垃圾焚燒廠滲濾液厭氧處理的研究進(jìn)展*

姚軍強(qiáng)，吳志躍，鄭曉宇，劉 媛，董仁杰，喬 瑋?

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，國家能源生物燃?xì)飧咝е苽浼熬C合利用技術(shù)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心，北京 100083；2.光大環(huán)境科技（中國）有限公司，南京 210007；3.光大環(huán)保（中國）有限公司，廣東 深圳 518033）

0 引 言

2018 年我國全年生活垃圾清運(yùn)量達(dá)到2.28 億t，焚燒處理量增長至1.33 億t/a[1]。隨著可用于垃圾填埋的場(chǎng)地逐年減少，垃圾焚燒量還將進(jìn)一步增加。垃圾在堆放過程中會(huì)產(chǎn)生大量滲濾液，其產(chǎn)量可達(dá)垃圾比重的5%～28%，水質(zhì)復(fù)雜、污染物濃度高[2]。在垃圾焚燒廠滲濾液處理過程中，其水質(zhì)及水量受季節(jié)和氣候等因素的影響，極不穩(wěn)定，導(dǎo)致處理工藝成本與能耗較高，達(dá)標(biāo)處理難度大。上流式厭氧污泥床（up-flow anaerobic sludge bed,UASB）、厭氧膨脹顆粒污泥床（expanded granular sludge bed,EGSB）、內(nèi)循環(huán)式（internal circulation,IC）反應(yīng)器和厭氧膜生物反應(yīng)器（anaerobic membrane bioreactor,AnMBR）等厭氧工藝被廣泛應(yīng)用于污水處理，是滲濾液去除化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand,COD）的主要單元。厭氧生物處理技術(shù)持續(xù)快速發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新的技術(shù)工藝，不同的厭氧工藝有不同的優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)性。本文通過文獻(xiàn)分析和案例分析，對(duì)5 種厭氧工藝在垃圾焚燒廠滲濾液處理中性能方面的差異進(jìn)行分析，探究滲濾液厭氧處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和新技術(shù)的應(yīng)用前景。

1 垃圾焚燒廠滲濾液的產(chǎn)生和特性

1.1 垃圾焚燒廠滲濾液的產(chǎn)生

由于飲食習(xí)慣及垃圾分類等因素的影響，我國城市生活垃圾中的餐廚廢棄物含量較高，一般垃圾含水率在45%～65%[3]。垃圾焚燒處理過程中，為提高熱值和垃圾燃燒的穩(wěn)定性，入爐前通常將新鮮垃圾在貯坑中堆貯3～5 d，入爐垃圾的含水率為40%～45%[4]。在歐美及亞洲部分發(fā)達(dá)國家，垃圾分類政策已推行多年，垃圾中的餐廚廢棄物含量及產(chǎn)生的滲濾液量很少，有含水率低、熱值高等特點(diǎn)[5]。2019 年6 月25 日，《固體廢物污染環(huán)境防治法》草案在全國人大常委會(huì)審議通過后，我國開始推動(dòng)全國公共機(jī)構(gòu)做好生活垃圾分類工作，從長遠(yuǎn)來看，焚燒廠生活垃圾中餐廚廢棄物含量將減少，滲濾液量可能降低。濕潤高溫的季節(jié)和地區(qū)，焚燒廠滲濾液產(chǎn)生量通常高于干燥低溫的季節(jié)和地區(qū)[6]，我國南方一些較濕潤地區(qū)滲濾液產(chǎn)生量明顯高于北方干燥地區(qū)[7]。同時(shí)，焚燒廠的滲濾液產(chǎn)率不僅受到氣候條件的影響，還易受其他多種因素的影響，如垃圾分類推進(jìn)力度、焚燒廠工藝水平和垃圾組分等。表1列舉了我國不同地區(qū)焚燒廠垃圾滲濾液的產(chǎn)生量。

表1 我國不同地區(qū)焚燒廠垃圾滲濾液的產(chǎn)生量Table 1 Production of landfill leachate from incineration plants in different regions of China

