朱建蕊
福建省融旗建筑工程有限公司
在生活垃圾焚燒廠中,對滲濾液的處理常常是廠內(nèi)正常運(yùn)行和日常管理中的難點問題。滲濾液來自生活垃圾自身的水分和降雨,以液體形式存在焚燒廠中,pH 值介于3~9之中,液體內(nèi)的重金屬濃度與市政污水濃度接近,但COD和BOD5濃度卻遠(yuǎn)高于污水中的濃度,如果不進(jìn)行處理就馬上排出,將會污染環(huán)境,破壞生態(tài)。所以,了解滲濾液的主要處理方式,掌握處理工藝流程,以科學(xué)處理滲濾液,建設(shè)符合標(biāo)準(zhǔn)、成本節(jié)約的生活垃圾焚燒廠,對實現(xiàn)城市群的綠色可持續(xù)發(fā)展,有著至關(guān)重要的意義。
(1)生活垃圾焚燒廠滲濾液產(chǎn)生的主要來源大致有三種,見圖1;一是自身垃圾中所含有的水分;二是自然環(huán)境中的降雨降雪以及地面水的不斷流動;三是城市生活垃圾在填埋后,被存活的微生物進(jìn)行厭氧分解而成。
圖1 垃圾滲濾液來源
(2)從現(xiàn)實生活情況來看,生活垃圾在焚燒處理過程中,也會產(chǎn)生滲濾液,這與垃圾中的含水量、組成成分、存放時長有關(guān)。其中生活垃圾中的廚余垃圾、果蔬殘渣是滲濾液產(chǎn)生的“主力軍”。
(3)因地域環(huán)境的不同,城市生活垃圾中的含水量、成分組成也有著較大的差別。在垃圾處理完畢后,其滲濾液的流量大多接近垃圾總量的十分之一,而北方地區(qū)由于氣候干燥,滲濾液的含量較低,南方城市滲濾液的含量則接近20%。同時,滲濾液的流量還和垃圾焚燒廠內(nèi)的建設(shè)構(gòu)造、水文環(huán)境、季節(jié)因素、氣候狀況及垃圾成分有關(guān)。
(4)我國居民生活垃圾的突出特征是殘留水分多、種類多、有機(jī)物多。生活垃圾焚燒廠在進(jìn)行建設(shè)設(shè)計時,應(yīng)將垃圾的存儲量設(shè)計為存放處理一周左右的數(shù)量。與此同時,生活垃圾在一段時間的存儲后,開始發(fā)生發(fā)酵、蒸發(fā)、脫水等反應(yīng),在一定程度上提高了垃圾的相對熱值,此時進(jìn)行焚燒處理,不僅能夠減少輔助燃料的投入量,也能夠降低運(yùn)行的成本,提高生活垃圾焚燒廠的運(yùn)行效率。
(1)垃圾滲濾液組成成分復(fù)雜:雖然垃圾分類意識已逐漸深入人心,分類處理的成果也開始顯現(xiàn),但當(dāng)前我國生活垃圾依然具有成分復(fù)雜、種類多樣的特性,見圖2;在一些民眾意識較低、生活習(xí)慣不佳、生活條件復(fù)雜的地區(qū),構(gòu)成生活垃圾的成分更為復(fù)雜。同時,垃圾滲濾液中,重金屬、有機(jī)物和氨氮含量高,濃度大,常常讓滲濾液呈現(xiàn)出顏色深、氣味重,微生物比例失調(diào)等不良狀態(tài)。
圖2 垃圾滲濾液的組成成分
(2)垃圾滲濾液變化規(guī)律明顯。垃圾滲濾液的產(chǎn)生大多具備季節(jié)特性。例如夏天時,滲濾液的流量高于冬天;雨天中,滲濾液的流量高于旱季;高溫時,滲濾液的流量高于低溫。同時,構(gòu)成生活垃圾滲濾液的內(nèi)部污染物及其濃度,也在地域、氣候的不斷交替變化中而發(fā)生著變化。
垃圾滲濾液中包含許多氨氮和復(fù)雜成分的有機(jī)污染物,并滋生匯集了一些有害成分,大大影響了城市生態(tài)環(huán)境。為了充分避免垃圾滲濾液對自然環(huán)境的污染,亟須嚴(yán)格控制其出水水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合垃圾滲濾液的自身特性,在對其處理方式進(jìn)行選擇時,應(yīng)該要綜合考慮到以下幾個方面:采取脫氨氮成效明顯的方式;采取抵抗沖擊能力強(qiáng)的方式;采取有著處理高濃度污水能力的方式,以保證最終的出水排放滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
(1)垃圾焚燒廠滲濾液與污水廠合并處理是一種高效地處理模式。其優(yōu)勢在于,節(jié)省了垃圾滲濾液的處理費用的同時,通過污水處理廠來處理滲濾液,能夠讓垃圾滲濾液充分稀釋并與污水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以及微生物反應(yīng),以實現(xiàn)垃圾滲濾液與污水的共同處理。
(2)垃圾焚燒廠與污水處理廠合并處理也有其局限性。例如垃圾焚燒廠與污水處理廠的路程位置制約,可能產(chǎn)生垃圾滲濾液在運(yùn)輸過程中的資源浪費。另一方面,由于垃圾滲濾液的液體特性,也有可能造成對污水處理廠的沖擊和高負(fù)荷運(yùn)作,影響污水處理廠的日常運(yùn)行。所以,在考慮垃圾焚燒廠滲濾液與污水廠合并處理的方式時,要對此種工程建設(shè)及工藝技術(shù)的可行性進(jìn)行分析。
