垃圾焚燒廠瀝濾液的處理
摘 要：以生化處理方法去除瀝濾液中主要污染物的工藝目前研究較多的是氨吹脫+UASB+SBR，以及在此基礎(chǔ)上增加臭氧氧化、混凝等工藝，較典型的是采用改進的填埋場滲濾液工藝——混凝+氨吹脫+pH回調(diào)+厭氧濾池+SBR+臭氧消毒。
1、瀝濾液的產(chǎn)生
隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，中國城市生活垃圾產(chǎn)量也飛速增長，垃圾焚燒處理相對于衛(wèi)生填埋法、堆肥法而言，在減量化、無害化、資源化等方面具有很大優(yōu)勢，尤其是在人口高度密集、土地資源緊張、垃圾熱值較高的大中城市和沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，垃圾焚燒處理法得到大力發(fā)展，北京、深圳、上海、廣州、寧波、溫州、杭州、蘇州等經(jīng)濟發(fā)達城市已紛紛開始建設(shè)垃圾焚燒廠，國家環(huán)？偩衷谟嘘P(guān)城市垃圾處理的文件中也確定在經(jīng)濟較發(fā)達、垃圾熱值較高的地區(qū)推廣焚燒法處理城市生活垃圾。
中國城市生活垃圾的廚余物多、含水率高、熱值較低，焚燒法處理垃圾時必須將新鮮垃圾在垃圾儲坑中儲存3~5天進行發(fā)酵熟化，以達到瀝出水份、提高熱值的目的，才能保證后續(xù)焚燒爐的正常運行，《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2001）中將此過程中瀝出的水份稱為“瀝濾液”，其特點是污染物濃度高、水質(zhì)變化大、帶有強烈惡臭，呈黃褐色或灰褐色。
2、瀝濾液的性質(zhì)
由于垃圾的焚燒處理技術(shù)在國內(nèi)剛剛興起，目前國內(nèi)對垃圾焚燒廠瀝濾液的性質(zhì)研究報道不多，作者長期從事垃圾焚燒廠瀝濾液研究及處理技術(shù)開發(fā)，多年來積累了一些數(shù)據(jù)。2001年某次測定的瀝濾液全分析數(shù)據(jù)如
表一：2001年南方某垃圾焚燒廠某次瀝濾液全分析數(shù)據(jù)（單位：mg/l）
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根據(jù)作者掌握的國內(nèi)部分城市的生活垃圾焚燒廠瀝濾液的水質(zhì)數(shù)據(jù)，其COD約40000~80000mg/l（混有工業(yè)或建筑垃圾時COD最低約20000mg/l），夏季時較低，冬季較高；BOD/COD為0.4~0.8，氨氮為1000~2000mg/l，pH為5.0~6.5，SS為1000~5000mg/l，呈黃褐色或灰褐色，揮發(fā)出的氣體帶有強烈惡臭，對人體有危害，能使人產(chǎn)生惡心、尿血、頭暈等癥狀。通過質(zhì)譜分析，垃圾瀝濾液中有機物種類高達百余種，其中所含有機物大多為腐殖類高分子碳水化合物和中等分子量的灰黃霉酸類物質(zhì)。
國內(nèi)外垃圾瀝濾液的產(chǎn)生量有很大不同。國外由于生活習(xí)慣與中國有差異，垃圾中廚余物含量很少，比利時某垃圾焚燒廠處理能力為1000噸/天，垃圾瀝濾液最大產(chǎn)量約4噸，日；静划a(chǎn)生瀝濾液。而中國城市生活垃圾中廚余物含量很高，根據(jù)中科院廣州能源研究所對深圳城市生活垃圾基礎(chǔ)分析報告，深圳的部分垃圾焚燒廠的經(jīng)熟化堆放排出瀝濾液后的垃圾（即進入焚燒爐進行處理的垃圾）中廚余物含量在40%~45%，含水率約50%，因此，中國城市生活垃圾的瀝濾液產(chǎn)生量非常高，根據(jù)上海、深圳、寧波、珠海、蘇州等不同地域城市的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，垃圾瀝濾液的產(chǎn)量占垃圾總量的10%~20%左右，平均約15%。
3、垃圾瀝濾液處理技術(shù)及研究
隨著垃圾焚燒技術(shù)在中國的逐步推廣，為防止焚燒過程中產(chǎn)生的“二次污染”，垃圾瀝濾液必須經(jīng)過處理達標(biāo)后才能排放，因此瀝濾液的處理技術(shù)受到國內(nèi)外環(huán)保界的廣泛關(guān)注。目前正在研究或運用的處理技術(shù)有以下幾種：
1）回噴法。
