某生活垃圾衛(wèi)生填埋場填埋作業(yè)區(qū)覆膜抽氣除臭試驗研究

黃建東 周超 徐聞欣 何致建 陳澤龍

摘要：本文采用三種不同的覆膜抽氣模式對填埋場作業(yè)面進(jìn)行除臭試驗研究，結(jié)果表明：覆膜1.0mm+3臺負(fù)壓車、2條負(fù)壓管比單層覆膜0.3mm+1臺負(fù)壓抽氣車、2條臨負(fù)壓管或覆膜0.3mm+3臺負(fù)壓車對氨氣、硫化氫和臭氣濃度的去除效果都要更好;但覆膜抽氣法對總揮發(fā)性有機物（Total Volatile Organic Compounds， TVOC）的去除效果較之前更差，這主要是由于TVOC主要為分子量較大的有機物，擴散較慢，且垃圾堆體在厭氧條件下產(chǎn)生的TVOC濃度更高。

關(guān)鍵詞：填埋作業(yè)面;氨氣;硫化氫;臭氣濃度;TVOC

中圖分類號：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.052

Abstract：Three different film extraction modes are used to conduct deodorization experiments on the landfill working surface.The results show that 1.0mm + 3 negative pressure vehicles with two negative pressure tubes，0.3mm + 1 negative pressure suction truck with 2 layers of negative pressure，2 negative pressure tubes or 0.3mm + 3 negative pressure films Pressing the car has a better effect on the concentration of ammonia，hydrogen sulfide and odor.However，the removal effect of Total Volatile Organic Compounds （TVOC） by the film-covered pumping method is worse than before.This is mainly because TVOCs are mainly organic compounds with large molecular weights，which diffuse slowly， and the waste piles are tired Higher TVOC concentrations are produced under oxygen conditions.

Key words：Landfill working surface;Ammonia; hydrogen sulfide;Odor concentration;TVOC

衛(wèi)生填埋是當(dāng)前我國城市生活垃圾的主要處理方式。生活垃圾中含有較多有機物，在填埋降解過程中會產(chǎn)生大量的填埋氣體和少量的惡臭氣體。填埋氣體以甲烷和二氧化碳為主，惡臭氣體則可根據(jù)其組成分為五類，含硫化合物如硫化氫等、含氮化合物如氨氣等、鹵素及衍生物、炔類及芳香炔、含氧有機物。惡臭會引起人類感官不適，更會危害人們的身體健康、影響周圍的經(jīng)濟發(fā)展（張彥敏等， 2016）。同時生活垃圾填埋場與居民生活區(qū)距離不斷縮近，垃圾填埋場惡臭氣體污染投訴案例日益趨多，已成為了一個嚴(yán)峻的環(huán)境和社會問題（黃仁華， 2018）。

本次研究的生活垃圾衛(wèi)生填埋場是所在城市中重要的垃圾處理設(shè)施，承擔(dān)三個區(qū)的生活垃圾處理和全市應(yīng)急處理任務(wù)，日填埋處理垃圾3000t/d，累計填埋垃圾1070萬余t。隨著城市的不斷發(fā)展，填埋場周邊敏感點逐漸增多，并呈現(xiàn)出向填埋場方向逐漸逼近的現(xiàn)象，周邊居民對填埋場臭氣投訴越來越多，填埋場臭氣控制壓力與日俱增。為減少垃圾填埋臭氣對周邊居民生活的影響，自2014年下半年開始，該填埋場實施臭氣治理提升工程，在填埋區(qū)采取了覆膜密閉及填埋氣收集處理。上述工程實施完成后，填埋場臭氣濃度有所降低，周邊居民的臭氣投訴量也有所降低，取得了良好的除臭效果。但由于該填埋場每日垃圾填埋量較大，在夏季不利的氣象條件下，填埋場臭氣對居民仍有一定程度的影響。生活垃圾填埋場相關(guān)研究表明，填埋場臭氣主要來自填埋作業(yè)區(qū)、調(diào)節(jié)池和生化池。本研究針對填埋作業(yè)區(qū)進(jìn)行三種不同模式的覆膜抽氣除臭試驗，以期提升現(xiàn)有的控臭效果，進(jìn)一步降低填埋場臭氣對周邊居民的影響。

在國內(nèi)類似的生活垃圾填埋場相關(guān)研究中，上海老港綜合填埋場也是使用覆膜抽氣法控制膜下氣體擴散，陳善平等研究記錄了不同季節(jié)覆膜下及垃圾散發(fā)的主要惡臭物質(zhì)濃度（陳善平等，2017）。杭州市天子嶺垃圾填埋場采用覆土改良材料除臭技術(shù)。其余填埋場覆膜抽氣研究僅記錄了覆膜內(nèi)惡臭氣體濃度（李琳等，2016）。綜上，目前在覆膜抽氣模式對比試驗研究方面仍有待深入研究。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 填埋場作業(yè)區(qū)

