環保水處理

滲濾液設施建設情況

垃圾滲濾液具有高污染、成分復雜以及危害性大等特性，近年來滲濾液處理受到政府部門的高度重視。2008年，環保部發布《生活垃圾填埋場污染控制標準(GB16889-2008)》，相比1997年的排放標準，新標準更加嚴格，新標準規定現有和新建生活垃圾填埋場都應建有完備的垃圾滲濾液處理設施，整改期限為3年，并且執行力度更強。目前我國垃圾滲濾液處理需求主要來自垃圾填埋場和垃圾焚燒廠，隨著“十二五”期間，衛生填埋和焚燒廠等無害化設施的建設，相應的滲濾液產量也將日益增長，滲濾液處理行業也將更受關注，國內2012~2013年相關滲濾液處理工程如下表所示：

2012~2013年全國部分新建垃圾填埋場滲濾液處置工程

滲濾液行業分析

市場規模分析

“十二五”期間，我國加快了生活垃圾無害化處理設施建設的進度，計劃新增2251座設施，投資額為1730億元，其中：填埋場1875座，焚燒廠264座，堆肥及其他設施112座。垃圾填埋場和垃圾焚燒廠建設的同時，要求建設相應的垃圾滲濾液處理設施，經測算，“十二五”期間垃圾滲濾液處理工程市場規模約157億元，年均市場規模約31億元。

“十二五”垃圾滲濾液處理市場規模分析

參與企業分析

垃圾滲濾液處理行業由上至下依次為：滲濾液處理設備、材料生產，滲濾液處理設備集成，滲濾液處理設施建設，滲濾液處理設施運營等。

“十二五”期間，國內垃圾滲濾液處理設施需求激增，受益程度最大的當屬產業鏈上中游細分行業。處于產業鏈上游的設備材料生產商眾多、且較為分散，因此單個生產商的受益效果并不明顯。處于產業鏈中游的垃圾滲濾液處理設施建設商數量相對較少，有技術、資金實力的企業能迅速脫穎而出，受益效果較為明顯。

垃圾滲濾液成分復雜，處理難度大，處理設施技術壁壘較高，因此，垃圾滲濾液處理設施建設業務可享受高達40%的毛利率。隨著國內垃圾滲濾液處理行業景氣度的上升，國內已有一批環保廠家具備了垃圾滲濾液達標處置工程的設計、設備采購、工程建設和運營能力。相關上市公司近年盈利狀況異常優異。

Ø 江蘇維爾利環保科技股份有限公司

上市以來維爾利在滲濾液龍頭地位已奠定，主要技術為外置式MBR反應器+納濾/反滲透工藝。2013年前三季度，新增滲濾液工程建設及運營訂單1.7億元，滲濾液BOT運營能力達900噸/天，委托運營能力接近4000噸/天。

Ø 北京天地人環保科技有限公司

滲濾液領域的綜合環境服務商，滲濾液技術和產品在行業內已經形成了品牌和影響，主要技術為碟管式反滲透膜（DTRO）、碟管式納濾（DTNF）。2013年新簽約項目11個，總規模2150噸/天，歷年來共承接滲濾液項目120個，總規模19430噸/天。

Ø 北京潔綠科技發展有限公司

垃圾滲濾液處理方面的專家，將滲濾液，餐廚垃圾，土壤修復列入公司戰略方向。2013年新簽約項目2個，總規模1000噸/天，其中大工村滲濾液項目規模達700噸/天。

Ø 江蘇新琦環保有限公司

堅持以科技創新為核心，形成以生活垃圾處理為主的核心競爭力。2013年新簽約項目15個，總規模1450噸/天，保持了非常快的業績增長。

Ø 長沙中聯重科環衛機械有限公司

專業從事環衛環保設備研發、制造和營銷，研發能力位于全國前列；創新融資模式，是國內為數不多的能夠提供融資租賃采購方式的企業。2013年新簽約項目11個，總規模620噸/天。

新技術發展方向分析

垃圾滲濾液污染物濃度高，成份復雜，處理難度高。隨著排放標準要求不斷提高，技術的重要性愈加凸顯。我國滲濾液處理技術包含土地處理、物化處理、生物處理等。其中土地處理無法單獨使用，由于處理難度問題和占地問題，近年來已很少應用。物化處理一般作為垃圾滲瀝液處理中的預處理和深度處理；生物處理經濟、有效地去除有機污染物，但單獨采用生物處理一般無法達標，需要和其他工藝有機結合。目前大多采用包含預處理、生物處理、深度處理、污泥及濃縮液處理四項工藝內容的組合工藝。

