孔的外侧(相对于垃圾池而言)设置格栅过滤网,网格的尺寸一般为30m m左右。过滤网设计在垃圾池的外侧,能方便地对过滤网进行清理和更换。由于渗沥液具有很强的腐蚀性,并且垃圾会经常堵塞在网格上,所以过滤网的设计要充分考虑其清理和更换的方便性。为能很好的适应这样的要求,一般设计为插槽式过滤网。所谓插槽式是指过滤网不是焊接固定在垃圾池壁上的,而是在排水孔两侧焊接角钢作为槽框,过滤网插在槽框中,需要清理或更换时只需把滤网抽出即可。其形式如图2。
为了充分保证对垃圾的阻隔,一般在渗滤液沟道进到垃圾渗沥液池的进口前设置二次过滤网,其网格一般为10~15m m,同样是插槽式过滤网。其形式如图3所示。
1.4 垃圾渗沥液池的设计
为了方便渗沥液池的清淤工作,垃圾电厂一般在垃圾坑的端头设有渗沥液池。渗滤液沟道内的渗沥液随坡度,自流入渗沥液池内。渗沥液池一般按储存一天的渗沥液的量计算容积。池顶一般设有混凝土或不锈钢盖板。
1.5 渗沥液加压泵的选择设计
由于渗沥液的强腐蚀、含杂质多,渗滤液间内工作环境差,可燃气体含量高的特点。在选购渗沥液加压泵时,一般需要满足以下几个技术要求:
①耐腐蚀、不宜堵塞。
②防爆要求高。
③安装运行方便,一般均要求远程操作。
④安全可靠性高。一般情况,渗滤液泵选用两台,一用一备。自耦式潜污泵、液下排污泵、自吸排污泵是目前垃圾电厂主要选用的几种类型。
有的垃圾电厂还会在渗沥液泵及其输送管道上设计反冲洗系统,当长时间不启用泵时,对泵及管道进行反冲洗,防止堵塞。
2 渗沥液间的安全卫生设计要点
2.1 渗沥液间的通风除臭
由于渗沥液间内存在大量的臭气,为防止臭气外泄及降低可燃气体的浓度,一般渗沥液间内会设置机械通风系统,强制送新风送入渗滤液间,并强制将渗沥液间内的臭气抽出至垃圾池内。
一般为防止渗沥液间内的臭气外泄,新风量一般小于抽风量,保证渗沥液间内为负压。同时,一般会在进入渗沥液间的楼梯入口处设密封室,送入新风,保证密封室的正压。将渗滤液间与电厂内其他房间有效隔离。
2.2 渗沥液间的防爆
渗滤液间的防爆设计一般有以下几个方面:①控制可燃气体的浓度。一般垃圾电厂的渗沥液间内会设计有可燃气体浓度自控检测与报警装置,并与渗沥液间内的轴流风机联锁。通风管道采用的管道材质需有防静电特性,防止静电聚齐,引起火花爆炸。
②控制可燃气体的产生。渗滤液间内的可燃气体主要由渗滤液池底的污泥、垃圾厌氧发酵产生的,因此,原则上,渗滤液池的面积不宜过大,以免污泥大量聚集,产生大量可燃气体。并且,渗滤液池顶应设有清淤孔,定期将池底污泥清理掉,可大大减少可燃气体的产生。
③渗滤液间的所有电气设备。包括照明、电机等,均须设计为防爆型。人员运行及检修时,应明令禁止动火。
有的电厂在渗滤液沟道间的顶部0米层设一隔墙,将渗沥液沟道间与0米层的化水间、压空间等有效隔开。如此,如渗沥液间发生爆炸,将会大大降低对化水间和压空间内的人员的危害。
3 结语
渗沥液沟道间及渗沥液池的合理设计,与垃圾电厂的经济效益与运行安全息息相关。本文针对生活垃圾焚烧厂主厂房内的渗沥液排放通畅和渗沥液间的防爆两方面进行了设计阐述,可为垃圾焚烧发电厂的设计提供参考。