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前言
目前我国的大中城市均建有卫生填埋场,垃圾渗滤液的污染治理是生活垃圾卫生填埋场建设管理的重点之一,分析各填埋场的污染治理措施,对垃圾渗滤液治理措施中应注意的问题进行探讨。
1 渗滤液处理存在的主要问题
垃圾渗滤液的组分复杂,具有污染物种类繁多、浓度高、变化范围大、色度大、毒性强等特点。目前,处理垃圾渗滤液存在的问题主要表现在两个方面,一方面是渗滤液高浓度氨氮的问题,另一方面是渗滤液可生化性差的问题。
2 渗滤液处理工艺比较分析
从垃圾渗滤液的处理方法来看,主要有物理化学法、生物法及各种方法的组合工艺。
2.1 多级反渗透膜处理工艺
反渗透法处理渗滤液是一种离子/分子水平的物理分离技术,在高压下使渗滤液中的水份通过半透膜析出,可以有效的除去其中的细菌、悬浮物、有机污染物、重金属离子、氨氮等污染物质。可以确保出水水质符合有关排放标准。
该工艺的主要特点:
①对COD和氨氮的去除率可超过99%,出水水质稳定,可以达到国家生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-1997)中一级排放要求;
②该工艺设备能够适应渗滤液水质变化,随填埋时间的延长,其出水仍能满足要求;
③占地面积小,操作简便, 维护管理方便.
但是,该技术由于存在以下几点致命的弱点,而限制了其在我国垃圾渗滤液处理领域中的运用:
①由于借助物理分离技术,与生物处理技术相比,未从根本上彻底分解除去渗滤液中的各种污染物质,而造成浓缩液中污染物浓度更高;处理过程中产生大量浓缩液,可能造成二次污染。
②该工艺的一次性投资高,一般每天处理1m3渗滤液需投资6~8万元,且由于膜组件有一定的使用寿命,后续更换膜的费用也很高;运行费用较高,一般在20元/吨以上;
2.2 生化-膜法组合工艺
由于垃圾渗滤液水质复杂,一般多采用组合工艺进行处理,生化-膜法组合工艺已有一些应用的实例。生化处理阶段可以采用活性污泥法(氧化沟、SBR及推流式曝气池)、稳定塘和生物膜法(生物转盘、接触氧化及曝气生物滤池)。而应用膜分离技术处理垃圾渗滤液主要是应用了膜对物质的截留性能,垃圾渗滤液中的有机物和氮都可被分离膜有效截留,从而达到垃圾渗滤液的净化目的。该工艺出水水质按不同阶段控制可以分别达到生活垃圾渗滤液排放控制限值三级标准和一级标准。膜法主要有微滤、纳滤、超滤和反渗透等。此组合工艺优势很明显,主要表现在以下几个方面
①生物法运行费用相对较低、处理效率高,不会出现化学污泥等造成的二次污染;
②联合使用了膜法可以使垃圾渗滤液的出水水质达标稳定;
③显著的减少了排放的污染物,同时向环境排放出高质量的净化水,大大消除了垃圾渗滤液对环境的负面影响。
但是该工艺在运用于处理垃圾渗滤液时,以下几个方面还有待进一步改进。
①采用普通生化法时,好氧活性污泥法和生物转盘法工程投资大,运行管理费用高;
②厌氧工艺地停留时间长,污染物去除率相对较低,对温度变化敏感;
③稳定塘占地面积大,处理效果随季节变化较大,接触氧化法须设置二沉池,增加了土地占地面积和处理成本。
④联合使用的膜法,由于其操作需要有一定的压力,耗电高;膜表面容易形成附着层,使膜的通量显著下降;膜法处理过程中会产生浓缩液,其处理费用很高。
2.3 高级氧化与生化组合处理工艺
目前应用和研究得比较多的高级氧化技术(AOP)包括臭氧氧化、Fenton氧化、O3/ H2O2、Fenton/UV、O3/UV、H2O2/UV以及TiO2光催化氧化等。该技术已经在废水、饮用水、地下水、有毒污泥和污染土壤等处理方面得到越来越多的应用。
高级氧化与生化组合工艺处理垃圾渗滤液在国内仅处于实验室研究阶段,结果表明在适当脱氮预处理基础上,高级氧化技术不但去除了一部分有机质,而且大大地改善了渗滤液中残余有机质的可生化性,提高了后续生物处理的效果,采用此组合工艺能够使渗滤液处理后水质达到一级排放标准。该组合工艺处理垃圾渗滤液的局限性主要表现在:
①由于采用高级氧化技术作为预处理,造成处理成本较高;
②由于垃圾渗滤液中水质构成非常复杂,其中许多无机离子将会大量消耗氧化剂,从而大大地增加了氧化剂的用量;
③残余的氧化剂会影响后续生物处理系统中微生物的活性;有些氧化过程中会产生一部分有毒副产物,因此其安全性需要大量的研究和实际运行结果来证实。
2.4 固定化微生物曝滤池
近几年来,国内研发推出了固定化微生物曝气滤池处理工艺,该工艺其生物处理原理仍然为厌氧及好氧微生物处理有机物的原理和流程,主要特点是其采用了软性多孔生物载体作填料的曝气滤池,选用高效微生物培养并固定多孔载体中,大提高其污染负荷,载体中兼氧、好氧过程同时进行,使渗滤液经处理可达到二级排放标准,该工艺投资少、脱氮效率高,运行费用为12~15元/吨,是近年有发展前景的一种渗滤液处理工艺。
我国现有垃圾渗滤液处理工艺优缺点比较分析见表1。
参考文献
关键字:垃圾渗滤液;生物处理技术; 厌氧-好氧组合法
中图分类号:R124文献标识码: A
一.目前垃圾渗滤液生物处理技术的研究现状
1.渗滤液的来源,组成及特点
垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水。它主要来源于降水,地下水的反渗,细胞生物反应产生的水,以及垃圾自身的水分和垃圾在进行填埋后,由微生物的厌氧分解产生的水分。
垃圾渗滤液水质复杂,目前被确认的有机污染物有150多种,其中致癌物以及辅助致癌物达5种。还有难以生物降解的萘、菲等非氯化芳香族化合物,磷酸酯,酚类化合物和苯胺类化合物等。其中浓度最高的化合物比城市污水的浓度还要高出很多,比如BOD、COD。此外,垃圾渗滤液还含有十多种金属离子,其中有些浓度很高,这个会严重影响生物处理过程的进程,并对其产生抑制作用。总之,当这些污染物达到一定的规模时,影响的不仅是环境,更重要的是会严重影响居民的生活和身体健康。
影响垃圾渗滤液的因素很多,其中包括水分供给情况、垃圾性质、填埋场表面情况、填埋场底部情况等。正所谓有因必有果,其带来的影响也是多种多样的,比如水质波动大、成分复杂、金属离子含量高、污染物浓度高、持续时间长、流量小且不均匀。它的成分很复杂,一般来说,降雨量对其有更深的影响,降雨量越大,垃圾渗滤液也越大,且随着季节、气象等因素的变化而变化。
2.研究现状
目前的垃圾渗滤液生物处理技术主要有好氧处理,厌氧处理,和好氧厌氧结合处理三种方法。
好氧处理
好氧处理工艺是利用微生物在好氧条件下的代谢作用,以废水中的有机物作为原料进行新陈代谢,合成生命物质,同时将污染物进行降解或还原的过程。好氧处理的处理方法主要有活性污泥、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘法、MBR及SBR处理工艺等。目前最新的活性污泥法是低氧-好氧活性污泥法及间歇式活性污泥法,它们是经过改进的活性污泥法,具有高校性,低费时的特点。众多的垃圾处理数据表明,活性污泥法是最有效的垃圾渗滤液处理方法,体积小,有机负荷高。相比之下,曝气稳定塘这种垃圾渗滤液的处理方法占地面积大,体积大,且有机负荷低,降解进度较慢,但是由于其工程简单,在土地资源丰富,土地价格低的地区,比如青藏高原,云贵高原,曝气稳定塘不失为一种最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。国外早在80年代就有人运用稳定塘技术建立处理厂,并成功处理了垃圾渗滤液。实践表明,如果非得选择一种最好,最实用的处理办法,活性污泥法仍为上选。
厌氧处理
厌氧生物处理有许多优点,最主要的是能耗少,操作简单,运行费用低等。因此也是垃圾处理者比较喜爱的垃圾渗滤液处理方法。厌氧生物处理的运用可谓历史悠久了,至少也有几百年的历史。近年来随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的不断发展,使垃圾渗滤液生物处理技术在理论和实践上有了迅猛发展,大量新的厌氧处理工艺相继出现,它们相比于传统工艺的处理方法,具有水力停留时间短,有机负荷高等特点,特别是在处理高浓度(BOD5≥2000mg/L)有机废水方面取得了良好效果。如其BOD5/P只需为4000∶1,虽然渗滤液中P的含量通常少于1mg/L,但仍能满足微生物对P的要求。用普通的厌氧硝化,35℃、负荷为1kgCOD/(m3・d)、停留时间10d,渗滤液中COD去除率可达90%。
厌氧与好氧相结合的处理技术
其一,厌氧―好氧生物氧化工艺。
经各种工艺组合的试验得出如下结论:对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧-好氧处理工艺既经济合理,处理效率又高,COD和BOD5去除率分别达86.8%和97.2%。
其二,厌氧-氧化沟-兼性塘工艺。
当进水COD较高时,出水水质良好;一旦COD降低,特别是冬季低温少雨,COD降低到不利于生化处理时,就会导致出水水质中各种水质成分含量均偏高,从而难以达到标准要求。若是启用絮凝沉淀系统,效果能好一点,但是仍达不到理想状态。
其三,厌氧―气浮―好氧工艺。
将上流式厌氧污泥床反应器和生物接触氧化法相结合的处理工艺,前半段上流式厌氧污泥床反应器为厌氧装置,后半段生物接触氧化法为好氧装置。在厌氧段完成处理后再加入气浮工艺,就可处理渗滤液变化幅度大的问题,从而提高渗滤液处理能力。
其他生物处理技术
生物炭处理技术:A.Imai等采用生物活性炭流动床(BACFB)技术处理垃圾渗滤液。当HRT为96h,COD去除率将达到58%,活性炭可吸附部分小分子有机物和微生物的代谢产物。这种方法可去除70%的腐殖质。
土地处理法:此法处理渗滤液是将渗滤液收集起来,通过喷灌使之回流到填埋场。循环填埋场的渗滤液由于增加垃圾湿度,从而提高了生物活性,加速甲烷生产和废物分解,从而达到处理渗滤液的目的。
硝化和反硝化处理:生活垃圾填埋场的渗滤液中,含有高浓度的有机污染物和氨氮。为使有机物和氨氮同时去除,垃圾填埋场在填埋垃圾时可采用混凝剂用铁盐和高分子聚合物的反硝化-硝化的工艺。
二、存在的问题
随着科技的进步,各个学科取得突破性进展,各种垃圾渗滤液处理技术取得良好效果,但仍然存在很多的问题。比如说好氧工艺的活性污泥法和生物转盘工程投资大、运行管理费用高,处理效果受温度影响较大;厌氧处理技术特别适合高浓度的有机废水,但它的停留时间长,且对温度的要求高,去污率很低;厌氧-好氧工艺生物处理渗滤液较好,但渗滤液处理厂的修建投资大,运行管理费用高,而且随着填埋场的关闭,最终使水处理设施报废。所以,要使垃圾渗滤液生物处理技术应用前景广阔,许多问题还有待深入研究。
因为垃圾渗滤液的水质不稳定,如果我们在处理时只采用那些单纯使用生物处理技术,那么对于解决技术达标问题是很难的。所以我们应该在技术上、经济上寻找可行的工艺方案,可以将不同的工艺搭配协调使用。
此外可以从开源的角度去研究,这也是最有效的一种办法,我们可以开展减少渗滤液产生量填埋技术的研究,在工业制造上尽量采用无毒的材料,加之先进的生产工艺,减少渗滤液的产生量。
结语:
实践证明, 厌氧法具有有机负荷高、低耗能、低污泥产率、且对无机营养元素含量要求较低等特点,它比较适合用来处理有机物浓度高、磷含量低、可生化性差的垃圾渗滤液。它可以用来处理大量的有机污染物,因此, 厌氧法可以作为垃圾渗滤液的核心处理单元。
与厌氧法相比, 好氧处理耗能高, 且 COD 浓度越高, 好氧法耗能越多; 好氧处理可以将大量的有机物转化成污泥, 但它也有自己的缺点和局限性,那就是的污泥处理和处置的费用远高于低耗能的厌氧法; 而且好氧处理因为处理时污泥的生长量大,相对应的对无机营养元素的需求高,因此处理含磷浓度较低的垃圾渗滤液时需要投加必要的磷, 这样也就增加了运行费用。
综上所述,将好氧处理和厌氧处理结合无疑是最好的垃圾渗滤液处理方法。它既经济合理, 处理效率又高。此外,要进一步提高科学技术的发展以及其在垃圾处理上的应用,变废为宝,为环保做贡献,也为资源利用做贡献。
参考文献:
[ 1] 刘可.城市垃圾渗滤液的特性分析及厌氧处理试验研究.硕
西安建筑科技大学.2006.
