六里屯垃圾填埋場調節(jié)池生物濾池除臭工程研究

王艷秋，付雙立，韓東輝

（北京市海淀區(qū)環(huán)境衛(wèi)生科研所，北京 100086）

1 引言

海淀區(qū)六里屯垃圾填埋場作為海淀區(qū)唯一的一個生活垃圾終端處理設施，現階段垃圾日填埋量達到了2 800t。與此同時，生活垃圾滲濾液的處理任務日益加重，滲濾液調節(jié)池除臭也逐漸成為填埋場工作的重點和難點。調節(jié)池惡臭是填埋場惡臭的重要組成部分之一，其成分主要是有機物在厭氧微生物菌作用下分解產生的氣體［1］。由于垃圾滲濾液成分復雜，生物發(fā)酵產生的惡臭濃度高、成分復雜，其主要成分為硫化氫、氨氣、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、甲烷等，對人體和環(huán)境均會帶來較大影響［2］。

目前，惡臭氣體的處理方法主要有高溫裂解法、燃燒法、化學氧化法、吸收吸附法、微生物法、等離子法等［3］。微生物處理臭味技術非常適合垃圾處理場的臭味氣體成分復雜、流量大、易于管理維護的特點。微生物法處理臭味氣體，主要是利用微生物實現發(fā)臭物質的轉換，把發(fā)臭物質吸附、吸收和生物轉化為無臭的物質［4］。

常規(guī)的除臭生物反應器，主要采用細菌作為微生物的主體，細菌適用于水溶性好的污染物；真菌降解疏水性或水溶性差的污染物的效率高于細菌。而臭氣中的污染物是多樣而復雜的，既有疏水性物質，也有親水性物質，單一地利用細菌或真菌都難以同時有效地去除，因此，宜使用細菌和真菌相結合的處理方式［5］。

2 生物濾池除臭工藝原理

2.1 除臭系統(tǒng)組成

生物濾池除臭系統(tǒng)由以下幾部分組成，包括集氣系統(tǒng)；生物濾池與填料；噴淋系統(tǒng)；傳感器。

2.2 除臭工藝流程及原理

除臭工藝流程見圖1。調節(jié)池中的臭味氣體通過管道系統(tǒng)由風機引至除臭系統(tǒng)的多孔布氣管，布氣管道位于生物濾池的底部。均勻布氣后，臭味氣體依次通過生物填料區(qū)、二次布氣區(qū)和惰性填料區(qū)進行處理，氣體中易溶于水的物質首先從氣相轉移進入液相，被不同的微生物種群吸收降解。營養(yǎng)液、水和接種高效除臭微生物通過泵打入生物濾池，并在頂部均勻噴灑。

圖1 生物濾池除臭系統(tǒng)工藝流程示意

運行中根據在填料層設置的濕度計、溫度計等顯示的數據來控制霧化噴水量，保證生物濾池內濕度在70～90%之間，維持真菌層填料濕度在60～80%。根據p H值決定投加酸堿量，以保證微生物生存在合適的酸堿范圍內p H值為3～8［6］。

3 系統(tǒng)運行效果分析

3.1 監(jiān)測分析方法

自2010年5月初至7月底，對六里屯垃圾填埋場調節(jié)池生物濾池除臭工程進行了近3個月的調試。調試初期，風機運行時間為每天8h（8：00～16：00）。系統(tǒng)運行基本穩(wěn)定后，7月份開始風機24h開啟，生物除臭系統(tǒng)連續(xù)運行。

惡臭氣體的監(jiān)測項目為氨氣、硫化氫、甲烷、臭氣濃度，監(jiān)測時間改為9：00及15：00，檢測點分布在調節(jié)池東北側和西北側以及東西兩個生物濾池內部。見圖2。采樣方案依據GB 16297－1996大氣污染物綜合排放標準附錄C和GB 14554－1993惡臭污染物排放標準執(zhí)行，臭氣濃度依據GB／T 14675－1993臭氣濃度測定三點比較式臭袋法，氨氣濃度依據HJ 534－2009空氣質量氨的測定次氯酸鈉－水楊酸分光光度法，硫化氫依據GB／T11742－1989居民區(qū)大氣中硫化氫衛(wèi)生檢驗標準方法 亞甲藍分光光度法，甲烷采用德爾格便攜沼氣測定儀進行監(jiān)測。

圖2 惡臭氣體檢測點分布示意

3.2 惡臭氣體檢測結果

3.2.1 氨氣

調試以來，調節(jié)池內的氨氣基本上一直維持在200×10－6以上，但顯色時間越來越短，證明氨氣的濃度逐漸升高。7月10日以后，調節(jié)池內氨氣逐漸降低到200×10－6之下。這表明調節(jié)池內氨氣的濃度隨季節(jié)和天氣溫度的變化比較明顯，見圖3。調節(jié)池內濃度為圖2中①、②點的氨氣平均值，生物濾池出口為圖2中③、④點的氨氣平均值。

