《垃圾填埋場污染控制標準》即將更新,滲濾液處理市場或迎來顛覆式變革
來源: 環(huán)衛(wèi)新觀察
近日,生態(tài)環(huán)境部開始對第二次修訂后的《生活垃圾填埋場污染控制標準》GB16889公開征求意見,征求意見稿正文共31頁,修訂內(nèi)容包括下列7項:
①完善了生活垃圾填埋場的選址要求;
②細化了生活垃圾填埋場基本設(shè)施的設(shè)計與施工要求;
③嚴格了溫室氣體排放的控制要求;
④調(diào)整了滲濾液進入污水集中處理設(shè)施處理的技術(shù)要求;
⑤明確了焚燒飛灰入場填埋的管理要求;
⑥細化了生活垃圾填埋場運行、封場及后期維護與管理期間的污染控制要求;
⑦增加了生活垃圾填埋場開挖再利用的技術(shù)要求。
然而,筆者今天只想從新標準的第9.3.2條說起,其內(nèi)容如下:
9.3.2 處理滲濾液產(chǎn)生的濃縮液應(yīng)單獨處置,不得回灌生活垃圾填埋場或進入污水集中處理設(shè)施。
這條規(guī)定立刻在滲濾液處理圈激起千層浪,因為它將目前最常用的、成本最低廉的兩條填埋場濃縮液處置技術(shù)路線徹底堵死,讓目前主流的膜法工藝瞬間不那么香了……。除了回灌和進入污水處理廠,目前可用的濃縮液處理工藝屈指可數(shù),如蒸發(fā)、高級氧化等,然而正如某業(yè)內(nèi)人士在和筆者聊天時所說,“基本都是擺設(shè),能運行的不多”。
環(huán)保督察發(fā)現(xiàn),輝縣市垃圾填埋場滲濾液生化處理池長期停運,大量的滲濾液不知道到哪去了。
全國垃圾填埋場滲濾液產(chǎn)生和處理現(xiàn)狀怎么樣?
年產(chǎn)4000萬t,深度處理多依賴膜法
談到濃縮液,不能不先說滲濾液。
滲濾液是一種含高濃度有機物、高氨氮的廢水,CODCr和BOD5濃度最高可達90000mg/L和45000mg/L。滲濾液中的水按其來源可分為兩類,一是垃圾自身含水及有機物降解水;二是外來水,包括降雨、降雪、地表水和地下水入滲,故其水質(zhì)水量受填埋場填埋期、氣候、降水等因素影響較大。據(jù)估算,全國生活垃圾填埋場日產(chǎn)生滲濾液約11萬t,年產(chǎn)總量近4000萬t。
某垃圾填埋場調(diào)節(jié)池
《生活垃圾填埋場污染控制標準》GB16889-2008(即本次修訂前的那個版本,筆者注)規(guī)定滲濾液自2011年7月1日起應(yīng)全部自行處理達標排放,主要排放限值為CODCr≤100mg/L、BOD5≤30mg/L、氨氮≤25mg/L、總氮≤40mg/L,同時對總汞、總鉻、總鎘、總鉛、總砷等重金屬指標提出了排放要求。標準排放限值加嚴后,傳統(tǒng)的、單一的污水處理技術(shù)已不能滿足達標排放要求。目前,市場上能穩(wěn)定達標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,單一的處理方法很難達到GB16889-2008排放要求。為滿足該標準滲濾液排放要求,住建部和原環(huán)境保護部分別制定了《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標準的設(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中一級排放標準的僅有11座,處理量為1075t/d。由此可知,反滲透工藝在新標準執(zhí)行過程中占主導(dǎo)地位,約占新建處理設(shè)施的48.1%。以執(zhí)行GB16889-2008和GB16889-1997中一級標準的滲濾液處理設(shè)施為達標處理設(shè)施,其滲濾液處理總量為20998t/d,達標率為51.4%。但根據(jù)實際調(diào)研情況,達標滲濾液處理工藝的實際占比小于51.4%。
分析原因,一是生活垃圾政府補貼少,不滿足達標排放技術(shù)處理費用要求。根據(jù)調(diào)研情況分析,目前達標處理技術(shù)主要為含RO的組合技術(shù),但其建設(shè)成本高達4~10萬元/噸水,處理費用為40~70元/噸(不含設(shè)備折舊、利息),如果第三方運營,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,其運營管理費用超過100元/噸。目前,我國各地生活垃圾政府補貼沒有統(tǒng)一標準,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用僅為5~20元/噸,遠不能滿足滲濾液達標排放技術(shù)處理費用。二是濃縮液產(chǎn)量高(一般來說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,目前市場上鮮有穩(wěn)定運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、送往污水處理廠等方式進行處理。從經(jīng)濟和技術(shù)角度分析,將濃縮液送往污水處理廠處理不僅會對污水處理廠的穩(wěn)定運行造成更大的影響,而且失去了滲濾液處理的意義,造成了人力、物力和經(jīng)濟上的巨大損失。
當前垃圾填埋滲濾液排放標準操作困難
理論達標率不及五成,實際達標率更低
目前,生活垃圾填埋滲濾液的處理標準成為行業(yè)焦點,滲濾液直接排放標準在實際操作過程中遇到很多困難,尤其體現(xiàn)在處理費用短缺、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標率為49.6%,而由于運行、管理等方面的原因,實際達標率還要更低。
