国内外生活垃圾焚烧厂的水排放与监管标准比较分析
mhznupcb
mhznupcb Lv.2
2025年02月05日 09:51:52
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来源:E20水网固废网

受生活垃圾成分、热值、烟气净化工艺差异影响,欧盟、美国、日本和我国生活垃圾焚烧厂的水排放管控对象、要素具有明显差异。 本研究基于国内外相关水排放标准规定及监管要求,从管控对象、排放限值、执行尺度角度探讨了国内外标准的差异和原因。 受生活垃圾成分、热值、烟气净化工艺差异影响,欧盟、美国、日本和我国生活垃圾焚烧厂的水排放管控对象、要素具有明显差异。

受生活垃圾成分、热值、烟气净化工艺差异影响,欧盟、美国、日本和我国生活垃圾焚烧厂的水排放管控对象、要素具有明显差异。 本研究基于国内外相关水排放标准规定及监管要求,从管控对象、排放限值、执行尺度角度探讨了国内外标准的差异和原因。


受生活垃圾成分、热值、烟气净化工艺差异影响,欧盟、美国、日本和我国生活垃圾焚烧厂的水排放管控对象、要素具有明显差异。   本研究基于国内外相关水排放标准规定及监管要求,从管控对象、排放限值、执行尺度角度探讨了国内外标准的差异和原因。


分析表明: 欧盟和日本生活垃圾焚烧厂的废水处理对象是湿法烟气工艺废水,重点管控因子是二噁英;美国生活垃圾焚烧厂没有废水需要处理,不配置污水处理设施;我国生活垃圾焚烧厂的废水处理对象主要是渗滤液,重点管控因子是有机污染物、重金属。在湿法烟气工艺废水管控方面,欧盟管控的因子比日本多,但二噁英类排放浓度限值相对宽松;日本仅管控生活垃圾焚烧厂排入自然水体的二噁英类浓度,但限值相对严格。


自1998 年第1座生活垃圾焚烧厂在深圳建成以来,我国生活垃圾焚烧行业迅猛发展,截至 2022 年末,我国生活垃圾焚烧处理规模居全球第一,占比达66.1%,远超欧盟、美国和日本。预计到2025年底,全国生活垃圾焚烧处理能力达到1.15×106 t/d。


生活垃圾焚烧,从技术引进到本土优化,再到现在发展壮大,国内外对比研究的重心历来在垃圾热值、焚烧工艺、烟气净化、二噁英控制等方面,鲜少提及国外生活垃圾焚烧厂的废水处理。我国生活垃圾焚烧厂普遍配置废水处理设施,用于处理生活垃圾堆酵期间产生的渗滤液。绝大多数焚烧厂渗滤液经净化处理后厂内回用、不外排,少部分焚烧厂渗滤液经净化处理后进入市政污水处理设施,或者直接排入自然水体。


据统计,生活垃圾焚烧厂中吨垃圾渗滤液产率约为10%~20%,且渗滤液具有成分复杂、化学需氧量和生化需氧量浓度极高、氨氮含量高、营养元素比例失调等特点。实施垃圾分类后,进入生活垃圾焚烧厂的垃圾含水率明显降低,吨垃圾渗滤液产率约为 4.64%~6.95%,渗滤液中化学需氧量和氨氮浓度略有下降,但渗滤液仍然是生活垃圾焚烧厂废水处理的首要对象。


在生活垃圾焚烧环境风险防控方面,我国生活垃圾焚烧烟气排放限值总体处于严格行列,且已率先在生活垃圾焚烧行业应用烟气自动监测数据执法,整个行业基本达标排放(达标率在99.9%以上)。但生活垃圾焚烧厂废水排放进入自然水体的监管方面,国内外尚无相关监管标准、适用对象、监管因子等的对比分析。本文将从环境监管角度出发,对国内外垃圾焚烧厂的水排放标准和监管要求进行对比研究,以期为进一步优化垃圾焚烧行业监管政策和模式提供参考和依据。


