我國垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及創(chuàng)業(yè)前景分析

楊杰，白春學(xué)，胡梓璇，李帥，周素環(huán)，潘勝楠

我國垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及創(chuàng)業(yè)前景分析

楊杰1，白春學(xué)2，胡梓璇1，李帥1，周素環(huán)1，潘勝楠1

（1. 大連民族大學(xué)， 遼寧 大連 116600； 2. 大連經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)供熱有限公司， 遼寧 大連 116600）

為了解決我國滲濾液處理能力的不足，現(xiàn)有滲濾液處理設(shè)施處理出水無法達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889—2008)的排放要求，以及膜處理工藝產(chǎn)生的濃縮液難以處理等問題，課題對國內(nèi)滲濾液處理和濃縮液處理技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，從工藝的適用性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、出水指標(biāo)等角度來選出適合我國的滲濾液和濃縮液處理技術(shù)路線。該課題的研究對提升我國滲濾液處理工藝技術(shù)，減少垃圾滲濾液污染物排放總量有著積極的意義。

垃圾滲濾液；現(xiàn)狀；創(chuàng)業(yè)前景分析

1 垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀

垃圾滲濾液具有較大污染負(fù)荷的特點(diǎn),其處理工藝多為幾種處理方法的有機(jī)組合。

填埋場內(nèi)先產(chǎn)生的滲濾液生物降解性相對較高，處理方式為一系列的生物途徑；那些長久的滲透液則因?yàn)檩^差的生化性而需要通過結(jié)合物化及生化兩種方法進(jìn)行處理，也可以通過物化的工藝進(jìn)行先進(jìn)行預(yù)處理，將其中的雜質(zhì)去除，達(dá)到將滲透液內(nèi)氨氮、重金屬濃度降低，滲透液pH值調(diào)節(jié)，方便之后進(jìn)行生化處理的目的[1]。中國有些垃圾滲濾液處理廠是根據(jù)城市污水廠的處理流程線路，進(jìn)行了適于處理垃圾滲透液的改造。而對于滲透液復(fù)雜多樣的水量水質(zhì)特點(diǎn)卻不適應(yīng)。有上述特點(diǎn)的垃圾滲濾液處理廠通常有運(yùn)行效果不好的現(xiàn)象。

雖然滲透過濾廢物的生物化學(xué)處理技術(shù)相對較為先進(jìn)，但對高氮廢物的生物化學(xué)處理卻沒有足夠的實(shí)際技術(shù)研究。 在全國大多數(shù)垃圾填埋場處理滲透過濾器時(shí)， 具有較低總氮去除率的情況，其原因是主要有不充足的廢棄物滲透過濾器碳源及微生物受到氨的抑制。所以，在研究生化處理技術(shù)時(shí)間重點(diǎn)落在了怎樣提升垃圾滲透過濾器內(nèi)不足的碳源及總氮去除率。同時(shí)提升應(yīng)用厭氧處理技術(shù)和改善滲透過濾器的生物化學(xué)。 在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了用于廢物滲透過濾器的有效生物化學(xué)處理技術(shù)，如短期硝化、氨的厭氧氧化等，從而降低了滲透過濾器的處理成本，并提高了氨氮的處置效率[2]。 開發(fā)及研究深度處理滲透液技術(shù)時(shí)應(yīng)該將重點(diǎn)落在處理由膜處理技術(shù)生成的濃縮液體手段以及其他深度處理滲透液高效途徑。基于FONTON方法、FONTON方法、O3氧化、光催化氧化等的先進(jìn)氧化技術(shù)是處理垃圾滲透過濾器深度的最有效方法，也是研究垃圾滲透過濾器深度的重要方向。

2 行業(yè)分析

因?yàn)槔某煞帧⑻盥竦姆绞健r(shí)間、氣候和填埋場水文地質(zhì)等都會對垃圾滲透液的水質(zhì)及水量產(chǎn)生影響，垃圾滲透液處理器的有效性則是有待解決的一項(xiàng)重要難題。排放垃圾滲濾液的問題及保證技術(shù)可行性時(shí)需要解決的。同時(shí)，在我國這樣的發(fā)展中國家，也需要將滲透液處理的可行性及經(jīng)濟(jì)性考慮其中，這也就無形的加重了處理滲透液的難度。

對于地方來說，運(yùn)行成本的不菲成了它們財(cái)政上的巨大壓力，并不能徹底將二次污染問題解決掉。 因此這些問題的妥善處理的意義就十分重大。相比于滲透液的實(shí)際產(chǎn)量，當(dāng)前我們的滲透液處理總?cè)萘恳托圆⒂行У貙⑵渲械臐B透液進(jìn)行處理[3]。偏高的滲透液處理運(yùn)行能耗是較普遍的情況，仍然有很多問題存在于當(dāng)前處理方法內(nèi)，因此滲濾液處理率、新工藝開發(fā)及能耗節(jié)省的改進(jìn)是滲透液發(fā)展的未來趨勢及方向。

