《垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》即將更新,滲濾液處理市場(chǎng)或迎來(lái)顛覆式變革
來(lái)源: 環(huán)衛(wèi)新觀(guān)察
近日,生態(tài)環(huán)境部開(kāi)始對(duì)第二次修訂后的《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB16889公開(kāi)征求意見(jiàn),征求意見(jiàn)稿正文共31頁(yè),修訂內(nèi)容包括下列7項(xiàng):
①完善了生活垃圾填埋場(chǎng)的選址要求;
②細(xì)化了生活垃圾填埋場(chǎng)基本設(shè)施的設(shè)計(jì)與施工要求;
③嚴(yán)格了溫室氣體排放的控制要求;
④調(diào)整了滲濾液進(jìn)入污水集中處理設(shè)施處理的技術(shù)要求;
⑤明確了焚燒飛灰入場(chǎng)填埋的管理要求;
⑥細(xì)化了生活垃圾填埋場(chǎng)運(yùn)行、封場(chǎng)及后期維護(hù)與管理期間的污染控制要求;
⑦增加了生活垃圾填埋場(chǎng)開(kāi)挖再利用的技術(shù)要求。
然而,筆者今天只想從新標(biāo)準(zhǔn)的第9.3.2條說(shuō)起,其內(nèi)容如下:
9.3.2 處理滲濾液產(chǎn)生的濃縮液應(yīng)單獨(dú)處置,不得回灌生活垃圾填埋場(chǎng)或進(jìn)入污水集中處理設(shè)施。
這條規(guī)定立刻在滲濾液處理圈激起千層浪,因?yàn)樗鼘⒛壳白畛S玫摹⒊杀咀畹土膬蓷l填埋場(chǎng)濃縮液處置技術(shù)路線(xiàn)徹底堵死,讓目前主流的膜法工藝瞬間不那么香了……。除了回灌和進(jìn)入污水處理廠(chǎng),目前可用的濃縮液處理工藝屈指可數(shù),如蒸發(fā)、高級(jí)氧化等,然而正如某業(yè)內(nèi)人士在和筆者聊天時(shí)所說(shuō),“基本都是擺設(shè),能運(yùn)行的不多”。
環(huán)保督察發(fā)現(xiàn),輝縣市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液生化處理池長(zhǎng)期停運(yùn),大量的滲濾液不知道到哪去了。
全國(guó)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)生和處理現(xiàn)狀怎么樣?
年產(chǎn)4000萬(wàn)t,深度處理多依賴(lài)膜法
談到濃縮液,不能不先說(shuō)滲濾液。
滲濾液是一種含高濃度有機(jī)物、高氨氮的廢水,CODCr和BOD5濃度最高可達(dá)90000mg/L和45000mg/L。滲濾液中的水按其來(lái)源可分為兩類(lèi),一是垃圾自身含水及有機(jī)物降解水;二是外來(lái)水,包括降雨、降雪、地表水和地下水入滲,故其水質(zhì)水量受填埋場(chǎng)填埋期、氣候、降水等因素影響較大。據(jù)估算,全國(guó)生活垃圾填埋場(chǎng)日產(chǎn)生滲濾液約11萬(wàn)t,年產(chǎn)總量近4000萬(wàn)t。
某垃圾填埋場(chǎng)調(diào)節(jié)池
《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB16889-2008(即本次修訂前的那個(gè)版本,筆者注)規(guī)定滲濾液自2011年7月1日起應(yīng)全部自行處理達(dá)標(biāo)排放,主要排放限值為CODCr≤100mg/L、BOD5≤30mg/L、氨氮≤25mg/L、總氮≤40mg/L,同時(shí)對(duì)總汞、總鉻、總鎘、總鉛、總砷等重金屬指標(biāo)提出了排放要求。標(biāo)準(zhǔn)排放限值加嚴(yán)后,傳統(tǒng)的、單一的污水處理技術(shù)已不能滿(mǎn)足達(dá)標(biāo)排放要求。目前,市場(chǎng)上能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的多為組合技術(shù)工藝,約占滲濾液總處理規(guī)模的50%,如“預(yù)處理+生物處理+深度處理”、“生物處理+深度處理”或“預(yù)處理+深度處理”。其中,深度處理技術(shù)多為反滲透(RO)或納濾(NF)+反滲透(RO)。
