微生物除臭劑對(duì)生活垃圾集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的惡臭控制效果評(píng)估

(1.上海市環(huán)境工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究院有限公司，上海 200232；2.上海市廢棄物管理處，上海 200063)

微生物除臭劑對(duì)生活垃圾集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的惡臭控制效果評(píng)估

邰俊1余召輝1程炬2金寧奔1

(1.上海市環(huán)境工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究院有限公司，上海 200232；2.上海市廢棄物管理處，上海 200063)

以上海徐浦碼頭和虎林路碼頭2個(gè)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站集裝箱為研究對(duì)象，考察了微生物除臭藥劑噴灑對(duì)臭氣濃度和VOCs組分和濃度的變化的影響。研究發(fā)現(xiàn)，噴灑藥劑后24h和48h時(shí)段的兩個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站集裝箱中實(shí)驗(yàn)組的臭氣濃度均較空白組有明顯的降低，但僅虎林路碼頭的實(shí)驗(yàn)組和空白組的臭氣濃度存在顯著差異；不同的集運(yùn)碼頭、采樣時(shí)間、是否噴灑微生物除臭劑，對(duì)最終檢出的VOCs物質(zhì)種數(shù)影響不明顯，但噴灑藥劑48h時(shí)段對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站集裝箱中甲硫醇、甲硫醚等含硫化合物的濃度降低效果均較為明顯，實(shí)驗(yàn)組和空白組間的差異顯著，表明微生物除臭劑的除臭效果的實(shí)現(xiàn)需要經(jīng)過一定的初始時(shí)間。

微生物除臭劑；生活垃圾；臭氣濃度；揮發(fā)性有機(jī)物

目前對(duì)于生活垃圾惡臭的控制手段主要集中在末端處理環(huán)節(jié)，而生活垃圾在集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，經(jīng)過12～24小時(shí)的厭氧消化過程，將產(chǎn)生和釋放大量的刺激性氣體，在末端傾倒時(shí)將會(huì)集中排放，給環(huán)境和周邊居民的健康帶來不利的影響。陸文龍等就微生物除臭劑對(duì)上海老港填埋場(chǎng)和徐浦垃圾中轉(zhuǎn)站中生活垃圾惡臭產(chǎn)生的抑制效果進(jìn)行了研究，對(duì)比分析了微生物除臭劑對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)和末端處置環(huán)節(jié)的惡臭消除效果，為解決生活垃圾在轉(zhuǎn)運(yùn)和處理過程中的惡臭消除問題提供了理論依據(jù)[1]。羅永華等人針對(duì)廣州市生活垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)站中微生物除臭劑消除惡臭的效果進(jìn)行了評(píng)估，將生活垃圾惡臭控制的關(guān)注點(diǎn)前移至轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)[2]。

本文就上海徐浦碼頭和虎林路碼頭生活垃圾集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)過程中微生物除臭劑對(duì)集裝箱中惡臭消除的效果進(jìn)行了對(duì)比分析和評(píng)估，同時(shí)就微生物除臭劑對(duì)惡臭主體即揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的濃度和組分變化影響進(jìn)行了分析，為在轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)集裝箱內(nèi)噴灑微生物除臭劑削減末端惡臭污染影響提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 微生物除臭劑的組成

本研究所用微生物除臭菌劑由4株具有降解多種污染物的強(qiáng)耐受性菌株作為除臭菌群中的主要組成。四株菌株分別為：惡臭假單胞菌pseudomonas putida SJD1和pseudomonas putida SJD2；凝結(jié)芽孢肝菌bacillus coagulans SJD1和 bacillus coagulans SJD2。惡臭假單胞菌pseudomonas putida可以降解對(duì)硝基苯酚、烷烴、硝基苯等，凝結(jié)芽孢桿菌bacillus coagulans對(duì)于硫化氫、氨等有降解作用[3]。

