董軍巖(北京順政科技環(huán)保有限公司,北京 101309)
伴隨著時(shí)代的發(fā)展,我國(guó)生活垃圾總量增多,結(jié)構(gòu)組成日益復(fù)雜,尤其是大量廚余垃圾的存在,給垃圾處理工作造成較多麻煩,為避免生活垃圾造成環(huán)境破壞隱患,展開有效的垃圾回收、處理工作必不可少。而且在生活垃圾焚燒過程中運(yùn)用滲瀝液濃縮液處理垃圾,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)生活垃圾處理的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化,節(jié)約有限的土地資源,而且也可以改善人們生活環(huán)境,實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。基于此,本文主要是對(duì)生活垃圾回收中的滲瀝液、濃縮液處理工藝展開綜合探討,首先說明滲瀝液、濃縮液處理工藝的基本原理,之后就滲瀝液、濃縮液常用處理手段及組合處理措施、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施展開綜合探究,以期能盡可能的減輕滲瀝液、濃縮液的環(huán)境安全隱患,達(dá)到減排或無害化的目的。
垃圾滲瀝液主要的來源就是垃圾坑中,其特點(diǎn)就是污染物濃度高,污染物成分較為復(fù)雜,如果不及時(shí)處理就會(huì)對(duì)外界環(huán)境造成影響。而能夠產(chǎn)生滲瀝液的垃圾主要以廚余垃圾為主,除組分水含量較高外,廚余垃圾還會(huì)存在大量的有機(jī)物質(zhì),因而,在將垃圾放置于坑內(nèi)數(shù)天后,會(huì)取得大量組分水、腐爛生成水、析出水等,形成的滲瀝液主要呈現(xiàn)黑褐色,因氨氮含量較高,呈惡臭狀,若未經(jīng)處理,滲入土壤中,很容易造成土壤污染。在對(duì)滲瀝液處理時(shí),主要針對(duì)滲瀝液內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)采取生物降解措施,考慮到生物降解并不能完全達(dá)到出水效果,還需結(jié)合膜處理技術(shù),對(duì)剩余滲瀝液展開超濾、納濾、反滲透等,進(jìn)一步增強(qiáng)出水率,最后得到濃縮液。濃縮液的生物降解難度大,一價(jià)鹽含量高,污染程度、處理難度進(jìn)一步升高,對(duì)其展開處理時(shí),主要是借助濃縮液回流、蒸發(fā)、高級(jí)氧化、混凝沉淀、焚燒、飛灰等方法處理。在具體應(yīng)用時(shí),除了把握各個(gè)手段的內(nèi)容、方式外,還需注重各個(gè)操作手段的協(xié)同使用,以此達(dá)到互補(bǔ)目的。
就當(dāng)前生活垃圾焚燒廠滲瀝液的回收系統(tǒng)來講,滲瀝液回收系統(tǒng)主要是由排水格柵、收集管道、收集池等設(shè)備組成。首先就排水格柵來看,其主要的作用就是對(duì)各類垃圾物進(jìn)行阻擋,保證滲瀝液能夠順利的進(jìn)入回收管道中。其次收集管道主要的作用就是將垃圾池與收集池進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)滲瀝液的回收。但是修建人員在對(duì)收集管道進(jìn)行修建時(shí),應(yīng)當(dāng)保證管道具有一定的坡度,只有這樣才能夠讓滲瀝液順利流入收集池中。最后,收集池的主要作用就是收集和儲(chǔ)存滲瀝液,以便于后續(xù)步驟的實(shí)施。一般來說,滲瀝液處理手段可以先借助生物降解+膜處理技術(shù),借助厭氧生物處理法、好氧生物處理法處理滲瀝液內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)后,再借助超濾、納濾、反滲透處理手段進(jìn)一步分離出清液和濃縮液。