EM 菌除臭劑應(yīng)用于生活垃圾除臭的中試研究

聶驥 謝婷 呂丹丹 李昌

（1.東江環(huán)保股份有限公司，廣東 深圳 518000；2.廣西民族大學(xué) 材料與環(huán)境學(xué)院，南寧 530000）

0 引言

我國(guó)城市生活垃圾處置分為填埋、焚燒等多種處理方式，其中填埋是最主要的處理方式。垃圾在填埋過程中，生活垃圾中易被降解的有機(jī)物通過微生物厭氧降解，產(chǎn)生大量的H2S、NH3、硫醇、硫醚類、胺類、酰胺類等大量惡臭氣體［1-2］。隨著城市化進(jìn)展加快，填埋場(chǎng)周邊的住宅樓不斷增多，堆肥和填埋過程中產(chǎn)生的無組織排放的臭氣對(duì)周邊居民影響日益增加，無組織排放惡臭污染問題開始引發(fā)越來越多的“鄰避沖突”，居民針對(duì)惡臭投訴案也日益增多，填埋場(chǎng)運(yùn)營(yíng)面臨的環(huán)境壓力也越來越大［3］。

填埋場(chǎng)惡臭氣體去除方法主要是化學(xué)洗滌、物理吸附、化學(xué)燃燒法及生物濾床等處理方法，其中生物除臭方法具有成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)［3］。利用EM菌除臭劑去除填埋場(chǎng)產(chǎn)生的臭氣，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究［4-12］，EM菌對(duì)填埋場(chǎng)產(chǎn)生的臭氣中NH3和H2S有較好的去除效果，但是未有學(xué)者對(duì)在填埋場(chǎng)應(yīng)用EM菌除臭劑的最佳稀釋比例和最佳用量進(jìn)行研究。本研究通過模擬垃圾填埋時(shí)噴灑EM菌除臭劑，研究EM菌除臭劑對(duì)填埋氣體中H2S、NH3處理效果，確定EM菌最佳稀釋比例和EM菌最佳用量。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)采用的EM菌原液。主要成分為光合細(xì)菌、酵母菌屬、乳酸菌屬、芽孢桿菌屬、絲狀真菌等有益微生物。

本實(shí)驗(yàn)采用的生活垃圾取自深圳市下坪固體廢棄物填埋場(chǎng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱取500 kg重量的垃圾，平均分為5份（確保每份垃圾中的組成成分和大小基本保持一致），分別裝進(jìn)5個(gè)塑料桶中，并進(jìn)行編號(hào)1#、2#、3#、4#、5#。分別量取曝氣后的自來水，按照1∶1、1∶5、1∶10、1∶15、1∶20（mEM菌/m水）的比例對(duì)EM菌原液進(jìn)行稀釋，EM菌原液使用量相同，都為30 g，分別均勻噴灑在編號(hào)為1#、2#、3#、4#、5#的桶內(nèi)垃圾上，每隔12 h采樣檢測(cè)1次。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)確定EM菌原液與自來水最佳比例，稱取400 kg垃圾，平均分為4份（確保每份垃圾中的組成成分和大小基本保持一致），分別裝進(jìn)4個(gè)塑料桶中，并進(jìn)行編號(hào)1#、2#、3#、4#。EM菌原液按照最佳稀釋比例進(jìn)行稀釋，分別往1#、2#、3#和4#噴灑EM菌稀釋液100 g、200 g、300 g和400 g，每隔12 h采樣檢測(cè)1次。

1.3 分析方法

H2S濃度的測(cè)定采用納氏試劑分光光度法（HJ 533—2009），NH3濃度的測(cè)定采用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法（USEPA-T015），臭氣濃度的測(cè)定采用三點(diǎn)比較式臭袋法（GB/T 14675—93）。

2 結(jié)果與分析

2.1 EM菌最佳稀釋比實(shí)驗(yàn)

從圖1可以看出，EM菌稀釋比例為1∶10、1∶15、1∶20時(shí)，填埋氣體的硫化氫濃度均出現(xiàn)明顯下降，96 h后，H2S濃度降低到2 000 mg/L以下，144 h后硫化氫降解幅度達(dá)到86%以上。當(dāng)EM菌稀釋比例為1∶1、1∶5時(shí)，填埋氣體的H2S濃度變化趨勢(shì)不明顯，144 h后，H2S濃度降解幅度在55%左右。主要原因?yàn)镋M菌按照1∶10、1∶15、1∶20稀釋比例配比后噴灑，由于稀釋液總量較多，能夠與生活垃圾更加充分的接觸，且部分EM菌可下滲至下層垃圾，從而發(fā)揮降解作用；按照1∶1、1∶5稀釋配比后噴灑，EM菌與生活垃圾的接觸不夠充分，且噴灑總量相對(duì)較小，致使EM菌滯留在垃圾表面，難以下滲，影響EM菌作用效果［9］。另外，EM菌與垃圾充分接觸后可更快與原有垃圾微生物形成共生增殖關(guān)系，有利于形成微生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解，降解消化形成的H2S等物質(zhì)［12］。

由圖2可知，各實(shí)驗(yàn)組的NH3初始濃度在150~300 mg/L之間。當(dāng)EM菌與水稀釋比例在1∶5以上的時(shí)候，隨著EM菌作用時(shí)間的延長(zhǎng)，填埋氣體的NH3濃度均出現(xiàn)明顯下降，72h后，NH3濃度降低為0左右。EM菌與水稀釋比例為1∶1及1∶5的時(shí)候，NH3濃度144 h后檢測(cè)為0。主要原因?yàn)榘睔鈽O易溶于水，EM菌與水稀釋比例在1∶5以上的時(shí)候，水比例越高，同時(shí)垃圾在降解過程產(chǎn)生大量的水，垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的氨氣全部溶于水。