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排入自然水体的废水管控和监管要求      

     

1. 欧盟


(1)现行废水排放标准


比利时某1000 t/d 垃圾焚烧厂,建有 300m3的渗滤液收集池,最大渗滤液产生量为 4 t/d,吨垃圾渗滤液产率小于0.04%。该焚烧厂垃圾热值较高时,渗滤液经高压泵加压通过自动过滤器、回喷系统进入焚烧炉处理,当垃圾热值较低时停止,无需配套渗滤液处理设施。欧洲生活垃圾焚烧厂有烟气湿法工艺应用工程实例,生活垃圾焚烧厂需收集并处理烟气湿法工艺过程产生的废水,符合欧盟工业排放指令2010/75/EU 相应要求后方可排入自然水体。其排放管控因子主要包括总悬浮物、重金属和二噁英类,具体指标及其限值如表1所示。因不涉及渗滤液处理,净化后水质的监测指标并不包含化学需氧量、生化需氧量、总氮等。


表1 2010/75/EU 指令生活垃圾焚烧厂烟气净化废水排放限值

注:对于总悬浮物,95% 以上样品测定值低于 30 mg/L, 或者 100% 样品测定值低于 45 mg/L,视为达标排放。


(2)监管要求


生活垃圾焚烧厂需对湿法净化工艺废水的外排水质进行监测,包括:连续监测 pH、水温和流量;每年开展 1 次在线监测设施的对比监测以保证监测质量;每日监测总悬浮物;每月监测汞、镉等重金属浓度限值;每6个月监测二噁英类浓度(投产的12 个月内,每3个月监测1次)。对于汞、镉等重金属,监测值低于表1中限值,或者 1 a 内监测样品数超过20个,其中95% 的样品测定值低于表1中限值,视为达标排放;对于二噁英类,所有样品测定值低于0.3 ng/L,视为达标排放。


2. 美国


(1)现行废水排放标准


美国生活垃圾含水率低、热值高,垃圾焚烧厂不需要配置渗滤液处理设施;很湿的垃圾进厂时,通过“干、湿搅拌混合”即可解决问题。其烟气净化没有采用湿法系统的工程实例,没有烟气湿法工艺废水需要处理。因此,没有相关废水监管标准。


(2)监管要求


尽管美国没有关于生活垃圾废水排放监管的标准,但可借鉴其污染物减排许可证制度中关于废水排放的监管要求。排污许可中载明“任意 1d 最大值”和“多日平均最大值”(7 d 或者 30 d),其中,任意 1 d 最大值是考虑了工况波动、设备故障等因素影响,允许其可能出现的最大值;多日平均最大值,是基于污染防治措施长期有效稳定运行而确定的最大限值,该值小于任意 1 d 最大值。水排放单位负责对废水相关指标进行监测,监管机构对监测结果的准确性进行检查。水排放单位每日开展环境监测,得到 1d 监测值,并据此计算出多日监测平均值。相对于规定 1d 平均限值,以多日平均值作为限值实际上加严了标准要求。


3. 日本


(1)现行废水排放标准


焚烧是日本生活垃圾处理的主流方式,垃圾焚烧厂几乎不产生渗滤液,烟气湿法工艺过程产生的少量废水经厂内处理后排入下水道进入市政污水处理厂。接收并处理生活垃圾焚烧厂湿法烟气废水的污水处理厂,其排水进入公共水域的,二噁英浓度(TEQ)应不高于 10 pg/L。日本污水处理厂外排水具体指标及其限值见《下水道法施行条例》(表 2)。


表2 《下水道法施行条例》中水排放浓度限值

(2)监管要求


污水处理厂每月至少检测 2 次排水中有机物和重金属日平均浓度,每年至少检测 1 次排水中二噁英类日平均浓度。日平均浓度取 1 d 运行时间内 3 次或 3 次以上排放水的测量结果的平均值。日本水污染防治采用浓度控制和总量控制相结合的排污许可管理模式,允许各地根据当地水域特点制定地方排水限值标准,对特别保护地区实施主要污染物总量控制。各地根据地方水域水质和生态环境保护目标,制定严于国家统一标准的排放限值。