1.2 垃圾焚燒廠滲濾液的特性

1.2.1 有機(jī)物濃度高

與垃圾填埋場(chǎng)相比，焚燒廠滲濾液的有機(jī)物濃度高，且溶解性有機(jī)物較高，占70%以上[3]。據(jù)相關(guān)報(bào)道，大部分地區(qū)垃圾滲濾液的COD 和生化需氧量（biochemical oxygen demand,BOD5）可達(dá)35 000～75 000 mg/L 和20 000～45 000 mg/L[15]，BOD5/COD值可達(dá)0.5～0.8，可生化性較好。焚燒廠滲濾液中揮發(fā)性脂肪酸（volatile fatty acid,VFA）濃度也較高，上海市某垃圾焚燒廠滲濾液的VFA 濃度可達(dá)9 500～12 800 mg/L[15]，江蘇省某垃圾焚燒廠滲濾液中VFA 濃度可達(dá)11 200～14 600 mg/L[16]。不同地區(qū)飲食、季節(jié)、地理、人文等環(huán)境因素的差異，使得各地的滲濾液水質(zhì)數(shù)據(jù)在高濃度的基礎(chǔ)上有一定的區(qū)別。表2 列舉了我國不同地區(qū)焚燒廠滲濾液的水質(zhì)數(shù)據(jù)，可以看出，各地焚燒滲濾液的COD、懸浮固體（suspended solid,SS）、氨氮等指標(biāo)差異較大。其中，COD、BOD5、氨氮的濃度最高相差1～2 倍，SS 的濃度最高相差4 倍以上。

表2 不同地區(qū)垃圾焚燒廠滲濾液的水質(zhì)特征Table 2 Water quality characteristics of leachate from waste incineration plants in different areas

1.2.2 懸浮物濃度高

垃圾焚燒滲濾液中SS 的濃度可高達(dá)3 800～20 000 mg/L[4,19]，超過USAB、EGSB、IC 等厭氧工藝對(duì)污水處理的適用范圍?！渡魇絽捬跷勰啻卜磻?yīng)器污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2013-2012）[24]中推薦UASB 進(jìn)水中SS 含量宜小于1 500 mg/L，《厭氧顆粒污泥膨脹床反應(yīng)器廢水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2023-2013）[25]中推薦的EGSB 進(jìn)水中SS 含量宜小于2 000 mg/L。在采用復(fù)合式厭氧流化床反應(yīng)器（up-flow blanket filter,UBF）處理螺旋霉素制藥廢水時(shí)，隨著進(jìn)水的SS 從1 000 mg/L 增加至3 000～4 000 mg/L，反應(yīng)器底部的污泥濃度由60.37 g/L 下降到30.47 g/L，污泥沉降性能變差[26]。在處理高SS 濃度的垃圾焚燒廠滲濾液時(shí)，需要預(yù)處理以降低懸浮物濃度。如在滲濾液進(jìn)入U(xiǎn)ASB 反應(yīng)器之前，可通過沉砂池、初沉池等去除較大的固體顆粒及懸浮物質(zhì)，使得進(jìn)水的SS 由14 000 mg/L 下降至5 000 mg/L[27]。

1.2.3 重金屬濃度高

我國垃圾焚燒廠滲濾液所含重金屬種類較多，其含量如表3 所示，其中具有代表性的重金屬，如Pb、Ni、Zn 的濃度與大多數(shù)的年輕填埋場(chǎng)滲濾液相比高1.8～11.2 倍[28]。在采用厭氧工藝處理該滲濾液廢水時(shí)，由于反應(yīng)器內(nèi)生化過程對(duì)重金屬的去除能力較弱，有研究表明，在厭氧反應(yīng)器中添加磁鐵礦、碳布、石墨棒等吸附劑可以降低重金屬的濃度[21,29]。

表3 我國垃圾焚燒廠滲濾液中各種重金屬濃度及其排放上限Table 3 Concentrations of various heavy metals in leachate of garbage incineration plants in China