從厭氧處理法來看,可以借助厭氧微生物對(duì)滲瀝液內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)展開降解工作,一般經(jīng)過水解、發(fā)酵、乙酸、甲烷四階段,可以形成甲烷等物質(zhì),其中甲烷可以被利用起來;從好氧生物處理來看,是借助好氧微生物,對(duì)滲瀝液內(nèi)有機(jī)物質(zhì)展開綜合處理工作,可在厭氧生物處理后,將剩余產(chǎn)物導(dǎo)入曝氣池,促使好氧微生物分解滲瀝液內(nèi)有機(jī)物質(zhì),轉(zhuǎn)換為二氧化碳、水等后,若降解不充分,可繼續(xù)回流至曝氣池,最后導(dǎo)出剩余產(chǎn)物;從超濾技術(shù)來看,生物講解技術(shù)并不能完全無害化滲瀝液,好氧生物處理后,還可借助膜處理技術(shù)對(duì)剩余產(chǎn)物展開處理,其中超濾技術(shù)的過濾精度達(dá)到10nm,能對(duì)生物大分子等起到過濾效果,但過濾精度一般;從納濾來看,納濾精度達(dá)到1nm,能夠?qū)ι镄》肿拥绕鸬竭^濾效果,但對(duì)顆粒直徑更小的無機(jī)鹽等過濾效果不佳;從反滲透來看,借助反滲透技術(shù),過濾精度達(dá)到0.1nm,能進(jìn)一步增強(qiáng)出水率,過濾性能較強(qiáng),可以盡可能的分離清液和濃縮液。例如,在對(duì)滲瀝液展開處理時(shí),可以依托厭氧生物處理法,促使?jié)B瀝液內(nèi)厭氧微生物降解有機(jī)物,先是滲瀝液內(nèi)纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等在酶分解下,形成簡(jiǎn)單的葡萄糖、氨基酸等,隨后在厭氧菌等的作用下,繼續(xù)生成脂肪酸、硫化氫、乳酸等,繼續(xù)反應(yīng)會(huì)生成乙酸、氫氣等,最后生成二氧化碳、甲烷等,此時(shí)有機(jī)物質(zhì)并不能充分降解,將產(chǎn)物導(dǎo)入曝氣池后,與氧氣充分結(jié)合,運(yùn)用好氧生物處理手段,可進(jìn)一步的將有機(jī)物質(zhì)生成二氧化碳、水等物質(zhì),借助回流污泥,可不斷生成沉淀,清液內(nèi)有機(jī)物質(zhì)被充分反應(yīng),分離污泥和清液后,將清液進(jìn)一步的導(dǎo)入過濾系統(tǒng),借助超濾、納濾、反滲透多級(jí)過濾體系,能有效分離出99%以上的有機(jī)物、無機(jī)鹽,最后導(dǎo)出的清液一般達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),但同時(shí)隔離出的濁液,及生物處理過程中的污泥仍舊需要進(jìn)一步的處理,以此避免形成的濃縮液、污泥,會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生污染。
濃縮液處理手段,是在滲瀝液處理結(jié)束后,對(duì)剩余產(chǎn)物采取的進(jìn)一步操作手段,主要包括濃縮液回流、蒸發(fā)、高級(jí)氧化、混凝沉淀、焚燒、飛灰、脫水等。從濃縮液回流來看,濃縮液回流是在生物降解、膜處理不充分的情況下,將濃縮液導(dǎo)入到調(diào)節(jié)池中,重新展開處理工作,該方法的前提是濃縮液內(nèi)仍舊存在繼續(xù)生化、過濾的價(jià)值,否則容易增加生物降解、膜處理任務(wù)量,同時(shí)也會(huì)對(duì)輸送管道、過濾膜的壽命造成影響;從蒸發(fā)來看,蒸發(fā)主要就是將濃縮液中的揮發(fā)性組分與非揮發(fā)性組份進(jìn)行分離的一個(gè)過程,這個(gè)過程大體上可以看成兩個(gè)部分。首先,處理人員需要對(duì)濃縮液進(jìn)行加熱處理,直至濃縮液中出現(xiàn)大量的水蒸氣,而后處理人員利用鼓風(fēng)裝置將這些水蒸氣與固體垃圾物質(zhì)進(jìn)行分離冷凝。其次處理人員就需要對(duì)剩下的濃縮液體進(jìn)行處理,使其能夠流入特制的裝置中進(jìn)行下一步的處理,減少滲瀝液與濃縮液對(duì)環(huán)境的影響。