1.2 除臭劑的噴灑參數(shù)選擇

在虎林路垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭進(jìn)行小規(guī)模中試試驗(yàn)，定量分析該微生物除臭劑對(duì)惡臭降低效果。隨機(jī)選取3個(gè)集裝箱，1#為對(duì)照組，2#、3#分別噴灑微生物除臭劑0.8kg/t垃圾和0.4kg/t垃圾，稀釋比例均為1∶10。如表1所示，實(shí)施噴藥后，2#、3#集裝箱內(nèi)的臭氣濃度、H2S濃度均較對(duì)照組明顯降低，藥劑用量大的2#箱臭氣濃度低于藥劑用量少的3#箱臭氣濃度。本次試驗(yàn)選擇每噸垃圾噴灑0.8 kg微生物藥劑，藥劑稀釋比例為1∶10。

表1 源頭噴灑微生物除臭劑的中試監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

1.3 采樣方法

在徐浦碼頭、虎林路碼頭各抽取3個(gè)空白對(duì)照集裝箱和3個(gè)試驗(yàn)集裝箱。如表2所示，噴灑除臭劑的生活垃圾裝入集裝箱后，在30min內(nèi)進(jìn)行第一次采樣，然后記錄編號(hào)，裝船運(yùn)往老港；噴灑除臭劑24h后，在老港碼頭將指定編號(hào)的集裝箱搬運(yùn)至試驗(yàn)用空地，進(jìn)行第二次采樣，然后停放一天；48h后，再次對(duì)這批集裝箱進(jìn)行第3次采樣。試驗(yàn)過程，不噴藥的對(duì)照組和噴藥的試驗(yàn)組同時(shí)進(jìn)行，采樣方法相同。

表2 集裝箱惡臭氣體采樣點(diǎn)

1.4 分析方法

臭氣濃度采用三點(diǎn)比較式臭袋法測(cè)定，NH3采用溶液吸收-分光光度法測(cè)定。

VOCs采用氣相色譜法測(cè)定，單位均為mg/m3，VOCs含量的分析方法是HJ 732-2014和USEPA TO-15(1999)兩種方法，其中HJ 732-2014(PAMS)包含57種化合物，USEPA TO-15方法包含50種化合物，再加上含硫化合物(硫化氫、甲硫醚、甲硫醇、二甲二硫)、含氮化合物(NH3)，共112種物質(zhì)。將此次氣體樣品分析方法中的112種惡臭物質(zhì)分為含硫化合物、含氮化合物、烴類化合物、鹵代烴化合物、苯系化合物、酮醚類化合物和酯類化合物等七類。

差異性分析采用SPSS 22.0，正態(tài)性檢驗(yàn)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，非正態(tài)資料比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)，正態(tài)資料相關(guān)分析使用pearson相關(guān)，非正態(tài)資料相關(guān)分析使用spearman等級(jí)相關(guān)，定義檢驗(yàn)水準(zhǔn)ɑ=0.05，P≤0.05差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與討論

2.1 微生物除臭劑對(duì)臭氣濃度變化的影響

2.1.1 不同碼頭集裝箱臭氣濃度變化特征

生活垃圾集裝箱在關(guān)閉箱門30min內(nèi)，已能被感知到惡臭。從圖1可知，生活垃圾剛壓縮裝入集裝箱后，兩個(gè)碼頭的對(duì)照組和試驗(yàn)組的箱體內(nèi)臭氣濃度基本相同，范圍在1738～2317之間。經(jīng)過24h后，集裝箱內(nèi)的生活垃圾在近似厭氧的環(huán)境中發(fā)酵，產(chǎn)生惡臭氣體，且濃度均開始升高，試驗(yàn)組集裝箱內(nèi)的臭氣濃度為977～2317，對(duì)照組集裝箱內(nèi)臭氣濃度升高到2317～7328。在噴藥48h后，試驗(yàn)組集裝箱臭氣濃度為1303～2317，對(duì)照組臭氣濃度為2317～9772，說明噴藥后的生活垃圾散發(fā)出的臭氣濃度明顯較低于未噴藥時(shí)的臭氣濃度。

