浅论生活垃圾焚烧电厂渗滤液的零排放

丁路跃，胡斯翰

(1 浙江省环境保护科学设计研究院，浙江　杭州　310007；2 浙江省环境监测中心，浙江　杭州　310015)



浅论生活垃圾焚烧电厂渗滤液的零排放

丁路跃1，胡斯翰2

(1 浙江省环境保护科学设计研究院，浙江杭州310007；2 浙江省环境监测中心，浙江杭州310015)

概述了生活垃圾渗滤液的危害性、特性及当前热门处理技术，并以浙江某生活垃圾焚烧发电工程为例，分析生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放的必要性和可行性，以及当前存在的一些问题，为同类企业渗滤液的处理提供借鉴。当前国家在大力倡导和实施节能减排政策，生活垃圾焚烧发电是一个很好的举措；实施其渗滤液零排放，节能减排潜力巨大，对于我国环境保护和生态文明建设具有重要的现实意义。

生活垃圾焚烧电厂；渗滤液；零排放；必要性；可行性

随着我国经济、城镇化进程的快速发展，土地资源越来越紧缺，使得生活垃圾传统的卫生填埋处置方法逐渐显现出其弊端。而作为生活垃圾常用的处置方法之一的堆肥技术，虽可避免渗滤液的产生，但受到我国生活垃圾未能实施有效分拣的限制。生活垃圾焚烧发电既可有效地处理生活垃圾，又能利用焚烧热能，较好地达到了固废“减量化、资源化、无害化”的目的，最为符合我国国情，属于我国鼓励发展的产业，成为近年来解决生活垃圾出路的一个新方向。但与卫生填埋处置方法一样，生活垃圾焚烧发电也面临着渗滤液的处理难题。垃圾渗滤液已被公认为高风险高污染的废水，对地下水和地表水具有极大的危害性，其如何被合理地处理已成为当前环境领域研究的难点和热点[1]。

本文概述了生活垃圾渗滤液的危害性、特性和当前热门处理技术，并以浙江某生活垃圾焚烧发电工程为例，分析生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放的必要性和可行性，以及当前存在的一些问题，为同类企业渗滤液的处理提供借鉴。

1　渗滤液零排放的必要性

1.1渗滤液的危害

众所周知，生活垃圾渗滤液水质复杂，危害性大，主要表现在其含有高浓度的氨氮[2]、亚硝酸盐[3-4]和重金属[5]等。另外垃圾渗滤液有机物成分复杂也是其具有高风险的直接原因，刘军等[6]采用GC-MS技术分析检测出垃圾渗滤液中含有机物63种，其中致癌物1种，促癌物、辅致癌物4种，致突变物1种，还有多种有机物被列入我国环境优先污染物“黑名单”[7]。

可见如不对生活垃圾渗滤液加以有效的收集处理，将会对地下水、地表水及土壤等造成严重污染。然而生活垃圾渗滤液作为一种难处理、高危害的污染物，即使被处理达标后排放，其毒性仍然很大，对环境也仍然存在着很大的风险。李鸿江等[8]研究表明，垃圾渗滤液经三级矿化垃圾反应床处理后，其出水中的COD、BOD5、氨氮和大肠菌数虽然较低，但仍会对植物的生长产生拟制作用，且随着时间的延长，抑制作用更显著。王跃华等[9]分别采用稀释后CODMn为28 mg/L和1.5～14 mg/L的垃圾渗滤液喂养鲫鱼，前者在24 h全部死亡；后者结果显示随着渗滤浓度的增高，鲫鱼外周血细胞的微核率增大，即随着接触时间增长，会有导致生物体内细胞分裂受阻和造成细胞内遗传物质损伤的潜在危害。李广科等[10]也有研究报道，低浓度垃圾渗滤液(COD为10～100 mg/L)诱发的小鼠骨髓嗜多染红细胞微核率和微核细胞率均有极显著的升高。这也意味着，长期低垃圾浓度渗滤液的人群暴露，有引起体内细胞遗传物质损伤的危险。

由此可见，为了切实加强环境保护，保障人群健康，实施生活垃圾渗滤液零排放是十分必要的。

1.2生活垃圾处置的选址问题

生活垃圾处置常用的方法包括卫生填埋、焚烧和堆肥三种，无任那种方法，其处置场地都选址于城郊或人口相对稀疏的地区。这些地方往往基础设施薄弱，一般无纳污管网的排污去向，不具备渗滤液纳管排入污水处理厂集中处理的条件；即使对渗滤液进行处理达标后排入环境，也存在二次污染的问题，因此生活垃圾焚烧电厂须自行处理渗滤液，并实现其零排放。

2　渗滤液零排放的可行性

2.1生活垃圾焚烧电厂渗滤液的特性及处理技术

生活垃圾焚烧电厂均会设有封闭式的垃圾储存系统，垃圾储存时间较短，一般不会超过一周，其渗滤液主要来自垃圾本身，且未经过发酵、水解、酸化等稳定化过程，因此相比生活垃圾卫生填埋的渗滤液有较大差异。生活垃圾焚烧电厂渗滤液的特性主要表现在水质有机物浓度高，种类复杂，且变化范围大，平均COD浓度多在3000～8000 mg/L之间；BOD/COD能达到0.5以上，可生化性较好；氨氮及铅、铁等重金属浓度高，氨氮浓度多在1500 mg/L左右。