雖然近幾年出現(xiàn)了更為普及的垃圾滲濾液DTRO膜處理法，但是隨著這種技術(shù)的普及，很多垃圾填埋場都面臨著DTRO膜后濃縮液無法進(jìn)行適當(dāng)處理的問題。由于DTRO膜后的濃縮物含鹽量高、成分復(fù)雜、濃縮液濃度高，未經(jīng)處理直接排放的濃縮液容易造成嚴(yán)重的二次污染[4]。因此，如何有效地處理DTRO膜后的濃縮液廢水也是廢水處理領(lǐng)域亟待解決的問題。

3 創(chuàng)業(yè)前景分析

滲透過濾是一種污染、濃度高的有機(jī)污染物，在處理過程中有著巨大的困難，我國是一個大國，自然條件非常不同，而且不同地區(qū)產(chǎn)生的生活垃圾種類也各不相同。這導(dǎo)致滲濾液水質(zhì)水量的重大差別，客觀上也要求滲透處理工藝的多樣化。 垃圾滲濾液不同于生活污水，其組成更為復(fù)雜。隨著現(xiàn)在檢測分析水平的提升，滲濾液中會發(fā)現(xiàn)更多危害人體健康的化學(xué)污染物，未來滲濾液的排放標(biāo)準(zhǔn)也將控制更多污染物的排放[5]。今后，環(huán)境規(guī)章將變得越來越嚴(yán)格，隨著規(guī)章制度的不斷完善和嚴(yán)格以及排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，滲濾液的處理工藝也將變得越來越多樣化。

今后滲濾液處理的發(fā)展方向是：尋找一種合理的處理工藝，既能應(yīng)對垃圾填埋場滲濾液質(zhì)量和數(shù)量的季節(jié)性變化，又能適應(yīng)不同時(shí)期填埋場水質(zhì)的變化。 同時(shí)，可以提高現(xiàn)有的滲濾液處理設(shè)施的質(zhì)量，以確保這些處理設(shè)施的長期運(yùn)行相對穩(wěn)定。

今后滲濾工藝的選擇應(yīng)結(jié)合工藝節(jié)能、水質(zhì)排放水平、經(jīng)濟(jì)合理性等因素進(jìn)行綜合性的考慮，確保工藝的嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性更高。 對實(shí)地水質(zhì)進(jìn)行深入分析，并考慮到今后幾年水質(zhì)的變化，同時(shí)考慮到各種因素的影響，例如不同季節(jié)水質(zhì)的變化。以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對滲濾液處理工藝的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，在工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)合理控制水力高程，要避免多次提升，減少水頭的不必要的損失和浪費(fèi)曝氣系統(tǒng)的控制必須充分考慮到進(jìn)水水量的變化、水質(zhì)和操作條件的變化、對曝氣的合理控制以及能耗的減少[6]。

對于處理污水的新技術(shù)開發(fā)及研究國內(nèi)外都一直保持著持續(xù)性的努力。以垃圾滲透液特征為依據(jù)進(jìn)行的應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新具有更廣闊的未來應(yīng)用前景。催化氧化、厭氧氨氧化、電催化綜合處理系統(tǒng)及芽孢桿菌生化高效處理技術(shù)等都是處理技術(shù)中具有顯著優(yōu)勢的先進(jìn)手段[7]。

相比于其他領(lǐng)域處理污水工藝，當(dāng)前處理垃圾滲透液的應(yīng)用工藝中可靠性高且成熟的方法不多。“生化處理+深度處理”是當(dāng)前被普遍認(rèn)可的一種處理工藝。其他工藝如“高效蒸發(fā)處理”及“芽孢桿菌高效生物處理+催化氧化”也同樣適用[8]。蒸發(fā)技術(shù)早在20世紀(jì)70年代就已應(yīng)用于艦船海水淡化裝置，近年來，蒸發(fā)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、海水淡化等領(lǐng)域。通過研究發(fā)現(xiàn)，先進(jìn)蒸發(fā)工藝中能耗最低的是機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)及MVR蒸發(fā)工藝。它充分利用二次蒸發(fā)的熱熵，并完全回收材料的熱量，從而減少高技術(shù)蒸發(fā)工藝的蒸發(fā)能量消耗。對進(jìn)水指標(biāo)COD、氨氮及BOD5/COD值等沒有嚴(yán)格要求，所以進(jìn)水水質(zhì)變動對設(shè)備運(yùn)行無影響。廢水處理系統(tǒng)的核心裝置為低耗能MVR（Mechanical Vapor Recompression 機(jī)械蒸汽再壓縮）蒸發(fā)裝置，通過此裝置可以處理大多數(shù)的污染物。該裝置的設(shè)計(jì)依據(jù)為各類物料表現(xiàn)出的同壓力下的不同沸點(diǎn)特質(zhì)，各物料經(jīng)過加熱到達(dá)沸點(diǎn)分離于溶液外。在處理垃圾滲濾液過程中，主要針對廢水中水的特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)水在不同壓力下對應(yīng)不同沸點(diǎn)的特性，水會伴隨加熱溶液的沸騰而被分離。