2.1.2 除臭效果的差異性分析

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見表3，虎林路碼頭24h、48h時(shí)段的臭氣濃度對(duì)照組與試驗(yàn)組比較，p≤0.05，拒絕H0，接受H1，說明差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?？梢酝瞥?4h、48h時(shí)段虎林路碼頭臭氣濃度均為試驗(yàn)組低于對(duì)照組，表明噴灑微生物除臭藥劑對(duì)于降低集裝箱臭氣濃度有顯著意義。徐浦碼頭的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明未能得出噴灑除臭劑后臭氣濃度存在顯著差異，追溯分析試驗(yàn)組的3個(gè)樣本檢測(cè)結(jié)果，主要原因?yàn)?#集裝箱樣本出現(xiàn)了極值情況，影響了統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果，但從數(shù)據(jù)的直接對(duì)比來看，徐浦碼頭試驗(yàn)組的臭氣濃度在24h、48h均等于或小于對(duì)照組的臭氣濃度，因此，可以推出噴灑除臭劑還是具有一定抑制作用。

圖1 集裝箱內(nèi)臭氣濃度變化情況

徐浦碼頭30min24h48h虎林路碼頭30min24h48h對(duì)照組1738.005495.005495.002317.007328.005495.00試驗(yàn)組2317.002317.002317.002317.002317.002317.00統(tǒng)計(jì)量-0.745-1.623-1.623-1.581-1.993-1.993P0.4560.1050.1050.1140.0460.046

2.2 微生物除臭劑對(duì)VOCs變化的影響

2.2.1 除臭劑對(duì)VOCs濃度和組分的影響

從檢出物質(zhì)類型來看，對(duì)照組和試驗(yàn)組檢出的VOCs組分在40-69種之間。如圖2所示，不同的集運(yùn)碼頭、采樣時(shí)間、是否噴灑微生物除臭劑，對(duì)最終檢出的VOCs物質(zhì)種數(shù)影響差異特征不明顯。

圖2 集裝箱內(nèi)VOCs檢出物質(zhì)種數(shù)

從圖3中VOCs的總濃度來看，除徐浦對(duì)照組的48h時(shí)段外，徐浦試驗(yàn)組、徐浦對(duì)照組、虎林試驗(yàn)組、虎林對(duì)照組在不同時(shí)段的優(yōu)勢(shì)組分均為烴類化合物。在0.5h時(shí)段，烴類化合物濃度占比在60.9%～90.9%之間，隨著時(shí)間的增加，緩慢降低至29.5%～51.7%，而含硫化合物、苯系化合物的濃度則逐漸增加。

圖3 集裝箱內(nèi)VOCs組分物質(zhì)濃度

2.2.2 除臭劑對(duì)VOCs中主要致臭化合物的影響

(1)受控污染物分析

選取《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-93) 中受控的7種惡臭物質(zhì)進(jìn)行分析，計(jì)算這些物質(zhì)的理論臭氣濃度(TOC)。由于含硫化合物的嗅閾值極低(見表4)，在七類物質(zhì)的14種優(yōu)勢(shì)化合物中，甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫這三種含硫化合物對(duì)總TOC的貢獻(xiàn)達(dá)99%以上(見表5)，說明含硫化合物是導(dǎo)致氣體惡臭的主要化合物。其中由于甲硫醇的嗅閾值最低(0.0001mg/m3)，因此其TOC遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他組分的TOC，因而在同一個(gè)氣體樣品中，甲硫醇是主要致臭物。

(2)優(yōu)勢(shì)污染物分析

由于國(guó)標(biāo)受控惡臭物質(zhì)在氣體樣品的含量并不是最高的，每一類VOCs物質(zhì)均含有2～3種的優(yōu)勢(shì)化合物，這幾種優(yōu)勢(shì)化合物的濃度占到該類物質(zhì)濃度的90%以上，甚至達(dá)到99%以上。對(duì)這些優(yōu)勢(shì)化合物的TOC進(jìn)行分析，以研究物質(zhì)濃度與氣體的惡臭強(qiáng)度之間的關(guān)系。如表5所示，在徐浦集裝箱臭氣濃度測(cè)試中，第48 h采集的樣品中，不噴藥集裝箱內(nèi)甲硫醇的TOC達(dá)到846萬，同時(shí)期噴灑過微生物除臭劑的集裝箱內(nèi)，甲硫醇TOC僅為31.9萬，可見，噴灑微生物菌劑后，集裝箱內(nèi)氣體的臭氣濃度大大減弱。同理，在虎林路集裝箱臭氣濃度測(cè)試中，不噴藥和噴藥兩組中收集的氣體樣品中，甲硫醇的TOC分別為29.6萬、16.6萬，進(jìn)一步論證了噴灑微生物除臭劑可以明顯降低TOC。同時(shí)，由于氣體采樣具有偶然性，樣品中的甲硫醇、硫化氫等氣體并不是在每個(gè)樣品中均被檢出，這也導(dǎo)致一些樣品氣體的TOC為零。