西方發(fā)達國家由于垃圾中廚余物少，熱值高，瀝濾液產(chǎn)量少，一般采用將瀝濾液回噴焚燒爐進行高溫氧化處理。比如本文介紹的比利時某1000t/d的垃圾焚燒廠，其最大瀝濾液產(chǎn)量為4t/d，平時基本沒有，該廠建有300m3左右的瀝濾液收集池，平時將瀝濾液集中在池內(nèi)，當(dāng)垃圾熱值較高時，用高壓泵將瀝濾液加壓經(jīng)自動過濾器、回噴系統(tǒng)噴入焚燒爐進行處理，當(dāng)垃圾熱值較低時停止。
回噴法適合于瀝濾液產(chǎn)量少、垃圾熱值高的場合，對于熱值較低的垃圾則不適合，否則會造成焚燒爐爐膛溫度過低、甚至熄火的狀況。經(jīng)計算，對于熱值為1223kcal/kg、含水率為48%的城市生活垃圾，理論上瀝濾液最大回噴量為垃圾焚燒量的3.19%。但中國垃圾的含水率太高，瀝濾液產(chǎn)量大，顯然回噴法不適用于中國，目前中國所建的眾多垃圾焚燒廠均沒有采用回噴法處理瀝濾液。
2）反滲透法處理
反滲透法處理高濃度、高鹽份污水已得到廣泛應(yīng)用，在城市生活垃圾填埋場滲濾液的處理中也已有成熟的運行經(jīng)驗，目前國內(nèi)有公司嘗試引進德國技術(shù)運用于中國垃圾焚燒廠瀝濾液處理。但焚燒廠垃圾瀝濾液與填埋場滲濾液不同，有機物、懸浮物含量要高的多，反滲透濃縮液量也要比填埋場滲濾液大的多。一般來說二級RO系統(tǒng)處理填埋場滲濾液的濃縮比可達到10%，而運用于瀝濾液處理時，經(jīng)實驗證明濃縮比最高只有50%，反滲透膜也極易污染中毒，膜組件更換頻繁，而且預(yù)處理系統(tǒng)要復(fù)雜得多。
反滲透法產(chǎn)生的濃縮液的處理是一個難點，填埋場滲濾液的濃縮液可以采用回灌填埋區(qū)進行處理，利用已填埋的垃圾吸附降解濃縮液中的重金屬及有機物，而焚燒廠瀝濾液用反滲透法處理產(chǎn)生的濃縮液還有50%以上，由于沒有填埋場回灌的便利條件，回噴焚燒爐水量又太大，因此用膜處理法處理瀝濾液的前提是解決濃縮液的處理問題。
3）生化處理
以生化處理方法去除瀝濾液中主要污染物的工藝目前研究較多的是氨吹脫+UASB+SBR，以及在此基礎(chǔ)上增加臭氧氧化、混凝等工藝，較典型的是采用改進的填埋場滲濾液工藝——混凝+氨吹脫+pH回調(diào)+厭氧濾池+SBR+臭氧消毒，但從眾多研究單位的結(jié)果看，以生化法為主的工藝對瀝濾液處理效果很差，微生物對瀝濾液中高濃度污染物的降解能力很低，而吹脫出的氨又帶來二次污染。截止到目前，以生化處理為主要處理手段的工藝仍然無法在瀝濾液處理中得到應(yīng)用。
4）化學(xué)氧化處理
某垃圾焚燒廠曾采用Feton試劑氧化+氨吹脫+混凝沉淀+厭氧+SBR+ClO2氧化+活性炭吸附工藝處理瀝濾液，該工藝實際主要是依靠化學(xué)氧化劑及活性炭吸附去除污染物，從運行結(jié)果來看，加藥正常時出水可以達到國家三級排放標(biāo)準(zhǔn)，但運行費用高達120元/噸以上。
5）CTB工藝處理
作者長期以來從事垃圾瀝濾液處理的工藝研究，經(jīng)過多年的不斷實驗與探索，最終開發(fā)出CTB（coagulation-thermodynamica-biochemical oxidation）處理工藝，該工藝采用混凝+低溫多效蒸發(fā)+氨吹脫+生化處理法，將COD為50000～80000mg/l、氨氮為1200～2000mg/l的垃圾瀝濾液處理到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
低溫多效蒸發(fā)和氨吹脫作為本工藝的核心技術(shù)，大部分污染物如COD、氨氮等主要在此階段去除，經(jīng)混凝去除懸浮物后的瀝濾液經(jīng)這兩道工序處理后，原水COD為70000mg/l、氨氮為2000mg/l的瀝濾液可被處理到COD小于1000mg/l、氨氮小于100mg/l，且其BOD/COD約為0.6，生化性能良好，再輔之以好氧生化處理單元，其最終出水可滿足國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。在此過程中產(chǎn)生的污泥、蒸發(fā)殘渣等排入垃圾倉，隨垃圾進入焚燒爐進行焚燒處理，而吹脫出的氨等氣體作為焚燒爐二次風(fēng)進行高溫氧化處理，不會帶來新的二次污染。