[2] 蒋海涛.周恭明.高延耀.城市垃圾填埋场垃圾渗滤液的性质特
关键词:垃圾渗滤液;氨氮;水处理
1引言
垃圾渗滤液是指在堆放和填埋垃圾过程中由于雨水的浸泡和发酵,以及地表水和地下水的浸泡而产生的废水,同时,它还包括垃圾分解所产生的水和垃圾本身所含的水分以及渗入地下的水。渗滤液的处理是各国所面临的污染处理难题之一。这主要是基于两点考虑:一是氨氮含量高,二是重金属含量高。而氨态氮含量高是渗滤液的最大特点,一般占总氮的90%以上。根据其氨氮浓度的高低,废水可分为3大类:高浓度氨氮废水(氨氮>500mg/L)、中等浓度氨氮废水(氨氮为50~500mg/L)和低浓度氨氮废水(氨氮
在国外,污水脱氮方面已经做了大量的研究[1]。而在国内,处理废水的方法还处于比较低级的阶段。大致说来,国内使用的方法有[2]化学法、生物法、物理法等。其中,物理法又有蒸馏、反渗透等技术。而生物法有固定化生物技术、 生物硝化法等。另外,化学法有催化裂解、吹脱、电渗析、焚烧、电化学处理等技术,下面对这些方法作详细介绍。
2垃圾渗滤氨氮去除的方法
2.1化学沉淀法
化学沉淀法是加入含Mg2+和PO3-4的物质在垃圾渗滤液中,氨氮最终转化成复盐MgNH4PO4,而这些复盐难以溶解,从而实现渗滤液中氮元素的去除[4]。发生的反应如下:
采用磷酸铵镁沉淀法,魏婧娟等[2]对某垃圾填埋场的废液氨氮进行研究。结果表明,镁、氮、磷的含量比为1.3∶1∶0.8,弱碱性条件下,反应2h后再沉淀0.5h,对COD和氨氮的质量浓度分别为3295和1515mg/L的废液,其COD的去除率可达26%,氨氮去除率可以达到91%。金龙等[4]用此法研究了垃圾渗滤液的氨氮的处理,结果表明:反应时间的影响小于药剂投加量大小的影响;投料相同时,磷酸盐去除效果不及镁盐。
总的来说,此法反应速度较快,而且氨氮等元素的去除率很高。由于生成的沉淀中含有钾、氮、磷等物质,这些和土壤肥料的组分相似,且此法不受温度限制,因此沉淀可以作为复合肥加以利用。但是由于沉淀可能存在重金属离子,回收利用这类物质应谨慎,将其变废为宝将是未来发展的一个方向。
2.2乳状液膜法
乳状液膜法是利用液膜分离技术,在处理不同浓度的氨氮废水上,它都是一种很有潜力的方法。通过选择性渗透,从而达到不同物质的分离。在强碱条件下,氨氮以分子氨的形式存在,易穿过油膜,被酸液捕捉,转化为不溶于油的铵离子,而离子不易穿过油膜,可以在膜内富集,从而实现分离去除的目的。
2.3催化氧化法
催化氧化法以催化湿式氧化法居多,在一定的温度和压力以及适当的催化剂下,经氧气氧化,氨和其中的有机物被氧化成氮气、二氧化碳和和水等物质,从而实现氨氮的去除。此法的缺点是反应高温高压,设备要求较高,且采用钌、铑、钯等贵金属作为催化剂,因此,处理成本昂贵,性价比不高。发展廉价高效的催化剂有助于该法的应用和推广,目前,国内的研究尚处于实验阶段[5],还没有应用于实际污水中氨氮处理的报道。
20世纪70年代以来,人们开发的新型水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)是一种廉价的氧化剂,具有很好的杀菌作用和优异的氧化除污效果[6]。和其他氧化剂相比,作为一种非氯氧化剂,最终是产物是难溶的氢氧化铁,沉淀后会以污泥的形式从废水中过滤出来,不会对处理后的水样带来二次污染,因而它具有环境友好、无毒、高效等优点[7]。但其水溶液稳定性较差,至今仍未取代氯而被广泛应用。
以南昌市某垃圾填埋场的渗滤液为研究对象,弓晓峰等[8]初步研究了以高铁酸钾作为氧化剂,以垃圾渗滤液为样品,考察了该废液对水样中离子态氨和COD的处理。结果表明,在较低的氧化剂浓度下,可以实现了对氨氮的去除率达到很高的效果。
2.4生物法去除氨氮
在各种微生物的作用下,通过反硝化和硝化等以及一系列反应,最终生成二氧化碳、氮气和水,这是生物法去除氨氮的特点。此法工艺较多,但是机理基本类似,即都经过硝化和反硝化两个阶段达到去除目的。硝化反应是在有氧下,利用好氧硝化菌的作用,将废水中的氨氮氧化为硝酸盐或亚硝酸盐,反应如下:
在没有氧气时,利用反硝化菌将剩余的亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气。这个反硝化过程中的需要一些有机底物(碳源)。如碳源是甲醇时,其反应为:
6NO-3+3CH3OH=6NO2+6CO2+4H2O
6NO2+3CH3OH=3N2+3CO2+3H2O+6OH-
生物脱氮法可去除多种不同类型的含氮化合物,总去除率可达70%~95%,而且成本低、二次污染小,因而在国内和国外运用都很多。此法也有其缺点,一是细菌处理氨氮的速度受温度影响较大,因此不是很稳定,而是设备占地面积大。但仍然是一种很有效很经济的方法。
2.5空气吹脱法
空气吹脱法分为吹脱塔吹脱和曝气吹脱两种。氨氮在废液中存在如下平衡:NH+4+OH-=NH3+H2O。当pH>9时,主要以游离氨的形式存在,可以在此条件下,经过空气吹脱,实现去除游离氨的目的。张萍等[9]研究将废液pH调至11左右,室温吹脱1h,氨态氮含量迅速降低至135mg/L,去除率接近80%,由此可见,该工艺对氨氮去除有很好的效果。
2.6反渗透法
利用高压下的反渗透膜选择性通过某种物质而截留其他物质,实现对液体混合物不同组分的分离,这是反渗透法的特点。用反渗透膜处理技术,在超低压下,郭健等[10]仔细研究了氨态氮去除的特点,并对工艺条件进行优化,实现了高效分离。这些研究为此技术在该领域中的应用提供参考。但此法缺点很多,一是膜容易被污染,而是设备成本较高,限制了其在国内外的废液处理上的应用。
2.7吸附法
利用多孔性的固体,使渗滤液中氨氮被吸附在固体表面而去除的方法,这是吸附法的特点。由于沸石内表面积大,因而它具有较强的离子交换和吸附能力。在国内,天然沸石资源丰富,沸石吸附法有很大的应用前景,且此法可以回收氨,实现变废为宝,而且此法没有二次污染。但是对该法用于渗滤液处理的研究还不太多,用于实际生产还有待进一步研究。例如袁俊生等[11]采用斜发沸石去除工业污水中的氨氮,在中性条件下,对氨的平均交换容量为12.96mg/g沸石,研究还发现,随pH值增大,交换容量逐渐降低。
2.8电化学法
采用直接电化学法去除渗沥液的氨氮,其阳极氧化水分子产生氢氧游离基・OH,和附近的氨氮产生氧化反应。例如胡晨燕等[12]对某市临江垃圾焚烧发电厂堆场的废液,采用三元电极电解经过生化-混凝处理后的水,对废液的降解进行了研究。通过分析随电解时间相应氨氮浓度的规律,确定了其降解动力学的特征,建立了不同条件下的降解反应动力学方程。对此类废水的处理具有很好的指导作用。
3结语
单纯从研究的角度来看,在垃圾渗滤液中高浓度氨氮处理技术方面,以上几种方法都具有很好的处理效果。但如何降低成本、减少二次污染、操作简单、运行稳定高效是能否实际推广应用的关键。
参考文献:
[1] Renou S,Givaudan J G,Poulain S,Dirassouyan F.Landfill leachate treatment:Review and opportunity [J].Journal of Hazardous Materials,2008(150):468~493.
[2] 许国强,曾光明,殷志伟,等.氨氮废水处理技术现状及发展 [J].湖南有色金属,2002,18(2):29~33.
[3] 魏婧娟,王凯,卢宁.MAP法预处理高氨氮垃圾渗滤液的试验研究 [J].工业用水与废水,2009,40(3):27~29.
[4] 金龙,邹丛阳,陈梅.磷酸铵镁沉淀法去除垃圾渗滤液氨氮的研究 [J].苏州科技学院学报:工程技术版,2008,21(3):24~26.