滲濾液由于成分復(fù)雜、污染物濃度高、水質(zhì)水量變化大等特點(diǎn),單一的處理方法很難達(dá)到GB16889-2008排放要求。為滿(mǎn)足該標(biāo)準(zhǔn)滲濾液排放要求,住建部和原環(huán)境保護(hù)部分別制定了《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范》(GB50869-2013)和《生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理工程技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ564-2010),均推薦選用“預(yù)處理+生物處理+深度處理”、“生物處理+深度處理”或“預(yù)處理+深度處理”等組合工藝。其中代表性工藝為:厭氧生物處理+MBR+納濾+反滲透。
據(jù)調(diào)研,2008年7月1日后建設(shè)的滲濾液處理設(shè)施共557座,總處理量為40888t/d。其中,執(zhí)行GB16889-2008標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)施共281座,處理量為24148t/d,含RO工藝滲濾液處理設(shè)施共268座,處理量為22661t/d;而執(zhí)行GB16889-1997中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的僅有11座,處理量為1075t/d。由此可知,反滲透工藝在新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行過(guò)程中占主導(dǎo)地位,約占新建處理設(shè)施的48.1%。以執(zhí)行GB16889-2008和GB16889-1997中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的滲濾液處理設(shè)施為達(dá)標(biāo)處理設(shè)施,其滲濾液處理總量為20998t/d,達(dá)標(biāo)率為51.4%。但根據(jù)實(shí)際調(diào)研情況,達(dá)標(biāo)滲濾液處理工藝的實(shí)際占比小于51.4%。
分析原因,一是生活垃圾政府補(bǔ)貼少,不滿(mǎn)足達(dá)標(biāo)排放技術(shù)處理費(fèi)用要求。根據(jù)調(diào)研情況分析,目前達(dá)標(biāo)處理技術(shù)主要為含RO的組合技術(shù),但其建設(shè)成本高達(dá)4~10萬(wàn)元/噸水,處理費(fèi)用為40~70元/噸(不含設(shè)備折舊、利息),如果第三方運(yùn)營(yíng),還需考慮設(shè)施折舊、利息等,加上后續(xù)濃縮液、污泥處理成本,其運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用超過(guò)100元/噸。目前,我國(guó)各地生活垃圾政府補(bǔ)貼沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),差距較大,大城市為80~250元/噸,絕大多數(shù)地區(qū)為20~50元/噸,而真正用于滲濾液處理的費(fèi)用僅為5~20元/噸,遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足滲濾液達(dá)標(biāo)排放技術(shù)處理費(fèi)用。二是濃縮液產(chǎn)量高(一般來(lái)說(shuō)約占原有液體體積的20%~35%,筆者注),妥善處理難。由調(diào)研結(jié)果可知,目前市場(chǎng)上鮮有穩(wěn)定運(yùn)行的處理濃縮液的工程案例,濃縮液多采用回灌生活垃圾填埋場(chǎng)、送往污水處理廠(chǎng)等方式進(jìn)行處理。從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)角度分析,將濃縮液送往污水處理廠(chǎng)處理不僅會(huì)對(duì)污水處理廠(chǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成更大的影響,而且失去了滲濾液處理的意義,造成了人力、物力和經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。
當(dāng)前垃圾填埋滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)操作困難