從環(huán)保節(jié)能層面來看，此種蒸發(fā)技術(shù)的可靠成熟性更高且更加先進(jìn)。當(dāng)前，此技術(shù)在垃圾填埋場垃圾滲濾液處理、高鹽水處理以及膜后濃縮液等方面也得到廣泛應(yīng)用。

4 結(jié) 論

2019年是第十三個五年計(jì)劃的最后一年。在《關(guān)于對2019年至2020年中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)深入分析和發(fā)展規(guī)劃的咨詢建議報(bào)告》中中投顧問認(rèn)為，假定每年中國有近10億噸垃圾產(chǎn)生，其中每年會有近4億噸的垃圾以5%~8%的速度增長。再過數(shù)年，城市會被垃圾涌入，出現(xiàn)圍城狀況，會增加人們生活上的不便。中國每年會有約10億噸垃圾的產(chǎn)出。并且會伴隨城市人口的增加及生活條件的提升而愈演愈烈，當(dāng)然對于這種情況政府是不會放任此種情況不管的。“十二五”期間，我國投資約2 636億元在建設(shè)城市生活垃圾無害化處理設(shè)施上。在中國的600多個城市里累計(jì)總共有5億多平方米土地被占用于城市垃圾的堆放，經(jīng)濟(jì)損失年總數(shù)可達(dá)300億元。 想象下，如果在垃圾處理和資源利用工作上我們能夠提前防范，盡快做好，每年能挽回的經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。相反，如果城市垃圾年損失高達(dá)300億元，換言之，這將是對垃圾滲濾液行業(yè)的另一種解讀。垃圾滲濾液處理行業(yè)必將掀起新一輪浪潮，推動滲濾液行業(yè)的發(fā)展。 面對即將到來的“十四五”，將會在建設(shè)無害化城市生活垃圾處理設(shè)施上有所強(qiáng)化及提升。

對當(dāng)前我國處理滲透液情況進(jìn)行回顧發(fā)現(xiàn)，對當(dāng)前處理技術(shù)進(jìn)行完善及優(yōu)化，依據(jù)中國國情開發(fā)能夠領(lǐng)先世界的新工藝是我們長期的工作目標(biāo)。這不但是處理滲透液的技術(shù)需求，還是人類長期發(fā)展的需求。我國在未來的處理滲透液行業(yè)中將會朝向更加精細(xì)化、多元化的方向去發(fā)展，將全量化滲透液處理工藝的實(shí)現(xiàn)作為奮斗目標(biāo)。

［1］陳長太,曾揚(yáng).城市垃圾填埋場滲濾液水質(zhì)特性及其處理[J].環(huán)境保護(hù),2001(09):19-21.

［2］何厚波.生活垃圾填埋場滲濾液的特點(diǎn)及處理技術(shù)［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程,2002,10(4):159-162.

［3］王力功,王健.垃圾滲濾液處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2017,45(S2):55-58.

［4］翟峰.生活垃圾滲濾液處理技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].綠色環(huán)保建材，2018(03):13-14.

［5］劉睿倩，俞正昕，張翼飛.污水處理廠精細(xì)化管理的實(shí)踐[C]// 全國水環(huán)境污染治理設(shè)施運(yùn)營管理技術(shù)交流研討會.

［6］HAN Z，MA H，SHI G，et al. A review of groundwater contamination near municipal solid waste landfill sites in China[J].，2016，569-570: S1500795110.

［7］BAUMGARTEN G. Experiences and new developments in biological pretreatment and physical post-treatment of landfill leachate［J］.., 1996, 34(7-8): 445-453.

［8］杜昱,李洪君,李大利,等.垃圾滲濾液處理亟須解決的問題及發(fā)展方向[J].中國給水排水,2015,31(22):33-36.

Analysis on the Present Situation and Prospect of Landfill Leachate treatment in China

1,2,1,1,11

（1. Dalian Minzu University, Dalian Liaoning 116600, China;2. Dalian Economic Development Zone Heating Co.,Ltd., Dalian Liaoning 116600, China）

In order to solve the problems that the leachate treatment capacity in China is insufficiency,treated effluent of existing leachate treatment facilities cannot reach the emissions requirement of(GB 16889—2008), and the concentrated liquid produced by the membrane treatment process is difficult to treat, domestic leachate treatment and concentrate processing technology was researched.From the perspectives of process applicability, stability, economy, effluent indicators, etc., a technical route suitable for leachate and concentrate treatment in China was selected.The research has positive significance for improving the treatment technology of leachate in China and reducing the total discharge of pollutants from landfill leachate.

Landfill leachate; Status analysis; Analysis of entrepreneurial prospect

大連民族大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：202012026056）。

2020-11-29

楊杰（1998-），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人。

白春學(xué)（1972-），男，高級工程師，研究方向：水污染控制工程。

R123.3

A

1004-0935（2021）04-0499-03