淺論生活垃圾焚燒電廠滲濾液的零排放

丁路躍，胡斯翰

(1 浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，浙江　杭州　310007；2 浙江省環(huán)境監(jiān)測中心，浙江　杭州　310015)

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淺論生活垃圾焚燒電廠滲濾液的零排放

丁路躍1，胡斯翰2

(1 浙江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州310007；2 浙江省環(huán)境監(jiān)測中心，浙江杭州310015)

概述了生活垃圾滲濾液的危害性、特性及當(dāng)前熱門處理技術(shù)，并以浙江某生活垃圾焚燒發(fā)電工程為例，分析生活垃圾焚燒電廠滲濾液零排放的必要性和可行性，以及當(dāng)前存在的一些問題，為同類企業(yè)滲濾液的處理提供借鑒。當(dāng)前國家在大力倡導(dǎo)和實(shí)施節(jié)能減排政策，生活垃圾焚燒發(fā)電是一個很好的舉措；實(shí)施其滲濾液零排放，節(jié)能減排潛力巨大，對于我國環(huán)境保護(hù)和生態(tài)文明建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

生活垃圾焚燒電廠；滲濾液；零排放；必要性；可行性

隨著我國經(jīng)濟(jì)、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展，土地資源越來越緊缺，使得生活垃圾傳統(tǒng)的衛(wèi)生填埋處置方法逐漸顯現(xiàn)出其弊端。而作為生活垃圾常用的處置方法之一的堆肥技術(shù)，雖可避免滲濾液的產(chǎn)生，但受到我國生活垃圾未能實(shí)施有效分揀的限制。生活垃圾焚燒發(fā)電既可有效地處理生活垃圾，又能利用焚燒熱能，較好地達(dá)到了固廢“減量化、資源化、無害化”的目的，最為符合我國國情，屬于我國鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，成為近年來解決生活垃圾出路的一個新方向。但與衛(wèi)生填埋處置方法一樣，生活垃圾焚燒發(fā)電也面臨著滲濾液的處理難題。垃圾滲濾液已被公認(rèn)為高風(fēng)險高污染的廢水，對地下水和地表水具有極大的危害性，其如何被合理地處理已成為當(dāng)前環(huán)境領(lǐng)域研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)[1]。

本文概述了生活垃圾滲濾液的危害性、特性和當(dāng)前熱門處理技術(shù)，并以浙江某生活垃圾焚燒發(fā)電工程為例，分析生活垃圾焚燒電廠滲濾液零排放的必要性和可行性，以及當(dāng)前存在的一些問題，為同類企業(yè)滲濾液的處理提供借鑒。

1　滲濾液零排放的必要性

1.1滲濾液的危害

眾所周知，生活垃圾滲濾液水質(zhì)復(fù)雜，危害性大，主要表現(xiàn)在其含有高濃度的氨氮[2]、亞硝酸鹽[3-4]和重金屬[5]等。另外垃圾滲濾液有機(jī)物成分復(fù)雜也是其具有高風(fēng)險的直接原因，劉軍等[6]采用GC-MS技術(shù)分析檢測出垃圾滲濾液中含有機(jī)物63種，其中致癌物1種，促癌物、輔致癌物4種，致突變物1種，還有多種有機(jī)物被列入我國環(huán)境優(yōu)先污染物“黑名單”[7]。