1.2.4 鹽分含量高

我國現(xiàn)有的垃圾焚燒廠滲濾液具有鹽分含量高的特征，其濃度通常高于15 000 mg/L[19]。高濃度的NaCl 對(duì)微生物的產(chǎn)甲烷活性具有抑制作用，在分別加入4 g/L、8 g/L 以及12 g/L NaCl 的產(chǎn)甲烷潛能試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)三種濃度下的累積產(chǎn)甲烷量分別只達(dá)到了空白對(duì)照組的78%、72%和61%。二價(jià)離子，如Ca2+、Mg2+等在濃度過高時(shí)會(huì)與沼氣中CO2結(jié)合形成大量的鈣沉淀物，影響微生物活性，導(dǎo)致反應(yīng)器無法正常運(yùn)行。在EGSB 反應(yīng)器處理Ca2+濃度為1 600～1 800 mg/L 的新鮮滲濾液過程中，由于碳酸鈣聚集在顆粒污泥的表面上，抑制了微生物的產(chǎn)甲烷活性，甲烷產(chǎn)量從288 mL/(gVSS·d) 降低至280 mL/(gVSS·d)[33]。

2 垃圾焚燒廠滲濾液的厭氧處理

2.1 厭氧工藝的應(yīng)用

2.1.1 UASB 反應(yīng)器處理滲濾液

在南通如皋市1 500 t/d 的生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中，滲濾液處理規(guī)模為300 m3/d，經(jīng)過格柵和初沉池沉淀后的預(yù)處理出水進(jìn)入U(xiǎn)ASB 反應(yīng)器中厭氧發(fā)酵，沼氣產(chǎn)生量約為500 m3/h，甲烷的含量為55%～75%[34]。在南安縣垃圾焚燒廠滲濾液處理工程中，處理規(guī)模為100 m3/d，經(jīng)過格柵和混凝沉淀等工序預(yù)處理后的滲濾液進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)反應(yīng)，UASB反應(yīng)器的COD 和BOD5去除率平均在90%左右[35]?？梢钥闯?，在較大規(guī)模的垃圾滲濾液處理工程中，采用UASB 反應(yīng)器作為主要單元進(jìn)行厭氧消化，具有良好的COD 去除率和產(chǎn)氣性能。但是，該工藝在運(yùn)行過程中，存在進(jìn)水COD 濃度及有機(jī)負(fù)荷的變化對(duì)COD 降解效率顯著影響的問題。研究發(fā)現(xiàn)，在有機(jī)負(fù)荷率（organic loading rate,OLR）保持在12.5 kgCOD/(m3·d) 的情況下，進(jìn)水COD 濃度從25 000 mg/L增加至73 000 mg/L，COD去除率從92.9%降低至82.4%；在進(jìn)料COD 濃度保持在73 000 mg/L的情況下，有機(jī)負(fù)荷從12.5 kgCOD/(m3·d) 增加到16 kgCOD/(m3·d) 時(shí)，COD 去除率由82.4%逐漸下降到 66.9%[36]。因此，較低的運(yùn)行負(fù)荷是保證UASB 反應(yīng)器處理垃圾滲濾液時(shí)COD 降解效率高效的前提。

2.1.2 EGSB 反應(yīng)器處理滲濾液

中溫條件下采用EGSB 反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的長期性能研究中，OLR 最高可達(dá)64 kgCOD/(m3·d)，COD 去除率為85%～90%[37]。滲濾液中Ca2+濃度對(duì)EGSB 反應(yīng)器的運(yùn)行有較大影響，在Ca2+濃度由500 mg/L 增加到7 000 mg/L 過程中，COD 去除率從98%降低到89%[38]。在規(guī)模為200 m3/d 的滲濾液處理工程中，滲濾液經(jīng)過格網(wǎng)、沉淀池、水解酸化池等工序的預(yù)處理后，SS 濃度由8 000 mg/L 下降至3 000 mg/L 以下，EGSB 反應(yīng)器的COD 去除率大于90%，沼氣產(chǎn)率為0.4～0.5 m3/kgCOD，甲烷濃度為71%～78%[39]。同時(shí)，盡管EGSB 厭氧系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷變化較大，在2～17.6 kgCOD/(m3·d) 之間波動(dòng)，但COD 去除率始終保持在80%以上[40]?？梢钥闯?，相比于UASB 反應(yīng)器的低有機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，在處理焚燒滲濾液的研究及工程實(shí)際中，EGSB 反應(yīng)器在較高的有機(jī)負(fù)荷下有良好的處理效果和發(fā)酵穩(wěn)定性。

