文献综述

一、 论文背景及意义

随着我国经济的快速发展和城镇化建设，人民生活水平不断提升，城镇生活垃圾显著增加，如何有效处理生活垃圾问题严重关乎到居民的生活环境、生态环境和身体健康。传统的卫生填埋处置措施已不能满足环保的要求，近年来，垃圾焚烧处置措施因在减量化、无害化、资源化等方面具有很大优势，且占地面积小，运行和管理方便而得到了快速发展，尤其是在人口高度密集、土地资源紧张、垃圾热值较高的大中城市和沿海经济发达地区，逐渐成为生活垃圾处置措施的主流。垃圾焚烧处理法得到大力发展，在生活垃圾焚烧厂，在进行焚烧前，生活垃圾一般需要在厂内堆酵3~7d，以使垃圾熟化并沥除水分，从而提高垃圾的热值。在此过程中形成了垃圾沥滤液，其水质成分复杂、污染物浓度高、处理难度大。发达国家因采取了垃圾分类收集措施，垃圾含水率低，热值高，产生的垃圾沥滤液直接回焚烧炉内进行焚烧；而我国目前垃圾主要是混收，含水率高，通常垃圾沥滤液的产生量占垃圾总量的10%~20%，不能直接回焚烧炉进行焚烧，需进行处理后达标排放。垃圾沥滤液废水具有高COD、高氨氮、高盐等特点，属难处理的废水之一^[1]。

由于垃圾沥滤液废水通常具有较好的可生化性(B/Cgt;0.3)，目前较多采用生化法为主的废水处理技术，如UASB MBR、UASB MBR NF、、三级AO等；常规的生化处理出水不能达标排放，还需进行深度处理，如Fenton BAF、电解法、膜处理/反渗透等，存在工艺流程长且复杂，停留时间长，投资大，运行成本等缺点。其中垃圾沥滤液中高氨氮是制约沥滤液处理工艺的关键因素，采用生化法脱除废水中氨氮和总氮，需满足C/N≥20，为获得较好的脱氮效果，在进行生化处理时不得不延长废水停留时间、后续补充碳源、增加生化尾水深度处理等以满足达标的需求，导致占地面积大、投资增大、运行成本增加^[2]。

随着垃圾焚烧企业的逐年增加和环保要求的日益严厉，在满足达标排放要求的前提下如何有效、经济地处理垃圾沥滤液受到更多的关注，其中如何高效、经济地脱除垃圾沥滤液中的氨氮已成为垃圾沥滤液处理技术的关键。

二、 研究现状

2.1沥滤液处理现状

在城市生活垃圾焚烧发电厂，新鲜的生活垃圾在焚烧前一般需要在厂内堆酵3~7d，以使垃圾熟化并沥除水分，从而提高垃圾的热值。此过程中形成了垃圾沥滤液，其水质成分复杂、污染物浓度高、处理难度大。发达国家已实现了垃圾的分类收集，垃圾热值高、含水率低、沥滤液产生量小，常采用直接回喷至焚烧炉内燃烧的方式处理，因此研究主要集中于废气和灰渣的控制，沥滤液处理的研究鲜有报道。但是实践表明，将垃圾沥滤液回喷燃烧的方式在国内推广还受到一定限制。因为我国的生活垃圾大部分还是混合收集，垃圾中厨余物多，含水率较高，尤其对于大中型垃圾焚烧发电厂，垃圾沥滤液产量大，若全部回喷燃烧，会降低焚烧炉的温度，影响燃烧效率和烟气的达标排放。国内很多已投运的垃圾焚烧厂只能将沥滤液运往城市污水处理厂与生活污水合并处理，虽然方法简单，但是成本较高（80~100元/t），且易对污水处理厂的稳定运行造成冲击^[3]。因此，垃圾焚烧厂沥滤液处理技术的研究与开发越来越受到关注，目前主要集中于厌氧、好氧生物处理技术，物化处理技术，新型的膜处理技术，蒸发处理技术等。为实现沥滤液的经济有效处理，工程上常采用上述技术的组合。

2.2垃圾焚烧厂沥滤液的特性

（1）成分复杂。通过质谱分析，垃圾沥滤液中有机物种类高达百余种，其中所含有机物大多为腐殖类高分子碳水化合物和中等分子量的灰黄霉酸类物质。有机污染物浓度极高，COD和BOD₅达到数万mg/L，属于高浓度有机废水。垃圾焚烧厂沥滤液的可生化性较好(B/Cgt;0.3)，易生物降解的挥发性脂肪酸（VFA）含量较高，有利于采用生物方法进行处理，但极高浓度的有机物可能会对生物降解过程产生抑制作用，使处理难度增加。

（2）物理属性。沥滤液呈黄褐色或灰褐色，挥发出的气体带有强烈恶臭，对人体有危害，能使人产生恶心、尿血、头晕等症状。

（3）氨氮含量高。氨氮含量为1000~2000mg／L，除氨氮外，垃圾焚烧厂沥滤液中的含氮化合物中还含有大量有机氮，经过厌氧生物降解，有机氮会经氨化作用转化为氨氮。因此，通常焚烧厂沥滤液厌氧出水中氨氮浓度较原液高。

（4）电导率高。垃圾焚烧厂沥滤液中离子浓度较高，其中Cl^-浓度达到了数千mg/L，高浓度的Cl^-会对微生物活性产生抑制作用。沥滤液中还含有多种金属离子，其中重金属离子浓度相对较低，处理出水超标的可能性较小，但Ca含量大，会导致管道、处理设施严重结垢，并且还会在污泥中积累，使微生物的含量降低，影响污泥活性。

（5）微生物营养元素比例失调。为满足微生物生长需要，一般要BOD₅/TPgt;300，垃圾焚烧厂沥滤液中TP含量较低，在生物处理过程中，磷可能会缺乏，需要适当补充^[4]。