垃圾滲濾液治污陷困境“蒸發(fā)+去氨氮”另辟蹊徑
在安徽省六安市城南鎮(zhèn)紫園村,六安市生活垃圾衛(wèi)生填埋場滲濾液處理站的圍墻外,三股濃黑色的污水從圍墻的墻根處向外滲出,污水泛著臭味直接流進幾米外的一個水塘,水塘四周連著大片的農(nóng)田……由于垃圾滲濾液污染等問題,當(dāng)?shù)卣蟾浇迕襁w移,安置到幾公里外的地方居住,而安置小區(qū)正在建設(shè)中,村民們寧可在外租房過渡,也不愿意在家里居住。
其實,六安市的垃圾滲濾液問題不過是垃圾滲濾液處理困境的一個例子,在過去的一年內(nèi),武漢忻州陽邏開發(fā)區(qū)、西安江村溝、廣西北海等地都發(fā)生了垃圾滲濾液“無意”或有意偷排事件,不但嚴(yán)重污染了周邊的環(huán)境,而且引發(fā)了周邊居民集體上訪,或攔截垃圾車進入垃圾填埋場等行為。
為了解決垃圾滲濾液問題,從7月1日起,我國現(xiàn)有生活垃圾填埋場滲濾液處理開始全面執(zhí)行《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。這是一個由環(huán)境保護部制定,被業(yè)界評價為“最嚴(yán)格”的水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。而按照有關(guān)法律規(guī)定,該標(biāo)準(zhǔn)具有強制執(zhí)行的效力。
我國年產(chǎn)垃圾滲濾液800到1000萬立方
“據(jù)中國統(tǒng)計年鑒來看,2009年我國共清運了1.57億噸垃圾,其中,81%進行了填埋。初步估算,約生產(chǎn)了800到1000萬立方的滲濾液。”中國環(huán)境科學(xué)研究院博士田書磊說,要達到新標(biāo)準(zhǔn)要求,建設(shè)投資約為6到10萬元/噸,全國滲濾液總處理建設(shè)投資將超過100億元人民幣;如果按照運行費用20到45元/噸計算,處理這些滲濾液,全國每年也要花費4億多元。
清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系教授聶永豐把滲濾液形容為“垃圾填埋場面臨的極為棘手的問題”。此外,垃圾滲濾液的處理難度非常高,處理的經(jīng)濟成本也高,這主要源于滲濾液的特性。
日前,由環(huán)境保護部主持召開的“生活垃圾填埋場滲濾液處理及其污染防治技術(shù)政策”會議上,中國城市建設(shè)研究院副院長翟力新說,垃圾滲濾液成分復(fù)雜,含有大量的有機物,其中含量較多的有機烴類及其衍生物、羧酸類、醇酚類、酮醛類和酚胺類等近90多種;滲濾液中還含有各類重金屬污染物,有10多種之多。滲濾液污染物濃度高且可生化性差,COD(化學(xué)需氧量)和BOD(生化需氧量)濃度高達幾萬毫克/升,是城市污水的上百倍。此外,不同填埋場滲濾液組分差異很大,同一個填埋場的滲濾液組成成分會隨著季節(jié)的變遷和填埋時間的延續(xù)而不斷變化,其水質(zhì)多變?yōu)樘幚碓斐删薮箅y題。
傳統(tǒng)“生化+膜”工藝走入“死胡同”
目前,我國各垃圾填埋場基本使用“生化+膜”的傳統(tǒng)技術(shù)來處理垃圾滲濾液。中國工程院院士劉鴻亮等專家一致表示,以現(xiàn)有的“生化+膜”技術(shù),滲濾液濃液產(chǎn)生率超過30%,超濾膜等壽命周期短,更換頻率太快,費用昂貴,且無法治理達標(biāo)。
“從實際運行來看,膜法基本是個死胡同。”業(yè)內(nèi)專家普遍表示,膜技術(shù)有其先進性,但在垃圾滲濾液處理領(lǐng)域,目前它在運行、管理、成本方面有不可逾越的障礙。國內(nèi)不少項目采用了“生化+膜”工藝,包含厭氧、好氧、超濾、反滲透等多個處理工序,系統(tǒng)復(fù)雜,受影響因素較多,做到整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)需要較高的技術(shù)水平。一旦其中某一個處理過程“癱瘓”,整個工藝都會受到嚴(yán)重影響甚至停工。
此外,“生化+膜”等工藝在運行中還將產(chǎn)生超過30%的濃縮液,污染物濃度很高,其處理仍然是個難題。清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系教授王凱軍說,如通過循環(huán)處理,則容易造成鹽分不能及時排出而累積,膜的更換頻率很快上升,從而顯著增加成本。
無論是完全生化法還是引入膜技術(shù),現(xiàn)有工藝的系統(tǒng)穩(wěn)定性很大程度上還取決于管理操作人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗。缺乏具有熟悉上述處理單元運行的高水平人才,是造成目前多數(shù)垃圾滲濾液處理項目無法正常運行的重要原因。“我在全國看了50—60個項目,無論是雙膜還是疊膜工藝,運行都不理想。要么不能穩(wěn)定達標(biāo),要么停機檢修。”天津市政工程設(shè)計院技術(shù)顧問趙利君表示。
脫氮工藝革新將成必然趨勢
聶永豐、翟力新等專家一致認(rèn)為,垃圾滲濾液的處理技術(shù)的復(fù)雜性,是由于垃圾滲濾液所含污染物成分的復(fù)雜性、不確定性和不穩(wěn)定性,其處理難度遠遠超出任何污染物成分相對清楚、濃度相對穩(wěn)定、性質(zhì)相對確定的污水;滲濾液中的氨氮濃度隨著垃圾填埋年限的增加而增加,當(dāng)氨氮濃度過高時,會影響微生物的活性,降低生物處理的效果,水質(zhì)變化大,增加了生物處理的難度。另外,滲濾液在進行生化處理時會產(chǎn)生大量泡沫,不利于處理系統(tǒng)正常進行。
