垃圾滲濾液處理路在何方？
垃圾滲濾液(也稱為滲瀝液)是指垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實、發(fā)酵等物理、生物及化學作用，同時在降水和其他外部來水的滲流作用下產(chǎn)生的廢水。由于我國生活垃圾普遍含水率很高，導致我國填埋場滲濾液產(chǎn)生量較大，即便在焚燒廠也會產(chǎn)生相當量的滲濾液。首輪中央環(huán)保督察及今年的“回頭看”揭露了很多地方存在處理設(shè)施不完備、不能正常運行或不運行，滲濾液普遍大量積存等嚴重的滲濾液處理問題，違規(guī)偷排管網(wǎng)或環(huán)境事件頻繁發(fā)生，存在巨大的環(huán)境污染風險與安全隱患。
一、滲濾液污染及處理特性
滲濾液組成極為復雜，含有高濃度的常規(guī)有機污染物和無機鹽分，偶爾存在少量或微量毒性有機物和重金屬。我國滲濾液的突出特點是氨氮濃度極高，通常為2000-4000 mg/L，最高可達6000 mg/L以上，是生活污水氮負荷的上百倍(做個簡單類比，一個500噸滲濾液處理廠對氮的削減相當于一座5萬噸污水處理廠的貢獻)。
同時，滲濾液中通常含有一部分難降解有機物，尤其是在老齡滲濾液或生化處理之后的出水中有機物主要是難降解有機物，以COD計大概有800-1500 mg/L，通常認為是腐植酸類物質(zhì)，很難直接通過生化方法進一步去除。此外，我國滲濾液中鹽分偏高，某些地區(qū)滲濾液氯離子濃度高達8000 mg/L以上。鹽分既是滲濾液處理技術(shù)(尤其是膜工藝)選擇的重要影響因素，也可能在不遠的將來成為排放的控制指標之一，在滲濾液處理工藝選擇時也需要重點考慮。
二、滲濾液處理技術(shù)選擇
滲濾液處理技術(shù)路線通常可以分為兩大類：場外合并處理(進市政污水處理廠)、單獨處理。不同國家、不同地區(qū)、不同垃圾場都有不同的選項，但有時也不得不隨著技術(shù)政策、管理要求、上下游銜接條件等因素的變化而改變。根據(jù)筆者2011年在美國的調(diào)研，Waste Management旗下300多家填埋場中，58%的滲濾液采用場外合并處理。
然而從2014年開始，越來越多的污水處理廠不愿意接納垃圾滲濾液，主要是因為滲濾液的引入影響了污水廠的出水水質(zhì)，特別是滲濾液中難降解的腐植酸類物質(zhì)對污水廠紫外消毒造成了嚴重干擾，美國業(yè)界同行已經(jīng)開始關(guān)注中國在滲濾液處理方面的經(jīng)驗。
我國《生活垃圾填埋場污染控制標準(GB16889-2008)》規(guī)定，自2011年7月1日起全部生活垃圾填埋場應自行處理生活垃圾滲濾液并執(zhí)行表2或表3規(guī)定的水污染排放質(zhì)量濃度限值。即便是對焚燒廠滲濾液，選擇余地也不大�！渡罾贌廴究刂茦藴�(GB18485-2014)》中強調(diào)，滲濾液應在生活垃圾焚燒廠內(nèi)處理或送至填埋場處理設(shè)施處理，滿足GB16889的要求后排放;只有滿足相當嚴苛限制條件時(比如，污水處理廠應設(shè)置滲濾液專用調(diào)節(jié)池)，才能轉(zhuǎn)移到生活污水處理廠合并處理。
隨著國家環(huán)境標準要求的逐步趨嚴和對滲濾液特點和影響認知的逐漸加深，我國滲濾液處理技術(shù)從復制到模仿再到引領(lǐng)，滲濾液處理工藝越來越完善，逐步形成了“生化處理+膜深度處理”的主流組合處理工藝。在當前主流工藝中，膜深度處理是確保出水達標的必備單元。
通過強化生化工藝(通常為MBR)去除絕大部分可降解有機物，并將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮(若補以足夠碳源可實現(xiàn)氮的完全去除)，再通過膜單元(納濾或反滲透，單一或串/并聯(lián)組合)截留去除殘余污染物(包括難降解的腐植酸類物質(zhì))。