但運(yùn)用該手段時(shí),濃縮液會(huì)逐漸粘稠,附著在反應(yīng)鍋爐內(nèi),阻抑溫度傳播的同時(shí),造成能耗上升,安全隱患增強(qiáng);從高級(jí)氧化來看,可以借助電化學(xué)法、光催化、臭氧法等,促使?jié)饪s液內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng),形成沉淀、降解等情況下,盡量讓所得清液無害化,但該種操作手段效能有限,所得濁液可能達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),可以在處理特殊物質(zhì)后,與其他處理手段配合,繼續(xù)對(duì)剩余產(chǎn)物進(jìn)行處理;從混凝沉淀來看,工作原理是三氯化鐵混凝劑與濃縮液的沉淀反應(yīng),具體應(yīng)用時(shí),可以先對(duì)濃縮液內(nèi)的還原性物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量,若總量較高,可以添加適量的三氯化鐵,借助三氯化鐵在水介質(zhì)內(nèi)的強(qiáng)氧化作用,將濃縮液內(nèi)的重金屬離子予以沉淀,沉淀效果較好,但并不能充分保障濃縮液內(nèi)COD含量完全下降,所得清液有待進(jìn)一步的處理;從焚燒來看,焚燒過程可以對(duì)污泥、濃縮液產(chǎn)生處理效果,一般來說,焚燒過程中,可以促使污泥內(nèi)氮氧化物、氨氣等發(fā)生反應(yīng),生成無害的氮?dú)夂退?,在此過程中,濃縮液可以直接噴入爐內(nèi),起到調(diào)節(jié)煙溫的作用,該方法處理效果較為徹底,但是不可避免的是,焚燒設(shè)備運(yùn)行成本較高,污泥在焚燒爐內(nèi)容易結(jié)焦結(jié)渣,一般會(huì)結(jié)合垃圾焚燒廠的焚燒爐,對(duì)污泥采取綜合處理,同時(shí)將部分濃縮液加入爐內(nèi),用以調(diào)節(jié)煙溫,另外,該過程中,還可以將厭氧生物處理過程中的沼氣一并噴入,進(jìn)一步增強(qiáng)垃圾熱值,節(jié)省輔助燃料等;從飛灰處理來看,垃圾焚燒廠同時(shí)具備飛灰產(chǎn)物下,可以將固化劑與濃縮液、飛灰攪拌融合,養(yǎng)護(hù)兩周期左右,飛灰就可以充分吸收濃縮液內(nèi)磷酸鹽等物質(zhì),并與飛灰內(nèi)重金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),反應(yīng)充分后,可以直接廢置產(chǎn)物,但該種方法對(duì)飛灰、固化劑、摻入比例等存在要求;從脫水處理來看,脫水處理是在污泥含水量較多時(shí),對(duì)污泥采取脫水處理,方便摻入到焚燒爐內(nèi)焚燒處理,但該種方法僅僅是簡(jiǎn)單的物理隔離,仍需要將分離的清液回流至調(diào)節(jié)池內(nèi)[1]。
例如,運(yùn)用濃縮液回流,可以在生化降解時(shí)間短、過濾膜污染嚴(yán)重情況下,將降解不充分、過濾不充分的濃縮液重新回流入調(diào)節(jié)池內(nèi),以此盡可能的降解、過濾濃縮液,運(yùn)用蒸發(fā)工序,濃縮液內(nèi)組分水首先化成水蒸氣蒸發(fā),生成氣體可以直接排放,但考慮到水分蒸發(fā)后,會(huì)形成大量黏膜,導(dǎo)致容器導(dǎo)熱速率下降,加熱、清理工作較為麻煩,后續(xù)產(chǎn)物仍需處理,運(yùn)用時(shí),需要綜合考量負(fù)面因素,運(yùn)用高級(jí)氧化時(shí),可以依托化學(xué)氧化劑,生成極具氧化性的氫氧根離子,以此降低濃縮液內(nèi)COD含量,但從氧化還原效能上來看,仍舊無法單獨(dú)使用,運(yùn)用混凝沉淀時(shí),三氯化鐵可以在水中生成大量三價(jià)鐵離子,可與濃縮液內(nèi)的還原性物質(zhì)結(jié)合,沉淀后,有效降低濃縮液內(nèi)COD含量,但從混凝沉淀效能上來看,仍舊無法單獨(dú)使用,運(yùn)用焚燒手段時(shí),污泥、濃縮液內(nèi)的氮氧化物、氨氣等可以發(fā)生爐內(nèi)高溫分解反應(yīng),生成無害煙氣后排出,考慮到氮氧化物減排問題,應(yīng)注重爐內(nèi)鼓風(fēng)及溫度控制,運(yùn)用飛灰時(shí),可以在污泥、垃圾焚燒后取得飛灰,與定量的固化劑、濃縮液攪拌維護(hù),完成絡(luò)合反應(yīng)后,不僅是飛灰,濃縮液也會(huì)下降至棄置標(biāo)準(zhǔn)以下,運(yùn)用脫水機(jī)時(shí),主要是對(duì)污泥展開處理,作為輔助設(shè)備,可以在離心作用下,分離出含水量低的污泥及清液,隨后與其他操作工序結(jié)合使用,綜合保障濃縮液處理效能。