2.1.3 IC 反應(yīng)器處理滲濾液

采用IC 反應(yīng)器進(jìn)行處理生活垃圾焚燒廠滲濾液的性能研究，發(fā)現(xiàn)該工藝在21～25 kgCOD/(m3·d)的高有機(jī)負(fù)荷下，COD 去除效率和沼氣產(chǎn)量分別達(dá)到89.4%～93.4%和0.42～0.50 m3/kgCOD[15]。有研究通過在EGSB 和IC 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上采用改進(jìn)的內(nèi)外循環(huán)一體化反應(yīng)器（integrated internal and external circulation reactor,IIEC）來處理垃圾焚燒廠滲濾液，評(píng)估該工藝的可行性，發(fā)現(xiàn)在中試規(guī)模的反應(yīng)器中，其厭氧發(fā)酵效果良好，當(dāng)OLR 為23.0～40.5 kgCOD/(m3·d) 時(shí)，COD 去除效率高于80%[23]。目前，在IC 厭氧工藝基礎(chǔ)上改進(jìn)的內(nèi)外循環(huán)（inter &outer circulation,IOC）厭氧反應(yīng)器被鎮(zhèn)江市、江陰市、杭州市等多地的垃圾滲濾液處理工程廣泛采用，其可作為厭氧系統(tǒng)來去除大部分有機(jī)污染物[34]。在處理規(guī)模分別為600 m3/d、1 000 m3/d、1 500 m3/d的高負(fù)荷運(yùn)行情況下，滲濾液經(jīng)過濾器、沉淀池等工序預(yù)處理以降低SS 濃度后進(jìn)入反應(yīng)器厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣量分別達(dá)到14 400 m3/d、9 900 m3/d、38 400 m3/d，具有良好的產(chǎn)氣性能[34]。

2.1.4 AF 處理滲濾液

填料是厭氧濾池（anaerobic filter,AF）的主體，可以為微生物的生長提供附著表面及懸浮空間，但是在采用厭氧濾池處理廢水的過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)懸浮物濃度過高時(shí)，容易發(fā)生過濾介質(zhì)堵塞問題。在厭氧濾池處理垃圾滲濾液的性能研究中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器90%的體積填充聚氨酯泡沫作為過濾介質(zhì)后，可以有效防止堵塞問題的出現(xiàn)[41]。然而，AF 在實(shí)際工程應(yīng)用中，存在著過濾介質(zhì)堵塞與啟動(dòng)時(shí)間較長等問題，嚴(yán)重影響運(yùn)行效果，是其推廣應(yīng)用的主要限制因素。廣東某垃圾焚燒發(fā)電廠的滲濾液處理工程中，采用A/O-兩級(jí)Fenton-BAF 工藝對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造后，處理效果穩(wěn)定，COD、BOD5、氨氮、總氮、SS 的平均去除率均在92%以上[42]。因此，從現(xiàn)有的研究及工程應(yīng)用效果來看，AF 厭氧工藝可以在適宜條件下處理垃圾焚燒廠滲濾液，有較好的運(yùn)行性能，但容易發(fā)生過濾介質(zhì)堵塞，降低處理效率。