4. 中国


(1)现行废水排放标准


我国生活垃圾焚烧厂废水处理对象主要是渗滤液,约占生活垃圾总量的 10%~20%,来源于垃圾本身内含水以及垃圾在堆酵过程中厌氧发酵产生的水分,与填埋场渗滤液有一定的相似性,但有机物浓度比填埋场渗滤液高,B/C 高,可生化性好。因我国生活垃圾含水率高、渗滤液产生量大且生活垃圾热值相对较低,回喷并不是渗滤液的主要处理方式。当前,我国生活垃圾焚烧厂渗滤液主流处理方式是收集后自行处理,绝大多数焚烧厂渗滤液经净化处理后厂内回用、不外排,少部分焚烧厂渗滤液经净化处理后进入市政污水处理设施,或者直接排入自然水体。


经生活垃圾焚烧厂内处理后回用、不外排的渗滤液不是本次研究的重点,在此不作详细论述。


生活垃圾焚烧厂渗滤液经厂内处理后进入市政污水处理设施再次净化处理的,其出水水质执行 GB 18918—2002 城镇污水处理厂污染物排放标准,主要管控因子为有机物和重金属,具体指标及其限值如表 3 所示。生活垃圾焚烧厂渗滤液经厂内处理后直接排入自然水体的,其出水水质执行 GB 16889—2024 生活垃圾填埋场污染控制标准中表 2 要求(生态环境脆弱地区执行更严格的排放限值),主要管控因子为有机物和重金属,具体指标及其限值如表 4 所示。


表3 GB18918—2002城镇污水处理厂水污染物排放浓度限值

注:氨氮浓度限值中括号外数值为水温 >12 ℃ 时的控制指标,括号内数值为水温 ≤12 ℃ 时的控制指标。

表4 GB16889—2024 生活垃圾填埋场水污染物排放浓度限值

(2)监管要求


直接向自然水体排放水污染物的,我国实行排放浓度限值和总量控制相结合的排污许可制度,排放浓度限值以1d 平均浓度(24 h 混合样)作为评价指标。外排口应安装自动监控设备,并与环保部门的监控中心联网。为确保在线监测数据质量,每月至少进行 1 次实际水样比对试验,并按规范计算有效日均值浓度。各省、自治区、直辖市可根据总量控制要求和环境影响评价结果制定严于国家标准的地方污染物排放标准。


02            
焚烧厂水排放相关要求比较分析      

     

1. 管控对象 与重点管控因子


欧盟和日本生活垃圾焚烧厂虽然没有渗滤液需要处理,但是烟气湿法工艺会产生少量废水,是其水排放管控对象,其中欧盟重点管控因子是总悬浮物、重金属和二噁英类; 日本重点管控因子是二噁英类。 美国生活垃圾焚烧厂既没有渗滤液又不应用烟气湿法工艺,因此没有水排放管控对象。 我国生活垃圾焚烧厂渗滤液产生率高,渗滤液处理是生活垃圾焚烧厂的废水管控重点,净化后排入自然水体的水质管控因子主要是化学需氧量、生化需氧量、氨氮等有机物和总汞、总铬等重金属。 近年来随着烟气超低排放的实施,上海等地生活垃圾焚烧厂已有烟气湿法工艺的应用,但我国尚未对该部分废水管控指标作出要求。


由上可知,欧盟、日本和中国对于生活垃圾焚烧厂废水排放的管控对象,都是基于生活垃圾焚烧厂环境风险管控的实际需求。 欧盟、日本均对烟气净化工艺过程废水的处理和外排进行管控,且明确规定了外排水中二噁英类浓度限值,说明二噁英类的排放是欧盟、日本生活垃圾焚烧厂环境风险管控的重点。