對國外主要發(fā)達國家和地區(qū)生活垃圾滲濾液的處置技術(shù)調(diào)研表明(見附錄),各國填埋場滲濾液處理從經(jīng)濟合理性的角度出發(fā),大多采用排入城市污水廠進行合并處理的方法,并制定了預(yù)處理標準。同時,按受納水體水質(zhì)控制要求進行回溯限制,而不主張采用昂貴的直接處理后排放的方式。
以美國為例,其滲濾液排放標準中沒有COD指標,即:不對難降解有機物進行控制,并提出了生活垃圾填埋場滲濾液處理的最佳實用控制技術(shù)。與我國現(xiàn)行標準相比,美國滲濾液處理技術(shù)較簡單、控制標準較寬松,對接收滲濾液的污水廠的影響也有較大差異。
附錄:
部分發(fā)達國家和地區(qū)滲濾液處置技術(shù)要求
1.美國
美國《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(MSWLF)排入地表水的污染物必須遵守《國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 MSWLF 非點源污染物作了相關(guān)限制;美國國家環(huán)保局于 1991 年頒布的《城市固體廢物填埋標準》要求所有填埋場的運營必須保證不會釋放出違反 CWA 的污染物,同時允許滲濾液回灌。
2.歐盟
規(guī)定所有的垃圾填埋場均必須達到《地下水指令》(Groundwater Directive)的基本要求,除非填埋場沒有任何潛在危害,否則滲濾液都要予以收集、處理并達到合適的標準后排放。
3.英國
英國根據(jù)歐盟《地下水指令》制定了填埋場滲濾液處理技術(shù)導(dǎo)則。該導(dǎo)則詳細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)定填埋場滲濾液可以在填埋場內(nèi)回用或回灌以促進降解,也可以經(jīng)處理或不處理直接排入污水廠,但是在排入污水廠之前,必須達到一定標準。
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
如果新標準的第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,因為環(huán)保督察過程中發(fā)現(xiàn)的填埋場滲濾液問題太多!),那么勢必會對現(xiàn)有的滲濾液處理市場沖擊巨大,目前的市場主流技術(shù)可能被重塑。
首先,膜法處理滲濾液項目將不得不補齊濃縮液處理短板,導(dǎo)致運營成本驟然提高。據(jù)估算,目前全國填埋場滲濾液產(chǎn)量達4000萬噸/年,如果全部采用膜法處理,預(yù)計每年產(chǎn)生800萬~1400萬噸濃縮液,取中位數(shù)1100萬噸。目前針對濃縮液處理的收費在300元/噸以上,照此計算,僅處理濃縮液就需要增加33億元的運營費。這還沒有考慮上建設(shè)成本。
其次,新建滲濾液處理項目,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,且綜合成本遠低于膜法工藝。
筆者在中國知網(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利技術(shù)“芬頓高級氧化+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,去除部分有機物,并將難降解有機物氧化為易降解有機物,大大提高垃圾滲濾液的可生化性,通過后續(xù)的曝氣生物濾池進行深度處理,可達進一步去除有機物、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生化處理后的廢水進行深度處理,進一步減少污染物的排放量,處理出水可達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)表2標準,使用維護方便、投資運行費用經(jīng)濟,可徹底解決垃圾滲濾液反滲透(RO)處理工藝存在的運行成本高問題,并且無常規(guī)的反滲透膜法帶來的濃水問題,甚至可為現(xiàn)有膜法濃水要求達標排放的一種經(jīng)濟可行的選擇。
2021年,黨康飛等在《中國給水排水》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,未達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889—2008)的排放限值,為此設(shè)計采用"高級氧化(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,無二次污染,出水水質(zhì)達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(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,對方表示,非膜法處理新鮮的滲濾液,在CODCr超過10萬的情況下,處理收費約50元/噸,若CODCr指標更低,處理費還可以進一步降低。而對于老齡化滲濾液,CODCr不再是核心問題,最需要解決的其實是總氮,非膜法同樣可以應(yīng)對,只是處理成本會較新鮮滲濾液略高?傊,非膜法處理填埋場滲濾液在工藝方面不存在任何問題,且在綜合考慮濃縮液處理問題的情況下,若要實現(xiàn)滲濾液全量處理,非膜法具有成本優(yōu)勢。