我国生活垃圾焚烧厂渗滤液处理探析

2016-12-09 03:44王婕李剑峰
资源节约与环保 2016年5期
关键词:填埋场垃圾焚烧滤液

王婕 李剑峰

(1上海市浦东新区废弃物管理中心上海2001352上海勘测设计研究院有限公司上海200434)

我国生活垃圾焚烧厂渗滤液处理探析

王婕1李剑峰2

(1上海市浦东新区废弃物管理中心上海2001352上海勘测设计研究院有限公司上海200434)

生活垃圾焚烧发电技术正逐步成为垃圾处理的主流技术,垃圾渗滤液的二次污染问题亟需解决。本文分析了焚烧厂渗滤液的特点、排放标准及处理方式,指出了渗滤液处理的问题,提出相应对策,以期为我国焚烧厂渗滤液管理与控制提供支持。

垃圾焚烧;渗滤液;排放标准;处理方式

据国家统计局数据,截至2014年底,全国城市生活垃圾量达到1.79×108t/d,垃圾围城现象严重。城市生活垃圾主要有填埋、堆肥和焚烧等处理方式。填埋是目前最常用的垃圾处理方式,但是随着填埋场地的日益匮乏,占地面积小,减量化、资源化和无害化程度高的垃圾焚烧发电技术正逐步成为垃圾处理的主流。根据《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,明确要求焚烧项目总规模为30.72×104t/d。虽然到2015年底,全国焚烧总能力为23.3×104t/d,但目前在建的工程规模还有10×104t/d左右。而垃圾焚烧厂产生的渗滤液中含有大量高浓度有机污染物和重金属等有毒有害物质,如处理不当将严重污染地表水、地下水和土壤。因此,垃圾渗滤液污染问题亟需解决。

1 垃圾焚烧厂渗滤液的特点

垃圾渗滤液属高浓度有机废水,具有BOD5和COD浓度高、有毒有害污染物种类多、微生物比例失调、水质水量变化大等特点[1]。焚烧厂渗滤液堆放时间短,其特点不同于填埋场渗滤液,但类似于初期渗滤液。我国生活垃圾含水率较高,一般垃圾焚烧厂内生活垃圾的储存时间为3~7天,通过有机质的生物发酵促进渗滤液渗出,降低入炉垃圾含水率,提高入炉垃圾热值。我国垃圾焚烧厂产生的渗滤液量大大高于发达国家。

2 垃圾焚烧厂渗滤液控制标准及处理方式

2.1就地处理达标后直接排放或回用

随着经济技术的发展,焚烧厂渗滤液对周边环境的危害逐步引起重视。《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)[2]严格规定了焚烧厂渗滤液排放标准,强化了控制要求。标准规定焚烧厂渗滤液就地处理执行填埋场渗滤液同样的标准(GB1889-2004)。为实现污水零排放的目标,一些垃圾焚烧厂依照《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中冷却水水质要求,将渗滤液处理的出水回用。更严格的标准要求渗滤液处理必须采用深度处理工艺[3],如北京天地人的碟管式反渗透和碟管式纳滤技术已经在各地建有70多个项目。该技术虽然投资大,成本高,但随着垃圾焚烧项目的逐步普遍,其有利于垃圾焚烧产业的长期发展,符合国家利益、环保政策。

2.2预处理达标后运至污水处理厂处理

GB18485-2014对排入二级污水处理厂的渗滤液出水也做出了规定,在重金属浓度达到GB18485-2014中表2规定的浓度限制、污水量不超过污水处理厂处理量0.5%、均匀注入且不影响污水处理效果的前提下,可通过污水管网或密闭输送至污水处理厂。该方式可利用污水处理厂的容量资源,适用于距离污水厂较近且渗滤液量较小的垃圾焚烧厂。但需在厂内采用较低成本的处理方式(如混凝沉淀)对渗滤液进行预处理,使重金属达标。

2.3直接运往垃圾填埋场渗滤液处理站处理

距离垃圾填埋场较近的焚烧厂,可将渗滤液通过管网或密闭输送至垃圾填埋场渗滤液处理站,与填埋场渗滤液一同处理。但随着垃圾焚烧方式的日益普及,垃圾填埋场的填埋物将由原来含水率高、有机物浓度高的生活垃圾转变为稳定化处理后的焚烧残渣、飞灰及性质稳定的工业垃圾。填埋场渗滤液水量、成分、浓度将发生很大变化,填埋场渗滤液处理工艺也将不适用于焚烧厂渗滤液。

2.4浓缩后回喷到焚烧炉中焚烧

雾化回喷是国外垃圾焚烧厂处理渗滤液普遍方式,但由于我国垃圾渗滤液水量大,垃圾热值低等实际情况,直接回喷并不适用。因此需要对渗滤液进行预处理,例如将渗滤液进行浓缩处理,使其水量更少、浓度更高、含水率更低,在工况良好时,将渗滤液回喷至焚烧炉,可减小对锅炉的影响,同时彻底解决渗滤液处理后浓缩液的问题。目前,国内深能源环保公司在深圳盐田和南山垃圾厂相继应用了此方式。这种以废治废的方式适合垃圾焚烧炉和余热锅炉能力有富裕的垃圾电厂。

