處理垃圾滲濾液 本土技術(shù)性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯
垃圾滲濾液如果不能有效處理，作為環(huán)境設(shè)施的垃圾填埋場(chǎng)也就變成了污染源。而處置難度大，處置費(fèi)用高，專業(yè)技術(shù)缺乏，這些都是造成垃圾滲濾液污染事故頻發(fā)的重要原因，那么，我國(guó)的相關(guān)處置技術(shù)發(fā)展情況如何？對(duì)于我國(guó)垃圾滲濾液的特殊性，國(guó)外引進(jìn)的技術(shù)是否適用？我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處置的難點(diǎn)在哪兒？
記者通過對(duì)北京市豐臺(tái)區(qū)馬家樓垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站、北京市阿蘇衛(wèi)垃圾填埋場(chǎng)以及北京市六里屯垃圾填埋場(chǎng)等處的滲濾液處理工程或擴(kuò)容改造工程的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些工程通過不同工藝的組合和對(duì)部分進(jìn)口工藝的創(chuàng)新改造，較好地解決了我國(guó)垃圾滲濾液處理問題。記者還就上述問題采訪了幾位業(yè)內(nèi)專家。
處理起步晚，彎路多
為研究滲濾液付出很大代價(jià)
上世紀(jì)末，垃圾填埋場(chǎng)滲濾液污染問題在我國(guó)開始受到重視。業(yè)內(nèi)專家介紹說，最初將滲濾液作為市政污水處理，采用氧化溝等工藝，但不久就發(fā)現(xiàn)處理設(shè)施難以運(yùn)行。因?yàn)闈B濾液屬于高濃度有機(jī)廢水，化學(xué)需氧量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出市政生活污水，且含有重金屬等有毒有害物質(zhì)，成分十分復(fù)雜，普通污水處理工藝中的微生物在滲濾液環(huán)境中難以存活，也就無法完成調(diào)試。
針對(duì)這種情況，當(dāng)時(shí)國(guó)家“863”計(jì)劃將垃圾滲濾液處理列為攻關(guān)項(xiàng)目，北京市政管委、海淀區(qū)科委、海淀環(huán)衛(wèi)中心等部門均開始斥資研究相關(guān)技術(shù)，上述專家參與了部分研究項(xiàng)目，并告訴記者，研究過程中付出了很大的代價(jià)。2000年至今，也先后有企業(yè)引進(jìn)國(guó)外管式MBR(膜生物反應(yīng)器)、DTRO(碟管式反滲透)等工藝設(shè)備，但由于我國(guó)垃圾滲濾液的特殊性，單體工藝無法完全解決問題，這些設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中運(yùn)行不穩(wěn)定、能耗高，而且全進(jìn)口的設(shè)備也導(dǎo)致項(xiàng)目造價(jià)高、維護(hù)費(fèi)用高等問題。
據(jù)了解，全國(guó)很多垃圾填埋場(chǎng)最初使用的引進(jìn)工藝設(shè)備，均因其不能適應(yīng)當(dāng)?shù)乩鴿B濾液的特點(diǎn)，無法滿足處理要求而需要重新進(jìn)行工藝改造。當(dāng)然這些技術(shù)理念的引進(jìn)，也為我國(guó)此領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的研發(fā)提供了借鑒，如DTRO工藝和管式膜MBR工藝等。
水土不服問題嚴(yán)重
有機(jī)質(zhì)含量高，造成國(guó)外技術(shù)不能適應(yīng)
據(jù)記者調(diào)查，DTRO是從德國(guó)引進(jìn)的成熟技術(shù)，并且此技術(shù)在德國(guó)垃圾滲濾液處理方面頗見功效，為什么到了我國(guó)就會(huì)出現(xiàn)不適應(yīng)癥？