理論達(dá)標(biāo)率不及五成,實(shí)際達(dá)標(biāo)率更低
目前,生活垃圾填埋滲濾液的處理標(biāo)準(zhǔn)成為行業(yè)焦點(diǎn),滲濾液直接排放標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際操作過(guò)程中遇到很多困難,尤其體現(xiàn)在處理費(fèi)用短缺、處理設(shè)備管理難度大、濃縮液難以處理等方面。調(diào)研結(jié)果顯示生活垃圾滲濾液處理的理論達(dá)標(biāo)率為49.6%,而由于運(yùn)行、管理等方面的原因,實(shí)際達(dá)標(biāo)率還要更低。
對(duì)國(guó)外主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)生活垃圾滲濾液的處置技術(shù)調(diào)研表明(見(jiàn)附錄),各國(guó)填埋場(chǎng)滲濾液處理從經(jīng)濟(jì)合理性的角度出發(fā),大多采用排入城市污水廠(chǎng)進(jìn)行合并處理的方法,并制定了預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),按受納水體水質(zhì)控制要求進(jìn)行回溯限制,而不主張采用昂貴的直接處理后排放的方式。
以美國(guó)為例,其滲濾液排放標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有COD指標(biāo),即:不對(duì)難降解有機(jī)物進(jìn)行控制,并提出了生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理的最佳實(shí)用控制技術(shù)。與我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相比,美國(guó)滲濾液處理技術(shù)較簡(jiǎn)單、控制標(biāo)準(zhǔn)較寬松,對(duì)接收滲濾液的污水廠(chǎng)的影響也有較大差異。
附錄:
部分發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)滲濾液處置技術(shù)要求
1.美國(guó)
美國(guó)《清潔水法》(Clean Water Act,CWA)要求所有污染物排放到規(guī)定水體中的點(diǎn)源水污染都必須擁有許可證;聯(lián)邦規(guī)章第 40 CFR 258.27 條規(guī)定城市固體廢物填埋場(chǎng)(MSWLF)排入地表水的污染物必須遵守《國(guó)家污染物排放消除體系》(National Pollutant Discharge Elimination System,NPDES)的相關(guān)規(guī)定,并對(duì) MSWLF 非點(diǎn)源污染物作了相關(guān)限制;美國(guó)國(guó)家環(huán)保局于 1991 年頒布的《城市固體廢物填埋標(biāo)準(zhǔn)》要求所有填埋場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)必須保證不會(huì)釋放出違反 CWA 的污染物,同時(shí)允許滲濾液回灌。
2.歐盟
規(guī)定所有的垃圾填埋場(chǎng)均必須達(dá)到《地下水指令》(Groundwater Directive)的基本要求,除非填埋場(chǎng)沒(méi)有任何潛在危害,否則滲濾液都要予以收集、處理并達(dá)到合適的標(biāo)準(zhǔn)后排放。
3.英國(guó)
英國(guó)根據(jù)歐盟《地下水指令》制定了填埋場(chǎng)滲濾液處理技術(shù)導(dǎo)則。該導(dǎo)則詳細(xì)介紹了排放到下水道和地表水之前所采用的滲濾液處理技術(shù)及其效果。
4.澳大利亞
澳大利亞規(guī)定填埋場(chǎng)滲濾液可以在填埋場(chǎng)內(nèi)回用或回灌以促進(jìn)降解,也可以經(jīng)處理或不處理直接排入污水廠(chǎng),但是在排入污水廠(chǎng)之前,必須達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。
膜法處理滲濾液成本驟增
非膜法滲濾液處理工藝或大行其道