Ø滲濾液預處理重點發展前期降低有機物和氨氮負荷，調節碳氮比，提高垃圾滲瀝液的可生化性的相關技術，可以為后續生化處理節能增效。

Ø生化處理重點是加大對垃圾滲瀝液高效生化處理技術的開發，如短程硝化反硝化技術、厭氧氨氧化技術等，一方面降低垃圾滲瀝液的處理成本，另一方面提高氨氮的去除效果。

Ø深度處理-膜濃縮液處理和其他深度處理方式，重點是加快研究經濟、可行的膜濃縮液處理技術，同時研究其他非膜法深度處理技術，如高級氧化、高效蒸發等。

Ø新興技術介紹

1.厭氧氨氧化技術

厭氧氨氧化是指在厭氧的條件下，微生物直接以NH4＋作為電子供體，以作為電子受體，將NH4＋和NO2－轉變成N2的生物氧化過程。

1）厭氧氨氧化新工藝

ØOLAND(Oxygen　limited　autotrophicnitrification　and　denitrification)工藝

OLAND工藝是部分硝化與厭氧氨氧化相耦聯的生物脫氮反應系統。該工藝其原理是通過限氧調控(溶解氧0.1～0.3mg/L)實現了硝化階段亞硝酸鹽的穩定積累，并實現了生物脫氮在較低溫度(22～30℃)下的穩定運行。OLAND工藝中，溶解氧是限氧亞硝化階段的主要影響因素，而生物量和基質濃度、pH值和溫度則影響厭氧氨氧化過程。

ØSHARON　(single reactor for high activity ammonia removal　over　nitrite)－厭氧氨氧化工藝

SHARON—厭氧氨氧化工藝指在兩個反應器中分別實現部分硝化和厭氧氨氧化反應，具有優化兩類細菌的生存環境、運行性能穩定的特點。該工藝的原理是利用硝化菌在較高溫度下生長速率明顯低于亞硝化菌生長速率的特點，首先在 SHARON 反應器中，通過控制溫度和停留時間，將硝化控制在亞硝化階段；然后在厭氧氨氧化反應器中，將剩余的氨氮與所生成的亞硝酸鹽氮以等摩爾比例在厭氧氨氧化菌作用下生成氮氣，數據表明約有80%以上的氨氮轉化成了氮氣。反應的主要控制條件為溫度、堿度和水力停留時間；同時，厭氧氨氧化反應器中不得有溶解氧的存在。主要適用于處理污泥上清液和高氨氮、低碳源工業廢水。世界上第一個生產性SHARON－厭氧氨氧化工藝已于2002年6月在荷蘭鹿特丹Dokhaven污水處理廠正式運行，主要用于處理污泥消化上清液。

ØCANON (completelyautotrophicnitrogenremovalovernitrite) 工藝

原理是在厭氧氨氧化菌富集培養物中，存在有一定數量的好氧氨氧化菌，通過控制溶解氧濃度使得單個反應器或生物膜內中實現兩類細菌的協調生長，從而實現生物脫氮的目的。其中主要進行了好氧氨氧化作用和厭氧氨氧化作用。由于厭氧氨氧化菌為嚴格厭氧菌，因此要實現與好氧氨氧化菌長期共存于同一個反應器，如何有效控制水中的溶解氧是一個關鍵性問題。由于 CANON 工藝所涉及的微生物均為自養型，因此無需外加碳源，與傳統脫氮工藝相比，可減少 63%的供氧量和 100%的碳源，且由于只需要一個反應器，該工藝大大減少基建和運行費用。