(1)廠內(nèi)噴灑處理即通過不間斷噴灑滲濾液的處理方法,提高垃圾的濕度,增加垃圾的含水率,提升垃圾中微生物的活性,并增加有機(jī)污染物生成甲烷的效率。噴灑處理還能夠在一定程度上降低滲濾液的污染濃度,讓垃圾滲濾液的水質(zhì)、水量保持在相對固定的數(shù)值下,達(dá)到一個穩(wěn)定的狀態(tài),也有利于在焚燒廠內(nèi)開展廢水處理。
(2)廠內(nèi)噴灑處理還可以將垃圾滲濾液進(jìn)行回灌,以促進(jìn)有機(jī)物的分解速率。但使用這個處理方法需注意以下幾點:一是噴灑或回灌垃圾滲濾液的總量將與焚燒廠的處理能力相制約,在此過程中必然會有多余的垃圾滲濾液需要進(jìn)行外排,從而污染環(huán)境。二是垃圾滲濾液在噴灑后依然需要進(jìn)行處理才能外排,此時,垃圾滲濾液就將在垃圾堆垛中不斷循環(huán)發(fā)酵,使得NH3-N 持續(xù)堆積,導(dǎo)致其濃度還可能將高于在非循環(huán)中的垃圾滲濾液濃度。
(1)垃圾焚燒廠內(nèi)采取預(yù)處理的方式,旨在降低將垃圾滲濾液與污水混合處置時的運(yùn)行壓力。此種方法目的是將垃圾滲濾液經(jīng)過預(yù)處理,降低其中的氨氮、重金屬等污染物的含量。使用此種手段能夠使垃圾滲濾液在混入城市污水后,在最大程度上保障污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
(2)垃圾焚燒廠中滲濾液的處理可以有不同的方式,在方式選擇時,還要考慮到技術(shù)手段、人員水平以及經(jīng)濟(jì)實力后再進(jìn)行擇優(yōu)選取。筆者認(rèn)為,廠內(nèi)廠外預(yù)處理是一種較理想的方式,在焚燒廠內(nèi)建設(shè)預(yù)處理工程項目,將在一定程度上緩解污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行壓力。另一方面,將滲濾液融入污水處理的手段,還能利用污水中的物質(zhì)和垃圾滲濾液中的有機(jī)物發(fā)生微生物及化學(xué)反應(yīng),以減少運(yùn)行處理經(jīng)費。
(1)垃圾滲濾液的處理方法主要有物理化學(xué)法、高級氧化法、膜分離法、超臨界水氧化法和生物技術(shù)等方法。由于滲濾液存在自身水質(zhì)成分復(fù)雜、流量變化快等特性,只采用單一的方法來處理顯然不容易實現(xiàn)預(yù)期的處置目標(biāo),于是垃圾滲濾液經(jīng)常采用多種方法來進(jìn)行運(yùn)作。
(2)我國當(dāng)前主要的垃圾滲濾液處置方法是:“預(yù)先處置+生化處置+深度處置”的復(fù)合方式,見圖3。其中主流的技術(shù)是膜生物反應(yīng)器(MBR)+雙膜法(NF/RO)的復(fù)合方法。
(3)膜生物反應(yīng)器(MBR)對COD以及BOD5的消除成效比較好,但它對總氮以及氨氮的消除能力并不那么有效。所以,主流的方式則是將膜生物反應(yīng)器(MBR)和別的技術(shù)相結(jié)合,以保障最后的排水質(zhì)量達(dá)到國家最新標(biāo)準(zhǔn)。比較常見的就是上述的膜生物反應(yīng)器(MBR)+雙膜法(NF/RO)的處置方法。
圖3 垃圾滲濾液復(fù)合處置
(4)膜生物反應(yīng)器(MBR)+雙膜法(NF/RO)的處置方法將傳統(tǒng)方式與現(xiàn)代水處理手段相結(jié)合,不但面積占用小,設(shè)備裝置緊致,而且排出水的水質(zhì)可以較好地達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。同時,其處理流程較為簡單、對污染物的削減效率高,全系統(tǒng)抵抗外部環(huán)境沖擊的能力較強(qiáng),自動化水平較高,管理運(yùn)行較為便捷,是一套性價比較高的復(fù)合處置方法。但在現(xiàn)實中的情況表明,由于滲濾液具有有機(jī)性和高污性,在長期的運(yùn)行過程中,將會讓膜系統(tǒng)受到一定程度上的污染,加之附加設(shè)備的更新和維護(hù),加大了運(yùn)營成本。所以,將來垃圾滲濾液的處理方向?qū)⒏訌?qiáng)調(diào)實用性、高效性及耐受性。
隨著綠色發(fā)展理念及打造人與自然和諧共生的命運(yùn)共同體的理念深入人心,社會垃圾分類及生態(tài)文明的氛圍不斷增強(qiáng),國家、地方對污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格實施,生活垃圾焚燒廠中滲濾液處理工程的建設(shè)方向也得到了正確指引。在建設(shè)過程中,將要把重點放在研發(fā)和優(yōu)化各種物化技術(shù)、生物技術(shù)等方面。另一方面,結(jié)合城市實際和建設(shè)成本,考量未來水質(zhì)變化,優(yōu)化現(xiàn)有處置方式,積極打造新的更高質(zhì)量的綜合型聯(lián)合處置方式。在降低生活垃圾滲濾液處理工程的建設(shè)費用和維保、運(yùn)營成本的同時,積極提升滲濾液的處置效能,向著行業(yè)更高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)看齊。