生活垃圾渗滤液常用的处理方法包括物化法和生化法，对于具备纳管集中处理条件的采用物化法和生化法就能满足要求；而对于不具备纳管条件，需处理达到一级标准或回用的，采用常规的物化法和生化法则很难满足要求，当前普遍采取的措施是组合处理工艺。生活垃圾焚烧电厂渗滤液的上述特性决定了其处理工艺应具备耐COD负荷冲击，能有效地去除氨氮和重金属，出水稳定达标且实用可靠等特点，因此目前热门的生活垃圾焚烧电厂渗滤液处理技术为“UASB厌氧+MBR好氧+NF纳滤膜”的组合工艺，UASB厌氧前段处理，再继续MBR好氧生化，最后辅于NF纳滤膜深度处理。其效果理想，经济可行，运用广泛，有关的研究和成功运用的文献报道也很多[11-14]。

2.2回用标准

目前我国还没有系统的回用水水质标准，因此在再生水回用时一般参考城市污水再生利用系列水质标准，其中工业用水主要指标见表1[15]。

表1　工业用水水质标准

注：表1～表3中 pH值的单位为无量纲，其它为mg/L；表3中总汞和总铅的单位为μg/L，“<”表示未检出。

2.3实例分析

浙江某生活垃圾焚烧发电工程，垃圾焚烧处置能力为700吨/天，渗滤液经处理后回用于厂区生产，实现渗滤液零排放，已通过建设项目竣工环境保护验收。下面以该工程为例分析生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放的经济技术可行性。

2.3.1渗滤液处理工艺

图1　渗滤液处理工艺流程

项目pH值SSCODBOD5氨氮进水水质6～9400060000300001500出水水质6～9301003025

该生活垃圾焚烧电厂渗滤液采用“UASB厌氧+MBR膜生化+NF纳滤膜”处理工艺(见图1)，设计处理能力为160吨/天，进出水水质设计指标见表2。

2.3.2渗滤液处理系统进出水水质

该生活垃圾焚烧电厂渗滤液实际产生量约150吨/天，经上述工艺处理后全部回用于焚烧炉出渣冷却和烟气处理等。根据该工程环境保护设施竣工验收监测报告，其渗滤液处理系统进出水水质中主要指标监测结果见表3。

根据表3，该生活垃圾焚烧电厂渗滤液处理系统进水水质中主要指标浓度为SS 990～3030 mg/L、COD 69300～74200 mg/L、BOD537100～46600 mg/L和氨氮1250～1400 mg/L，出水水质中主要指标浓度为SS未检出(<4 mg/L)、COD 31～37 mg/L、BOD5未检出(<2 mg/L)和氨氮0.16～0.19 mg/L，进水水质波动较大，出水水质稳定；对各主要指标的去除效率较高，均在99%以上。比较表3和表1、表2可以看出，该渗滤液处理系统出水水质符合设计指标要求，满足工业用水水质标准要求。

表3　渗滤液处理系统进出水水质连续2天监测结果

2.3.3渗滤液零排放技术分析

生活垃圾焚烧电厂中可以回用渗滤液再生水的工序主要包括循环冷却水补给、焚烧炉出渣冷却、配置石灰乳液烟气脱硫和厂区绿化等。其中焚烧炉出渣冷却、烟气处理等对回用水水质要求相对较低，但回用量有限；厂区绿化能回用一定的量，但受季节影响又较大。由于地区差异和垃圾收集、储存过程的不同，使得各生活垃圾焚烧电厂渗滤液的产生量存在差异，因此焚烧炉出渣冷却、烟气处理和厂区绿化等不足于确保渗滤液再生水全部回用。生活垃圾焚烧电厂循环冷却水补给量约为冷却水循环量的10%，其消耗量很大，可完全接纳渗滤液的产生量。循环冷却水补给渗滤液再生水关键是对循环冷却水系统需定期进行除垢清理，浓水进入渗滤液处理系统进行再处理。

以上述生活垃圾焚烧电厂为例，循环冷却水补给量约750吨/天，焚烧炉出渣冷却用水约100吨/天，烟气处理用水约80吨/天，而垃圾渗滤液产生量约150吨/天，经处理后优先回用于对水质要求不高的焚烧炉出渣冷却和烟气处理，多余的补给于循环冷却水系统，可确保该生活垃圾焚烧电厂的渗滤液零排放。

2.3.4渗滤液零排放经济分析

在渗滤液处理系统运行正常的情况下，该生活垃圾焚烧电厂每年可以提供约5.5万吨合格的回用水，即节约了这么多的自来水。当地生产经营单位自来水水价为5.40元/吨，其经济效益十分可观。而且每年可减少COD排放量约5.5吨(以设计出水指标COD 100 mg/L计)，消除因废水排放而造成的水环境污染，有效地保护环境。

由此可见，实施生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放在技术上是成熟可行的，亦能带来较好的经济、社会效益。