可見如不對生活垃圾滲濾液加以有效的收集處理，將會對地下水、地表水及土壤等造成嚴(yán)重污染。然而生活垃圾滲濾液作為一種難處理、高危害的污染物，即使被處理達(dá)標(biāo)后排放，其毒性仍然很大，對環(huán)境也仍然存在著很大的風(fēng)險。李鴻江等[8]研究表明，垃圾滲濾液經(jīng)三級礦化垃圾反應(yīng)床處理后，其出水中的COD、BOD5、氨氮和大腸菌數(shù)雖然較低，但仍會對植物的生長產(chǎn)生擬制作用，且隨著時間的延長，抑制作用更顯著。王躍華等[9]分別采用稀釋后CODMn為28 mg/L和1.5～14 mg/L的垃圾滲濾液喂養(yǎng)鯽魚，前者在24 h全部死亡；后者結(jié)果顯示隨著滲濾濃度的增高，鯽魚外周血細(xì)胞的微核率增大，即隨著接觸時間增長，會有導(dǎo)致生物體內(nèi)細(xì)胞分裂受阻和造成細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)損傷的潛在危害。李廣科等[10]也有研究報道，低濃度垃圾滲濾液(COD為10～100 mg/L)誘發(fā)的小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核率和微核細(xì)胞率均有極顯著的升高。這也意味著，長期低垃圾濃度滲濾液的人群暴露，有引起體內(nèi)細(xì)胞遺傳物質(zhì)損傷的危險。

由此可見，為了切實(shí)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，保障人群健康，實(shí)施生活垃圾滲濾液零排放是十分必要的。

1.2生活垃圾處置的選址問題

生活垃圾處置常用的方法包括衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥三種，無任那種方法，其處置場地都選址于城郊或人口相對稀疏的地區(qū)。這些地方往往基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，一般無納污管網(wǎng)的排污去向，不具備滲濾液納管排入污水處理廠集中處理的條件；即使對滲濾液進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后排入環(huán)境，也存在二次污染的問題，因此生活垃圾焚燒電廠須自行處理滲濾液，并實(shí)現(xiàn)其零排放。

2　滲濾液零排放的可行性

2.1生活垃圾焚燒電廠滲濾液的特性及處理技術(shù)

生活垃圾焚燒電廠均會設(shè)有封閉式的垃圾儲存系統(tǒng)，垃圾儲存時間較短，一般不會超過一周，其滲濾液主要來自垃圾本身，且未經(jīng)過發(fā)酵、水解、酸化等穩(wěn)定化過程，因此相比生活垃圾衛(wèi)生填埋的滲濾液有較大差異。生活垃圾焚燒電廠滲濾液的特性主要表現(xiàn)在水質(zhì)有機(jī)物濃度高，種類復(fù)雜，且變化范圍大，平均COD濃度多在3000～8000 mg/L之間；BOD/COD能達(dá)到0.5以上，可生化性較好；氨氮及鉛、鐵等重金屬濃度高，氨氮濃度多在1500 mg/L左右。

生活垃圾滲濾液常用的處理方法包括物化法和生化法，對于具備納管集中處理?xiàng)l件的采用物化法和生化法就能滿足要求；而對于不具備納管條件，需處理達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)或回用的，采用常規(guī)的物化法和生化法則很難滿足要求，當(dāng)前普遍采取的措施是組合處理工藝。生活垃圾焚燒電廠滲濾液的上述特性決定了其處理工藝應(yīng)具備耐COD負(fù)荷沖擊，能有效地去除氨氮和重金屬，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)且實(shí)用可靠等特點(diǎn)，因此目前熱門的生活垃圾焚燒電廠滲濾液處理技術(shù)為“UASB厭氧+MBR好氧+NF納濾膜”的組合工藝，UASB厭氧前段處理，再繼續(xù)MBR好氧生化，最后輔于NF納濾膜深度處理。其效果理想，經(jīng)濟(jì)可行，運(yùn)用廣泛，有關(guān)的研究和成功運(yùn)用的文獻(xiàn)報道也很多[11-14]。

2.2回用標(biāo)準(zhǔn)

目前我國還沒有系統(tǒng)的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因此在再生水回用時一般參考城市污水再生利用系列水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中工業(yè)用水主要指標(biāo)見表1[15]。