目前 CANON 工藝的關鍵在于如何實現全程自動化操作管理，如果能針對 CANON

工藝開發出一套經濟高效的在線監測系統，則該工藝可成為一種經濟性、實用性很強廢

水生物脫氮工藝。

2）優點

Ø 由于厭氧氨氧化菌為自養型生物，其以無機碳作為碳源，因此無需外加有機碳源作為電子供體，不僅節約成本，而且防止了投加碳源所產生的二次污染。

Ø 厭氧氨氧化反應在厭氧環境下，無需曝氣，節省了供氧的動力消耗。

Ø 反應過程中不產生 N2O，避免了傳統硝化—反硝化工藝中產生的溫室氣體排放。

Ø 由于厭氧氨氧化菌的倍增周期較長（11d），反應器一般采用不排泥的啟動方式，因此產泥量少。

Ø 厭氧氨氧化最高容積氮去除速率達 9.5kgN/(m3·d)，遠遠高于傳統的硝化反硝化工藝[容積氮去除率

3）缺點

Ø 厭氧氨氧化菌倍增時間較長（11d），細胞產率低，所以其富集培養較為困難，造成厭氧氨氧化工藝啟動緩慢，世界上第一座生產性裝置的啟動時間長達 3 年多，過長的啟動時間是其工程應用的重大障礙。

Ø 培養環境要求苛刻，反應所需要的溫度較高，實際水處理很難達到要求。

Ø 高濃度 NH4+-N 和 NO2－-N 存在對厭氧氨氧化反應也有抑制作用，因此厭氧氨氧化技術難以應用于高濃度的廢水處理如垃圾滲濾液等，所以有必要對厭氧氨氧化反應的微生物方面進一步深入研究。

Ø 厭氧氨氧化反應器如果運行不當，會使得出水含有大量亞硝酸鹽，且亞硝酸鹽與污水中其他物質反應會產生致癌物質，對環境造成更為嚴重的危害。

Ø 缺乏對工藝的性能、影響因素和優化方法及其技術經濟評價的成熟方法。厭氧氨氧化新工藝沒有完全實現實際廢水的脫氮處理，工程應用少。

2.機械壓縮蒸發（MVC）

低能耗MVC蒸發工藝是目前現有蒸發工藝中能耗效率最高的帶有機物去除功能的蒸發工藝，發展自美國海軍的海水淡化技術。

1）工藝流程

Ø 滲瀝液經過濾器去除大部分SS及細小的纖維后進入后續高效自動控制低能耗MVC蒸發裝置。

Ø 在蒸發裝置內利用閃蒸原理，把滲瀝液原液的水蒸發，蒸汽經冷凝后變成蒸餾水排出，蒸餾水中含有的氨，經DI離子交換系統進一步處理達標排放，出水為脫鹽蒸餾水。

Ø 離子交換系統采用鹽酸再生，產生氯化銨液體，再生液與MVC濃縮液一起回灌至填埋場。

Ø 蒸發過程產生的不冷凝氣體經酸堿處理后，達標排放。

2）工藝原理

該蒸發工藝主要是運用蒸汽的特性，當蒸汽被壓縮機壓縮時，其壓力和溫度得到逐步提升。當壓縮機壓縮形成的較高溫度的蒸汽進入蒸發器的換熱管內，而滲瀝液在管外噴淋時，蒸汽在管里面將汽化潛熱傳給管外的滲瀝液而冷凝，形成冷凝水，管外的滲瀝液的水分蒸發，蒸汽進入壓縮機壓縮，提高溫度，在換熱管內流動，將汽化潛熱傳給管外的滲瀝液而冷凝，這樣連續進行蒸發，整個蒸發過程完全利用汽化潛熱，蒸發的能耗僅為多效蒸發能耗的3-5%，在整個系統中能量的輸入只有壓縮機的馬達和很小的保持系統

穩定操作的浸入式加熱器。具體如下圖所示。

MVC工藝原理圖

Ø 厭氧處理后滲瀝液被泵入2個熱交換器，即濃液冷卻器和蒸餾水冷卻器，進水被排出系統的濃液和蒸餾水進行預熱，與此同時，排出系統的液體溫度也得到降低。

Ø 進料在進入循環系統噴淋在管外前還被一個排空冷凝器預熱，該排空冷凝器為冷卻不可冷凝的氣體和空氣以達到無蒸汽損失和熱損最小化，不凝氣體中可能的雜質采用吸收塔吸收。

Ø 循環泵將蒸發器熱井的液體泵至噴淋系統，該系統的噴嘴可以通過循環液中可能存在的垢片。在熱井里有濾網保護噴淋系統中有垢阻塞的問題。液體被噴淋到熱交換管的外面形成薄膜，蒸發發生在管外，形成二次蒸汽，這些二次蒸汽以中速進入蒸汽壓縮機，在此，蒸汽的壓力和溫度得到提升。