工藝運行良好且碳源充足時，MBR可以將滲濾液COD降至1,000 mg/L左右，氨氮降至10 mg/L以下;納濾膜可以將COD進一步降至300 mg/L以下;反滲透可以確保出水(膜透過液約占總水量的60-70%，其余為膜濃縮液)COD在30 mg/L以下，滿足GB16889-2008標準(甚至北京DB11/307-2013標準)對于相關(guān)污染控制指標的要求。
另外，滲濾液處理工藝流程與組合已經(jīng)基本規(guī)范化，若能確保具有豐富運行管理經(jīng)驗的人員、充足的經(jīng)費投入和嚴格的環(huán)境監(jiān)管，在實際運行中就能夠?qū)崿F(xiàn)組合處理工藝穩(wěn)定的連續(xù)運行和出水(膜透過液)達標，成都興蓉、光大國際、湖南軍信、北京環(huán)衛(wèi)集團等提供了眾多滲濾液處理設(shè)施平穩(wěn)運維的成功案例。
三、濃縮液的處理
我國大多采用以納濾(NF)和反滲透(RO)為代表的膜深度處理技術(shù)，為了保證膜工藝運行周期及出水水質(zhì)，滲濾液濃縮液的產(chǎn)量一般會占到進水量的25% ～40%。相較于滲濾液，膜濃縮液因富集大量難降解有機物、無機鹽類以及微量重金屬而更難處理、危害更大。
隨著膜技術(shù)在我國垃圾滲濾液處理中運用的越來越廣泛，大量的膜濃縮液成為亟待解決的突出問題，有些已經(jīng)成為制約填埋場和焚燒廠穩(wěn)定運行的最主要因素。有些雖然尚未爆發(fā)，但也將成為填埋場和焚燒場全周期管理中不可規(guī)避的問題。
部分填埋場認為“膜濃縮液不是滲濾液”，不受《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)條款的限制，違規(guī)將膜濃縮液輸送至污水處理廠，其實是故意混淆概念，在轉(zhuǎn)移污染的同時，也使得前序滲濾液處理設(shè)施的存在價值大打折扣。
膜濃縮液污染物濃度高、富集了幾乎所有鹽分，在填埋場回灌或在滲濾液調(diào)節(jié)池循環(huán)時，鹽分逐漸累積，滲濾液處理效率逐漸下降，最終導致滲濾液處理設(shè)施完全失效;焚燒廠膜濃縮液回噴焚燒爐時，不僅影響發(fā)電效率，而且會導致爐排、煙氣處理設(shè)備腐蝕等嚴重問題。
膜濃縮液是“濃縮的滲濾液”，如果膜濃縮液得不到有效處理，滲濾液的處理就是不徹底的，所謂的“達標排放(僅膜透過液)”也是沒有意義的。對膜濃縮液的管理，一方面應通過技術(shù)手段提高膜深度處理的回收率，降低膜濃縮液的產(chǎn)生量;另一方面，應大力推進膜濃縮液的規(guī)范化處理與嚴格監(jiān)管。根據(jù)本課題組對滲濾液處理技術(shù)路線生命周期分析的初步研究結(jié)果，相對于生物處理后直接或間接排放，“膜處理+濃縮液處理”對生態(tài)環(huán)境保護更有利。
蒸發(fā)、高級氧化等都是可以用于膜濃縮液處理的技術(shù)，都有其優(yōu)勢，也各有不足，但運行成本高、不穩(wěn)定是存在的突出問題，應該先確保設(shè)施連續(xù)穩(wěn)定運行，然后再考慮如何進一步降低成本。目前，基于浸沒燃燒蒸發(fā)技術(shù)的膜濃縮液處理項目提供了長期連續(xù)穩(wěn)定運行的案例。
該技術(shù)采用一種無固定傳熱面的蒸發(fā)方式，亞表面浸沒燃燒的超微氣泡與濃縮液直接接觸，無傳熱間壁，從而規(guī)避了其它間壁式蒸發(fā)器難以克服的結(jié)垢問題，傳質(zhì)傳熱高效，實現(xiàn)了濃縮液的高效蒸發(fā)，而揮發(fā)性污染物可以在蒸發(fā)時借助局部高溫氧化同步去除，高濃度污染物以殘渣或結(jié)晶形式排出并固化封存，冷凝液或排放蒸汽均能夠達到相應標準要求。該技術(shù)已經(jīng)在沈陽老虎沖與大辛填埋場、北京阿蘇衛(wèi)填埋場與魯家山焚燒廠、光大鎮(zhèn)江焚燒廠、陜西咸陽填埋場等項目上得到應用。