3　发展生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放存在的问题

生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放虽然是必要的和可行的，但目前在我国仍难于迅速推广应用，其原因是多方面的。

(1)目前我国生活垃圾处置仍以卫生填埋为主，焚烧处置比例不高。由于选址和建设成本等问题，我国各地生活垃圾焚烧电厂的建设都还存在一定的争议，因此当前应强化规划，重视监管，提高烟气中二噁英的排放标准，消除疑虑，拓宽生活垃圾焚烧的出路。

(2)缺乏法律、政策支持。我国生活垃圾焚烧发电起步较晚，目前仅靠市场经济规律来推行生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放的难度还较大，需要靠政府法律和政策的支持。所以政府相关部门应出台相应的鼓励性政策、法律法规，给予合理的补偿，大力提倡和推动生活垃圾焚烧电厂渗滤液零排放的发展。

(3)缺少统一的回用水质标准。目前我国还没有统一的回用水水质标准，多数参考行业相关标准或企业自定标准，因此较难评价出水是否达到回用水质要求，带来一定的管理难度。

4　结　语

我国人口众多，经济高速发展，生活垃圾每天产生量约600万吨，也伴随产生约150万吨/天的渗滤液，且每年以5%～6%的速度增长，若不加以合理处置处理，则存在着巨大的环境风险，对环境保护是一个严峻的挑战。当前国家在大力倡导和实施节能减排政策，生活垃圾焚烧发电是一个很好的举措。实施其渗滤液零排放，节能减排的潜力巨大，对于我国环境保护和生态文明建设具有重要的现实意义。

[1]Renou S,Civandan J G,Poulain S,et a1.Landfill leachate treatment:review and opportunity[J].Journal of Hazardous Materials,2008,150(3):468-493.

[2]Lema J M,Mendez R,Blazquez R.Characteristics of landfill leachates and alternatives for their treatment:a review[J].Water,Air &Soil Pollution,1988,40(3～4):223-250.

[3]Dave G,Nilssen E.Increased reproductive toxicity of landfill leachate after degradation was caused by nitrite[J].Aquatic Toxicology,2005,73(1):11-30.

[4]Pivato A,Gaspari L.Acute toxicity test of leachates from traditional and sustainable landfills using luminescent bacteria[J].Waste Management,2006,26:1148-1155.

[5]姜必亮,蓝崇钰,王伯荪.垃圾填埋场渗滤液灌溉后重金属的生态效应[J].中国环境科学,2001,21(1):18-23.

[6]刘军,鲍林发,汪苹.运用GC-MS联用技术对垃圾渗滤液中有机污染物成分的分析[J].环境污染治理技术与设备,2003,8(4):31-33.

[7]郑曼英,李丽桃.垃圾渗液中有机污染物初探[J].重庆环境科学,1996,18(4):41-43.

[8]李鸿江,顾莹莹,赵由才,等.矿化垃圾反应床出水对植物发芽与幼苗生产的影响[J].环境污染与防治,2010,32(4):6-10.

[9]王跃华,廖科伟,白晓兰.垃圾渗滤液的遗传毒性研究[J].安全与环境学报,2007,7(2):1-4.

[10]李广科,赵由才.垃圾填埋场渗滤液诱发小鼠骨髓细胞微核效应[J].中国环境科学,2004,24(1):37-40.

[11]王昉,陆新生,欧明.UASB-MBR-NF工艺在生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理中的应用[J].给水排水,2009(S1):135-139.

[12]夏明,黄兴,范茂军.UASB和MBR组合工艺处理生活垃圾焚烧发电厂渗滤液[J].工业安全与环保,2009(3):13-15.

[13]袁江,夏明,黄兴,等.UASB和MBR组合工艺处理生活垃圾焚烧发电厂渗滤液[J].工业安全与环保,2010(4):21-24.

[14]冯小杰.UASB-MBR-NF工艺处理生活垃圾焚烧电厂渗滤液处理研究[J].绿色科技,2012,5(5):171-174.

[15] GB/T 19923-2005 城市污水再生利用-工业用水水质[S].

Zero Discharge of Leachate from Domestic WasteIncineration Power Plant

DING Lu-yue1,HU Si-han2

(1 Environmental Science Research &Design Institute of Zhejiang Province,Zhejiang Hangzhou 310007; 2 Zhejiang Province Environmental Monitoring Center,Zhejiang Hangzhou 310015,China)

Through the overview of leachate harmfulness and the operation status of a domestic waste incineration power generation project in Zhejiang province,the necessity and feasibility of leachate zero discharge in domestic waste incineration power plant was analyzed,and some problems were presented,to provide reference for enterprises of the same kind of leachate treatment.The zero discharge of leachate in domestic waste incineration power plant has great potential for energy saving and emission reduction,which has important significance for the environmental protection and ecological civilization construction in China.

domestic waste incineration power plant;leachate;zero discharge;necessity;feasibility

丁路跃(1982-)，女，工程师，主要从事环境保护工作。

胡斯翰，男，工程师，主要从事环境保护工作。

X5

A

1001-9677(2016)04-0109-04