集裝箱內(nèi)七類VOCs物質(zhì)中，含硫化合物對(duì)氣體惡臭貢獻(xiàn)最大(見表5)。從虎林路碼頭的集裝箱試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)生活垃圾噴灑除臭劑后30 min、24h、48h進(jìn)行三次監(jiān)測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)集裝箱內(nèi)氣體的TOC急劇升高。噴灑微生物除臭劑后，3個(gè)試驗(yàn)組集裝箱在24h的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)幾乎都低于對(duì)照組24h時(shí)的數(shù)據(jù)，可見噴藥后集裝箱內(nèi)氣體臭氣濃度明顯降低，而且垃圾在集裝箱內(nèi)的存儲(chǔ)時(shí)間越長(zhǎng)，微生物除臭劑對(duì)惡臭產(chǎn)生過程的抑制就越明顯。同時(shí)也說明，在惡臭控制效果分析中，可以把含硫化合物，尤其是甲硫醇、甲硫醚的濃度作為主要的監(jiān)控指標(biāo)。如果這兩種物質(zhì)的濃度降低，則表明氣體的臭氣濃度得到降低。

表4 集裝箱內(nèi)VOCs優(yōu)勢(shì)化合物的濃度(單位：mg/m3)

表5 集裝箱內(nèi)VOCs優(yōu)勢(shì)化合物的理論臭氣濃度(TOC)(單位：無量綱)

(3)優(yōu)勢(shì)化合物去除的差異性分析

24h時(shí)段，徐浦碼頭集裝箱對(duì)照組與試驗(yàn)組各指標(biāo)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)(見表6)，只有乙酸乙酯的p≤0.05，拒絕H0，接受H1，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此，可以得出乙酸乙酯試驗(yàn)組含量低于對(duì)照組?；⒘致反a頭集裝箱24h對(duì)照組與試驗(yàn)組的各指標(biāo)比較結(jié)果顯示(見表7)，p>0.05，不拒絕H0，說明優(yōu)勢(shì)化合物指標(biāo)在對(duì)照組和試驗(yàn)組之間差異不明顯。

在48h時(shí)段，徐浦碼頭集裝箱對(duì)照組與試驗(yàn)組相比較，甲硫醇、甲硫醚、甲苯、乙酸乙酯的p≤0.05、拒絕H0、接受H1，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明徐浦碼頭集裝箱噴灑微生物除臭藥劑后，這4種化合物的含量明顯低于未噴灑除臭劑的集裝箱?；⒘致反a頭集裝箱對(duì)照組與試驗(yàn)組相比較，甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、氨氣、甲苯的p≤0.05，拒絕H0，接受H1，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明虎林路碼頭集裝箱噴灑微生物除臭藥劑后，這5種化合物的含量明顯低于未噴灑除臭劑的集裝箱。

表6 徐浦碼頭集裝箱VOCs優(yōu)勢(shì)化合物差異性分析結(jié)果(24h)

表7 虎林路碼頭集裝箱VOCs優(yōu)勢(shì)化合物差異性分析結(jié)果(24h)