填埋作業(yè)區(qū)現(xiàn)場實驗條件分為三種模式。模式一試驗位置位于庫區(qū)中部，該區(qū)域垃圾體量大，產(chǎn)氣量大，竄氣現(xiàn)象嚴(yán)重，揭膜面積為3102m2;模式二試驗位置位于庫區(qū)東北側(cè)臨近老磚渣堆場處，該處垃圾已經(jīng)填埋多年，產(chǎn)氣量較小，揭膜處向作業(yè)區(qū)的氣體擴散較弱，揭膜面積為2511m2;模式三試驗位置位于庫區(qū)中部，該區(qū)域垃圾體量大，產(chǎn)氣量大，竄氣現(xiàn)象嚴(yán)重，揭膜面積為3102m2。

1.1.2 主要實驗材料及數(shù)量

根據(jù)該垃圾填埋場現(xiàn)階段臭氣控制措施及其材料使用情況，本次實驗所需材料主要包括：覆蓋膜（包括0.3mm覆蓋膜、1.0mm HDPE覆蓋膜）;縫合線;膠水;管道。

1.1.3 實驗設(shè)備

實驗配備的主要實驗設(shè)備包括0.3mm覆蓋膜高速手提縫包機、1.0mm HDPE覆蓋膜雙軌焊機。

1.2 實驗方法

生活垃圾衛(wèi)生填埋場填埋作業(yè)區(qū)覆膜抽氣試驗步驟包括：結(jié)膜作業(yè)、堆填垃圾、噴灑除臭藥劑、覆蓋PVC膜、埋設(shè)管道、通過抽氣風(fēng)機導(dǎo)入收氣系統(tǒng)。

揭膜及推填作業(yè)：早間6：30臨時作業(yè)面開始揭開0.3mm膜，同時輔以撒石灰、噴灑EM菌、開啟風(fēng)炮等方式進(jìn)行控臭。

不同模式覆膜抽氣實驗方法包括三種模式。模式一的密閉方式為單層0.3mm膜進(jìn)行覆蓋，接合處采用縫包機進(jìn)行縫合，坡腳處0.3 mm膜與1.0mm HDPE膜采用刷膠密閉，現(xiàn)場投入3臺負(fù)壓車收集作業(yè)區(qū)域臭氣，收氣量2524.853 m3/h;模式二的密閉方式為單層0.3mm膜進(jìn)行覆蓋，接合處采用縫包機進(jìn)行縫合，坡腳處0.3mm膜與1.0mm HDPE膜采用刷膠密閉，現(xiàn)場投入1臺負(fù)壓抽氣車+2條臨時收氣管（開啟度為50%），實際收氣量為1266.246 m3/h;模式三的密閉方式為采用單層0.3mm膜及1.0mm膜進(jìn)行覆蓋，1.0接合處采用雙軌焊接，現(xiàn)場投入3臺負(fù)壓車、2條負(fù)壓管收集作業(yè)區(qū)域臭氣，收氣量4316.13m?/h。

氨、硫化氫、臭氣濃度以及總揮發(fā)性有機物（Total Volatile Organic Compounds， TVOC）監(jiān)測點位分布在作業(yè)區(qū)的東西兩側(cè)。檢測時間分別在揭膜前后、蓋膜前后、蓋膜抽氣后。

1.3 分析方法

氨的濃度采用納氏試劑分光光度法進(jìn)行測定，參照標(biāo)準(zhǔn)HJ533-2009，使用的儀器為UV-5100分光光度計，檢出限為0.01mg/m3。

臭氣濃度采用三點式比較臭袋法進(jìn)行測定，參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T14675-1993，檢出限為10。

硫化氫采用亞甲基藍(lán)分光光度法進(jìn)行測定，參照《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》（第四版增補版）國家環(huán)境保護總局2003年亞甲基藍(lán)分光光度法（B）3.1.11（2），使用的儀器為UV-5100分光光度計，檢出限為0.001mg/m3。

TVOC采用熱解吸收進(jìn)樣氣相色譜法，參照標(biāo)準(zhǔn)CB/T 18883-2002，使用的儀器為GC 2010pro氣相色譜，檢出限為5×10-4mg/m3。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同覆膜抽氣模式對氨的去除效果

垃圾填埋場原有覆膜對垃圾堆體產(chǎn)生的氨氣有一定的阻隔作用，揭膜后填埋作業(yè)區(qū)上的氨氣濃度從1.19mg/m3升至2.84mg/m3，原有的氨氣阻隔作用約為58.1%。研究發(fā)現(xiàn)，蓋膜前后在下風(fēng)向1氨氣濃度幾乎沒有降低，可能是由于覆膜時間不長，此處填埋作業(yè)區(qū)上方的氨氣還未散去。下風(fēng)向2處，蓋膜前后氨氣濃度從1.15mg/m3降至0.31mg/m3，氨氣阻隔效果約為73.0%，比原有覆膜氨氣阻隔效果強。除去20點時模式二下風(fēng)向氨氣濃度值高達(dá)3.02mg/m3，其余數(shù)值均在1.4mg/m3以下。在20點時，模式三的上風(fēng)向和下風(fēng)向1、2的氨氣濃度均為最低，模式二的上風(fēng)向和下風(fēng)向1、2的氨氣濃度均為最高。在2點時，模式三的上風(fēng)向和下風(fēng)向1處氨氣濃度為最低，模式一的上風(fēng)向和下風(fēng)向1處氨氣濃度均為最高。綜合來看，模式三對氨氣的去除效果最佳，這主要是由于模式三覆膜厚度較厚為1.0mm，膜不易破裂，且膜接縫處采用刷膠法，較模式一和二的縫線法密封性更好，且模式三抽氣量也較模式一和二更大。