2.1.5 AnMBR 處理滲濾液

有研究發(fā)現(xiàn)，采用AnMBR 處理垃圾滲濾液時(shí)，發(fā)酵系統(tǒng)中的COD、BOD、氨和微量污染物具有很高的去除效率[43]，其中COD 去除率可高達(dá)90%[44]。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，膜污染是限制該工藝發(fā)展的主要原因，影響反應(yīng)器的處理效率，增加運(yùn)行成本。目前，在工業(yè)、市政等廢水處理領(lǐng)域，有關(guān)AnMBR的研究主要集中在工藝應(yīng)用和膜污染成因、機(jī)理及其預(yù)防、控制方法等方面[45]。在高固體含量的厭氧膜生物反應(yīng)器長期運(yùn)行性能和膜污染的研究中，發(fā)現(xiàn)污泥中一種可溶解微生物副產(chǎn)物在膜污染中作為芳香族蛋白質(zhì)起著相當(dāng)重要的作用[46]。在研究及工程應(yīng)用中，由于AnMBR 在滲濾液處理中所用膜組件的形式與膜型存在差異，不同組合的AnMBR 在滲濾液廢水處理中的運(yùn)行條件和COD 去除效率不同。表4 列舉了部分組合的AnMBR 處理垃圾滲濾液的研究。然而，文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于AnMBR處理垃圾滲濾液的研究主要集中在填埋場(chǎng)滲濾液，針對(duì)焚燒廠滲濾液的研究相對(duì)較少。

表4 AnMBR 處理垃圾滲濾液的部分研究Table 4 Study on treatment of landfill leachate with AnMBR

2.2 影響滲濾液厭氧處理性能的因素

2.2.1 懸浮物的影響

我國垃圾焚燒廠滲濾液中SS 含量高達(dá)3 800～20 000 mg/L[19]，直接進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器中處理容易導(dǎo)致活性污泥含量降低，使得污泥的比產(chǎn)甲烷活性和生物處理效率受到影響。在工程應(yīng)用中，滲濾液廢水厭氧處理之前需要進(jìn)行預(yù)處理以去除大部分的懸浮物質(zhì)，目前的滲濾液預(yù)處理技術(shù)主要有過濾、調(diào)節(jié)、混凝、沉淀等，多采用格柵、預(yù)沉池、調(diào)節(jié)池等單元對(duì)滲濾液廢水進(jìn)行必要的預(yù)處理以減少SS含量[51]。經(jīng)過調(diào)節(jié)池、離心脫水、中間水池等預(yù)處理后，滲濾液的SS 可由3 000～20 000 mg/L 降到2 000 mg/L[52]。在杭州某垃圾焚燒廠滲濾液處理工程中，進(jìn)水的SS 含量為15 000 mg/L，經(jīng)過籃式過濾器、沉淀池、調(diào)節(jié)池等單元進(jìn)行預(yù)處理后，SS 濃度減少了30%[34]。