[5] 杜鸿章,房廉清,江义,等.焦化污水催化湿式氧化净化技术 [J].工业水处理,1999(6):11~13.
[6] Jiang J.-Q,Panagoulopoulosa A,Bauer M,Pearce P.The application of potassium ferrate for sewage treatment [J].Journal of Environmental Management,2006,79(2):215~220.
[7] Sharma V K.Potassium ferrate(VI):an environmentally friendly oxidant [J].Advances in Environmental Research,2002,6(2):143~156.
[8] 弓晓峰,雷婷,武和胜,等.高铁酸钾滤液处理垃圾渗滤液 [J].水处理技术,2008,34(6):37~39.
[9] 张萍,刘强.生活垃圾卫生填埋场渗滤液脱氮处理技术 [J].环境卫生工程.2007,15(1):28~31.
[10] 郭健,吴家前,冼萍,等.超低压反渗透膜处理垃圾渗滤液运行工艺的实验研究 [J].环境工程学报,2011,5(3):553~556.
关键词:两相厌氧 酸化 甲烷化 废水
有机物的厌氧降解,在宏观上和工程上可以简化地分为产酸和产甲烷两个阶段。两个阶段在细菌种类、消化速率、环境要求、降解过程和产物等方面均有所不同。在一个反应器内要保持这两大类微生物的成活,并有旺盛的生理功能活动、协调发展,对反应器的维护管理是比较困难的。Pohland[1]于1971年首次提出了两相厌氧消化的概念,即把厌氧的两个阶段分别在两个独立的反应器内进行,分别创造各自最佳的环境条件,培养两类不同的微生物,并将这两个反应器串联起来,形成两相厌氧工艺系统。
两相厌氧工艺系统能够承受较高的负荷率,反应器容积较小,运行稳定,日益受到人们的重视。废水采用两相厌氧处理的前景十分可观,可以利用各种高效反应器设备对现有的处理系统进行改造,提高其稳定性,可获得比现有单相厌氧处理系统更高的负荷率和效率。
1 两相厌氧处理工艺的研究与应用
1.1 研究与应用情况
[关键词]生活垃圾;组分;处理技术;生物降解;发展趋势
随着我国城市人口的增长、城市规模的扩大以及居民生活水平的不断提高,城市生活垃圾近几年的产量都以8%的速度快速递增,人均日产垃圾约1公斤左右。根据垃圾处理的“减量化、资源化、无害化”目标原则,我国近几年新建了一批生活垃圾处理场。本文针对城市生活垃圾无害化综合处理技术进行了探讨。
1.城市生活垃圾来源产生与组分
1.1城市生活垃圾的来源产生
根据来源不同,可将城市生活垃圾分为居民生活垃圾、城市环卫垃圾、机关学校等集团垃圾三大类。
居民生活垃圾来自于居民的日常生活的废弃物,主要有易腐有机质、塑料纸类等:城市环卫垃圾来自城市马路和街面,其组成与生活垃圾相似,但以泥沙枯枝落叶和商品包装物较多,易腐有机质较少:集团垃圾主要指机关、学校等在生活和工作过程中产生的废弃物。
1.2生活垃圾组分
影响城市生活垃圾组分的主要因素有三个:城市经济发展水平;城市居民生活习惯;城市燃料结构。经济发达、生活水平较高的城市,厨余、纸张、塑料、橡胶等有机物含量较高。以燃煤为主的城市,垃圾中煤渣、沙石占较多份额。
许多国家城市居民日常食品改为冷冻、干缩、预制的成品或半成品,垃圾组分中瓜皮、果核等有机物大为减少;而各类纸张或塑料包装物、金属、玻璃器皿、废旧家用电器等品种大大增加。我国垃圾成分与工业发达国家的显著差别是;无机物多,有机物少,可回收物少。
随着城市化进程的发展,燃料结构的改变,即城市电、气化率的提高,以及城市居民生活水平的不断改善,城市生活垃圾组份中的煤灰含量会逐年降低,有机物及可燃物含量逐年增高。
同时随着城市管理的规范,环卫设施的不断完善,砖瓦、陶瓷等建筑垃圾混入生活垃圾的现象将基本杜绝,无机组分逐年降低,而易腐败有机物以及塑料、纸张、玻璃、金属等可回收物质比例逐年增加。我国城市生活垃圾组分变化特点:
①清洁能源的使用,使厨余垃圾中的煤渣、灰分明显减少,有机物比例逐年增加;
②工业化水平的提高,生活用品和食品的包装日益讲究,纸张、塑料等显著增加;
③垃圾的发热值提高很快,已达到中等发达国家水平。
2.城市生活垃圾处理技术
垃圾的处理利用,在很大程度上取决于垃圾的成分(物理成份),其次是经济水平和技术条件以及地理、水文、环境、城市规划等方面的因素。当前世界上工业发达国家城市垃圾处理的方法(按处理工艺区分)主要有下面几种:
2.1卫生填埋
卫生填埋技术就是将城市垃圾填入大坑或洼地中,垃圾和地面接触部位敷设防渗材料,阻止垃圾渗滤液渗入地下污染地下水体;场地底部敷设排水管道,将渗滤液排出场外处理;垃圾体内部有导气系统,将填埋气导出燃烧或利用;场地周围设截洪沟阻止洪水进入场内。
填埋场封场后可以恢复地貌和维护生态平衡。该技术总的原则是不使掩埋的垃圾对地下水、地表水、土地、空气及周围环境造成污染。但卫生填埋的缺点是设计不当或管理不善易造成二次污染,并且被填埋垃圾发酵后产生的甲烷气体易引发爆炸。垃圾填埋处理技术是我国城市垃圾处理的主要方法。
在传统的卫生填埋场中,垃圾的生物降解是一个无任何控制的自然降解过程。由于垃圾组成成分复杂,物理、化学和生物特性差异很大,以及垃圾填埋场结构设计的局限性,无法为微生物提供适宜的生长环境,垃圾的降解过程受到限制。
因此,现行的卫生填埋场垃圾降解过程缓慢、稳定化周期长、降解不完全、产气率低、渗滤液成分复杂。为了解决这些问题,20世纪70年代,美国率先开展了“生物反应器”填埋技术的研究。
生物反应器填埋场通过有目的的控制手段强化微生物过程,从而加速垃圾中可降解有机组分的稳定化进程。这些控制手段包括渗滤液回灌、营养添加、pH值调节、温度调节、供氧等。生物反应器填埋场与传统填埋场的本质不同在于生物降解过程是有控制的。一个填埋单元就是一个“可控生物反应器”。
关键技术研究包括:填埋气体回收利用工程试验研究;经济耐用的新型人工合成衬层的开发;渗滤液处理新技术。
2.2堆肥
堆肥技术是使垃圾中的有机质在微生物的作用下进行生物化学反应,最后形成类似腐殖质土壤的物质,可作肥料或土壤改良剂。堆肥法是一种比较古老的垃圾处置措施。由于各国工业化发展程度不同,所有采用的堆肥工艺也有差异。堆肥包括好氧发酵和厌氧发酵两种方式。厌氧堆肥的特点:
(1)处理工艺简单,成品中能较多地保存氮,
(2)堆肥周期过长,占地面积大,有臭味,卫生条件差,有些物质不易腐烂,一些病菌不宜被杀死。好氧堆肥的特点:
①好氧条件下,物料分解比较彻底,卫生条件好,大部分病菌可杀死。
②堆肥周期短,效率高,处理过程一般为中温高温中温。好氧堆肥方法在发展中国家受到欢迎。尽管堆肥工艺技术在我国有了一定发展,但由于工艺简单、技术要求低、适宜于高有机质含量垃圾的处理。
目前我国的垃圾堆肥技术与发达国家的工业化堆肥技术尚有一定差距。主要在于我国的垃圾堆肥生产机械化水平低,堆肥质量差,肥效低,从而限制了堆肥产品的销路。
因此,如何提高堆肥机械化水平和堆肥产品质量,是摆在我们面前的重要任务。城市生活垃圾处理技术关键技术的研究包括:垃圾复合肥成套技术与设备;垃圾高度复合生物有机肥成套技术与设备。
目前在欧洲,大约只有2%的城市垃圾被用来堆肥。20世纪中期,国外建造的第一批机械化工业生产堆肥装置,大多数是把垃圾堆成垛,然后定期进行翻动,完成发酵过程,不进行预处理,也不进行非堆肥物的局部筛选。只是在近十几年来,堆肥的工艺和机械化程度有了新的创新。
2.3垃圾焚烧技术
2.3.1层状燃烧技术
层燃技术发展较早,国外早期大都采用这种燃烧技术。层状燃烧关键是炉排,焚烧生活垃圾炉排结构要求较为复杂,成本昂贵,为使生活垃圾燃尽,高效燃烧,往往要加辅助燃料,但同时对污染物生成的控制难度较大。
2.3.2流化床燃烧技术
流化床燃烧技术是已发展成熟的新型清洁燃烧技术,炉控制料蓄热量大、炉内传热强度高,更适宜燃烧发热值低、含水分高的燃料,燃烧垃圾基本上可以不用助燃。床内燃烧温度在800-900℃,燃烧稳定,高温停留时间达3~4s,能有效控制二恶英等有害物质排放。
为了保证入炉垃圾的充分流化,对入炉垃圾的尺寸要求较为严格,需要进行一系列筛选、粉碎等处理,使其尺寸、性状均一化。一般破碎到≤150mm,然后送入流化床内燃烧,床层物料多为石英砂,一次风经由风帽通过布风板送入流化层,二次风由流化层上部送入。
启动、燃烧过程与普通流化床锅炉相似,采用燃油预热料层,当料层温度达到600℃左右时投入垃圾焚烧。流化床燃烧技术完全符合生活垃圾焚烧的要求。
2.3.3旋转燃烧技术
旋转焚烧炉燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑,内壁用耐火砖砌筑,也可采用管式水管壁护滚筒,回转窑直径为4~6m,长度约为10-20m,根据焚烧的垃圾量确定,倾斜放置。
单台回转窑垃圾处理量目前可达到300t/d(直径约4m,长约14m)。回转窑过去主要用于处理有毒有害的医院垃圾和化工废料。它是通过炉本体滚筒缓慢转动,利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部,然后靠垃圾自重落下。
由于垃圾在筒内翻滚,可与空气充分接触,进行较完全的燃烧。垃圾由滚筒一端送入,热烟气对其进行干燥,在达到着火温度后燃烧,随着筒体滚动,垃圾翻滚并下滑,一直到筒体出口排出灰渣。
垃圾含水量过大时,可在简体尾部增加一级炉排,用来满足燃尽,滚筒中排出的烟气,通过一垂直的燃尽室(二次燃烧室)。燃尽室内送入二次风,使烟气中的可燃成分充分燃烧。对热值低于5000kJ/kg(1200kcal/kg)含水分高的垃圾,旋转焚烧炉有一定的难度,一般焚烧生活垃圾采用较少。
2.4热解
指在无氧(外热式热分解)或缺氧(内热式热分解,又称汽化)的条件下,高温分解垃圾成燃气、燃油等物质的过程。美国矿务局将厨房垃圾在密闭高压釜内加热到380℃,经过20min蒸馏,每吨垃圾可得32kg低硫燃料油。
2.5蚯蚓分解
指利用蚯蚓体内的酶分解废弃物的垃圾处理方法。蚯蚓具有非常快的繁殖能力和十分惊人的消化系统,能“吞食”垃圾、粪便和有机废物,尤喜食厨房垃圾。
蚓粪是一种较理想的有机复合肥料,无臭、卫生、保水、保肥、通气性好、有机质含量高,还有丰富的N、P、K等成分。目前,美国、加拿大、意大利、日本都有蚯蚓垃圾场。
2.6生物处理技术
城市生活垃圾中含有的有机质在一定温度、湿度、含氧量等条件下可生化分解成没有腐败性的一种腐殖土状物质,以该物质为基质经烘干粉碎加入适当的无机肥料添加剂和生物菌种,在造粒机中制成颗粒,经干燥制成颗粒状有机复合肥和生物有机肥。
堆肥按需氧程度一般分为厌氧堆肥与好氧堆肥两种。厌氧堆肥是依靠专性和兼性厌氧细菌的作用降解有机物的生化过程。此法有机物的分解速度缓慢、发酵周期长、占地面积大。而好氧堆肥是依靠专性和兼性好氧细菌的作用降解有机物的生化过程。此法有机物的分解速度快、堆肥所需天数短、臭气发生量少,因此采用较多。
3.技术前景
城市生活垃圾的处理技术的选择和发展,主要取决于其垃圾的成分、经济基础条件等。尽管不同时期所采取垃圾处理技术措施、路线有所不同。但其最终目标都是朝着垃圾处理的的减量化无害化、资源化方向发展。
城市生活垃圾的分类收集是实现无害化综合处理的基础和前提,也为采取更有效、更经济的处理方法提供了可能。垃圾作为—种可再利用资源已得到越来越多人的认可,怎样提高城市生活垃圾的再利用率、无害化和资源化必将成为未来城市生活垃圾处理技术发展的总趋势。
关键词: 高级氧化技术; 水处理; 有机污染物
中图分类号: TK223.5 文献标识码: A
随着我国经济的不断发展,伴随着工业化的大跃步前进,通过各种工业途径进入水体中的有机物的数量和种类不断增加,对自然水、饮用水环境的污染越来越严重,造成了水环境的质量急剧下降,使人类的生活环境受到威胁。在此过程中,部分物质化学性质稳定,难以被微生物和常见氧化剂降解,因此要求工业水处理过程中所使用的氧化剂必须具有足够的氧化能力以彻底降解有机污染物,所以促进了高级氧化技术的发展!