3 垃圾焚烧渗滤液处理存在问题

3.1垃圾焚烧渗滤液处理的环境管理体系有待进一步完善

GB18485-2014对焚烧厂渗滤液末端治理提出了更高的控制要求,标准规定执行填埋场渗滤液标准(GB1889-2004),基本等同于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准,比《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准更加严格,部分指标严于国外填埋场渗滤液标准[4](详见表1)。更严格的排放标准对于有效控制焚烧厂渗滤液对环境的二次污染起到十分重要的作用。《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2009)对垃圾焚烧渗滤液处理只简单提出要求,没有做出具体技术指导。借鉴《生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范》(HJ564-2010)中所推荐的垃圾渗滤液处理技术成本过高,一般均超过了地方的经济承受能力,在实际应用中不能被广泛实施应用,存在指导性、可操作性及适用性不强的问题。

表1 各排放标准主要污染物浓度比较单位:mg/L

3.2垃圾焚烧渗滤液产生量大,成分复杂,重金属含量高

传统的生活习惯造成我国垃圾含水率高。2000年6月,国家确定了一批垃圾分类试点城市,其中大部分城市都开展干湿分类,将含水率较高的湿垃圾从生活垃圾中分离出来,经过多年的尝试,并没有达到预期效果。如某区2014年生活垃圾理化特性分析中,生活垃圾平均含水率为63%,其中,开展垃圾干湿分类的小区中,干垃圾含水率57%,湿垃圾69%,干湿垃圾分类效果不佳。重金属含量较高的电池、灯管、电子垃圾等混入生活垃圾的现象也比较严重。造成我国垃圾渗滤液产生量大,成分复杂,重金属含量高,成为渗滤液达标排放的制约因素。

3.3缺乏经济高效有针对性的垃圾焚烧渗滤液处理技术

垃圾渗滤液属于难降解有机废水,氨氮含量高,有毒有害物质种类多,渗滤液处理技术要求高,处理难度大。按照新标准要求,我国大部分垃圾焚烧厂渗滤液处理工程都面临升级改造问题,但目前缺少经济可行的技术以保证垃圾渗滤液的达标排放。

生化技术与膜技术相结合可实现垃圾渗滤液达标排放,但工程投资大、运行成本高,实际应用难。如反渗透技术处理垃圾渗滤液投资成本一般在8~10万元/吨,运行成本在30~50元/吨[4],一般焚烧厂难以承受。寻求经济高效的处理技术是保证渗滤液达标排放的关键。

4 垃圾焚烧渗滤液处理存在问题的对策分析

4.1完善垃圾焚烧渗滤液处理的环境管理体系

结合我国国情、地区差异及现有技术水平,制定并完善垃圾渗滤液污染控制标准,进一步完善相关标准及工程技术规范文件,强化文件的指导性、可操作性,为垃圾渗滤液无害化处理提供强有力的技术支持。

4.2落实垃圾分类政策,从源头控制垃圾渗滤液

从垃圾分类入手,在源头上将垃圾分类投放,将含水率较高的厨余垃圾从生活垃圾中分离出来,将纸类、塑料、金属等可回收物回收利用,将电池、灯管、电子垃圾等有害物单独分类资源利用,从源头控制垃圾渗滤液的质和量。

4.3开发经济、高效、实用的焚烧厂渗滤液处理技术

单一的处理方法已经不能满足要求焚烧厂渗滤液处理要求,应通过各种方法的优化组合。“预处理+生化处理+膜处理技术”是目前渗滤液处理比较成熟的方法,但膜处理产生的浓液仍是一个处理难题[8]。浓缩回喷法是一个“零排放”的垃圾渗滤液处理方法,也值得采用[9]。代晋国等[4]提出以羟基自由基为基础的高级氧化技术是垃圾渗滤液处理的一个研究方向,高级氧化处理与生化处理技术的高效集成也是垃圾渗滤液处理技术的重要发展方向。

5 结语

垃圾焚烧厂渗滤液已经成为一个亟待解决的问题。《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)强化了垃圾焚烧渗滤液控制要求,垃圾焚烧厂渗滤液达标排放需要更强的技术支撑,更高的投资运行费用。上文各处理方式各有优缺点,应综合考虑当地实际、环保及经济性,选择最适合的处理方式。落实垃圾分类政策,从源头控制渗滤液的质和量,是减少渗滤液污染的一种手段。严格控制渗滤液达标排放更需要开发高效、经济的渗滤液处理技术。更具操作性和指导性的工程技术规范的出台将为垃圾焚烧渗滤液处理的发展指明方向。

[1]杨飞黄.膜组合技术处理城市垃圾焚烧厂渗滤液运行特性的研究.成都:西南交通大学,2007.

[2]GB18485-2014生活垃圾焚烧污染控制标准.

[3]叶杰旭,等.生活垃圾焚烧厂沥滤液处理技术研究进展.环境科学与技术,2012,(35)61.134-139.

[4]代晋国.新标准下我国垃圾渗滤液处理技术的发展方向,环境工程技术学报,2011,(1)3.

[5]GB16889-2008生活垃圾填埋场污染控制标准.

[6]GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准.

[7]GB8978-1996污水综合排放标准.

[8]王磊刚.垃圾焚烧厂渗滤液处理工程中常见问题探讨.能源环境保护,2013(27)6:39-45.

[9]高文彬.垃圾焚烧发电厂渗滤液的处理.城市建设理论研究, 2014(4)18.

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