2.2.2 CaCO3沉淀的影響

關(guān)于CaCO3對(duì)滲濾液厭氧處理的影響已有大量研究，當(dāng)Ca2+濃度超過2 000 mg/L 時(shí)，污泥的比產(chǎn)甲烷活性受到抑制[38]；當(dāng)Ca2+濃度為150～300 mg/L時(shí)，可以增強(qiáng)生物量的積累并維持細(xì)胞外聚合物的結(jié)構(gòu)，從而提高顆粒污泥的穩(wěn)定性[53]?？梢钥闯?，在處理高Ca2+濃度的垃圾滲濾液時(shí)，適宜的進(jìn)水Ca2+濃度是保證厭氧工藝具有良好降解效果及產(chǎn)氣性能的前提。研究發(fā)現(xiàn)，在采用EGSB 反應(yīng)器處理高Ca2+濃度的垃圾滲濾液過程中，碳酸化預(yù)處理對(duì)顆粒污泥性質(zhì)有較大的影響，碳酸化處理后的反應(yīng)器中顆粒污泥的鈣含量降低15.8 g/kg 干污泥，而未碳化處理的反應(yīng)器中顆粒污泥的鈣含量增加8.3 g/kg 干污泥，認(rèn)為碳酸化預(yù)處理可以有效降低顆粒污泥中鈣的積累，當(dāng)Ca2+濃度為181～375 mg/L時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)部的顆粒污泥性能將得到提高[54]。進(jìn)一步分析CaCO3沉淀對(duì)厭氧工藝降解性能的影響機(jī)理，可以有效地為垃圾滲濾液厭氧處理的研究及工程應(yīng)用提供新思路。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在高Ca2+濃度條件下，顆粒污泥中的鈣沉淀影響甲烷和其他氣體的傳遞，在顆粒污泥中形成空穴，影響污泥的產(chǎn)甲烷活性[33]；鈣沉淀影響從廢水到污泥的傳質(zhì)，減少有機(jī)物與微生物的接觸，影響處理效果。有研究表明，加入Na2CO3預(yù)處理降低Ca2+濃度時(shí)，當(dāng)Ca2+與CO32-的摩爾比為1∶1.5 時(shí)，Ca2+的去除率達(dá)到 (94.4±1.1)%[55]。垃圾焚燒煙氣中CO2濃度約為10%～15%[56]，煙氣溫度100～200℃，將噴霧塔垃圾焚燒煙氣通入垃圾焚燒廠滲濾液中60～80 min，用NaOH 將pH 值調(diào)節(jié)為11.0，鈣的濃度從3 784 mg/L下降到312～320 mg/L，Ca2+的去除效率為91.5%[57]。

2.2.3 重金屬的影響

在厭氧發(fā)酵過程中，某些金屬是整個(gè)反應(yīng)體系必不可少的微量元素，如Fe、Mn、Mo、Se 等可以促進(jìn)沼氣和甲烷的生成[58]。垃圾焚燒廠由于接受某些化學(xué)、電子等工廠的垃圾會(huì)導(dǎo)致滲濾液廢水中重金屬濃度嚴(yán)重超標(biāo)，影響水解、酸化、產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷階段所需微生物的活性，降低沼氣的產(chǎn)生效率。研究表明，對(duì)發(fā)酵工藝的厭氧體系直接起抑制作用的是溶解態(tài)的金屬離子，當(dāng)各種溶解態(tài)金屬離子的濃度分別為Zn2+＜700 μg/L、Cr3+＜500 μg/L、Cu2+＜500 μg/L、Ni2+＜400 μg/L、Cr6+＜400 μg/L 時(shí)，厭氧系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行[59]。因此，當(dāng)滲濾液廢水中重金屬濃度過高時(shí)，可以考慮采用微生物去除法、吸附法、混凝沉淀法和膜分離法等技術(shù)以去除過量的重金屬，保證反應(yīng)器的正常運(yùn)行。

2.2.4 硫酸鹽的影響

垃圾滲濾液中硫酸鹽濃度過高會(huì)影響產(chǎn)甲烷菌的活性，導(dǎo)致反應(yīng)器產(chǎn)甲烷效率低。當(dāng)反應(yīng)器中COD/SO42-的比值高于6 時(shí)，產(chǎn)甲烷菌在有機(jī)化合物的降解途徑中占主導(dǎo)地位；當(dāng)比值低于2 時(shí)，硫酸鹽還原菌（sulfate reducing bacteria,SBR）更具有競(jìng)爭(zhēng)力，反應(yīng)器中H2S 濃度顯著增加，抑制產(chǎn)甲烷菌的活性；當(dāng)比值為3～5 時(shí)，硫酸鹽還原菌與產(chǎn)甲烷菌都有較好的活性[60]。硫化物可以與金屬陽離子反應(yīng)形成較低溶解度的沉淀，有效降低硫化物和重金屬的濃度。相關(guān)報(bào)道證實(shí)，在富含硫酸鹽和重金屬的酸性滲濾液中添加堿性劑，調(diào)節(jié)pH 值至5.0 以后，通過SBR 還原產(chǎn)生的硫化物與金屬反應(yīng)，幾乎完全去除硫酸鹽和金屬，形成金屬硫化物沉淀[61]。

3 發(fā)展趨勢(shì)