2.2 不同覆膜抽氣模式對硫化氫的去除效果

由測試結(jié)果可知，垃圾填埋場原有覆膜和此次覆膜均對垃圾堆體產(chǎn)生的硫化氫有明顯的阻隔作用，揭膜后填埋作業(yè)區(qū)上的硫化氫濃度從0.39mg/m3升至6.6mg/m3，原有的硫化氫阻隔作用約為94.1%。而蓋膜后填埋作業(yè)區(qū)上的硫化氫濃度從3.21mg/m3降至0.14mg/m3，對硫化氫阻隔作用約為95.6%，硫化氫阻隔效果提升不明顯，可能由于原有覆膜下硫化氫濃度積累較高，達(dá)到了6.6mg/m3，而覆蓋新膜前的硫化氫濃度已經(jīng)散去一些，降至了3.21mg/m3。就數(shù)值比較而言，蓋新膜后的硫化氫濃度0.14mg/m3比原有覆膜時的硫化氫濃度0.39mg/m3降低了，也證明了新蓋膜后對硫化氫的阻隔效果變好了。在20點時，模式三的上風(fēng)向和下風(fēng)向1、2的硫化氫濃度均為最低，模式一的上風(fēng)向和下風(fēng)向1、2的硫化氫濃度均為最高。在2點時，模式三的上風(fēng)向和下風(fēng)向1、2處硫化氫濃度均為最低，模式二的下風(fēng)向1、2處硫化氫濃度均為最高。因此，模式三對硫化氫的去除效果最佳，主要原因一是模式三覆膜厚度較厚，二是膜接縫處采用刷膠法，較模式一和二的縫線法密封性更好，三是模式三抽氣量也較模式一和二更大。

2.3 不同覆膜抽氣模式對臭氣濃度的去除效果

由測試結(jié)果可知，垃圾填埋場原有覆膜和此次覆膜均對垃圾堆體產(chǎn)生的臭氣有較明顯的阻隔作用，揭膜后填埋作業(yè)區(qū)上的臭氣濃度從44升至326（臭氣濃度無量綱），原有的臭氣阻隔作用約為86.5%。而蓋膜后填埋作業(yè)區(qū)上的臭氣濃度從121降至27，對臭氣阻隔作用約為77.7%，臭氣阻隔效果降低，可能由于原有覆膜下臭氣濃度積累較高（達(dá)326），而覆蓋新膜前的臭氣濃度已經(jīng)散去了一些，降至了121。從臭氣濃度來看，蓋新膜后的臭氣濃度27仍低于原有覆膜時濃度44。

覆膜抽氣后的20點和2點的各監(jiān)測點臭氣濃度值分析可知，在20點時，模式三的上風(fēng)向和下風(fēng)向1、2的臭氣濃度均為最低，模式一的上風(fēng)向和下風(fēng)向1、2的臭氣濃度均為最高。在2點時，模式三的下風(fēng)向1、2處臭氣濃度為最低，模式一的下風(fēng)向1、2處臭氣濃度為最高。模式三對臭氣的去除效果最佳，模式二次之，模式一對臭氣的去除效果最差。且2點時的臭氣濃度整體比20點時的臭氣濃度更低，證明覆膜抽氣法對臭氣的去除較單獨覆膜要好，且三種模式中模式三對于臭氣的去除效果最佳。

3 結(jié)論

垃圾填埋場覆膜抽氣降低填埋作業(yè)區(qū)上方氨氣、硫化氫及臭氣濃度的效果隨著覆膜厚度增加或者抽氣量加大均會變好，但覆膜抽氣降低填埋作業(yè)區(qū)上方TVOC濃度的效果隨著覆膜厚度增加或者抽氣量加大而變差。

因此建議垃圾衛(wèi)生填埋場，特別是含硫化合物、含氧化合物和苯系物含量較高（孫中濤，2016）的生活垃圾衛(wèi)生填埋場，采用負(fù)壓管對覆膜收集作業(yè)區(qū)域抽氣時要控制收氣量在合適范圍內(nèi)，收氣量過低會使得氨氣、硫化氫、臭氣的擴散濃度偏高，收氣量過高則可能會使得TVOC的擴散濃度偏高。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2019-12-28

作者簡介：黃建東（1968-），男，漢族，碩士學(xué)歷，高級工程師，研究方向為固廢處理、污水處理。