探讨垃圾渗沥液处理工艺中的若干问题
【www.szxqccs.com南京纯水设备】渗沥液处理行业经过近十年的快速发展,取得了非常大的进步,目前进入了瓶颈期,距离社会所期望的简单、高效又经济差距很大,以下跟大家分享下关于渗沥液若干问题的一些思考。
1 渗沥液排放标准
渗沥液难在水质一直在变,前几年和现在讨论的水质都在变化,尤其这2年包括餐厨垃圾的影响,氨氮在普遍升高。对垃圾渗沥液行业规模的预测,垃圾渗沥液比较难统计,通常也是依据垃圾处理能力的占比来判断。南京工业纯水处理设备根据“十三五”期间新增垃圾处理能力,新增的渗沥液处理能力大概有178.4亿投资规模。“十三五”期间很多项目都是积存量的问题,现有渗沥液改造的问题,大概预测的规模近105亿,所以整体来说“十三五”5年期间渗沥液项目合计283亿。其实在整个行业还是很小的投资体量,但是行业难度比较复杂,所以也是集中了所有的关注热度。
关于垃圾渗沥液排放标准,首先垃圾渗沥液的来源,目前主流有3个来源:传统的填埋厂占20%~40%;焚烧厂占15%~40%;垃圾转运产生的渗沥液占10%~15%。
渗沥液主要排放标准总结了以下5个,《垃圾填埋场污染控制标准》(GB 166889-2008)的表2标准(以下简称表2标准),一些敏感地区也在执行表3标准,包括沈阳很多地方的渗沥液处理厂也在采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,焚烧厂普遍实行《城市污水再生利用工业》(19923-2005)标准,这几个标准使用范围很广,除了表2剩下几个标准都比较严,只有《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)标准比较低,这个也是我们大家一直期待要想实现的标准。
对比中国、德国、日本、美国的主要渗沥液排放标准,中国渗沥液标准是最严的。有一个出口就是排入污水处理厂,所有行业都期待能不能这么实现,这是一直热议的,焚烧厂的标准里面是允许进入污水处理厂处理的,但是要满足以下要求,比如说重金属等有毒有害物质,还有要求均匀注入,第四条核心要求是不影响污水处理厂的处理效果,所以这一条的制约使得很少有污水处理厂愿意接收垃圾渗沥液。
大家都觉得标准比较高,但是从态势来说,国家关注民生,重视生态,很大一部分地区的项目都执行更严的标准,《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A、《城市污水再生利用水质标准》普遍执行,地表水Ⅵ类地方政府也都开始要求。关于垃圾渗沥液填埋场污染控制标准,环保部应该正在酝酿修改,但是从我们了解的消息整体上不会放松,因为中国整体来说现在的环境污染问题还是严重的,整体要求依然会很严格,但是可能会打破一刀切模式,在部分环境容量大的地区,经济欠发达的地区可能会放松一些。
2 渗沥液脱氮
渗沥液的第一难点就是脱氮问题,属于高氨氮废水,污染成分又很复杂,目前常用的脱氮方法有两类,物化法和生物法。物化法有很多种,如吹脱、蒸氨、脱氨膜,生物法比如硝化反硝化等。
目前,垃圾渗沥液的难题是氨氮高的情况下,如何有很好的预处理,在进主体工艺之前,先把高负荷的氨氮去除掉,现在有两种物化法。有一种脱氨膜,专门定向把氨吸收出去。还有定向蒸馏,通过传统吹脱调酸调碱,靠空气鼓吹出去,然后把氨分馏出去。但是目前这两种方法因为垃圾渗沥液的成分太复杂,控制条件比较严格,最终产物的消纳困难,导致目前这两种工艺的应用仍然较少,期待着后续有进一步深化研究。
2.1 渗沥液脱氮的方法
关于渗沥液脱氮通常有3种方法,硝化反硝化、亚硝化反硝化,厌氧氨氧化。主要是这三个流程越来越短,碳源和氧能耗越来越低,但是控制难度越来越大。
2.2 脱氮的典型工艺的利与弊
目前普遍使用的工艺是典型的MBR处理工艺,目前采用两级AO或者多级AO,再接膜,但是目前也面临很多问题,大部分都面临缺少碳源的问题,所以都要加碳源。南京实验室纯水处理设备传统MBR的优势概述一下,近10来年普遍使用MBR,它的优势是污泥浓度高、大回流比、强曝气,能够实现氨氮和总氮的高降解率。
但是近几年越来越发现传统MBR的困境明显,一个是COD降解不彻底,不能达到下水道标准;第二个大回流、强曝气导致能耗较高;第三个就是碳氮比失调需要外加碳源来脱氮。
首先,随着填埋场密闭作业、餐厨垃圾或分选物的混入,导致近年来垃圾渗沥液有氨氮进一步上升的趋势,填埋场渗沥液氨氮3 000~4 500mg/L的比比皆是,这种氨氮超高的渗沥液继续用传统MBR脱氮是否合适?
其次,进一步的探讨是否有科学的预处理方式,比如蒸氨、脱氨膜工艺,能否在运行条件进一步宽松,尾端产物进一步规模化,能够推进整体工艺的推广应用?