“新標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求更嚴(yán),指標(biāo)數(shù)量增加較多,尤其是對總氮提出了要求,這就對生物處理工藝提出了更高的要求,要求處理工藝具有較強的脫氮理功能。此外,要達到規(guī)定的要求,需要增加投資和運行成本。而且要求工藝控制、操作要靈活,在水質(zhì)發(fā)生波動時,能有較強的適應(yīng)性。”翟力新說,因此為了達到新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求,脫氮工藝的革新將變成一種必然趨勢。
“蒸發(fā)+去氨氮”新技術(shù)另辟蹊徑
正是由于垃圾處理面臨的種種困境,目前有關(guān)管理部門還是業(yè)界都在努力尋求新的處理技術(shù)和模式。“治理技術(shù)必須考慮成本,在穩(wěn)定達標(biāo)情況下的成本是決定一項技術(shù)能否大規(guī)模推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。”中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會城市垃圾處理專業(yè)委員會秘書長徐海云說,特別是隨著垃圾處理設(shè)施向縣一級城市的擴展,成本、運行、管理等因素都必須考慮。
因此,一項名為“MVC蒸發(fā)+DI去氨氮”的垃圾滲濾液處理技術(shù)引起了業(yè)內(nèi)關(guān)注。日前,在中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會組織召開了對這項技術(shù)的專家評議會上,中國工程院院士劉鴻亮表示,廣州市從化區(qū)潭口垃圾填埋場采用該技術(shù)處理垃圾滲濾液,出水水質(zhì)符合國家《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。
劉鴻亮說,“MVC+DI”技術(shù)處理垃圾滲濾液,效果顯著。與傳統(tǒng)工藝相比,該技術(shù)具有工藝單元少、操作管理簡單、占地小、清水得率高(濃縮液量少)等優(yōu)點,受填埋場年齡和季節(jié)變化影響較小,具有較強的適應(yīng)性。其中,MVC蒸發(fā)與DI離子交換工藝成熟,充分回收能量、降低能耗,去除氨氮的效果優(yōu)良。
上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計院環(huán)境工程所所長王聲東說,“這個技術(shù)對于小型垃圾填埋場的滲濾液處置具有優(yōu)勢,管理簡單、即開即停,但前提是要通過設(shè)備國產(chǎn)化優(yōu)化工藝等來降低建設(shè)成本。”他還表示,他們將與技術(shù)單位合作,在上海老港垃圾處理場建設(shè)一個一兩百噸左右規(guī)模的滲濾液處理設(shè)施,通過實際運行,觀察成本和實際運行效果。
■名詞
垃圾滲濾液是由垃圾分解后產(chǎn)生的內(nèi)源水與外來水分(包括大氣降水、地表水、地下水入侵)所形成的液體,其中含有大量的有機物、無機離子,以及離子等。
據(jù)統(tǒng)計,我國1噸垃圾平均處理費用約30多元人民幣,而東部地區(qū)經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū),可到40—50元/噸,而西部地區(qū)約20多元/噸。
但是,日本1噸垃圾處理費用約2萬—3萬元日元,約為2000—3000元人民幣,日本的垃圾滲濾液全部處理費用約1萬多日元/噸,將近1000元人民幣/噸。
■相關(guān)鏈接
“最嚴(yán)格”水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)開始實施
從7月1日起,現(xiàn)有生活垃圾填埋場滲濾液處理開始全面執(zhí)行《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)。這是又一個被業(yè)界評價為“最嚴(yán)格”的水污染物排放標(biāo)準(zhǔn),COD、氨氮等限值大幅加嚴(yán)。
根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn),垃圾滲濾液系統(tǒng)的設(shè)計、施工、驗收和運行標(biāo)準(zhǔn)提高了;增加了生活垃圾填埋場污染物控制項目數(shù)量,COD、氨氮等污染物排放濃度限制大幅度加嚴(yán)。如根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中表2《現(xiàn)有和新建生活垃圾填埋場水污染物排放濃度限值》中規(guī)定,常規(guī)污水處理設(shè)施排放口排放濃度限值COD為100毫克/升、氨氮為25毫克/升、總氮為40毫克/升、總磷為3毫克/升。
而在國土開發(fā)密集度已經(jīng)較高、環(huán)境承載能力開始減弱或環(huán)境容量小、生態(tài)環(huán)境脆弱,容易發(fā)生嚴(yán)重環(huán)境污染問題而需要采取特別保護措施的地區(qū),應(yīng)嚴(yán)格控制生活垃圾填埋場的污染物排放行為,在上述地區(qū)的現(xiàn)有和新建生活垃圾填埋場執(zhí)行《現(xiàn)有和新建生活垃圾填埋場水污染物特別排放限值》表3標(biāo)準(zhǔn),其中的規(guī)定更為嚴(yán)格,常規(guī)污水處理設(shè)施排放口COD限值為60毫克/升、氨氮為8毫克/升、總氮為20毫克/升、總磷為1.5毫克/升。
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