與其他除臭劑相比較，微生物除臭劑的作用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。崔玉雪等將生活垃圾填埋場(chǎng)的污泥和滲濾液中分離和篩選出來的有效除臭菌劑，復(fù)配成高效復(fù)合菌劑，通過實(shí)驗(yàn)室小試發(fā)現(xiàn)，微生物符合菌劑的除臭效果隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸上升，至48小時(shí)后對(duì)臭氣濃度的去除率維持在20%～30%[4]。本研究中，微生物除臭劑在噴灑48小時(shí)時(shí)段對(duì)以含硫化合物為主的VOCs組分去除呈現(xiàn)出顯著差異性，表明微生物除臭劑的作用實(shí)現(xiàn)需要經(jīng)過一定的初始時(shí)間。上海市生活垃圾集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)至老港的時(shí)間在24～48小時(shí)，如遇垃圾增加及極端不利天氣時(shí)需要48～72小時(shí)，在轉(zhuǎn)運(yùn)站環(huán)節(jié)噴灑微生物除臭劑，可以將除臭效果由集裝箱環(huán)節(jié)延長(zhǎng)到填埋場(chǎng)，可以實(shí)現(xiàn)集裝箱內(nèi)控制優(yōu)勢(shì)污染物的目標(biāo)。

3 結(jié) 論

該微生物除臭劑對(duì)生活垃圾集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的惡臭產(chǎn)生具有明顯的抑制作用，但效果的實(shí)現(xiàn)需要經(jīng)過一定的初始時(shí)間。噴灑藥劑后24h和48h時(shí)段的兩個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站集裝箱中實(shí)驗(yàn)組的臭氣濃度均較空白組有明顯的降低，但僅虎林路碼頭的實(shí)驗(yàn)組和空白組的臭氣濃度存在顯著差異。不同的集運(yùn)碼頭、采樣時(shí)間、是否噴灑微生物除臭劑，對(duì)最終檢出的VOCs物質(zhì)種數(shù)影響不明顯，但噴灑藥劑48h時(shí)段對(duì)兩個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站集裝箱中甲硫醇、甲硫醚等含硫化合物的濃度降低效果均較為明顯，實(shí)驗(yàn)組和空白組間的差異顯著。

[1]陸文龍，崔廣明，陳浩泉，蘇良湖.微生物除臭劑對(duì)污泥和生活垃圾臭氣抑制效果的中試研究[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2012，20(2)：23-25.

[2]羅永華，方向平，曹渭，鐘小燕，孫國(guó)平.微生物除臭劑消除垃圾壓縮中惡臭的效果評(píng)估[J].微生物學(xué)雜志，2004，24(5)：103-105.

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[4]崔玉雪，郭廣寨，黃皇，王文婷，陳浩泉，謝冰.用于填埋場(chǎng)惡臭氣體控制的微生物除臭劑篩選及其除臭機(jī)制研究[J].環(huán)境污染與防治，2014，36(1)：60-64.

EvaluationofOdorControlbyMicrobialDeodorizerinContainerizationProcessofMunicipalSolidWaste

TAI Jun1YU Zhaohui1CHENG Ju2JIN Ningben1

(1.Shanghai Environmental Engineering Design Research Institute，Shanghai 200232，China； 2.Shanghai Municipal Solid Waste Division，Shanghai 200063，China)

The effects of chemical spraying on the concentration of odor，components and concentration of VOCs in 2 domestic waste transfer stations in Shanghai named Xupu and Hulin road were investigated.The study found that odor concentration in containers of experimental groups had significantly decreased comparing with those of the control groups in both two transfer station，after 24 h and 48 h when microbial deodorant added. but there is significant differences between odor concentration of the experimental group and the control group only in Hulin road transfer stations；effects of different kind of cargo wharf，sampling time，spraying microbial deodorant or not on the detection of VOCs species were not obvious，but reduction effect of sulfur compounds concentrations such as methanethiol and dimethyl sulfide in containers of both two transfer stations is very obvious after spraying of 48 h，the difference between the experimental group and control group were very significant，showed that the realization of deodorization effect of microbial deodorant need to go through a certain time.

Microbial deodorants；municipal solid waste；odor concentration；volatile organic compounds

邰俊，博士，高級(jí)工程師，研發(fā)方向?yàn)楣虖U處理和資源化

文獻(xiàn)格式：邰 俊 等.微生物除臭劑對(duì)生活垃圾集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的惡臭控制效果評(píng)估[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(6)：91-95.

X21

A

1673-288X(2017)06-0091-05