楊輝 馬鞍山市環(huán)境衛(wèi)生管理處
生活垃圾焚燒相較傳統(tǒng)的衛(wèi)生填埋具有占地小、處理快、減量化、無害化、資源化等顯著特點(diǎn),因此近些年也成為國內(nèi)相對理想、主流的生活垃圾處理方式。尤其是“十三五”期間,較多城市的生活垃圾處理方式由衛(wèi)生填埋轉(zhuǎn)為焚燒,原有垃圾填埋場面臨最終封場。
對于生活垃圾填埋場,合格的水排放數(shù)據(jù)始終是重要的環(huán)境指標(biāo),污水處理系統(tǒng)也是場區(qū)重要的組成部分,本文主要分析封場帶來的水處理投資的變化。
垃圾進(jìn)入填埋場后,在生物降解過程中會(huì)產(chǎn)生高濃度有機(jī)液體,另外還有滲入填埋場的水(包括雨水),總量超過垃圾的極限含水量的部分就以滲濾液形式排出。
填埋場滲濾液主要來源如下:
(1)垃圾自身產(chǎn)生的水(內(nèi)在因素)
①垃圾所含的水分經(jīng)填埋壓實(shí)后擠出;
②垃圾中有機(jī)物因生化水解產(chǎn)生的水分。
(2)外部滲入垃圾體的水(外在因素)①大氣降雨滲入垃圾體中;
②分水嶺內(nèi)的地表徑流和地下徑流滲入垃圾體中。
根據(jù)對填埋場滲濾液水量的實(shí)測和分析,其具有如下的特點(diǎn):
內(nèi)在因素產(chǎn)生的水量與垃圾性質(zhì)和填埋量有關(guān),且垃圾體自身有一定的持水能力,故一般垃圾自身產(chǎn)水量相對很小。填埋場滲濾液量及其變化主要由外在因素決定,即大氣降雨量、分水嶺面積、地下徑流量的大小和排水設(shè)施完善情況決定了填埋場滲濾液量的多少。對于采用終場覆蓋填埋場,其滲濾液量主要決定于大氣降雨量、匯水面積和清污分流設(shè)施的完善性。
根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場巖土工程技術(shù)規(guī)范》(CJJ 176-2012),滲濾液日均產(chǎn)生量的計(jì)算公式如下:
式中:
Q——滲濾液日均總量,m3/d;
I——降雨量,mm/d;
A1——作業(yè)單元匯水面積,m2;
CL1——作業(yè)單元滲出系數(shù),一般宜取0.5~0.8;
A2——中間覆蓋單元匯水面積,m2;
CL2——中間覆蓋單元滲出系數(shù),宜取(0.4~0.6)CL1;
A3——終場覆蓋單元匯水面積,m2;
CL3——終場覆蓋單元滲出系數(shù),一般取0.1~0.2;
WC——垃圾初始含水量(%)
MD——日均填埋規(guī)模,t/d
FC——完全降解垃圾田間持水量(%)
ρw——水的密度(t/m3)
其中,I的計(jì)算,數(shù)據(jù)充足時(shí),宜按20年的數(shù)據(jù)計(jì)??;數(shù)據(jù)不足20年時(shí),按現(xiàn)有全部年數(shù)計(jì)取。
根據(jù)數(shù)據(jù)采集,以某600t/d填埋場為例,其中間封場面積53000m2,作業(yè)單元30000m2,正常使用階段的滲濾液產(chǎn)生量:
經(jīng)實(shí)施雨污分流工程,按照公式計(jì)算為:
考慮終期封場后,滲濾液產(chǎn)生量會(huì)進(jìn)一步減少,按照計(jì)算可預(yù)估:
1.根據(jù)填埋場運(yùn)行期間的產(chǎn)水率等情況,其滲濾液處理站濃縮液產(chǎn)生量按30%計(jì)算,即:166.1×0.3=49.83m3/d。對于采用MBR(膜生物反應(yīng)器)+RO(反滲透)等類似工藝的滲濾液處理站,通常采用運(yùn)送至垃圾堆體進(jìn)行回灌的方式處理濃縮液,該方式無法徹底消除濃縮液。
2.填埋場封場后,雖然滲濾液產(chǎn)量進(jìn)一步降低,但垃圾堆體吸附能力下降,濃縮液回流造成產(chǎn)量加大、濃度變高。且一般運(yùn)行時(shí)間較長、后期生化能力較差的場區(qū)會(huì)有一定的存量濃縮液,考慮到處理的長期性,封場時(shí)須考慮濃縮液處理站,預(yù)計(jì)濃縮液處理量為50m3/d。(膜系統(tǒng)產(chǎn)生的濃縮液,具有高價(jià)離子含量高,有機(jī)物濃度高的特點(diǎn),采用的濃縮液處理工藝宜為:軟化微濾(SMF)+DTRO系統(tǒng)+蒸發(fā)(MVR)。)
3.封場前已有濃縮液處理設(shè)施的,封場后運(yùn)行投資短期內(nèi)將逐漸降低,下文不再計(jì)算。
由于項(xiàng)目屬社會(huì)公用設(shè)施,非營利性項(xiàng)目,不易進(jìn)行財(cái)務(wù)分析,故本文僅分析對比運(yùn)行費(fèi)用。(注:年運(yùn)行天數(shù)按350天計(jì),價(jià)格數(shù)據(jù)根據(jù)行業(yè)現(xiàn)狀取值。)
滲濾液處理費(fèi)用取30元/m3,故原滲濾液處理站年運(yùn)形成本為30×166.1×350/10000=174.41萬元。
(1)固定成本
新建一套規(guī)模50m3/d濃縮液處理站,根據(jù)上述工藝,按25萬元/m3計(jì)算,建設(shè)費(fèi)用為50×25=750萬元。
(2)運(yùn)形成本
滲濾液處理站年運(yùn)形成本為30×25.33×350/10000=26.6萬元。
濃縮液處理費(fèi)用取200元/m3,濃縮液處理站年運(yùn)形成本為200×50×350/10000=350萬元,合計(jì)376.6萬元。
根據(jù)大致測算,以600t/d的生活垃圾填埋場為例,其運(yùn)行末期,水處理運(yùn)形成本為174.41萬元/年。封場后,其運(yùn)形成本逐漸增加到376.6萬元/年,成本增加115.93%,且須新建750萬元濃縮液處理站一座。
綜上,采用濃縮液回灌工藝的生活垃圾填埋場封場初期,其運(yùn)形成本將高于其運(yùn)行期,但隨著存量滲濾液及濃縮液的處理,其運(yùn)形成本最終將逐步降低。