圖3 氨氣監(jiān)測結果記錄（NH 3，×10－6）

在調試運行初期，氨氣的去除效果不穩(wěn)定，生物濾池出口處的氨氣濃度較高，處理效果一般。見圖4。七月份連續(xù)運行以后，氨氣的去除率基本維持在60%以上，出口氨氣濃度在30～60×10－6（約為0.08～0.16kg／h）范圍內，達到了惡臭污染物排放標準值（4.9kg／h）。

在調節(jié)池的上下風向位置，分別取一個監(jiān)測點。上風向選擇在調節(jié)池的東南角2m處，下風向選擇在調節(jié)池的西北角，靠近馬路一側。兩個監(jiān)測點的氨氣濃度值均保持在1～2×10－6范圍內（約為0.75～1.5mg／m3），符合惡臭污染物廠界標準值的二級新擴改建標準（1.5mg／m3）。

圖4 生物濾池對氨氣處理效果分析（NH 3，×10－6）

3.2.2 硫化氫

圖5為調試期間調節(jié)池內及生物濾池出口的硫化氫濃度。調節(jié)池內濃度為圖2中①、②點的硫化氫平均值，生物濾池出口為圖2中③、④點的硫化氫平均值。

圖5 硫化氫監(jiān)測結果記錄（H 2 S，×10－6）

隨著氣溫的逐漸升高，以及對調節(jié)池密封結構的逐漸完善，調節(jié)池內硫化氫的濃度逐漸升高。在陰雨天氣條件下，硫化氫濃度會稍微降低。進氣濃度的升高，對生物濾池的處理效果造成了較大的影響，同時，過高的負荷對生物濾池內微生物的生長液帶來了一定的不利因素。7月10日以后，調節(jié)池內硫化氫的濃度逐漸降低，基本穩(wěn)定在100×10－6以下，這與氨氣濃度的變化情況一致。

同樣，生物濾池對硫化氫的去除效果也和氨氣具有一致性。見圖6。7月份起，硫化氫的去除率基本維持在60%以上，出口硫化氫濃度在10～20×10－6（約為0.06～0.12kg／h）范圍內，達到了惡臭污染物排放標準值（0.33kg／h）。

在調節(jié)池的上下風向位置，分別取一個監(jiān)測點。上風向選擇在調節(jié)池的東南角2m處，下風向選擇在調節(jié)池的西北角，靠近馬路一側。兩個監(jiān)測點的硫化氫濃度值均未檢出（檢測下限：1×10－6）。

3.2.3 甲烷

在調試的初期，甲烷濃度一直都未檢出。從6月7日起，開始檢測出甲烷，其濃度迅速升高，到6月14日，達到最高值（4.6V%），接近爆炸極限（5～15 V%）。隨后逐級降低，6月20日以后，甲烷均未檢出或極低。見圖7。調節(jié)池內濃度為圖2中①、②點的甲烷平均值。

圖6 生物濾池對硫化氫處理效果分析（H2 S，×10－6）

圖7 調節(jié)池內甲烷監(jiān)測結果記錄

以6月12日為例，見表1。風機開啟后，調節(jié)池內的甲烷濃度逐漸降低，在風機開啟6h后，甲烷濃度值均在0.5V%以下。這表明，在生物除臭系統(tǒng)運行過程中，調節(jié)池內的甲烷含量能夠保持在一個安全的范圍內，不會存在爆炸等危險情況的發(fā)生。后連續(xù)運行過程中，甲烷的濃度一直維持在一個很低的水平。

表1 六里屯調節(jié)池甲烷檢測結果記錄（CH4，vol%）

3.2.4 臭氣濃度

臭氣濃度監(jiān)測結果見表2。

表2 臭氣濃度監(jiān)測結果

4 結語

經過近3個月的調試試運行，六里屯滲濾液調節(jié)池生物濾池除臭系統(tǒng)效果顯著。經檢測，氨氣的出口值為0.027kg／h，廠界值為上風向0.349mg／m3，下風向為0.365mg／m3，去除率達90%以上；硫化氫的出口值為0.072kg／h，廠界值為上風向0.008mg／m3，下風向為0.017mg／m3；臭氣濃度的出口值為26，廠界值為上風向＜10，下風向為＜10，均符合《惡臭污染物排放標準GB 14554－93》二級新改擴建標準，對周邊環(huán)境的改善起到了重要的作用。

［1］紀 華，夏立江，王進安，等.垃圾填埋場硫化氫惡臭污染變化的成因研究［J］.生態(tài)環(huán)境，2004，13（2）：173～176.

［2］Muezzinoglu A.A study of volatile organic sulfur emissions causing urban odors［J］.Chemosphere，2003，51（4）：245～252.

［3］苑宏英，郭 靜.VOCs惡臭污染物質的污染狀況和一般處理方法［J］.四川環(huán)境，2004，23（6）：45～49.

［4］馬梅榮，王光玉，宣世偉，等.利用微生物除臭技術研究與應用［J］.環(huán)境科學與技術，2003（4）：61～62.

［5］韓全州，劉 穎，陳麗娟.復合生物反應器污水除臭技術研究［J］.新鄉(xiāng)學院學報：自然科學版，2009（2）：171～172.

［6］鄭 俊.曝氣生物濾池工藝的理論與工程應用［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2005.