1、 高级氧化工艺简介
高级氧化工艺的特点:
1)、在一系列的氧化反应过程中所产生的羟基自由基,其氧化能力非常高,处理效果比传统氧化工艺好
2)、对污染物的选择性低,几乎常见的各种污染物都可以找到匹配的氧化方法,从而直接与污染物反应或与中间产物反应
3)、氧化反应容易控制,处理流程可控
4)、处理工艺既可单独处理,又可多种氧化处理工艺联合处理污水
2、以下为几种常见处理方法
1 .1 Fe n t o n法
先来看Fenton法的氧化机理:
实验中,曾用Fenton试剂对提高垃圾渗滤液的预处理效果进行了记录,经Fenton试剂预处理,COD的最大去除率可提高至60%。Fenton法对垃圾渗滤液的预处理影响因素主要有pH、H:O:的投加量和铁盐的投加量等几个方面。
利用Fenton氧化机理,分别采用Fenton试剂和UV/Fenton试剂对含酚废水进行处理,实验结果表明,Fenton试剂在紫外光照射的条件下,可大大提高对含酚废水的处理效果。
利用Fenton试剂对餐饮废水进行预处理实验研究,实验得出当pH值为3,反应温度为30~C,H2O2的投加量为0.024~0.028mol/L,H2O2与Fe的浓度比为1.8左右时,对污染物的去除效果最好,COD的去除率可达81.1%,动植物油的去除率可达87.4%。
日常工业处理中,Fe n t o n氧化法反应条件温和,设备简单,费用低,主要适用于工业废水处理和低浓度废水处理。在国内某制药中间体废水处理中已有实际应用,污水处理规模1.0万m3/d,Fe n t o n高级氧化法用于活性污泥法处理后的出水中,进一步降解废水中大分子难降解物质,或使其打开分子链、降解为可生化的有机物,然后再做进一步处理。
1.2臭氧氧化法
臭氧是一种强氧化剂,但直接氧化速率低,且选择性较高。而在碱性体系中,OH一的存在会加速分解,产生·OH,加速反应过程。
为了提高臭氧处理效率,通常会将氧化剂、紫外光等引入反应体系,二者的协同作用,加速了分解速率,提高了污染物的反应速率。
实验表明,分别以O、C10和Fenton试剂作为氧化剂,对焦化废水的深度处理进行了研究,比较了这3种氧化剂对污染物COD及UV的去除效果,并从氧化能力,有无二次污染和投资及运行费用等方面对这3种技术进行了比较,最终得出O,氧化为深度处理的最适宜工艺。研究得出UV/O体系对有机物的氧化效果比单独使用O时可增强lO倍以上,在UV/O体系中加入HO氧化剂可增加·OH的浓度,以进一步提高处理效率。
臭氧氧化法氧化能力高,并且无二次污染,但是其工业设备复杂,产率低,并且有机物降解不彻底,适用于工业,造纸,印染等废水的处理
1.3超临界水氧化法
在超临界水中,氧化剂有机物和水形成均一,氧化效率高,反应迅速彻底,并且在整个处理过程中释放出的反应热可以维持反应所需的热量,反应在密闭容器中进行,不会给二次污染环境,并且反应处理结构简单,使用较小体积的反应器就可以处理较大流量的有机污染物
超临界水氧化技术反应速率快,降解率高,但反应条件高,在实际工业运行中,运行成本高仅适应于高浓度,小流量有毒废水处理,并不适合于大范围的工业污水处理
1.4湿式氧化法
湿式氧化法是指在高温、高压下利用氧气或空气或其他氧化剂氧化水中溶解态悬浮态的有机物及还原态的无机物,使之生成得到处理的一种处理方法
在实际的工业处理中,该方法需要耐高温高压,耐腐蚀的设备,因此对于厂商来讲,一次性投资较大,并且后续的运行过程中,工业事故的风险比较大,因此也造成了限制它的大规模工业化应用
1.5超声降解法
超声氧化法是利用超声波辐射溶液,使溶液产生高温高压,并生成局部高浓度氧化物,快速降解有机污染物
实验表明用不同频率和强度的超声波以多种方式对模拟和实际废水进行处理,结果表明:功率在200W,时间为30S的条件下,硝基苯的降解率可达到80.9%
另一例实验用超声以及临界水两种技术相结合协同处理苯酚,模拟废水,结果表明,超声协同临界水处理组对模拟废水的处理效率优于超声处理组
单独超声氧化技术虽能去除水中有机污染物,但在实际的工业处理中其单独处理成本高,并且对部分成分去除不彻底,因此运行中常与其他高级氧化技术联用
1.6高压脉冲放电等离子体技术
此技术是一种新型的高级氧化技术,主要是利用放电产生的低温等离子体对有机污染物的进行氧化作用,伴随放电同时产生的高温、高压、冲击波、超声波、紫外光等综合效应对污染物的降解作用。
该技术是集多项技术于一体的新型水处理技术。由于其高效、无二次污染,从而使这一技术具有广阔的应用前景。但是在工业运用中,其工艺的要求以及对专业技术人员的要求远远比其他各处理方法高,因此目前阶段没有大范围的推广。
3、各高级氧化技术的综合比较
在工业污水处理过程中,虽然高级氧化技术在去除有机污染物方面比其他技术更好,但各种高级氧化技术之间也存在差异,下面就各种高级氧化技术的优缺点和适用范围进行比较,当然,所处理的对象不同,也要选择相适应的处理方法,大家可以有针对行的对要处理的污水成分分析定性后,再选择最适合的方法
Fe n t o n氧化法反应条件温和,设备简单,费用低,适用于工业废水处理和低浓度废水处理。
臭氧氧化法氧化能力高,无二次污染,但设备复杂,产率低,并且有机物降解不彻底$适用于工业,造纸,印染等废水的处理
超临界水氧化技术反应速率快,降解率高,但反应条件高,运行成本高仅适应于高浓度,小流量有毒废水处理
湿式氧化法适用范围广,处理效果好,但反应温度和压力高,对设备要求高,仅适应于高浓度小流量工业废水处理
超声降解法反应条件温和,效率高,对设备要求低,但成本高,降解不彻底,目前仅限于实验室单一组分小水量废水处理
高压脉冲放电等离子体技术其高效、无二次污染,从而具有广阔的应用前景。
4、结语
高级氧化技术与传统废水处理技术相比较,高级氧化技术具有常规方法无法比拟的优点,如适用范围广、反应速率快,污染小等特点,因此成为水处理领域研究的热点,但目前多种高级氧化技术还未成熟应用到实际处理中,存在处理成本高很难工业化等特点。因此,深入研究、提高处理效率、降低处理成本,并使各种技术联合使用,使其互补不足成为了今后重要的研究方向。
参考文献:
[1]赵晓亮,魏宏斌,陈良才,等.Fenton试剂氧化法深度处理焦化废水的研究[J].中国给水排水,2010,26(3):93.95.
[2]尹娟娟,袁风英,宋伟冬,等.高级氧化技术处理苯酚废水的研究【J]_工业安全与环保,2008,34(10):11-12.
[3]潘云霞,郑怀礼,潘云峰.太阳光Fenton法处理垃圾渗滤液中有机污染物[J].环境工程学报,2009,3(12):2159.2162.