Ø 當管外產生的二次蒸汽經過壓縮以后進入到熱交換管的里面時，已變成作為蒸發熱源的飽和蒸汽，該飽和蒸汽在管內冷凝，將熱能傳遞給管外的薄膜以形成蒸發。

Ø 冷凝水在管內形成并且被收集到水腔然后閃蒸到一個脫氣塔，閃蒸可以非常有效的消除可能重新冷凝到蒸餾水中的有機氣體，除氣器可以使得蒸餾水的品質更好。

3）優點

Ø MVC是目前已知蒸發系統中耗能最低的蒸發工藝，雖為蒸發工藝，但卻不用蒸汽輸入作為熱源，只需要少量的電力供應即可，系統亦不需要冷卻水供應，通過能量回收系統盡量回收排出系統的蒸餾水和濃縮水的熱量。一直以來，困擾蒸發系統應用的主要問題就是能耗高，對于MVC而言，垃圾滲瀝液蒸發噸水電耗可低至16kwh/t，比采用生化+膜工藝的用電（25-48 kwh/t）省50%以上。

Ø 蒸餾水水質優良，TDS和揮發性有機物的含量都很低。MVC工藝處理滲瀝液屬濃縮分離的概念，排放的清水可達90-95%，是其他工藝不可比擬的，水質優良，電耗低，多個垃圾填埋場滲瀝液處理項目實際運行的監測數據標明，采用MVC工藝處理滲瀝液其出水可長期穩定的滿足新標準GB16889-2008的排放要求。

Ø 整個處理過程主要是物理過程，僅蒸發與離子交換，流程短，啟動快，易操作。整個工藝流程基本為機械操作，全自動控制，隨時開停機，簡單易管，維修量少，只需普通機械工人或電工管理即可。

Ø 蒸發器的外殼和換熱管的設計中蒸發以薄膜狀態發生在管外，如果發生結垢只能在管外而且可以通過視鏡看見，清洗方式采用在線清洗，不需要專門停機，也無需移開蒸發器內部的任何元件，沒有貴重的墊片需要更換，該重要的特點使得維修率低。

Ø 設備配套的離心式壓縮機為中速，其轉速在5000 rpm以下，噪音可控制在85dB以下，對外界環境影響很低。

Ø 濃液處理：濃縮液大約在5-10%，可進行回灌，或臨時排入調節池，從實際運行情況看，其TDS的累積穩定濃度并不會對蒸發器造成影響，在濃液池底部、調節池都有沉泥，大部分TDS在填埋場反應截留。

Ø 占地小，用電量少，連續運轉蒸發能耗10-16KW﹒h/噸。運行成本為25-32元/噸。

4）缺點

Ø 在COD比較高時，此工藝會出現泡沫十分嚴重的問題（需投加消泡劑解決，費用很高），泡沫將直接影響到出水水質和濃縮倍數；氨氮如果較高的話，樹脂的壽命將大大縮短，再生的鹽水量也將大大增加，處置困難；蒸發系統的不銹鋼結構經常受高濃度的滲濾液冷熱交替接觸，會產生腐蝕和結垢問題，需要經常清理甚至更換。

Ø 會產生廢氣、廢液等二次污染排放。氨氣和部分重金屬離子無法在水汽化后分離，需要后接離子交換系統，對銨離子進行置換。陽離子樹脂系統在一定期限后，需要使用鹽酸進行再生，再生后排出的含鹽酸廢液對管道會產生腐蝕和結垢的問題，且在交換過程中遇大顆粒物體時會產生堵塞樹脂系統的問題；離子交換系統再生過程周期較長，消耗的鹽酸屬于危險品，儲存管理不便。

Ø 有機物的存在會污染離子交換樹脂，而MVC蒸發系統不可能將全部有機物和水分離，且使用來再生的鹽酸的品質對樹脂有關鍵影響，如果樹脂報廢，更換相當不便和昂貴。如果要達到最新國標出水標準，樹脂再生將相當頻繁。

