垃圾滲濾液處理迎來“全量化”時代
自從今年2月新的《生活垃圾填埋場污染控制標準(征求意見稿)》發布,垃圾滲濾液“全量化”處理項目就愈發多了起來。從去年1月至今,全國共開標39個滲濾液全量化處理項目,其中2021年全年僅10個,但今年前十個月就已達29個。
垃圾滲濾液處理已迎來“全量化”時代!
一、滲濾液處理:“擠”出來的是水,留下的是污染物
很多人知道“滲濾液”或許是通過一輪又一輪的環保督察,在一起起與生活垃圾處理有關的案件中,滲濾液的出鏡頻率極高,它是一種含高濃度有機物、高氨氮、高鹽分及重金屬等有毒有害物質的廢水,其CODcr和BOD5的濃度可達90000mg/L和45000mg/L,看起來是一池黑水,聞起來是陣陣惡臭。
對于填埋場來說,滲濾液中水的來源有兩個,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等。
全國生活垃圾填埋場日產生滲濾液約11萬t,年產總量近4000萬t。
現行的《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)規定,自2011年7月1日起滲濾液應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。
為滿足GB16889-2008要求,住建部和原環境保護部分別制定了《生活垃圾衛生填埋處理技術規范》(GB50869-2013)和《生活垃圾填埋場滲濾液處理工程技術規范(試行)》(HJ564-2010),均推薦選用“預處理+生物處理+深度處理”、“生物處理+深度處理”或“預處理+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”。
2008年7月1日后建設的滲濾液處理設施共557座,總處理能力為40888t/d。其中,執行GB16889-2008標準的設施共281座,處理能力為24148t/d;含RO工藝滲濾液處理設施共268座,處理量為22661t/d;而執行GB16889-1997中一級排放標準的僅有11座,處理量為1075t/d。
由此可知,反滲透工藝占主導地位,約占新建處理設施的48.1%。以執行GB16889-2008和GB16889-1997中一級標準的滲濾液處理設施為達標處理設施,其滲濾液處理總量為20998t/d,達標率為51.4%,但看實際情況,達標滲濾液處理工藝的實際占比應遠低于這個比例。
分析原因,一是生活垃圾處理補貼少,不能滿足達標排放技術處理費用要求。目前達標處理技術主要為含RO的組合技術,其建設成本高達4~10萬元/噸水,處理費用為40~70元/噸(不含設備折舊、利息),如果第三方運營,還需考慮設施折舊、利息等,加上后續濃縮液、污泥處理成本,其運營管理費用超過100元/噸。然而,目前我國各地垃圾處理補貼標準不一,大城市為80~250元/噸,其他大多數地區為20~50元/噸,其中用于滲濾液處理的可能只有5~20元/噸,遠不能滿足滲濾液達標排放處理費用。
二是傳統上采用膜法處理滲濾液時會產生一定量的濃縮液(約占原液體積的20%~35%),其處理難度更大,處理成本更高,一般采取生活垃圾填埋場回灌、送往污水處理廠等方式進行處理。
從經濟和技術角度分析,回灌會造成填埋場污染物的不斷富集,從而使得滲濾液越來越難處理;而把濃縮液送往污水處理廠處理,對后者來說無疑屬于“強迫營業”,因為這會影響其穩定運行。
同時,把費盡功夫濃縮得到的滲濾液重新用市政污水“稀釋”后再處理一次,已失去了滲濾液處理的意義,無疑是人力、物力和經濟上的巨大浪費。
說到底,傳統的滲濾液處理很大程度上是在做“減量化”:把滲濾液中80%的水分提出來排掉,把大多數污染物繼續留在了濃縮液中。
然而,《生活垃圾填埋場污染控制標準(征求意見稿)》第9.3.2條要求,“處理滲濾液產生的濃縮液應單獨處置,不得回灌生活垃圾填埋場或進入污水集中處理設施”,為“膜處理+回灌”這條老路線敲響了警鐘,“全量化”成為必由之路!
二、“全量化”的兩大流派:膜法+蒸發 or 非膜法
“全量化”算不上是什么新概念,其技術路線總結下來無非兩條:
1、在原有的滲濾液處理設施基礎上取消濃縮液回灌等步驟,代之以MVR/MVC蒸發工藝進一步處理掉濃縮液,從而實現滲濾液的“全量化”處理;
2、二是從滲濾液處理“源頭”開始即采用“非膜法”工藝,避免產生濃縮液,“一步”實現“全量化”。
以典型的非膜法工藝“芬頓高級氧化+曝氣生物濾池”為例,它采用Fenton流化床作為預處理,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,通過后續的曝氣生物濾池進行深度處理,可達到進一步去除有機物、脫色和脫除總氮的目的。
部分專業文獻研究表明,該工藝技術處理出水可達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)表2標準,且使用維護方便、投資運行費用經濟,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,并且無常規的反滲透膜法帶來的濃縮液問題。
成本方面,環衛科技網在與擁有非膜法工藝技術的企業交流時,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,非膜法同樣可以應對,只是處理成本會較新鮮滲濾液略高。
總之,非膜法處理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,若要實現滲濾液全量處理,非膜法具有顯著的成本優勢。
可見,對于存量滲濾液處理項目,只要能夠補齊濃縮液處理短板,即可實現“全量化”;而對于新建和改建項目,則可根據需要自由選擇處理工藝。
相對來說,非膜工藝技術似乎更符合潮流,但它對于項目運維人員的經驗和技術水平要求較高,不如膜處理+蒸發來的簡單直接,這或許會成為非膜法推廣應用的一個“攔路虎”。
同時,膜法處理滲濾液存量項目極多,不可能一股腦全部改為非膜法,因此膜處理+蒸發會在相當長的時間內繼續占據大量市場。
三、問價“全量化”處理:從數百到數十,參差不齊
環衛科技網粗略匯總了2021年至今的垃圾滲濾液全量化處理項目信息,在不到兩年里,全國開標了39個垃圾滲濾液全量化處理項目(部分非全流程處理,項目7單價應320),如下表所示。
2021—2022年滲濾液全量化處理項目匯總
整體來看,“全量化”處理項目單價差距不小,最低的南京環美中標杭州市外六工段垃圾填埋場滲濾液全量化處置項目,僅69.88元/噸;最高的嘉戎技術中標沈陽市康平縣垃圾場積存濃縮液低溫固化技術處理項目,價格達539元/噸。
排除個別偏離性數據,全量化處置單價大多處于100~400元的區間,而且超過7成的價格都在200元/噸以上。與以往的垃圾滲濾液處理項目相比,全量化處理顯然價格更高。
企業方面,39個全量化處理項目中,嘉戎技術獨得九個,占有率達23%,表現堪稱一枝獨秀,博世科、高能環境、光大環境、天地人環保等也都各據一席之地,說明國內垃圾滲濾液處理市場集中度已出現集中趨勢,但依舊處于群雄爭霸階段,以嘉戎技術為代表的部分企業有望成為標桿性企業。
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