表1　工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

注：表1～表3中 pH值的單位為無量綱，其它為mg/L；表3中總汞和總鉛的單位為μg/L，“<”表示未檢出。

2.3實(shí)例分析

浙江某生活垃圾焚燒發(fā)電工程，垃圾焚燒處置能力為700噸/天，滲濾液經(jīng)處理后回用于廠區(qū)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)滲濾液零排放，已通過建設(shè)項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收。下面以該工程為例分析生活垃圾焚燒電廠滲濾液零排放的經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性。

2.3.1滲濾液處理工藝

圖1　滲濾液處理工藝流程

項(xiàng)目pH值SSCODBOD5氨氮進(jìn)水水質(zhì)6～9400060000300001500出水水質(zhì)6～9301003025

該生活垃圾焚燒電廠滲濾液采用“UASB厭氧+MBR膜生化+NF納濾膜”處理工藝(見圖1)，設(shè)計(jì)處理能力為160噸/天，進(jìn)出水水質(zhì)設(shè)計(jì)指標(biāo)見表2。

2.3.2滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)

該生活垃圾焚燒電廠滲濾液實(shí)際產(chǎn)生量約150噸/天，經(jīng)上述工藝處理后全部回用于焚燒爐出渣冷卻和煙氣處理等。根據(jù)該工程環(huán)境保護(hù)設(shè)施竣工驗(yàn)收監(jiān)測報告，其滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)中主要指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果見表3。

根據(jù)表3，該生活垃圾焚燒電廠滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)中主要指標(biāo)濃度為SS 990～3030 mg/L、COD 69300～74200 mg/L、BOD537100～46600 mg/L和氨氮1250～1400 mg/L，出水水質(zhì)中主要指標(biāo)濃度為SS未檢出(<4 mg/L)、COD 31～37 mg/L、BOD5未檢出(<2 mg/L)和氨氮0.16～0.19 mg/L，進(jìn)水水質(zhì)波動較大，出水水質(zhì)穩(wěn)定；對各主要指標(biāo)的去除效率較高，均在99%以上。比較表3和表1、表2可以看出，該滲濾液處理系統(tǒng)出水水質(zhì)符合設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，滿足工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表3　滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)連續(xù)2天監(jiān)測結(jié)果

2.3.3滲濾液零排放技術(shù)分析

生活垃圾焚燒電廠中可以回用滲濾液再生水的工序主要包括循環(huán)冷卻水補(bǔ)給、焚燒爐出渣冷卻、配置石灰乳液煙氣脫硫和廠區(qū)綠化等。其中焚燒爐出渣冷卻、煙氣處理等對回用水水質(zhì)要求相對較低，但回用量有限；廠區(qū)綠化能回用一定的量，但受季節(jié)影響又較大。由于地區(qū)差異和垃圾收集、儲存過程的不同，使得各生活垃圾焚燒電廠滲濾液的產(chǎn)生量存在差異，因此焚燒爐出渣冷卻、煙氣處理和廠區(qū)綠化等不足于確保滲濾液再生水全部回用。生活垃圾焚燒電廠循環(huán)冷卻水補(bǔ)給量約為冷卻水循環(huán)量的10%，其消耗量很大，可完全接納滲濾液的產(chǎn)生量。循環(huán)冷卻水補(bǔ)給滲濾液再生水關(guān)鍵是對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)需定期進(jìn)行除垢清理，濃水進(jìn)入滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)行再處理。

以上述生活垃圾焚燒電廠為例，循環(huán)冷卻水補(bǔ)給量約750噸/天，焚燒爐出渣冷卻用水約100噸/天，煙氣處理用水約80噸/天，而垃圾滲濾液產(chǎn)生量約150噸/天，經(jīng)處理后優(yōu)先回用于對水質(zhì)要求不高的焚燒爐出渣冷卻和煙氣處理，多余的補(bǔ)給于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，可確保該生活垃圾焚燒電廠的滲濾液零排放。