Ø 近年來，國內才有此類工藝應用于垃圾填埋場的實例，經驗不是很足（廣州從化、潮州錫崗等，其中，廣州從化的滲濾液濃度較低，代表性不足）。

存在問題

生化處理系統

Ø 碳氮比偏低，需要外加碳源，才能保持生化系統穩定；

Ø 難降解有機物很難通過生物處理被降解，積累在系統中對生化系統造成影響。

膜處理系統

Ø 膜系統中濃縮液處理難度比滲濾液更大，目前采用的各種濃縮液處理方法均有一定缺陷；

Ø 膜處理系統產水率低，通常納濾清水產率為80~85%，反滲透清水產率為70~75%，兩者串聯后的總產水率60%左右；

Ø 膜清洗和更換頻率高，滲瀝液中污染物濃度較高，使膜系統清洗頻率大幅提高，頻繁清洗影響運行，同時降低膜的使用壽命。

運營管理

Ø 建設和運營經費不足，滲濾液處理難度遠大于一般廢水，現有部分項目主管部門和建設方未能充分理解滲瀝液項目建設和運營費用高于一般生活污水項目，往往因經費不足造成建設、運營標準偏低而不能滿足環保要求；

Ø 運營管理能力不高，滲濾液運營管理難度大于一般市政污水廠或垃圾填埋場。有些項目未重視運營問題，運營團隊缺乏專業運營管理能力；滲濾液源頭減量不到位，處理設施管理能力低下，有些項目因不注意降低垃圾含水率、未實現垃圾處理設施雨污分流等滲瀝液源頭減量措施而導致滲瀝液處理量增加，超過處理設施負荷。

對策建議

加強運行管理工藝控制管理

控制進水條件，保證合適的C/N等營養比，保證生化系統的穩定運行，必要時采取加碳源等措施保證進水的穩定性；根據進水水質變化，適時調整控制參數；生化系統和膜深度處理系統的水質、水量協調統一；提高系統控制水平，各個單元實現連鎖控制，提高整體協調性；特別要注意提高滲瀝液處理廠、站運營團隊的專業管理能力。

加強垃圾處理設施的運行管理

在收集和運輸環節注意控制、降低進入填埋場的垃圾含水率；填埋場加強科學管理，做到雨污分流。改大面積作業的填埋方式為分區施工、填埋、封場，控制開放性填埋作業面面積，減少暴露面，利用場內排洪溝，分離場內非填埋作業區地表徑流與作業區的滲瀝液，避免產生大量滲瀝液；要重視最終覆蓋層對減少填埋場滲瀝液產生量的作用。對于城市垃圾填埋場，應按衛生填埋標準設置，以減少大氣降水入滲量；將填埋場區大氣降水滲量減至最小。

加大投入、建設和運營資金并重

滲瀝液是處理難度較大的一類廢水，建設投入和運行投入均處于較高水平，只有確保投入水平，才有可能獲得良好的處理效果；避免建設資金不足而導致項目建設水平、標準偏低，達不到環保要求；同樣要避免以往有些項目重建設、輕運營的思路，防止因運營費用不足導致無法運行，設施、設備閑置造成浪費，環保要求更是無從提起。

加快推進新技術研發、引進

現有主流工藝的種種不足，最根本的解決方案是通過不斷推進新技術研發、引進和再創新，以技術創新之路解決；技術創新將以企業為主體，整合高校和科研院所的力量，通過行業主管部門和行業協會的引導，不斷推陳出新，研發出效率更高、效果更好的新技術、新工藝并加以推廣應用

技術動態

電化學處理讓垃圾滲濾液無害

垃圾滲濾液的無害化處理是世界性的環保難題。武漢大學水電解工程組日前與武漢威蒙環保科技有限公司、中鋼集團武漢安全環保研究院等單位合作，創造性地提出采用兩級電化學高級氧化技術，深度處理垃圾滲濾液。

據武漢大學教授周元全介紹，一級電化學反應之后，大部分有機污染物會轉化為二氧化碳和水，一部分轉性成為生物可降解的成分；二級電催化氧化之后，可將濃縮液中的重金屬等無機物沉淀剔除。目前，課題組已成功研制出一套設備，并在陽邏陳家沖垃圾填埋場試運行，每天可處理10噸垃圾滲濾液的濃縮液，處理后的水質達到了國家一級排放標準，每噸濃縮液的處理成本不到35元。

據了解，國內普遍采用超濾膜處理垃圾滲濾液，但對過濾后的濃縮液目前仍無好的辦法處理。“十二五”期間，我國將新增58萬噸垃圾處理能力，加上已建成垃圾填埋、焚燒廠補建的滲濾液處理設施，垃圾滲濾液無害化處理的市場容量每年將超過百億元。