最后,节省碳源、节约能耗科学的生物脱氮方式厌氧氨氧化逐渐积累成熟,希望能够成为主流工艺,尤其是碳氮比小于2的垃圾渗沥液项目。其他各种新工艺也在尝试,但整体来说最终是要由经济性和实用效果来决定的。
3 渗沥液浓缩液处理与“零排放”
3.1 浓缩液处理的方法
浓缩液处理也是渗沥液处理的焦点,如果浓缩液不处理根本解决问题就没有得到解决,所以也研究浓缩液,浓缩液有回灌、回喷、蒸发、高级氧化这几种方法,但都没有完美地解决。
3.2 零排放的建议
首先,适当放松标准,尽可能降低浓缩液产量,因为浓缩液最终的消纳肯定要付出较大的经济代价。
其次,浓缩液的最终处置,需要处理到固体化或封闭填埋才能真正实现水的“零排放”。
最后,因地制宜,在不太高的标准情况下,没有浓缩液的工艺确实值得全行业推广,目前有效可行的工艺需要市场去考验并推广。
4渗沥液管理
所有渗沥液的难题一大半都在源头,所以更要从源头上作为,从水量上控制,从进垃圾厂的源头分类,包括一些废物,如飞灰、化工废物等混入的原因。南京反渗透纯水处理设备还有填埋场整个管理控制,控制填埋场垃圾堆积裸露面积,雨水分流。最后才是渗沥液终端设备的运营,重视投入,重视运营。
我们调研国内运行比较好的案例,比如青岛小涧西、长沙、深圳宝安二期、沈阳、广州兴丰等。真正运行好的项目有几个特点,要么是地方国企真正地高度重视,社会责任感强,要么是专业化运营,但整体来说运营费都不低,包括劳动人员投入、经费投入都比较充足,才能够保证这个项目结果相对比较好。整体我们统计的结论是,渗沥液处理的合理运营区间成本在55~80元/m3,浓缩液根据具体情况应该在100元/m3以上,都不含折旧。
下面也做了一个对比,渗沥液跟成熟污水处理厂的对比,小型污水处理厂1万~10万m3/d的建设指标,基本上从市政污水的指标和渗沥液指标做对比,渗沥液污染符合基本是市政污水的50~100倍,按平均80倍来做推算,由成熟污水处理厂推算渗沥液单位建设成本是12万~24万元/(m3/d),而目前实际上近些年在逐步提高,差不多能提高到了8万~15万元/(m3/d)。按市政污水厂运营单价1~1.5元/m3推算,渗沥液运营单价应为80~120元/m3,但目前投入比较充足的渗沥液项目实际状态在50~100元/m3。从建设运营投资的单价来说,目前渗沥液确实在逐步改善,与市政污水处理厂在逐步缩短距离,说明在不断加强。渗沥液的处理,实质性投入,实质性重视还有待加强。
5渗沥液应急处理
首先,这跟环保督察有明显的关系,环保督察也只是发现了现状,事实本来就存在,这是环保督察提到的问题,每个省份都有渗沥液的问题。这两年全国轰轰烈烈地到处上应急项目,但整体来说应急项目有以下几种方式:源头减量、渗沥液项目技改扩容、增加临时调节池、建设应急项目等。应急项目主要特点就是行政审批流程快、建设周期短、运营时间短。通常有几种方式,普遍是高压反渗透,沈阳的模式是高压反渗透+浓缩液浸没燃烧蒸发,还有就是传统生化工艺或者原生化工艺改造增容,目前来看最后一种是科学的。
应急模式现列了2个案例,一个是沈阳的应急模式高压反渗透(DTRO等),浓缩液蒸发,最后变成固体的形式。另外一个西安应急的模式,这两个建设周期都不长,西安的是传统生化全部建成,现在已经运行了有一二个月。沈阳的建设应急项目应该当时整个施工建设周期只有3个月,西安的是4个月基本能完成。
膜直接过滤,清水达标、浓缩液回灌的模式,类似于病痛了只吃止痛片,治标不治本,只会把问题往后拖延。南京EDI纯水处理设备第二个是应急项目同样考虑污染物去除或转移的科学性,合理设定应急周期,如果时间合理的话,采用传统工艺或者现有设施改造增容方式更务实经济。
6 垃圾分类对渗沥液的影响
现在垃圾分类十分热门,其对渗沥液有何影响?简单理解垃圾分类基本把易腐垃圾、湿垃圾、厨余垃圾单独分离,含水率高的垃圾进填埋场、垃圾焚烧厂的少了,填埋场渗沥液和焚烧厂渗沥液会相应减少,但是易腐垃圾主流工艺目前都是“预处理+厌氧”,这种厌氧后的沼液仍然是高浓度有机废水,处理难度等同于渗沥液,而且,目前对于沼液处理的研究不足,因此其工艺不比垃圾渗沥液处理简单。总之,总体来看,垃圾分类后,垃圾填埋场、垃圾焚烧厂的渗沥液水量减少;但湿垃圾处理厂的沼液水量增加。所以,我们总体的工作量没有减少,我们仍然任重道远。
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