2.3.4滲濾液零排放經(jīng)濟(jì)分析

在滲濾液處理系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，該生活垃圾焚燒電廠每年可以提供約5.5萬噸合格的回用水，即節(jié)約了這么多的自來水。當(dāng)?shù)厣a(chǎn)經(jīng)營單位自來水水價為5.40元/噸，其經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。而且每年可減少COD排放量約5.5噸(以設(shè)計(jì)出水指標(biāo)COD 100 mg/L計(jì))，消除因廢水排放而造成的水環(huán)境污染，有效地保護(hù)環(huán)境。

由此可見，實(shí)施生活垃圾焚燒電廠滲濾液零排放在技術(shù)上是成熟可行的，亦能帶來較好的經(jīng)濟(jì)、社會效益。

3　發(fā)展生活垃圾焚燒電廠滲濾液零排放存在的問題

生活垃圾焚燒電廠滲濾液零排放雖然是必要的和可行的，但目前在我國仍難于迅速推廣應(yīng)用，其原因是多方面的。

(1)目前我國生活垃圾處置仍以衛(wèi)生填埋為主，焚燒處置比例不高。由于選址和建設(shè)成本等問題，我國各地生活垃圾焚燒電廠的建設(shè)都還存在一定的爭議，因此當(dāng)前應(yīng)強(qiáng)化規(guī)劃，重視監(jiān)管，提高煙氣中二噁英的排放標(biāo)準(zhǔn)，消除疑慮，拓寬生活垃圾焚燒的出路。

(2)缺乏法律、政策支持。我國生活垃圾焚燒發(fā)電起步較晚，目前僅靠市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律來推行生活垃圾焚燒電廠滲濾液零排放的難度還較大，需要靠政府法律和政策的支持。所以政府相關(guān)部門應(yīng)出臺相應(yīng)的鼓勵性政策、法律法規(guī)，給予合理的補(bǔ)償，大力提倡和推動生活垃圾焚燒電廠滲濾液零排放的發(fā)展。

(3)缺少統(tǒng)一的回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國還沒有統(tǒng)一的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)參考行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)自定標(biāo)準(zhǔn)，因此較難評價出水是否達(dá)到回用水質(zhì)要求，帶來一定的管理難度。

4　結(jié)　語

我國人口眾多，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，生活垃圾每天產(chǎn)生量約600萬噸，也伴隨產(chǎn)生約150萬噸/天的滲濾液，且每年以5%～6%的速度增長，若不加以合理處置處理，則存在著巨大的環(huán)境風(fēng)險，對環(huán)境保護(hù)是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。當(dāng)前國家在大力倡導(dǎo)和實(shí)施節(jié)能減排政策，生活垃圾焚燒發(fā)電是一個很好的舉措。實(shí)施其滲濾液零排放，節(jié)能減排的潛力巨大，對于我國環(huán)境保護(hù)和生態(tài)文明建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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Zero Discharge of Leachate from Domestic WasteIncineration Power Plant

DING Lu-yue1,HU Si-han2

(1 Environmental Science Research &Design Institute of Zhejiang Province,Zhejiang Hangzhou 310007; 2 Zhejiang Province Environmental Monitoring Center,Zhejiang Hangzhou 310015,China)

Through the overview of leachate harmfulness and the operation status of a domestic waste incineration power generation project in Zhejiang province,the necessity and feasibility of leachate zero discharge in domestic waste incineration power plant was analyzed,and some problems were presented,to provide reference for enterprises of the same kind of leachate treatment.The zero discharge of leachate in domestic waste incineration power plant has great potential for energy saving and emission reduction,which has important significance for the environmental protection and ecological civilization construction in China.

domestic waste incineration power plant;leachate;zero discharge;necessity;feasibility

丁路躍(1982-)，女，工程師，主要從事環(huán)境保護(hù)工作。

胡斯翰，男，工程師，主要從事環(huán)境保護(hù)工作。

X5

A

1001-9677(2016)04-0109-04