有關(guān)專家給記者做了詳細(xì)分析。DTRO技術(shù)在應(yīng)用中的基本流程是:pH值調(diào)試——砂濾——袋式過濾器——DTRO膜系統(tǒng)。由于德國(guó)垃圾填埋場(chǎng)對(duì)有機(jī)質(zhì)的填埋比例進(jìn)行了嚴(yán)格限制，滲濾液成分相對(duì)簡(jiǎn)單，化學(xué)需氧量基本上不超過1000毫克/升，DTRO 技術(shù)取得了很好的應(yīng)用效果。但我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)的垃圾成分復(fù)雜，有機(jī)質(zhì)含量高，滲濾液成分也極其復(fù)雜，根據(jù)地域、季節(jié)以及雨污分流等措施的不同，化學(xué)需氧量在4000毫克/升～70000毫克/升之間。因此，德國(guó)應(yīng)用成功的DTRO技術(shù)，面對(duì)中國(guó)的滲濾液出現(xiàn)了一系列問題。
首先，pH值的調(diào)試就極為困難，先要加入氫氧化鈉、氫氧化鈣等堿性物質(zhì)，如果控制不當(dāng)，還要再加入鹽酸、硫酸等強(qiáng)酸調(diào)節(jié)，不但成本增加，同時(shí)也易造成二次污染。
到了砂濾系統(tǒng)和袋式過濾器兩個(gè)過濾流程時(shí)，由于滲濾液濃度大、TDS(溶解性總固體)值高，極易造成堵塞，在我國(guó)幾個(gè)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用中，其對(duì)砂濾系統(tǒng)沖洗水的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其過濾的滲濾液量。而DTRO膜系統(tǒng)也最終因?yàn)闈B濾液濃度高而導(dǎo)致嚴(yán)重堵塞，幾乎無法通過。
同樣從德國(guó)引進(jìn)的管式MBR技術(shù)，在進(jìn)入中國(guó)后也遇到了問題。與DTRO工藝不同的是，管式MBR工藝主要弊端是能耗太高。
據(jù)記者調(diào)查，MBR工藝技術(shù)是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理工藝，也稱膜分離活性污泥法，這種反應(yīng)器綜合了膜處理術(shù)和生物處理技術(shù)帶來的優(yōu)點(diǎn)，一方面，膜截留了反應(yīng)池中的微生物，使池中的活性污泥濃度大大增加，使降解污水的生化反應(yīng)進(jìn)行得更迅速更徹底，另一方面，由于膜的高過濾精度，保證了出水清澈透明從而省掉二沉池。
上述專家告訴記者，引進(jìn)的MBR工藝采用的是管式膜，有機(jī)物含量較高的滲濾液難以通過，從而容易導(dǎo)致膜的堵塞。為了進(jìn)行膜的污染控制，必須進(jìn)行大流量沖刷。以日處理200噸滲濾液工程為例，每小時(shí)出水大約10噸，而每小時(shí)反應(yīng)器內(nèi)的水流量為150噸～300噸，這些水都通過泵進(jìn)行循環(huán)，能耗巨大，直接導(dǎo)致運(yùn)行成本增加，也直接導(dǎo)致垃圾處理處置費(fèi)用增加，不利于在我國(guó)廣泛推廣。
技術(shù)瓶頸能否突破？
改進(jìn)工藝、因地制宜才能適應(yīng)我國(guó)市場(chǎng)需求
技術(shù)可以引進(jìn)，但不能照搬。從我國(guó)現(xiàn)有工程案例來看，垃圾滲濾液處理“照搬”的國(guó)外技術(shù)難以適應(yīng)我國(guó)國(guó)情。面對(duì)越來越大的市場(chǎng)需求，如何突破技術(shù)瓶頸、減少投資浪費(fèi)？
記者在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，對(duì)現(xiàn)有工藝創(chuàng)新改造、優(yōu)化工藝組合以適合不同地域垃圾滲濾液處理需求，是產(chǎn)業(yè)界需要努力的方向。另外，根據(jù)我國(guó)節(jié)能減排的政策要求，降低能耗是關(guān)鍵。
例如，北京市豐臺(tái)區(qū)馬家樓、阿蘇衛(wèi)和六里屯等處的幾座垃圾滲濾液處理設(shè)施主要工藝是中溫厭氧＋膜生物反應(yīng)器(MBR)＋納濾(NF)/反滲透 (RO)。但承建這些工程的北京潔綠科技發(fā)展有限公司對(duì)于中溫厭氧和MBR技術(shù)做了根本性的改造，使其適應(yīng)當(dāng)?shù)乩鴿B濾液特點(diǎn)，并將噸水能耗控制在15千瓦時(shí)以下。