本工藝的工業(yè)化實施已接近完成，現(xiàn)已安裝完畢，調(diào)試工作已基本完成，從目前調(diào)試結(jié)果看，垃圾瀝濾液在各單元的處理效果均優(yōu)于實驗室模擬實驗結(jié)果，證明本工藝已基本實現(xiàn)工業(yè)化實施。欲了解本工藝的具體情況的業(yè)內(nèi)人士可與作者聯(lián)系。
6） 其他處理工藝
除上述處理方法，目前進行的瀝濾液處理的工藝研究還包括催化氧化法、濕式氧化法、電氧化法、光氧化法等，這些氧化法或由于催化劑極易中毒、或由于耗電量太大等均無法進入實際工業(yè)化階段，在此不再介紹。
4、 瀝濾液處理中目前存在的問題
1） 焚燒廠瀝濾液排放標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)國家環(huán)保局《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18485-2001規(guī)定，垃圾焚燒廠工藝廢水污染物最高允許排放濃度按國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996執(zhí)行，其主要指標(biāo)如表二：
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而對于垃圾填埋場中垃圾滲濾液按規(guī)定執(zhí)行《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB16889-1997，其主要指標(biāo)如表三：
圾填埋場滲濾液，其水質(zhì)隨填埋年限的不同而差別很大，許多文獻中已經(jīng)有詳細論述，本文不再進行探討，較有代表性的中等年限的填埋場滲濾液COD約6000mg/l，氨氮在2000~3000mg/l，呈黑色，帶有惡臭，重金屬含量超標(biāo)。焚燒廠瀝濾液的COD比填埋場滲濾液高幾倍甚至幾十倍，而垃圾瀝濾液量占垃圾焚燒廠中工藝廢水水量的絕大部分。對比排放標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，垃圾填埋場滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)中污染物排放濃度比垃圾焚燒廠相應(yīng)為高，這樣垃圾焚燒廠中瀝濾液處理難度將大大高于填埋場滲濾液的處理。作為特殊行業(yè)，垃圾焚燒廠中瀝濾液是一種高濃度、成分復(fù)雜、難降解的污水，其處理難度也比其它行業(yè)更加難以處理，按《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的如制糖、化工、味精等特殊行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)放寬的宗旨，垃圾焚燒廠的污水排放標(biāo)準(zhǔn)是否應(yīng)當(dāng)適當(dāng)放寬值得探討，否則處理難度和成本太高會使很多焚燒廠無法承受。
2）國內(nèi)垃圾焚燒廠現(xiàn)有瀝濾液處置方式
垃圾瀝濾液的處理是目前國內(nèi)環(huán)保界處理的研究熱點，同時也是一個難點，而大量垃圾焚燒廠已在國內(nèi)紛紛建設(shè)。垃圾瀝濾液是一種高污染、強烈惡臭的污水，垃圾焚燒廠在沒有解決瀝濾液處理的情況下投入運行，會產(chǎn)生新的二次污染，在目前沒有經(jīng)濟可靠工藝的情況下，部分已投運的垃圾焚燒廠采用將瀝濾液運往城市污水處理廠與生活污水混合處理，不說其成本昂貴（最少需80~100元/噸水），其行為也是一種污染物轉(zhuǎn)移的違法活動，與將污水偷排到城市污水管網(wǎng)的行為相同。而更有某些廠采用偷排的方式，將瀝濾液直接排到海洋及河流等地表水體中，嚴重污染環(huán)境。還有部分廠家采用高運行費用的工藝，僅在環(huán)保部門檢查時運行，其余時間則直排，這些做法會嚴重污染環(huán)境，建議在環(huán)保部門審批驗收垃圾焚燒廠瀝濾液處理時應(yīng)增加相應(yīng)條款，嚴格禁止將瀝濾液外運城市污水處理廠，并參照垃圾焚燒廠中對煙氣要求的自動在線監(jiān)測系統(tǒng)，在其排水口增設(shè)COD自動在線監(jiān)測系統(tǒng)。
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