【关键词】膜生物反应器;类型;特点;废水处理
膜生物反应器(Membrane Bioreactor,简称MBR),是由膜分离和生物处理结合而成的一种新型、高效的污水处理技术。
1、MBR工艺的分类
MBR主要是由膜组件和生物反应器两部分组成。根据膜组件与生物反应器的组合方式可将膜生物反应器分为以下三种类型:分置式膜生物反应器、一体式膜生物反应器和复合式膜生物反应器。另外,实践证明MBR工艺还具有较大的灵活性和实用性,对污染物的去除效率高以及解决了剩余污泥处置难的问题等特点。
2、MBR在废水处理中的应用
MBR作为一种强化的生物处理工艺,在工业废水处理中也受到重视,尤其是处理高浓度易降解有机废水、有毒难降解有机废水。
2.1 处理高浓度易降解有机废水方面
膜生物反应器对COD的去除是通过膜和活性污泥共同作用达到的。膜分离技术对不溶性有机物的截留对COD去除有一定的去除效果。并且膜生物反应器较好地解决了水力停留时间和污泥停留时间的相互制约问题,使反应系统可获得较高的污泥浓度,从而使膜生物反应器比传统的废水生物处理工艺有更好的处理效果。SCOTT等[1]采用好氧MBR处理冰激凌和奶品厂混合食品废水,在废水温度25℃、进水COD质量浓度9600mg/L、BOD5质量浓度5300mg/L和氮营养缺乏的条件下运行,MBR对COD、BOD5和SS分别达到98%,99%, 99%的去除率,且污泥产率很低。
啤酒生产中废水间歇排放,水质水量变化较大,经常导致传统活性污泥法出水水质恶化、稳定性差,故应用膜生物反应器处理啤酒废水具有重要的意义。同帜等[2]采用MBR处理啤酒废水,进水水质COD在413~1621mg/L,SS在74~94mg/L,NH4-N在44~76mg/ L,浊度在66~69°,pH值在6~7,出水水质COD在14~50mg/L,SS在6~11mg/L,NH4-N在0.1~0.9mg/L,浊度为0°,pH值在7~8,由此可见膜生物反应器对COD有较好的去除效果。
2.2 在处理有毒难降解有机废水方面
目前传统的污水处理法通常不能彻底去除许多工业废水中含有稳定化状态的烃类化合物和表面活性剂等污染物,例如炼油、冶金漂洗、压缩制冷、和冷却剂加工等工业的排放废水。MBR工艺可以克服这些缺点,处理这种废水具有一定优势。SCHOLZ等[3]采用活性污泥反应器外接管式超滤膜组件构成MBR系统处理含乳状油和表面活性剂废水,研究表明,油类污染物的去除率在99.2%~99.9%之间,对COD的去除率也达到了97%。膜透过液中的油的质量浓度不超过0.3mg/L 。
2.3 在垃圾渗出液处理中的应用
垃圾填埋渗透液含有高浓度的污染物,其CODCr质量浓度约为1000~100000mg/L,BOD5品质浓度约为100~5000mg/L,pH值在4~9之间,色度一般大于800倍。与其它污水相比,渗透液最重要的特征是成分复杂、水质水量波动大。通过膜生物反应器与RO技术的结合,不仅能去除SS、有机物和氨,而且能有效去除盐类与重金属。由上海荏原成套工程有限公司建成的珠海联谊公司垃圾中转站,处理垃圾渗滤液,处理量为60t/d,进水水质ρ(COD)≤10000mg/L,出水水质可达ρ(COD)≤80mg/L[4]。
2.4 在处理粪便污水中的应用
粪便污水中有机物含量很高,传统的反硝化处理要求有很高的污泥浓度,固液分离不稳定,影响了三级处理的效果。MBR则在处理粪便污水上有很大的优势,处理粪便污水时污泥质量浓度高、容积负荷大,生物降解及膜分离单元的水力循环使生物反应器能维持在一定温度一般为36℃左右,这有利于生化降解效率的提高。日本崎玉县越谷市采用该工艺处理粪便污水,污水经系统处理后,出水不含固形物,COD与色度大幅度削减,反应器的污泥质量浓度可高达15000~18000mg/L左右,且系统运行稳定[5]。
2.5 在中水回用工程中的应用
中水回用,在水资源严重短缺的当今社会有着重要意义。MBR中膜组件具有良好的固液分离效果,处理出水中的CODCr、BOD5、NH3-N、浊度均达到或优于城市杂用水水质标准或工业回用水指标要求。鲍建国等[6]用一体式MBR处理港口污水,系统稳定后出水ρ(CODCr)
3、结束语
尽管MBR具有传统工艺无法比拟的优势,特别是近年来材料科学的快速发展,为MBR技术的应用提供了有力的技术支持,在水污染严重和水资源短缺的背景下,MBR在城市污水和工业废水的处理领域得到了更多的应用并表现出良好前景。国内外许多学者也对MBR做了大量的研究并取得了丰硕的成果。膜生物反应器在污水处理中的研究和应用涉及微生物学、材料学、水力学、经济学和工程学等众多学科,相信在各个学科的交叉带动下,MBR必将成为控制水污染和解决污水回用问题的核心技术和工艺。
参考文献
[1]SCOTT J A,SMITH K L. A bioreactor coupled to a membrane provide aeration and filtration in ice - cream factory wastewater remediation [J] .Wat Res,1997,31 (1) :69-74.
[2]同帜,程刚.废水处理中膜生物反应器的应用[J].西北纺织工学院学报,2000,14 (3):309 - 324.
[3]SCHOLZ W. Treatment of oil contaminated wastewater in a membrane bioreactor [J].Water Res,2000,34 (14) :3621-3629.
[4]张兰英.垃圾渗滤液中有机污染物的污染及去除[J].中国环境科学,1998,18 (2) :184-188.
纵观发达国家,在环境治理方面早已开始采用生物环保技术和产品;而在中国,这方面的研究依然欠缺。据了解,中国现存的生物技术企业,90%皆为医药类企业,真正从事生物环保技术的企业寥寥无几。北京微邦生物工程有限公司产品的应运而生,让一批面临经营困顿的环保企业起死回生,不仅加速了国家污染治理的力度,而且提供了大量的就业机会,其经济效益和社会效益十分显著。
然而,人们并不知道,这个领军世界最先进生物环保产品的企业家――闫金德曾经是几家高污染企业的掌门人。20多年前,当他每天看着飘荡在钢铁厂上空的滚滚黑烟和大量扑向菜地的碳渣,闫金德感到深深不安,特别是眼见被碳渣污染过的土地,无法再复垦时,他早已没有了获取财富的,逐渐萌生退意。当看到国家“九五”规划中,环境保护被提上重要议程,他明白产业结构调整势在必行。他愈加清晰国家战略的意图,就让他的选择更加坚定。
随后,他毅然决然地将投入巨资、经营多年的盈利企业全部关停、设备拆除。有人说,生命的高度在于能取能舍,能够放下于民有害的事物自是一种超越。闫金德的生命轨迹无疑在验证这样的结论。
闫金德放弃高收益的污染企业,投身生物环保产业,便是对自己未来之路的全新思考。也正是基于对人生价值的考量和对生物技术前景的前瞻判断,他在中国生物环保技术并未起步的当口,冒险投入大量资金,联合海内外知名专家开始了世界最前沿生物环保产品的引进和再研发。
通过对微生物的采样研究,确定了一系列针对不同废水、垃圾、空气和农业污染等有着强大降解能力的微生物功能菌种群,微邦公司也因此成为目前市场上仅有的实际应用微生物和生物酶复合技术的企业。现在,微邦产品家族有52种产品,在7大行业中广泛应用,适用于各种污染源的治理。要知道,微邦技术的应用效果比传统的只依靠单纯生物酶进行治理的生物技术提高百倍,被欧洲环保界誉为“治理环境污染的一揽子解决方案”。
数年的推广与应用,微邦技术积累了很多成功的案例,但要应用于各领域的污染治理中,决不是一个团队能够完成的。要提升中国的环境治理水平,实现微邦技术和产品的全覆盖,必须将其普及到所有有志于从事环保事业的人群。
基于此理念,闫金德决定将生物环保工艺技术无偿提供给中国所有的环保企业,并对污染工程治理进行终身服务保障。“如果要算经济价值的话,任何一个行业用生物环保技术自然治污的效益,每年将造就N个亿万富翁。”此番豪言是闫金德对微邦产品的自信和对中国污染治理成效的期盼。
已过知天命的年龄,闫金德与他的团队依然奋战在中国治污的第一线。他深知,这是一条漫长而充满艰辛的道路,但他早已笃定信念,就是让中国实现真正的碧水蓝天,让中国的百姓过上安全健康的好日子。他在期待,并不懈努力着……。
创造工业废水治理奇迹
2009年8月的一天,微邦公司接到来自中国海升果汁控股有限公司的求助电话,作为全球最大的浓缩果蔬汁生产加工企业,海升遭遇了前所未有的污水处理难题。
为扩大生产规模,海升在山东烟台收购了一个亏损的集体企业,并将其改造成果汁厂。根据环保局要求的污水处理标准,果汁厂的污水处理必须达标才能开始正常生产,而污水处理的一项重要指标便是COD,也就是化学需氧量。按照国家标准,COD要达到100毫克/升以下,而当时污水的COD值最高达12000毫克/升,如果污水处理不达标,生产线就无法正常运转,生产线停一天,损失将高达数万元。
无论是国内还是国外,一个新的污水处理项目的调试一般需要一个月左右的时间,即便是微邦的技术,10天也是最短的期限。而这一次,摆在海升面前的难题是,只有5天的时间,环保局就要到企业来抽取水样进行检测,如果不能达标,企业将面临停产风险,损失可想而知。
晚9点,微邦技术总监徐忠良匆忙赶至工厂污水处理站,他需要在最短的时间了解污水的情况,他深知,5天几乎是一个不可能完成的时间段,还没有一个案例能够做到。海升领导们焦急而期盼的眼神,让他非常为难,他何尝不知,这种期盼中包含的信任。最终,他决定与微邦欧洲专家进行沟通,然后再做定夺。
“博士,我需要知道,用微邦的产品在这么短的时间内调试成功的可能性究竟有多少?”徐忠良焦急地询问。
“只有百分之几的可能。”专家的回答很无奈,他们从来没有碰到过如此奇怪的项目。
尽管只有百分之几的可能,但在徐忠良看来,这也是希望,他愿意冒险一试。
“这太冒险了,要不……”徐忠良身边的工程师很是担心。尽管徐忠良心里也没底,但出于对微邦产品的自信,他依然满怀着希望。他在心里暗暗地说:“就看微邦产品的本事了!”