在采用傳統(tǒng)厭氧工藝處理高濃度廢水時(shí)，為了保證良好的經(jīng)濟(jì)效益，反應(yīng)器運(yùn)行需要維持較高的污泥濃度、較長的泥齡和較短的水力停留時(shí)間，這使得該工藝存在著微生物易流失的技術(shù)難題，導(dǎo)致出水水質(zhì)變差。厭氧膜生物反應(yīng)器是將厭氧生物處理與膜過濾工藝耦合在一起的新型高效厭氧技術(shù)，其通過膜對(duì)微生物及固體的截留作用，使水力停留時(shí)間（hydraulic retention time,HRT）和固體停留時(shí)間（solid retention time,SRT）完全分離，提高出水水質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，由帶有微濾膜的厭氧生物反應(yīng)器組成的單元處理垃圾滲濾液時(shí)，反應(yīng)器中膜的存在顯著提高常規(guī)厭氧工藝的效率，有機(jī)污染物的去除率達(dá)到94%，而僅采用AF 的去除率為21.5%[62]。因此，厭氧發(fā)酵處理垃圾焚燒廠滲濾液的過程中，AnMBR 的應(yīng)用可以有效避免UASB、IC 等厭氧工藝存在的微生物易流失問題，改善出水水質(zhì)和產(chǎn)氣效益。

在工程應(yīng)用中，多采用厭氧+好氧的組合工藝來處理高濃度廢水，通過硝化反硝化進(jìn)行后續(xù)的生物脫氮處理。厭氧氨氧化作為一種新型高效的脫氮技術(shù)，可以將NH4+和NO2-在厭氧條件下直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，具有低耗、高效等特點(diǎn)。通過短程硝化反硝化耦合厭氧氨氧化工藝處理垃圾滲濾液，在總氮容積負(fù)荷為4 000 mg/(L·d) 的情況下，氨氮和亞硝酸鹽氮的平均去除率超過95%[63]。采用反硝化-部分硝化-厭氧氨氧化工藝處理氨氮濃度為1 900 mg/L 的垃圾滲濾液，總氮去除率為99%，出水的總氮濃度穩(wěn)定在20 mg/L[64]。然而，厭氧氨氧化菌生長速度緩慢，對(duì)環(huán)境條件敏感，啟動(dòng)時(shí)間過長。針對(duì)厭氧氨氧化技術(shù)在工程應(yīng)用中存在的問題，如穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)關(guān)鍵、影響因素的干擾排除和微生物的作用機(jī)理等，需要進(jìn)一步的研究解決方案，使得工程化應(yīng)用更加成熟。

4 結(jié) 論

通過對(duì)垃圾焚燒廠滲濾液的產(chǎn)率及水質(zhì)進(jìn)行分析了解，可以有效地選擇適宜厭氧工藝來降解廢水中的有機(jī)污染物。實(shí)際上，相比于AF 和EGSB 反應(yīng)器，UASB 和IC 反應(yīng)器具有能耗低、適應(yīng)性強(qiáng)、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，被更廣泛地用于垃圾焚燒廠滲濾液處理。但是，在實(shí)際運(yùn)行中，這些工藝仍存在微生物易流失、出水水質(zhì)較差等問題。而AnMBR 由于截留微生物、提高出水水質(zhì)等特性，可以嘗試應(yīng)用到垃圾焚燒廠滲濾液處理中，以改善污泥性質(zhì)。同時(shí)，由于垃圾滲濾液厭氧出水中氮含量高，傳統(tǒng)生物脫氮工藝在其處理上將面臨各種挑戰(zhàn)。采用厭氧氨氧化技術(shù)可以有效解決該問題，但其本身在垃圾滲濾液處理工程的應(yīng)用中也存在一些不足，如啟動(dòng)時(shí)間過長、難以長期穩(wěn)定運(yùn)行等。因此，可知在后續(xù)的研究及工程應(yīng)用中，厭氧膜生物反應(yīng)器與厭氧氨氧化組合工藝在垃圾滲濾液處理中有廣闊的應(yīng)用前景。