依托上述手段來看,滲瀝液的處理過程可以借助生物處理、膜分離處理取得濃縮液、污泥,在進(jìn)一步處理時(shí),還需要濃縮液處理體系,促使?jié)B瀝液能無害化排放。
2.3.1 協(xié)同處理體系
借助生物處理法、膜分離處理法,可得到濃縮液、污泥等,借助脫水機(jī)、濃縮液處理手段等進(jìn)一步處理,可無害化、減排滲瀝液,避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。工藝流程一般是:第一步,生活垃圾場(chǎng)在進(jìn)行垃圾滲瀝液處理前期應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行垃圾坑的建設(shè),保證垃圾坑能夠儲(chǔ)存十一天左右的垃圾量。而之所以對(duì)垃圾坑的容量進(jìn)行要求,最主要的原因就是只有充足的時(shí)間才能夠保證充分發(fā)酵,倒堆去除水分,盡可能地提高入爐垃圾的熱值。當(dāng)生活垃圾在垃圾坑中堆積一星期左右,發(fā)酵熟化后垃圾內(nèi)組分水、腐爛生成水、析出水等滲出,得到滲瀝液,剩余垃圾焚燒;此外,為了能夠?qū)B瀝液進(jìn)行有效收集,生活垃圾焚燒廠人員也應(yīng)當(dāng)在修建垃圾坑時(shí),保證坑具有一定的坡度,使得滲瀝液能夠順利流下,同時(shí)在修建垃圾坑時(shí),施工人員需要在垃圾坑滲瀝液回收的位置安置防護(hù)欄,這樣能夠避免垃圾對(duì)滲瀝液回收管道造成堵塞,實(shí)現(xiàn)高效率的滲瀝液回收。第二步,滲瀝液導(dǎo)入調(diào)節(jié)池,隨后導(dǎo)入一體化反應(yīng)罐,生成的氣體導(dǎo)入焚燒爐燃燒,清液執(zhí)行下步工序,生成的沉淀導(dǎo)入濃縮池、脫水機(jī),得到污泥和清液,清液導(dǎo)入調(diào)節(jié)池,污泥導(dǎo)入焚燒爐燃燒。第三步,將反應(yīng)罐內(nèi)滲瀝液導(dǎo)入?yún)捬跎锓磻?yīng)容器內(nèi),生成的沼氣導(dǎo)入焚燒爐,清液執(zhí)行下步工序,濃液導(dǎo)入濃縮池、脫水機(jī),得到污泥和清液,清液導(dǎo)入調(diào)節(jié)池,污泥導(dǎo)入焚燒爐燃燒。第四步,將清液導(dǎo)入好氧生物降解曝氣池內(nèi),循環(huán)曝氣、沉淀后,清液執(zhí)行下步工序,濃液導(dǎo)入濃縮池、脫水機(jī),得到的清液導(dǎo)入調(diào)節(jié)池,污泥導(dǎo)入焚燒爐燃燒。第五步,清液導(dǎo)入超濾系統(tǒng),過濾出的濃液導(dǎo)入濃縮液處理體系。第六步,清液導(dǎo)入納濾系統(tǒng),過濾出的濃液導(dǎo)入濃縮液處理體系。第七步,清液導(dǎo)入反滲透系統(tǒng),過濾出的濃液導(dǎo)入焚燒爐焚燒,將清液收集到冷卻用水體系中。第八步,判斷濃縮液是否降解、過濾充分,如果不充分的情況下,則應(yīng)回流至調(diào)節(jié)池,同時(shí)清洗過濾膜,或重新設(shè)置生物處理時(shí)長(zhǎng),如果反應(yīng)充分,進(jìn)入下一步。第九步,運(yùn)用三氯化鐵混凝處理后,結(jié)合高級(jí)氧化、蒸發(fā)等措施繼續(xù)處理濃縮液,濃液定量回噴入爐內(nèi),清液回收入冷卻用水體系中。第十步,垃圾、污泥、沼氣等燃燒后,將煙氣凈化系統(tǒng)捕捉到的飛灰與濃縮液、固化劑結(jié)合兩周期,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后廢棄[2]。
