餐廚垃圾處理的惡臭氣體排放與處理措施探究

丁曉闊

（江蘇虹善工程科技有限公司，江蘇 昆山 215300）

餐廚垃圾處理過程中會產(chǎn)生甲硫醇、甲硫醚、硫化氫、氮氣以及多種揮發(fā)性有機物混合的惡臭氣體，對生態(tài)環(huán)境造成不利影響。新時期國家對餐廚垃圾處理高度重視，倡導減量化、資源化、無害化處理。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，我國餐廚垃圾無害化處理企業(yè)逐漸增加，但是日處理能力達到100噸的不足50家，餐廚垃圾無害化處理率僅為15%。隨著科學技術(shù)的進步，餐廚垃圾處理行業(yè)迎來了良好的發(fā)展勢頭，不過餐廚垃圾臭氣成分復雜，處理難度大，需要對其深入研究并進行相關(guān)分析。

1 餐廚垃圾處理惡臭氣體產(chǎn)生的原因

餐廚垃圾具有高溫、高濕、易腐蝕、有機物含量高等特征，如果不能及時收運，將會在產(chǎn)生地以及中轉(zhuǎn)區(qū)域散發(fā)多種有害物質(zhì)。餐廚垃圾主要是受氧氣的影響，進而為固體垃圾和污水中有機制與好氧細菌結(jié)合生成的刺激性氣體提供環(huán)境而產(chǎn)生惡臭氣味。氣體中的主要成分為甲烷，餐廚垃圾填埋處理和廢料化處理期間，如果處在無氧狀態(tài)下或者氧氣不足就會產(chǎn)生二氧化硫、硫化氫、甲烷、二氧化碳等氣體；在餐廚垃圾焚燒過程中，如果垃圾含水率偏高，且焚燒不充分時也會再次產(chǎn)生污染，排放二氧化硫和二惡英；餐廚處理企業(yè)在處理污水時同樣會釋放出甲烷、二氧化硫、氫硫酸。這些惡臭氣體具有分散性特征，前期處理區(qū)域以及車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的惡臭氣體較為集中[1]。

2 餐廚垃圾處理惡臭氣體的危害與治理難度

2.1 餐廚垃圾處理惡臭氣體的危害

處理餐廚垃圾期間產(chǎn)生的惡臭氣體，主要通過人體呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)以及皮膚進行吸收，對人體危害較大，甚至會導致癌癥。餐廚垃圾在進行填埋處理期間，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生大量的二氧化碳和甲烷，這兩種氣體都會導致溫室效應(yīng)出現(xiàn)，尤其是甲烷，相比二氧化碳更容易導致溫室效應(yīng)的出現(xiàn)。此外，如果在餐廚垃圾處理期間，甲烷大量聚集并處于爆炸極限范圍內(nèi)，在遇到靜電、人工明火以及電氣短路誘發(fā)火花的情況下，就可能出現(xiàn)燃燒或者爆炸事故，造成嚴重后果。

2.2 餐廚垃圾處理惡臭氣體的治理難度

處理餐廚垃圾期間將會釋放超過70種揮發(fā)性氣體，主要包括烯烴、烷烴、鹵代烴、芳香烴、硫化物、含氮化合物等，揮發(fā)性氣體中既包括有機物，也包括無機物，成分較為復雜，并且只有少部分具有回收價值，難以采用單獨的方法加以處理。當前，政府高度重視環(huán)境污染治理工作，近年來陸續(xù)出臺了許多關(guān)于污水排放、惡臭氣體處理的相關(guān)法律規(guī)范，并且在餐廚垃圾處理方面也在逐漸加強實踐，完善監(jiān)管體制。民眾由于對惡臭氣體較為敏感，因此也對惡臭氣體的治理較為關(guān)注。我國對于惡臭氣體的處理，整體上被視為一種公共環(huán)?；顒?，投入資金大，而盈利空間偏小，需要政府繼續(xù)加大支持力度[2]。

3 餐廚垃圾不同處理方式的優(yōu)缺點

3.1 填埋處理

將餐廚垃圾和生活垃圾共同填埋處理，是我國主要應(yīng)用的處理方式，不過受到經(jīng)費投入和技術(shù)水平等因素的影響，這種處理方式會在一定程度上污染土壤和水源。填埋處理的餐廚垃圾中，有機物和微生物會出現(xiàn)復雜的化學反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫、氨氣、二氧化硫、二氧化碳、甲烷等有害氣體，其產(chǎn)生總量和填埋垃圾分組、厭氧環(huán)境等因素存在直接關(guān)系。部分設(shè)備、設(shè)施長期超負荷運行或者管理不到位容易出現(xiàn)泄露問題，導致硫化氫、二氧化硫等惡臭氣體排放到空氣中，對群眾健康造成嚴重危害，排放的溫室氣體也會破壞生態(tài)平衡。當前，我國已基本停止新建餐廚垃圾填埋場，將重點放在已經(jīng)建設(shè)的垃圾填埋場的綜合治理方面。