看似短短的5天,却是紧张而漫长的,徐忠良没有睡过一个安稳觉,他满脑子都是调试、调试、再调试,这其中的每一步都来不得半点闪失。
临近抽检的前一天晚上5点,徐忠良让污水站的技术员抽取污水水样进行检测。此时,大家都非常紧张,明天就是检验的时间了,结果究竟如何,大家心里十分忐忑。
3个小时后,结果显示COD值为89,尽管这个结果已经达到要求的标准,但徐忠良的心依然没有放下,他决定再取水,再检测。他叮嘱取水员,一定要是出水口的水。
第二次检测的数据于第二日早上8点出来,COD值仅为81,紧张的心弦终于放下了,徐忠良清楚,这一次,真的是没有问题了。
上午9点30分,环保站的工作人员前来抽取水样,并看了记录检测的数据。工作人员瞪大了双眼看着记录的数据,从他们的眼神中,徐忠良看到了不解,“你们是否采取了什么特殊的方式?”尽管旁敲侧击,但他明白,环保局是在怀疑他们加了清水稀释或者污水被偷偷排掉。徐忠良笑了笑回答道:“我们用了一个世界上很先进的技术,如果你不放心,随时可以再来检测。”
这天下午,污水站接到可以排放污水的电话通知。至此,这项工业污水的危机处理得到圆满完成。
此次事件,让徐忠良对微邦的产品更加笃信不移,他不止一次地在同行面前介绍自己产品的神奇,然而,却屡遭质疑。“他们一致认为我们在吹牛,并不相信有如此高效的产品存在。”徐忠良直言,当时,有两个欲与他们合作的公司,其目的只是要试试此事的真实性,最后,当确定并无任何演绎成分时,令他们惊叹不已。
微邦产品通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物,转化为稳定、无害的物质,以此来改善出水水质。徐忠良坦言,“我们做技术,要求很严谨,决不能夸大宣传,必须要真实。”
人们或许并不清楚,在水污染的领域中,工业废水的排放量占全国废水排放量的60%以上,有关工业废水的污染防治堪称中国环境保护的关键。由于工业生产的多样性,使得废水的污染性质纷呈复杂,有毒有害、高浓度难降解的污染物更难处理,一般治理设施处理后很难达标排放,多次治理又会大大增加治理成本,而且各种行业的废水又有其独特的污染物,因此治理工业废水一直没有统一的方法。
更为难解的问题是,由于废水水质及水量条件会因生产工艺的变化而产生较大波动,这也导致废水的处理具有极大的技术难度。在处理保定白洋淀周边众多纺织企业的工业污水中,微邦就遇到如此的问题,污水水质每天不同,前一天还达标,第二天水浓度过高,冲击了设备,不再达标,效果一度反复,导致合同所要达到的效果始终在变化,但是不管浓度多高,经过微邦产品的处理总能达到国家的环保要求,这一点让很多污染治理公司感到踏实。在他们看来,只要引进了微邦的产品和技术,治污工作必会事半功倍。
最小投入解决最大问题
在所有的污染中,最为严重的莫过于水污染造成的经济损失。如不考虑因地球物理原因形成的水污染,仅计算人类生产生活导致的水体污染,其经济损失便会占到整个环境污染损失值的80%左右。如此的数据在向人们清晰地昭告,解决水污染的重要性和紧迫性。
除工业废水外,生活污水和自然水体也是水污染治理的关键,于此微邦产品同样发挥了不可替代的作用。
作为北京四环内最大的城市公园,朝阳公园是以园林绿化为主的大型公园,虽然园内南北湖相连,但南湖所用水源均来自污水处理厂的中水,因水处理不标准,导致水质恶化,并造成夏季绿藻暴发、水体发臭,不仅严重影响环境和旅游景观,也影响了朝阳公园的形象,令管理者非常头疼。
公园管理方通过考察,最终决定采用微邦的水治理技术及产品。但在治理过程中,问题层出不穷。一方面,单纯的南面湖泊治理,因南北湖相连而受到北面湖泊的影响,湖水质量难以达标;另一方面,可以清晰看到,南湖湖边一排酒吧的污水顺着便道一直流进湖水中,湖岸几个排污口每天排污数量高达几百吨。由于历史原因,即便进行治理,污水口也绝不能封堵,否则废水将无处可排,这让微邦的技术人员非常为难。
即便如此复杂的境况,在经过一个半月的治理后,治理水域的水质发生了巨大改善,水体中藻类数量得到有效控制,透明度大大增加,水体未出现任何异味,水生动物没有出现死亡。
清澈的湖水,让饱受湖泊污染的朝阳公园焕发久违的生机,朝阳公园的湖水治理成效引起媒体的广泛关注。
人们发现,微邦产品之所以产生如此好的效果,原理在于微邦特选的微生物,具有消化水中藻类的能力,这些微生物以水中的藻类为食物,大大减少了藻类的生成和繁殖,使水体返清脱色。同时,藻类的生长需要水中的大量营养物质,随着微邦产品对水体营养物质的削减、去除,危害水体的藻类失去了生长的必备条件,逐步走向衰亡,水生生态系统的环境容量和自净能力得到了提高,水生态环境得到了有效改善。
如何处理好水污染问题,改善和提高城市居民生活环境质量,依然是中国城市建设发展的重要问题。在生活污水的处理上,微邦产品再一次显示了它的强大功能,不仅短时间效果明显,且能够极大降低污水处理成本。
成都的金海污水处理厂,每天需要处理生活污水高达4.5万吨,处理标准达到国家一级标准。2008年,国家提高标准,在原有标准基础上,设置了更高一级的标准“一级A标准”,为提高标准,该厂亟待解决之法,上海、深圳等地公司的设计方案提出,至少需要177万元以上的资金量,同时需要一些设备的辅助和一些处理工艺的要求,而微邦公司不仅现场完成设计,且使用微邦产品,在没有增加任何设备和处理工艺的前提下,仅花费58万元便解决了问题,并达到了很好的稳定性。
“如果水不好,可以少量加一些微邦的产品,因为生物是能够繁殖的,增长幅度很快,如设计合理不会今天用完了,明天菌种就被水冲跑了,冲跑的只是极少量。”徐忠良介绍道。
可以说,微生物是清除人类排泄物和垃圾的最终工作者。有专家评价,使用微邦生物环保产品处理城市污水,是当前以最小的投入解决水污染问题的首选方案。
专业化产品覆盖污染治理多领域
2007年6月,意大利的两位专家受邀来到中国参加七部委举行的环保博览会,他们听说微邦公司在垃圾净化和空气净化方面做得很好,执意要求带他们到北京周边的垃圾处理现场看一看。
随后,他们驱车前往保定垃圾填埋场。在作业区旁边,车停了下来,两位外国专家并不想在此停留,他们提出要直奔垃圾填埋场。徐忠良笑了,告诉他们,眼前就是垃圾填埋区,两位专家惊讶不已,没有任何垃圾的臭味,身临其中却感受不到,如此好的治理效果让他们深感震撼。
保定垃圾场负责整个保定生活垃圾的填埋处理,与保定居民区仅相隔一条街,曾经垃圾填埋场作业面临恶臭严重、蚊蝇满地,32000平米的污泥区和22000平米的渗滤液区臭气熏天。由于垃圾场处理系统处理量远远不足,很多渗滤液不得不流进大坑中临时储存,但却臭不可闻。“连我们这些和垃圾天天接触的人都受不了,都要捂着鼻子走过。” 工作人员记忆犹新。
每年保定垃圾填埋场需要花费高达30万元购买化学消杀剂灭蚊蝇,但效果并不理想,周边居民饱受困扰,媒体批评接连不断。在得知微邦的生物环保产品后,保定垃圾场决定一试。
治理工作开始后当天,填埋区臭味基本消除,苍蝇大量减少。第5天起减少约50%以上,第8天起减少95%以上,污泥区和渗滤液区基本无臭味。
在了解治理情况后,两位外国专家非常感兴趣,坚持要去作业区看看。在堆放淤泥的地方,徐忠良告诉外国专家,这些淤泥都是在用微邦产品进行除臭,听闻之后,他们竟直接翻开淤泥去闻味道,几十公分厚度的污泥竟然没有一点臭味。要知道,传统方式处理后,没有臭味是不可能的,而微邦的产品却真正做到了卫生填埋、无公害填埋。
微邦生物环保产品在使用中,还能抑制有害菌的生长,产品中的优势微生物高效降解有机物并提高催化反应速度,使垃圾降解过程大大加速,有效地减少夏季沙门氏菌、细螺旋体菌、大肠杆菌和米罗蒂奇菌种等病原菌的繁殖。产品中的微生物可快速降解垃圾中的有机物,使其短时间内经生物反应大大缩小体积,减少了垃圾占用空间达20%以上,相当于增加垃圾填埋量五分之一,直接节约了土地占用量。
由于微邦产品特选菌的作用,抑制有害菌的生长,杜绝了异味的产生和扩散,没有了臭味,没有了蚊蝇。
同时,微邦有专业的产品可将生活垃圾的有机质部分,快速高效地降解为有机肥料,根据有机生活垃圾的不同种类生产不同的肥料,为种植业提供安全有效的资源,与传统发酵液需要一个月转化时间相比,微邦产品只需12至15天的时间转化完成,如此,能使垃圾减体20%以上,大大延长了填埋场的使用寿命。
在应用了微邦的产品后,保定垃圾场在没有增加支付成本的前提下,不仅增加了填埋数量,而且实现了之前无法比拟的好效果。
不仅在水污染和固体废弃物治理上,微邦产品显示了其强大的治污效果。在空气净化和农作物种植上,微邦产品同样发挥着无法替代的效能。在中国室内装饰协会组织的室内空气除甲醛擂台赛中,微邦产品在几十个产品中脱颖而出,夺得冠军,充分展示了利用微生物及活性酶处理有机废气的极好效果。特别是在饱受病诟的食品安全上,微邦可以完成从土壤改良开始的污染治理,通过生物方式降解有机质,加速土壤的肥化,净化土壤,恢复土壤的微生态平衡,从而加强了农作物抵抗病虫害的能力,减少了化肥、农药的使用,极大提高了农作物的质量。
当被问及“最能体现一个城市现代化水准的是什么?”多数人想到的答案可能是摩天大厦、高速地铁、广场草坪、科技园区、繁华商业??如果依这些答案,那么国内很多大城市恐怕已经十分接近现代化水平了。
但是,正如木桶容量永远取决于最短的那块板一样,一个城市的现代化水准同样取决于发展的“短板”,比如城市的垃圾处理系统。
欧美国家的垃圾处理已经摸索出一条政府扶持、企业主导的产业发展之路,而北京的垃圾产业正在国内没有成熟先例可循、市场几乎一片空白的状态下起步。这当然是机会,也是“火中取栗”的无限商机。
4月27日,北京首个重点镇垃圾密闭化收集转运系统在门头沟开建。这意味着,农村垃圾处理同城市生活垃圾一样被提上了发展日程。接手“烫手的栗子”的队伍排得很长:威立雅、百玛士这些国际巨头虎视眈眈伺机而动,威立雅早就做好了进军北京垃圾焚烧领域的准备,目前只欠“东风”――一旦口子打开,他们将甩手大干一场;而国内垃圾处理企业更是早已在其中默默耕耘。3月29日,北京市市政管委与一清百玛士绿色能源有限公司举行董村分类垃圾综合处理厂特许经营签约仪式,这是本市继阿苏卫垃圾综合处理厂之后又一座实行特许经营的垃圾综合处理设施。中国最早从事垃圾处理产业化探索的深圳绿色动力集团被北京国有资产经营公司收购,虽然目前他们还没有在北京展开业务,但提前做的大量准备肯定不会让北京国资在北京垃圾产业争夺战中无功而返的。如果不出意外,金州环境集团承建的高安屯垃圾焚烧发电厂不久后将正式运营,这也将是北京市第一个垃圾焚烧发电厂
上述这些人持有一个共同的观点:垃圾是放错地方的财宝,垃圾蕴含巨大的财富。据美国新兴预测委员会和日本科技厅等有关专家的预测,未来十年间,全球在能源、环境、农业、医药等领域将出现十大新兴技术,其中有关垃圾处理的新兴技术被排在第二位。垃圾处理产业将成为21世纪新的经济增长点。一些城市已在做了,大庆的垃圾处理厂投入运行后,不仅可将大庆市所有的城市垃圾(800吨)都“吃光”,而且能日产350吨有机化肥,创利4000万元人民币,特别是还能优先安置下岗工人再就业。可见,城市垃圾处理产业不仅可从垃圾中捞回大量损失,还能新创经济效益,并由此带来生活环境清洁与舒适的社会效益,创造可观的再就业机会。
在如此巨大的效益面前,北京垃圾产业最需要破题的是:对政府而言,如何让炙手可热的垃圾处理实现减量化、无害化、资源化 “三化”合一?对于企业来说,如何在三化合一的基础上做到与社会共赢?