如果新標(biāo)準(zhǔn)的第9.3.2條在正式版中繼續(xù)存在(目前看保留的可能性極大,因?yàn)榄h(huán)保督察過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的填埋場(chǎng)滲濾液?jiǎn)栴}太多。,那么勢(shì)必會(huì)對(duì)現(xiàn)有的滲濾液處理市場(chǎng)沖擊巨大,目前的市場(chǎng)主流技術(shù)可能被重塑。
首先,膜法處理滲濾液項(xiàng)目將不得不補(bǔ)齊濃縮液處理短板,導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本驟然提高。據(jù)估算,目前全國(guó)填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)量達(dá)4000萬(wàn)噸/年,如果全部采用膜法處理,預(yù)計(jì)每年產(chǎn)生800萬(wàn)~1400萬(wàn)噸濃縮液,取中位數(shù)1100萬(wàn)噸。目前針對(duì)濃縮液處理的收費(fèi)在300元/噸以上,照此計(jì)算,僅處理濃縮液就需要增加33億元的運(yùn)營(yíng)費(fèi)。這還沒(méi)有考慮上建設(shè)成本。
其次,新建滲濾液處理項(xiàng)目,有可能不再選擇膜法工藝,非膜法處理滲濾液技術(shù)有望大行其道。作為近年才發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),不產(chǎn)生惱人的濃縮液是非膜法工藝的一大優(yōu)點(diǎn),且綜合成本遠(yuǎn)低于膜法工藝。
筆者在中國(guó)知網(wǎng)以“非膜法”為關(guān)鍵詞檢索發(fā)現(xiàn),華南理工大學(xué)汪曉軍等2017年完成研究成果《非膜法垃圾滲濾液深度處理工藝及中試》,該成果采用本土化專(zhuān)利技術(shù)“芬頓高級(jí)氧化+曝氣生物濾池”非膜法垃圾滲濾液深度處理技術(shù),采用Fenton流化床作為預(yù)處理,去除部分有機(jī)物,并將難降解有機(jī)物氧化為易降解有機(jī)物,大大提高垃圾滲濾液的可生化性,通過(guò)后續(xù)的曝氣生物濾池進(jìn)行深度處理,可達(dá)進(jìn)一步去除有機(jī)物、脫色和脫除總氮的目的。將該工藝技術(shù)應(yīng)用于原有的垃圾滲濾液二級(jí)生化處理后的廢水進(jìn)行深度處理,進(jìn)一步減少污染物的排放量,處理出水可達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)表2標(biāo)準(zhǔn),使用維護(hù)方便、投資運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì),可徹底解決垃圾滲濾液反滲透(RO)處理工藝存在的運(yùn)行成本高問(wèn)題,并且無(wú)常規(guī)的反滲透膜法帶來(lái)的濃水問(wèn)題,甚至可為現(xiàn)有膜法濃水要求達(dá)標(biāo)排放的一種經(jīng)濟(jì)可行的選擇。
2021年,黨康飛等在《中國(guó)給水排水》雜志發(fā)表《Fenton+BAF工藝用于生活垃圾滲濾液深度處理改造》論文,某老齡化垃圾填埋場(chǎng)現(xiàn)狀采用"納濾+反滲透"滲濾液深度處理工藝,出水COD為124mg/L,未達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889—2008)的排放限值,為此設(shè)計(jì)采用"高級(jí)氧化(Fenton)+曝氣生物濾池(BAF)"深度處理工藝,與現(xiàn)狀深度處理工藝相比,反應(yīng)迅速,不產(chǎn)生濃縮液,無(wú)二次污染,出水水質(zhì)達(dá)到《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889—2008)的排放限值。
成本方面,筆者在和擁有非膜法工藝技術(shù)的企業(yè)交流時(shí),對(duì)方表示,非膜法處理新鮮的滲濾液,在CODCr超過(guò)10萬(wàn)的情況下,處理收費(fèi)約50元/噸,若CODCr指標(biāo)更低,處理費(fèi)還可以進(jìn)一步降低。而對(duì)于老齡化滲濾液,CODCr不再是核心問(wèn)題,最需要解決的其實(shí)是總氮,非膜法同樣可以應(yīng)對(duì),只是處理成本會(huì)較新鮮滲濾液略高?傊悄しㄌ幚硖盥駡(chǎng)滲濾液在工藝方面不存在任何問(wèn)題,且在綜合考慮濃縮液處理問(wèn)題的情況下,若要實(shí)現(xiàn)滲濾液全量處理,非膜法具有成本優(yōu)勢(shì)。