對(duì)于厭氧工藝來說，傳統(tǒng)方法在處理濃度高、毒性大的滲濾液時(shí)，甚至難以調(diào)試，而北京潔綠引入生物工程技術(shù)，將傳統(tǒng)方法中90～180天的厭氧生物調(diào)試期縮短到20天左右。毫無疑問，成熟的厭氧處理工藝是降低高濃度垃圾滲濾液處理過程中能耗的有效途徑，目前這項(xiàng)技術(shù)在多個(gè)工程中得到成功應(yīng)用。20％的運(yùn)行費(fèi)用可去除60％以上的有機(jī)污染物，高濃度時(shí)可達(dá)到80％的去除率。
這里的MBR也和引進(jìn)的管式MBR工藝不同。實(shí)踐證明，全引進(jìn)的MBR對(duì)我國(guó)垃圾滲濾液處理技術(shù)發(fā)展是一個(gè)有力的推動(dòng)，但同時(shí)也將滲濾液處理工程引向高能耗的發(fā)展方向。針對(duì)這個(gè)問題，北京潔綠自主研發(fā)出低能耗MBR工藝，利用浸沒式MBR處理垃圾滲濾液并且將其機(jī)組設(shè)備化，形成由前置反硝化——硝化 ——二級(jí)反硝化——MBR機(jī)組組成的低能耗生化反應(yīng)系統(tǒng)，對(duì)總氮、氨氮和有機(jī)污染物具有很強(qiáng)的去除能力。由于大大減少了泵的使用，這一工序中，同等處理規(guī)模比進(jìn)口MBR工藝減少80％的能耗。
在進(jìn)口的管式MBR成套工藝設(shè)備中，曝氣使用射流曝氣器(需要鼓風(fēng)機(jī)與泵)，而其中泵的能耗比風(fēng)機(jī)還要大。上述專家分析說，與普通的鼓風(fēng)曝氣相比，射流曝氣雖然安裝簡(jiǎn)便，但要消耗兩倍以上的能量，而曝氣又是滲濾液處理過程中的耗能“大戶”，幾乎占據(jù)全過程能耗的一半。由于能耗高，目前北京范圍內(nèi)已經(jīng)不再使用射流曝氣方式，但北京之外的地區(qū)尚未進(jìn)行改造。
合理選擇深化處理系統(tǒng)是滲濾液出水達(dá)標(biāo)的保障。由于滲濾液中存在很多難降解的腐殖酸類和類腐殖酸類有機(jī)質(zhì)，難以再被生化利用，要想達(dá)到更高標(biāo)準(zhǔn)，必須進(jìn)一步處理。納濾和反滲透的作用就是截留不可生化處理的大分子有機(jī)物，也是整個(gè)工程最后達(dá)標(biāo)的保障。對(duì)于北京潔綠組合工藝中的納濾，由于水處理行業(yè)中已經(jīng)成熟運(yùn)用多年，業(yè)主可以選擇市場(chǎng)采購(gòu)，而不必受制于進(jìn)口成套設(shè)備的壟斷性經(jīng)營(yíng)，使投資成本大為降低。
此外，在反滲透工藝中，國(guó)產(chǎn)化設(shè)備也體現(xiàn)了明顯優(yōu)勢(shì)。DTRO工藝中，為了防止結(jié)垢，膜表面采用波紋狀設(shè)計(jì)，使原水在通過膜系統(tǒng)時(shí)形成紊流，但這需要較大壓力來推動(dòng)紊流出水，其入水口壓強(qiáng)要達(dá)到40~100千克/平方厘米，相配套的閥門等都需要國(guó)外進(jìn)口，維護(hù)費(fèi)用高。據(jù)測(cè)算，要維持正常運(yùn)行，處理1噸滲濾液的成本甚至要超過150元。
而上述國(guó)產(chǎn)化的反滲透系統(tǒng)則采用平面膜，表面光滑，水流平穩(wěn)，入水口壓強(qiáng)僅需15~25千克/平方厘米，其他維護(hù)費(fèi)用較低。
除了工藝之外，多位業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，因地制宜選擇組合工藝是一個(gè)項(xiàng)目成功的前提。比如我國(guó)南方因?yàn)槌睗穸嘤，垃圾含水量高，產(chǎn)生的滲濾液濃度較低，對(duì)于雨污分流做得不夠的垃圾填埋場(chǎng)，可以不用厭氧工藝，而選擇MBR＋NF/RO；而對(duì)于雨污分流做得較好的填埋場(chǎng)和垃圾焚燒廠，產(chǎn)生的滲濾液濃度高，必須前置厭氧工藝。
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