垃圾困境
北京垃圾已多次上演无地可用的一幕。
在采访中,记者听多人提到有关占地1600亩的梁家务卫生填埋场提前12年启用的消息,这些人不约而同地在传达一个信息:北京垃圾堆放用地告急!
没有人提出异议,就像大家都不能清晰知道北京距离垃圾“围城”还有多远一样。北京市政管理委员会提供的数据显示:这个常住人口已经超过1580万人的特大型城市,目前每天产生垃圾1.6万吨。垃圾无害化处理量1.36万吨,无害化处理率为85.1%。这个处理率,已经远高于全国城市大约50%的平均水平,但一个尴尬的事实却是,北京每天垃圾无害化处理设施的总能力,仅为1.035万吨。这意味着,北京市现有的13座卫生填埋场所,大多处于超负荷运转状态。
北京市发改委环境与资源综合利用处杨智慧处长在接受记者采访时提到,早在上世纪90年代,北京就开始构建现代化的垃圾处理体系,著名的阿苏卫垃圾填埋场就是那时建成的。后来在德国专家的协助下,北京最后确定了卫生填埋的处理方案,并建了两个填埋场(北神树、安定)、两个转运站(马家楼、小武基)和南宫堆肥场。这些垃圾填埋场和堆肥场的建成对解决当时北京垃圾问题起到了非常重要的作用。但是,随着城市化水平的迅速提高,以及人口迁移的增加,北京市人口急剧膨胀,这套体系很快不堪重负,这是当初决策时所不能预料的。
据了解,北京市目前的垃圾处理,有九成仍在使用卫生填埋技术。不过,如果到2010年,按常住人口1800万计算,全市日生活垃圾产生量将到18215吨,随着8座现有垃圾处理设施到达使用期限将陆续关闭,处理能力缺口将进一步加大,根据市政管委的预计将是每日10770吨的处理缺口。
解决垃圾困境,有人笑称:可以将北京的垃圾运往沙漠填埋或者干脆运到月球,这是实现“三化合一”的最佳途径。
威立雅环境集团亚洲区总裁穆桥石对这句话的第一反应是不置可否地耸肩一笑,然后一串英文脱口而出,中文大意是:杀鸡焉用牛刀?在他看来,只要做好垃圾综合运营和管理,不仅能从根本上解决北京的垃圾问题,还能变废为宝,产生巨大的经济效益。从十几年前进入中国开始,威立雅就把亚洲总部放在北京,穆桥石提到那是因为他们一直看好北京的垃圾处理市场,这些年来,他们也一直非常关注这个领域。
穆桥石说,北京市目前垃圾处理传统上主要还是靠政府或者国有企业实施,处理方式是以填埋为主,堆肥、焚烧为辅。目前北京的几个填埋场都面临填满,至今惟一的焚烧厂还没有建成,垃圾处理的能力和环保水平方面压力越来越大。
穆桥石专门提到上海和广州,他认为,当地政府用私人公司来处理垃圾问题已经初见成效,而这两地政府聘用专家对垃圾处理进行管理的探索值得北京借鉴。借鉴威立雅在多个国家和城市成功运营的经验,穆桥石认为目前北京垃圾处理仍然以政府调控为主,这种方式仍然是有局限性的,北京需要从长期战略角度和应对目前问题的技术和管理角度出发来考虑垃圾处理的问题。
“臭名”远扬的六里屯垃圾处理厂和高安屯垃圾场记者都曾亲临,时有臭味散出。究其原因,主要是随着人们生活水平的提高,生活垃圾的产生量越来越大,这两个垃圾填埋场早就已经超负荷运转;再加上垃圾中的易降解有机物在填埋过程中迅速分解,会造成渗滤液产生量的大量增加和渗滤液水质的严重恶化。填埋场渗滤液中的COD和氨氮浓度极高,常规生化处理技术无法实现达标排放,而采用膜法处理的成本又是我国大多数填埋场所难以承受的。填埋场渗滤液烧埋气体不当处理会导致环境污染,这也成为我国生活垃圾卫生填埋场面临的重大难题。
针对越演越烈的垃圾风波,很多业内人士和专家提出,解决北京垃圾出路,焚烧发电是最好的办法。在采访中,这也是记者听到的最多的声音。
杨智慧处长在接受采访中也指出,其实政府早已意识到,对于北京这座日益膨胀的超级大都市来说,建设垃圾焚烧厂已经迫在眉睫,北京市“十一五”规划已把焚烧发电作为垃圾处理的转型方向。
而恰恰是建造垃圾焚烧发电厂,遭到了当地居民的反对。在采访中记者了解到,附近居民们并不关心垃圾焚烧发电是否是世界上最科学的垃圾处理方式,他们只是被焚烧过程中产生的二恶英所吓倒,这种无色无味的脂溶性属毒性物质之一,足够剂量的二恶英会对人的身体健康产生影响。问题的关键在于:目前垃圾焚烧应改进技术把二恶英的排放控制到安全的标准。
解困之一:焚烧能否做到“三化合一”
朝阳区高安屯。
从每天凌晨开始,平均每1分钟就会有一辆满载垃圾的卡车,从朝阳区的各个垃圾收集站赶往这里。10年来,一座近10层楼高,长达20余米的垃圾山已经形成。这些垃圾已经对周边地区形成了严重污染。
很快就将投入运营的高安屯垃圾焚烧发电厂建成以后,这里的污染将逐步成为历史。目前发电厂建设已经进入尾期,这个外观普通的垃圾焚烧发电厂将是北京市第一个靠焚烧垃圾产生蒸汽继而发电的垃圾处理厂,也是目前国内规模最大、亚洲单线最大的项目。垃圾焚烧发电厂建成后日处理垃圾1600吨,年可发电约2.2亿度(相当于每年节约7万吨标准煤,同时也避免了燃煤所排放的二氧化碳)。电厂总投资8.5亿元,以金州环境集团投资为主。在接受记者采访时,金州集团高安屯EPC项目技术经理韩志明愉快大声地告诉记者,目前垃圾焚烧发电厂安装工作接近完成,正在进行土建扫尾等建设工作;调试工作中单机调试已经进行,六月份将进入系统调试。
就焚烧垃圾进行发电的原理,清华大学环境工程系聂永丰教授向记者解释说,垃圾只要热值够就可以进行焚烧,一般来讲,每公斤垃圾热值超过4200千焦耳就可以进行焚烧,而北京的垃圾完全符合焚烧发电的标准。聂永丰还是六里屯专家论证会上的“主烧派”,即使是在居民反对声最强烈的时候,聂永丰也坚持认为要解决六里屯垃圾的环境污染问题,垃圾焚烧发电是最好的出路。
作为环境专家,聂永丰始终认为,二恶英等有害物只要控制在低含量的标准,就不会对人体和生态产生不良影响。他说,六里屯垃圾焚烧发电厂的二恶英排放中,设计要求采用欧盟标准,即二恶英含量0.1纳克/立方米以下,而我国国家标准为1纳克/立方米以下。
聂永丰的说法在杨智慧处长那里得到了应证。杨智慧处长告诉记者,就末端治理来说,垃圾焚烧是唯一能够全部实现“减量、无害、资源”三化合一,而且占地面积比较小的垃圾处理方式。对于此观点,穆桥石大有“于我心有戚戚焉”的认同感。他认为,目前焚烧发电是解决北京垃圾出路最好的路径,建焚烧垃圾发电厂与建垃圾填埋厂相比,可以节省75%的土地,也能做到三化合一。由于垃圾填埋地在距离、交通、地下水等方面有非常严格的要求,目前北京已经找不到这样的地块了。而各界担心的二恶英不是问题,以威立雅在上海、广东、天津等地所做的垃圾焚烧发电项目为例,其技术和管理水平达标,由于采用欧盟标准,比国内标准严格数十倍,在那些城市不仅做到了垃圾的减量、无害、再循环利用,还产生了很大的经济效益。
仍然以高安屯垃圾焚烧发电厂为例,韩志明介绍,高安屯生活垃圾焚烧发电厂采用BOO模式,运营后将解决朝阳区一半的生活垃圾处理量,为200多万城市人口提供环境服务,同时解决奥运期间运动场馆、运动员村及相关公共场所的垃圾焚烧处理问题。他特别提到,在垃圾焚烧工艺中,高安屯项目采用中水作为冷却循环水,每年节约160万吨城市供水资源,有效地节约了水资源;此外,燃烧炉中的炉渣还可进行综合利用,每年产生的12万吨炉渣用于制砖。另外,每年产生的1.4万吨飞灰,按国家关于危险废物的政策法规要求进行处理和处置,可烧制陶粒,作为建筑材料,达到综合利用。目前国家禁止使用粘土用作建筑材料,这样可以节约相应量的粘土资源,实现了资源化的目标。
在采访中记者了解到,垃圾焚烧关键需要解决的是燃烧尾气、水、渣的处理,金州也能很好地解决这些问题。就拿垃圾坑臭味外溢问题来说,他们采用负压的形式使垃圾坑内的臭气进入焚烧炉处理,解决了这一问题。采用空气幕设备,也能很好地解决卸料过程的垃圾臭味扩散。
北京市政管委高级工程师王维平认为,建设焚烧垃圾发电厂的目的主要是为了节省土地,其次才是通过焚烧垃圾产生能源。杨智慧处长告诉记者,除了即将运营的高安屯,北京还会在大兴区的南宫、海淀区的六里屯、北京西北郊的阿苏卫3个地方论证建设垃圾焚烧发电厂,预计在2010年前后陆续投产使用。
王维平曾经算过一笔帐:对于北京的垃圾焚烧厂来说,只要每个垃圾场每天不少于600吨的垃圾焚烧就能稳定地产电。从目前来说,北京此后相继建成的焚烧垃圾发电厂稳定产电是没有问题的,但是由于一年四季的垃圾成分不同,每个地区的垃圾也不一样,而发电量的大小要取决于垃圾进炉焚烧后产生的热值,所以产电量的高低并不能确定。
在韩志明看来,垃圾焚烧发电的好处显而易见:不仅能够获得电力,还可以把固体垃圾的体积减少90%,重量减轻75%,同时很多废弃物的毒性在高温焚烧之后也大大降低,实现垃圾处理三化目标。因为北京土地资源有限,垃圾焚烧是适合北京的垃圾处理技术。
另外,采用焚烧发电资源回收利用效益相当客观。按照发热值比较,我国每年产生的1.5亿吨城市垃圾约相当于3000万吨标准煤,约为目前全国标煤年产量的2%。有分析认为,一座城市的垃圾,就象一座低品位的“露天煤矿”,可以进行无限期的开发,而开发使用最经济有效的办法,就是垃圾焚烧发电。