總之，1∶10、1∶15、1∶20稀釋配比有利于EM菌在垃圾表面均勻分布并下滲至下層垃圾，有利于發(fā)揮EM菌降解有機(jī)質(zhì)、抑制惡臭物質(zhì)產(chǎn)生的作用，1∶15和1∶20（mEM菌/m水）的稀釋比例并沒有帶來更好的處理效果。同時(shí)，為了有效控制進(jìn)入堆體的水量，減少滲濾液產(chǎn)量，EM菌1∶10為最佳稀釋比例。

2.2 EM菌最佳用量實(shí)驗(yàn)

EM菌按照1∶10進(jìn)行稀釋，H2S濃度變化詳見圖3。由圖3可知，各實(shí)驗(yàn)組H2S初始濃度在5 000~8 000 mg/L之間。隨著EM菌作用時(shí)間的延長(zhǎng)，H2S濃度逐漸下降，60 h后，H2S濃度從7 000 mg/L降低到1 000 mg/L以下。EM菌稀釋液用量在300 g以上時(shí)，108 h后H2S降解幅度達(dá)到90%以上，說明EM菌對(duì)降低垃圾填埋氣體中H2S濃度具有很好的效果。

由圖4可知，EM菌稀釋液用量為300 g時(shí)，填埋氣體中H2S濃度衰減率高于其他3組。在EM菌稀釋液用量小于300 g時(shí)，隨著EM菌稀釋液用量越多，填埋氣體中H2S濃度衰減率隨之越高。但是EM菌稀釋液用量大于300 g時(shí)，隨著EM菌稀釋液用量增加，H2S濃度衰減率并未提高，而成本增加。

由圖5可知，各實(shí)驗(yàn)組的NH3初始濃度在100~300 mg/L之間。在EM菌與水稀釋比例在1∶10的時(shí)候，隨著EM菌作用時(shí)間的延長(zhǎng)，NH3濃度逐步下降。EM菌稀釋液用量在300 g以上時(shí)，48 h后NH3濃度降低為0。EM菌稀釋液用量在300 g以下時(shí)，72 h后NH3濃度降低為0。EM菌稀釋液用量增多能夠更快降解垃圾堆體產(chǎn)生的NH3。這說明EM菌稀釋液用量在300 g以上時(shí)，對(duì)降低填埋氣體中NH3濃度具有良好效果。

由圖6可知，各實(shí)驗(yàn)組的初始臭氣濃度在1000~2000mg/L之間。隨著EM菌作用時(shí)間的延長(zhǎng)，臭氣濃度逐漸降低。EM菌稀釋液用量在300 g以下時(shí)，108 h后臭氣濃度降解幅度都在50%左右。EM菌稀釋液用量在300g以上時(shí)，臭氣濃度降解幅度達(dá)到65%以上。這說明EM菌稀釋液用量在300 g以上時(shí)，EM菌對(duì)降低填埋氣體中臭氣濃度具有良好效果。

綜合考慮，EM菌稀釋液的最佳用量為300 g，H2S、NH3及臭氣濃度降解效果最好，處理成本最低，因此每100 kg生活垃圾所需EM菌用量為27.2 g，即0.27 kg EM菌（每噸垃圾）。

3 EM菌除臭機(jī)理

EM菌原液的主要成分為光合細(xì)菌、酵母菌屬、乳酸菌屬、芽孢桿菌屬、絲狀真菌等有益微生物。EM菌中各類微生物發(fā)揮不同作用，其中起主導(dǎo)作用的微生物為光合細(xì)菌和嗜酸性乳桿菌，其他微生物的活動(dòng)主要依靠其合成能力［10］，同時(shí)也利用其他微生物產(chǎn)生的物質(zhì)，形成共生關(guān)系，保證EM菌群狀態(tài)穩(wěn)定，功能齊全。

將EM菌噴灑到生活垃圾后，EM菌中微生物作用的過程也是一種生活垃圾堆肥化的過程。但是其與未噴灑EM菌的生活垃圾堆肥化存在原則性區(qū)別：傳統(tǒng)的生活堆肥化是指垃圾場(chǎng)運(yùn)至填埋場(chǎng)后，通過對(duì)生活垃圾全部覆蓋密閉，產(chǎn)生厭氧環(huán)境，垃圾堆體中微生物將生活垃圾中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分解，屬于氧化分解體系，主要利用生活垃圾自有的微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，其分解速度慢，并且產(chǎn)生氨、硫化氫及甲硫醇等各種惡臭氣體。EM菌中微生物群處理垃圾是發(fā)酵分解過程，生活垃圾中的有機(jī)物在分解過程中會(huì)產(chǎn)生的氨、硫化氫及甲硫醇等各種惡臭氣體，但是這些氣體能夠作為EM菌有效微生物群的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們通過新陳代謝作用氧化分解了惡臭氣體，化害為利，生成有益的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物，消除了惡臭產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)［10］。

4 結(jié)論

1）EM菌與水稀釋比例在1∶10~1∶20之間的3個(gè)處理組對(duì)垃圾填埋氣體中H2S和NH3的降解效率顯著高于其他2個(gè)處理組。在EM菌與水稀釋比例在1∶10~1∶20時(shí)，H2S和NH3的降解幅度隨著EM菌作用時(shí)間的延長(zhǎng)而增高，為有效降低垃圾堆體的滲濾液產(chǎn)量，EM菌與水最佳稀釋比例為1∶10。

2）EM菌稀釋液用量為300 g，硫化氫、氨氣和臭氣濃度降解效率最高。綜合考慮，降低填埋除臭處理成本，EM菌與水的稀釋比例為1∶10，EM菌稀釋液的最佳使用量為300 g。