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巨量垃圾废水如何消解
时间:2015-06-10 10:34:38 阅读2058次

 

需要重新审视技术的短板、标准的合理性,使垃圾渗滤液处理的成本可接受,工艺亦可逐步提升。

2015415日午后3点,位于北京市海淀区永丰乡的六里屯垃圾填埋场十分繁忙,运载大量垃圾的车辆源源不断地开进大门。

从场区大门左侧通向外界的排水沟里,酒红色的、泛着恶臭味的污水向北延伸。路对面,一群小学生在焦急地等着公交车,单手下意识地捂住鼻子。这是六里屯垃圾填埋场被曝偷排垃圾渗滤液的第五天。

如今处在风口浪尖上的六里屯垃圾填埋场,曾在海淀区管委会的介绍下,于2012年与国企方中市政建筑公司签订合同,后者将填埋场内处理不完的渗滤液运至高碑店污水处理厂进行处理,每日需运送约500吨,每吨处理费为124.2元。按照六里屯填埋场场长王宝平的说法,该场每天产生的渗滤液量已经超出了自身的处理能力,故与方中市政建筑公司签订合同,将部分渗滤液由后者运出处理。

渗滤液是垃圾在堆放过程中,经发酵等生化降解,同时在降水等作用下产生的一种高浓度废水。按相关法规,渗滤液必须在处理后方能排放。

2008年发布的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(下称《垃圾填埋污控标准》)有明文规定,“201171日起,现有全部生活垃圾填埋场应自行处理生活垃圾渗滤液”。据此,六里屯填埋场的行为是违法的。

不过,王宝平提出的处理困境,却有真实的成分。据中国城市统计年鉴数据,全国每年进入正规填埋场的垃圾量约为1亿吨,这意味着每年会有两三千万吨渗滤液产生。

每日剧增的生活垃圾总量持续催升渗滤液,如何消纳如此巨量的废水,资金和技术都需提升。

没有完美的技术

如何处理浓缩液,是国内外处理渗滤液工艺普遍面临的难题。

垃圾渗滤液中含有多种重金属,特别是其中含有有毒的金属,如果隔离措施不及时会影响环境,并很有可能渗入到地下从而影响地下水质。

在欧美国家,生活垃圾中含水较少,仅仅产生约5%的渗滤液,生活垃圾处理厂大多交予污水处理厂处理或者采用回喷的方式,帮助本来就缺水的垃圾降解。渗滤液基本不会对垃圾处理场构成威胁。

而中国的生活垃圾中富含大量水分,再加上降水的影响,约有20%至30%的渗滤液产生,在夏天多雨季节,甚至高达35%。

这些废水需要经处理褪去其中含有的重金属、有机物等多种有害物质。六里屯垃圾填埋场像国内大部分垃圾处理场一样,采用的是传统的“生物处理+膜处理”的工艺:渗滤液先经过生物处理去除易降解有机物;然后,再用纳滤或反渗透法,靠压力把渗滤液中的清水挤出去。

这套工艺最大的问题,就是通过膜技术物理截留产生的浓缩液,富集大部分难于处理的污染物,危害更大、更难处理。

浓缩液是垃圾场的“精华”,是渗滤液中最具有污染力的一部分,大约占到渗滤液的30%左右,如何将之处置是渗滤液处理、乃至固体垃圾处理的关键所在。

由环保和质检两部门联合修订的《垃圾填埋污控标准》中,将浓缩液默认为渗滤液一种,因此并没有专门规定如何处理。

“如果将浓缩液回填埋场不太现实,会导致盐分不断地循环与累积,最终导致膜的系统运行效率降低。”清华大学环境学院固体废物控制与资源化教研所副研究员岳东北对《财经》记者分析,因浓缩液循环致使整个膜系统效率大减甚至崩溃,这在中国已有先例。

膜系统运行时,盐的浓度越大,需要的压力就越大。如果将浓缩液不断重新循环累积,至两年后,整个系统的效率将大打折扣,即便将全部动力都用上,连一半的清水也挤不出。

此外,“MVC蒸发+DI法”逐步在十多个城市推广开来。这是近些年产生的渗滤液处理新工艺,该工艺采用管道外蒸发方式,以“能效高、浓缩液量少、去氨氮”等优点在几十个大型垃圾填埋场进行推广。

有专家分析,这一工艺虽具有运行能耗低的优势,但为避免结垢,需要加大药剂量,这意味着处理成本的增加。蒸发过程中还会产生挥发性污染物的释放。这些挥发性的污染物在蒸发过程中与水汽一同排入大气,躲过了环保部门的监测电子眼。其污染性越发为环保人士所诟病。此外,该工艺同样面临浓缩液的处理问题,而且由于添加了去氨氮的药剂,新产生的盐分更高。

如何处理浓缩液是国内外渗滤液处理工艺普遍难以跨越的难关。目前针对浓缩液的处理方法主要有回灌、膜蒸馏、蒸发和高级氧化。

其实,四种处理方法均各有弊端:回灌会加剧盐积累,导致膜产水率下降,还存在地下水污染的潜在风险;膜蒸馏容易造成传质推动力下降和膜污染;蒸发难以跨越结垢难题;高级氧化不仅技术复杂,间接增加运行管理的难度,而且,加入的药剂会产生污泥,造成二次污染。