威立雅一直希望参与北京的垃圾焚烧发电运营。在采访中,穆桥石对记者提到,垃圾处理的实施一直是各国政府管理改革的重要话题,比如法国比较倾向于由政府委托企业进行设施的运行,英国注重民营化投资建设,而德国传统上采用政府投资政府管理,可是近年来私有化的趋势非常快,目前已经有50%的城市垃圾管理民营化。
值得注意的是,在采访中,一位长期进行垃圾产业化研究的金融界人士告诉记者,目前国内垃圾发电产业已呈竞争格局:外资试图进入、内资大企业垄断竞争、小企业试图以价格战抢夺市场份额。对所有希望进入这个产业的人来说,激烈竞争就意味着市场趋于成熟。就记者了解的情况,目前国内垃圾发电市场占据主要地位的几家企业所具有的共性是:资本实力雄厚、进入时间早、具备投资运营垃圾发电项目的充足经验。最重要的是,他们都能相对成熟地解决减量化、无害化和资源化结合的问题。在他们看来,垃圾焚烧发电是最贴近垃圾处置的无害化、减量化、资源化三原则。发达国家垃圾焚烧发电占垃圾无害化处理的比例已普遍超过80%,垃圾发电在这些国家已是成熟的产业并进入了产业化、市场化的成熟期。
当然,正如穆桥石对记者提到的,在垃圾产业化这个竞技场上,拨动天平的不光是市场的砝码,更重要的是政府对涉及这方面的产业政策执行力度到底有多大。
解困之二:从处理到管理
在采访中,杨智慧处长多次强调了“综合处理”这条途径。他认为,应该转变观念,把垃圾当成资源把垃圾处理当作兴光产业来对待,除了利用如焚烧、填埋、堆肥等工艺的有机结合以外,更应该用恰如其分的“管理”来解决北京的垃圾问题。比如从源头控制分类回收,就能很好地做到减量化。
清华大学环境工程系王伟教授提到,解决北京垃圾困境,目前最重要的不是投资,而是管理体制的健全和落实。这个体制包括监管体制、老百姓法律意识和环保意识加强、政府诚信等方面的内容。王伟认为,目前北京市政府在监管体制上投入尚显不足。
在王伟看来,解决无害化问题就是解决垃圾出路问题,目前北京垃圾资源化存在二次污染的问题,如果忽略外部成本来谈资源化是毫无意义的。因此他认为政府在考虑资源化道路时必须考虑到是否真正的资源化,还是在资源化的同时消耗了其他资源,以其他资源损失换来的资源化。
在采访中,王伟特别提到,由于成本问题,很多垃圾拾荒者把北京垃圾运到河北附近去进行二次加工,二次加工的过程中,不仅污染了当地环境,还不断使由这些垃圾回收制成的劣质产品进入北京市场,这样的恶性循环是可以通过强化垃圾管理来减轻的。王伟提到,从源头减少垃圾产量的问题,潮州的贵屿村就做得很好,可供其他地区借鉴。
“与其忍受巨额投资大规模兴建垃圾处理厂,而且还要长期背负着运营负担,为什么不直接减少垃圾的产生呢?”王维平从另一个角度来考虑北京市垃圾的根治方式。“我们应该从源头上减少北京市垃圾的产生,这里一个至关重要的环节就是限制产品的包装。”王维平说。此外,王维平表示北京市现在实施净菜进城、重视旧货交易和废品回收也是从源头上减少垃圾的重要手段。
王伟认为,对于一些生物质垃圾,如餐厨垃圾、果蔬垃圾、粪便、污泥等而言,可以在源头进行综合管理和处理,变废为宝。他认为,这些垃圾中的易降解有机物是造成卫生填埋、堆肥化过程产生大量恶臭、高浓度渗滤液,以及温室气体等二次污染的主要原因,而其高含水率的特性,导致垃圾热值偏低,又成为焚烧过程中二恶英排放控制的重要障碍。而另一方面,生物质废物中潜在着大量生物质能,其高含水特性又为其生物质能转化为沼气提供了条件。
王伟认为,如果能够采用分类收集,集中处理的方式,将生物质废物从北京市生活垃圾中分离出来。通 过开发以高固体厌氧消化技术为手段、以能量资源化为核心的新型高效垃圾处理与利用技术,就能实现北京市生物质废物的有效处理和资源的高值利用。目前由北京环卫集团、北京健坤伟华新能源科技有限公司、清华大学环境工程系联手开发的生物质废物资源化示范工程正在紧锣密鼓进行中。据悉,这项工程的实验在深圳已经已经宣告成功,据说参与的一家企业轻松赚取了上亿元。
对于二王的呼声,赞成的企业是一浪高于一浪。
刘伟是北京奔骥经贸有限公司总经理,他的公司也是北京市惟一一家正规回收炼制垃圾油的企业。刘伟告诉记者,如果政府再不加强监管,如他们这样的正规军就要破产了。目前,刘伟的公司处于强烈的“饥饿”状态:现有的系统每天能处理垃圾油800吨,可是现在每天处理不到60吨。即便是60吨,每个月也不会超过5天。究其原因,刘伟承认受到大量“游击队”的冲击,这些人用高价收购饭店的垃圾油,刘伟的公司和一些宾馆建立了很好的合作,每年向每个宾馆缴纳2000元的收购费,就可以把垃圾油运走。而据他所言,目前市场上的不正当竞争越来越激烈,有些饭店已经收到了5000元一年,这是奔骥公司无力承担的。其次,刘伟公司按照环保达标的要求处理一吨垃圾油成本大约为500元,而游击队们成本远不到他的十分之一。
“我认为政府应该出台相应政策,强制饭店把餐厨垃圾交给有资质的企业处理;另外,政府应该加强餐厨垃圾处理的环评建设,通过环评了再给进入许可证。”
盈创再生资源有限公司负责人赵岩肯定了刘伟的呼吁。2007年接受本刊记者采访时赵岩就曾提到,对于他们这样做循环经济的企业来说,垃圾分类处理是至关重要的,而这需要政府保驾护航。赵岩的公司拥有一条世界单线产能最大的回收利用废旧聚酯生产作业线,主要进行废旧可乐瓶的循环再生产。他们的目标是三年内实现回收50万吨废弃聚脂瓶,实现产值50亿,为国家节约宝贵石油资源300万吨的目标。对赵岩而言,目标不难实现,最大的瓶颈就是回收问题。“同样一毛钱的回收价格,和拾荒者相比,我们势单力薄并没有优势。如果政府能够建立一套完善的分拣系统,我们就能吃饱了。”
和两家“饥饿”的企业相比,北京花乡花木集团绿色枝叶垃圾处理厂的日子好过得多。据该厂王厂长介绍,这是北京市第一家以处理城市绿化垃圾的企业,他们主要利用生物快速堆肥技术来实现绿色垃圾的综合利用,从源头减量开始,已经建立了一套可循环生产系统,不仅为丰台的公园、生活社区的绿化垃圾消纳减轻了很大负担,同时也解决了因垃圾过多而造成侵占土地、污染水体、大气、土壤,影响人体健康及市容市貌等诸多问题,处理生产出的成品也作为大部分草花的专用基质,并可制成颗粒肥销往全国各地,产生了较好的社会效益和生态效益。
王厂长告诉记者,要实现垃圾的综合管理,只靠政府远远不够,甚至主要的工作也不能由政府来承担,而应该遵循责任分担的原则,政府、企业、公众都是承担责任的主体。其实,建立这个系统并不是很难,很多企业都愿意做,公众的环保意识也日渐加强。政府应该只从立法、监督、处罚三方面努力,剩下的事情都交给企业去做。他认为,虽然北京系统管理的操作体系还没有建立,但从政府决策和行动看来,解决垃圾问题已经摆在了很重要的位置,系统管理的思想已经初步形成,接下来就是怎么操作的问题了。
王维平认为,人类与垃圾的关系分为四个阶段:自然净化、堆放污染、末端治理和减量化资源化阶段。如今北京正处于第三个阶段,应该提倡进入第四阶段,这意味着,如北京、上海、广州这样的大城市应该从源头控制垃圾产生,而不是大量修建焚烧炉,在末端徘徊不前。
■ 记者手记
“垃圾是放错了地方的资源”,道理好说,但如何把这些资源放到合适的地方,实在不是一件容易的事情。
在采访过程中,记者有两点感触最深:一是接受采访的专家和企业都很看好北京垃圾处理巨大的商机;二是政府在垃圾处理问题上工作思路很清晰。
北京市发改委环境与资源综合利用处杨智慧处长向记者阐述了北京市构建现代化垃圾处理体系的思路:今后北京市垃圾处理将以包括焚烧、堆肥、填埋等方法在内的综合处理为主,同时加大科技公关力度,探索垃圾收费及补偿新机制,改革完善环卫设施运营管理体制;逐步建立起城乡统筹、布局合理、技术先进、集中处置、资源得到有效利用的现代化生活垃圾处理体系,实现北京生活垃圾处理的减量化、资源化、无害化。
杨处长还用数据勾勒了一幅2010年北京垃圾版图:十一五期间,全市新建生活垃圾处理设施23座,改扩建3座,形成焚烧处理能力7200吨/日,堆肥处理能力8050吨/日,填埋处理能力6050吨/日。另外,“十一五”期间将陆续关闭8座垃圾处理设施。到2010年,全市共拥有生活垃圾处理设施32座,处理原生垃圾总能力18395吨/日,城区、郊区生活垃圾无害化处理率分别达到99%、80%。
政府对垃圾问题的重视及“减量化、资源化、无害化”处理的原则,显示出北京垃圾处理市场存在的巨大商机和良好的前景。垃圾无害化处理是市政公用事业,需要政府承担服务责任;资源利用可以在无害化的基础上获得商业利益,可以产业化运作,但这种运作也需要政府的监管和引导。在采访中,很多企业把垃圾处理产业形容为“巨大的金矿”,他们认为,不论进入垃圾处理的哪个环节,都有可能产生巨大的财富效应。