2.3.2 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控
在處理滲濾液、濃縮液的過程中,可能會(huì)存在設(shè)備管理不善、人員管理不善、滲瀝液管理不佳等因素,導(dǎo)致滲瀝液處理過程存在較多安全隱患,為保障各個(gè)施工工藝能妥善發(fā)揮效能,還需要對(duì)各個(gè)階段上的負(fù)面制約因素展開風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控工作。
(1)加強(qiáng)人員管理。人員管理是確保滲瀝液、濃縮液得以妥善處理的關(guān)鍵,人員管理主要是由專業(yè)培訓(xùn)、制度約束、企業(yè)文化等綜合影響。從專業(yè)培訓(xùn)來看,管理層可以將工藝流程、設(shè)備原理、設(shè)備操作方式等教授給工作人員,確保工作人員能切實(shí)地掌握滲瀝液濃縮液處理工藝;其次,以制度形式,對(duì)員工的著裝規(guī)范、操作規(guī)范嚴(yán)格要求,確保員工切實(shí)執(zhí)行安全生產(chǎn)條例;最后,管理層以標(biāo)語、思政教育、座談會(huì)等形式,在企業(yè)內(nèi)部塑造嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩a(chǎn)氛圍,規(guī)避效能偏差、安全事故風(fēng)險(xiǎn)等。
例如,借助專業(yè)培訓(xùn),員工可以明確厭氧生物處理罐向好氧生物處理池過度的時(shí)機(jī),或是掌握厭氧生物處理罐的操作步驟。借助制度約束,可以避免員工直接暴露于硫化氫等有害氣體面前。借助企業(yè)文化,安全生產(chǎn)理念可以深入到員工潛意識(shí)中,有效預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。
(2)加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)。效能偏差、安全事故等與設(shè)備缺乏合理維護(hù)有關(guān),焚燒廠應(yīng)定期對(duì)滲瀝液、濃縮液管道、貯存容器、過濾膜等展開檢修,設(shè)備有形損耗明顯的情況下,應(yīng)及時(shí)予以更換、維修,確保硬件設(shè)備保持在最佳工作狀態(tài)上。
例如,超濾、納濾、反滲透中,過濾膜的質(zhì)量直接影響到滲瀝液過濾效果,定期對(duì)過濾膜進(jìn)行沖洗,若污染嚴(yán)重,則應(yīng)及時(shí)更換,一般能較好的保障滲瀝液過濾質(zhì)量,盡可能的避免濃液回流,增加處理任務(wù)量。
(3)加強(qiáng)滲瀝液濃縮液狀態(tài)跟蹤。滲瀝液濃縮液的狀態(tài)跟蹤,可以對(duì)液體內(nèi)物質(zhì)組成成分展開綜合跟蹤,作為液體處理效果的評(píng)價(jià)指標(biāo),可評(píng)價(jià)各個(gè)工序的反應(yīng)是否充分,也可以計(jì)量滲瀝液總量,以此確定滲瀝液處理任務(wù)量等[3]。
例如,借助狀態(tài)跟蹤,可以分析厭氧生物降解生成的氣體構(gòu)成、總量、變化曲線,了解厭氧生物處理環(huán)節(jié)是否反應(yīng)充分,借此,把握?qǐng)?zhí)行下步工序的時(shí)機(jī),避免厭氧生物降解反應(yīng)不充分風(fēng)險(xiǎn)。
生活垃圾焚燒時(shí),需要首先降低垃圾含水量,之后方能有效焚燒。垃圾發(fā)酵熟化過程會(huì)產(chǎn)生大量滲瀝液,對(duì)其處理時(shí),還會(huì)進(jìn)一步形成濃縮液,一般來說,整體處理工藝,包括生物處理、膜處理、混凝沉淀、高級(jí)氧化、蒸發(fā)、焚燒等工序,為規(guī)避各類施工風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生,還需要從人員管理、設(shè)備維護(hù)、狀態(tài)跟蹤三方面,強(qiáng)化各個(gè)流程執(zhí)行效能。