此外,固化后填埋也是浓缩液处理的选项之一,然而此法一般适用于最难处理的放射性危险废物,采用沥青、塑料等进行不容性固化处理后,才能填埋。由于处置费用高,从经济上是不可持续的,鲜有填埋场将之用于处理浓缩液。

浓缩液成为了渗滤液处理工艺中的阿喀琉斯之踵。

投入赶不上标准

1997年版《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB168891997)中规定,“生活垃圾填埋场产生的渗滤液可以排入二级污水处理厂”。2008年修订后的新国标则完全颠覆了这一说法,严禁垃圾填埋场的渗滤液离开垃圾厂,转移他处处理。

(2008年版)新国标最大的改动一方面基于防止渗滤液转运过程中发生泄漏污染与偷排现象,另一方面则乐观地高估了当时渗滤液处理工艺与技术。”国内一位大型垃圾填埋场的负责人如是说。实际上,渗滤液处理与后期的浓缩液处理问题并没有得到实质解决,技术没有突破。

在中国,垃圾填埋场与污水处理厂同属住房建设系统,在地方是一个局长管两家,这使得二者“互通有无”的几率加大。

一位业内专家说:“在很多城市,污水处理厂的污泥不管合不合标准,都可以进填埋场;填埋场的渗滤液不管合不合标准,都可以进污水处理厂。”

按照有关规定,垃圾焚烧厂可以自行处理渗滤液,也可以交由附近的生活污水处理厂处理,而生活污水处理厂必须建设专门的渗滤液调节池,与普通的生活污水处理工艺分开运行。

一位不愿透露姓名的专家向《财经》记者表示,除非上马专门的处理设备,渗滤液进入生活污水处理装置后,会直接拖累整个装置的处理效果,致使同批次的污水处理不达标,甚至导致整个系统瘫痪。

而将渗滤液或者浓缩液排放到市政污水管网,流到污水处理厂进行处理,其实就是稀释污染物,稀释就是转移。

转移污染物则违背了环保的基本原则。

2008年版的《生活垃圾污控标准》要求垃圾填埋场的渗滤液经处理达到化学需氧量(COD100、色度40、总氮40、总磷3、氨氮25、总砷0.1等指标以下,方可送往城市二级污水处理厂进行处理。与1997年版标准相比,增加了若干排放指标限值,比如增加了对总氮的控制。

标准提升对于控制污染物排放来说是好事,但到了一定程度后,一个指标再提升1%,其背后带来的成本与技术难度的提升不是一个简单的10%能衡量的。比如,渗滤液处理工艺中为了降低某一个指标,可能要加入更多的药剂,新药剂有可能产生新的污染物,这就形成了恶性循环。

一位熟识《生活垃圾污控标准》的专家对《财经》记者表示,“需要重新审视各种技术规范、管理标准的合理性,真正在中国生活垃圾现状与特点下制定标准、加强管理、建设项目与工艺。”

比如,在《垃圾填埋污控标准》中规定,要求生活垃圾填埋场应建设渗滤液导排系统,而且“应确保在填埋场的运行期内防渗衬层上的渗滤液深度不大于30厘米”。

30厘米”这一指标来自于美国,在该指标下设计、建设的防渗层能在1米以下的渗滤液环境中,安全运行30年而不发生渗透。

由于国内生活垃圾普遍多水,少则20%、多则40%的渗滤液与美国5%相比,其产生的总量与速度都是惊人的,导排系统难以将渗滤液水头控制在30厘米以下,“很多填埋场的渗滤液有几米深,甚至在多雨期达到十几米”。上述专家分析,仍按照“30厘米”水深设计的防渗层在高压的环境下岌岌可危,其寿命也难以达到设计寿命的30年。

防渗层被穿透的直接后果便是渗滤液穿过保护层、防渗层、基础层,污染土壤与地下水。

此外标准提升,还无可避免地带来一个负效应,工艺成本剧增。垃圾填埋场不得不在渗滤液的处理工艺中增加一套反渗透的设备,这让本已沉重的渗滤液处理成本雪上加霜。从事渗滤液处理研究十余年的岳东北表示,国内大部分垃圾填埋场没钱上马足够运行能力的渗滤液处理装置,上马的也大部分没钱运行。

虽然,大部分垃圾填埋场的渗滤液处理设备多由当地政府直接或外包运营,财政补贴中却没有专门针对渗滤液的补贴,而是打包到生活垃圾处理补贴中一并发放,每吨垃圾补贴六七十元。

一位业内专家算了一笔账:国内某城市的一座垃圾填埋场采用了传统的“生物处理+膜处理”工艺,其基本运行费用算上水、电、药剂为每吨20元左右,再加上人工费用、设备折旧费用、浓缩液的处理成本,成本总费用达到每吨80元-100元以上,按照三分之一的比例折算,填埋处理每吨垃圾时,仅渗滤液的处理费用就约为30元,占据政府给填埋场补贴的一半,填埋场还有其他的业务要运行,如果要按照正规流程处理,几乎是一定赔钱。

上马渗滤液处理设施,平均每吨处理能力需费5万元至8万元,对于日产出几百吨甚至上千吨的填埋场来说是笔巨大的投入。新增加的投入与成本让本已负担重重的垃圾填埋场难以承受。桑德环境资源股份有限公司原总裁文一波称,渗滤液处理“特别贵,现在各级政府都不愿意出足够的钱,让这个问题更严重了”。

 

 

来源:《财经》

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