2. 排放限值


在烟气湿法工艺废水二噁英管控方面,日本标准相对严格,其许可浓度是欧盟标准限值的 1/30,但不排除该部分废水进入市政污水处理厂后污染物浓度稀释的可能。


我国生活垃圾焚烧厂废水管控对象是渗滤液,与欧盟、日本生活垃圾焚烧厂废水管控对象不同,水质差异大,向自然水体排放废水的管控指标设定亦不相同,相应管控限值没有可比性。


3. 执行尺度


欧盟、美国、日本和中国均已建立排污许可制度下的水污染防治体系,其中,欧盟制定统一的排放指令,各成员国可制定更为严格的标准。美国颁发的标准基础是基于技术的平均最佳水平,但是在申领排污许可的时候,环保署还将考虑地方标准要求、受纳水体水质,以确定实际排放浓度限值。日本和中国均实行排污浓度和总量控制相结合的排污许可制度,并允许地方制定严于国家标准的地方标准。当前,我国正在进一步规范入河入海排污口监督管理,依据“水陆统筹、以水定岸”原则,未来受纳水体生态环境功能将作为废水排污口设置和管理的考量因素。


在达标判定方面,美国强调污染治理设施的长期稳定运行,主要以多日平均值作为管控目标,允许短时浓度波动,更符合设备运行的科学规律。欧盟、日本和中国标准以日均浓度限值作为排放管控目标,防止过量水污染物进入自然水体,其中,欧盟执行 A、B 两类限值,允许较小比例的监测数据波动(二噁英类除外);日本州府根据总量控制和水域保护要求,执行更为严格的排放限值,污水处理厂出水指标远低于国家统一标准;我国各省市也普遍执行严于国家标准的地方标准限值和监督执法要求,其中,江苏省、山东省、河南省、安徽省以地方标准的方式明确监督执法可以现场即时采样或监测的结果作为达标判定依据。


03            
结论与建议      

     

1. 结论


在水排放管控对象方面,欧盟、美国、日本和中国生活垃圾焚烧厂差异显著。欧盟和日本生活垃圾焚烧厂的废水处理对象是烟气湿法工艺废水,重点管控因子是二噁英;美国生活垃圾焚烧厂没有废水需要处理,不配置污水处理设施;我国生活垃圾焚烧厂的废水处理对象主要是渗滤液,重点管控因子是有机污染物、重金属。


在烟气湿法工艺废水管控方面,欧盟管控的因子比日本多,但二噁英类排放浓度限值相对宽松;日本仅管控生活垃圾焚烧厂排入自然水体的二噁英类浓度,但限值相对严格。


在向自然水体排入废水水质的达标判定方面,美国和欧盟标准允许污染物排放浓度在一定范围内短时合理波动。日本和中国标准则更强调无差别的环境监管,以体现公正、平等原则,浓度超过限值即认为超标排放。


2. 建议


随着我国各省、直辖市陆续颁布实施生活垃圾焚烧厂污染物控制的地方标准,对生活垃圾焚烧厂烟气排放浓度限值进一步收紧,上海、江苏、浙江等地已有生活垃圾焚烧厂应用烟气湿法工艺,建议进一步研究分析湿法烟气工艺废水中污染物成分与浓度,合理确定管控因子和排放要求。


虽然我国生活垃圾焚烧厂废水管控对象与欧盟、美国、日本的生活垃圾焚烧厂不同,但可借鉴其在废水外排监督执法和达标判定的做法。生活垃圾焚烧厂渗滤液水质往往随季节变化,出水水质受进水变化、设施故障、运行工况变动等因素影响,这既需要焚烧厂做好污染控制的应对,也需要在监管层面上合理考虑。建议在总量控制目标下,基于自动监测的全天候、精准监管能力,通过设置 B 类限值或者考核污染物累积排放量等方式来适应工况波动对达标率的影响,进一步优化和拓展更具弹性的排放限值和监管措施。

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yj蓝天
2025年02月08日 20:46:18
2楼

资料不错,学习了,谢谢楼主分享

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