3.2 肥料化處理

餐廚垃圾中含有大量有機質(zhì)和微生物，可以通過降解處理滿足農(nóng)作物生長的需求。好氧堆肥主要是在餐廚垃圾中加入細菌、真菌等堆肥菌劑，或在微生物作用下分解有機物，將其轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定腐殖質(zhì)，最后經(jīng)過高溫滅菌處理，得到有機肥料或者土壤改良劑。餐廚垃圾堆肥處理具有安全性高、工藝簡單、投入成本少等優(yōu)勢，主要用于餐廚垃圾分散或者集中處理區(qū)域，能夠達到餐廚垃圾資源化和減量化處理要求。不過生物發(fā)酵期間，曝氣風機供風量不足也會導致厭氧發(fā)酵，進而產(chǎn)生硫化氫、氨氣等惡臭氣體，而餐廚垃圾中的鹽分還會導致土壤的酸性上升[3]。

3.3 飼料化處理

餐廚垃圾的飼料化處理主要是應(yīng)用物理法和生物法，將餐廚垃圾制作成蛋白材料，以實現(xiàn)資源化利用。其中，物理法主要是把收集的餐廚垃圾進行初次篩選，清除大塊固體廢物，使經(jīng)過破碎處理的液體和固體相分離，然后再經(jīng)過高溫滅菌、干燥、人工研磨等處理后得到干飼料；生物法主要是培養(yǎng)特殊的菌種，再按照一定比例混合相關(guān)介質(zhì)得到蛋白質(zhì)，在適宜條件下可以通過蝗蟲、水蛭等將餐廚垃圾中的有機物轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)，然后制作成為蛋白飼料。整體來看，飼料化處理方式的資源化利用程度高，不過在飼料化處理期間也會由于氧氣供應(yīng)不足造成厭氧發(fā)酵，排放大量有害氣體，所以我國不倡導采取簡單的飼料化處理方式。

3.4 焚燒處理

這是一種常見的生活垃圾處理方式，需要先壓榨處理餐廚垃圾，經(jīng)過初次篩選之后降低其中水分，之后加入一定的燃料，使其和生活垃圾共同焚燒轉(zhuǎn)化成灰燼，由此達到餐廚垃圾減量化目標，并可以將產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電廠生產(chǎn)。但是餐廚垃圾由于含有較多的水分，如果燃燒不夠充分，并且鍋爐內(nèi)溫度偏低，會再次造成煙氣污染。尤其是其中二氧化硫含量較高，如果其中含有大量塑料排放的有害氣體，將進一步危害人們的健康。

3.5 厭氧發(fā)酵處理

這種處理方式是在無氧條件下，通過微生物新陳代謝作用，把復雜的有機物分解成無機物或者小分子有機物，產(chǎn)生的沼氣中主要成分是甲烷。沼氣產(chǎn)生量和原材料密切相關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)，餐廚垃圾每天處理能力達到200噸時產(chǎn)生的沼氣量為13 000立方米。厭氧發(fā)酵具有環(huán)境污染小、資源化利用程度高等特征，不過餐廚垃圾當中的高鹽分和高油脂會造成環(huán)境過度酸化，不利于菌體生長。餐廚垃圾厭氧處理還具有控制過程準確性不足、穩(wěn)定性差等問題，而設(shè)備密封性不足同樣會釋放有害氣體。厭氧消化得到的沼渣處理也存在一定難度，需要重新填埋或者通過堆肥工藝才能得到有機肥，在實際處理中需要較大的場地面積、投入較多資金，所以需要繼續(xù)加強對厭氧處理工藝的分析，提升整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性[4]。

4 處理惡臭氣體污染的技術(shù)手段

在處理惡臭氣體污染過程中，相關(guān)人員主要是開展工藝優(yōu)化、加強車間設(shè)計與運行管理工作，并且需要明確惡臭氣體處理方案，加強資金投入，還需要考慮場地等因素。

4.1 工藝優(yōu)化

餐廚垃圾處理工藝將直接決定生產(chǎn)過程中惡臭氣體的危害性。

4.1.1 餐廚垃圾處理工藝的優(yōu)化

在填埋以及好氧處理餐廚垃圾期間產(chǎn)生大量惡臭氣體，采用厭氧消化工藝、聯(lián)合生物處理工藝能夠減少惡臭氣體的產(chǎn)生，不過采取以上兩種技術(shù)性措施，投入資金較多，并且厭氧消化處理需要較大場地作為支持。

4.1.2 臭氣處理工藝的優(yōu)化

處理惡臭氣體可以通過吸附法、燃燒法、吸收法、噴涂除臭劑法、生物法進行處理，選擇處理方法時主要考慮氣體類別與臭氣含量，如果臭氣分散排放或者突然排放，需要采取噴灑氣體除臭劑的方法；而在除臭劑成分相對復雜的情況下，主要應(yīng)用燃燒法（如果能夠和燃燒處理方法相結(jié)合應(yīng)該首選燃燒法）；在惡臭氣體含量大、濃度偏低的情況下建議采取生物法處理；如果需要進行部分物質(zhì)回收，可以選擇吸收法、吸附法、冷凝法。

4.1.2.1 吸收法

吸收法主要是應(yīng)用被吸收介質(zhì)的物理和化學性質(zhì)，通過水或者其它化學吸收液進行吸收，實現(xiàn)吸收氣體的水吸收為物理吸收，將水作為介質(zhì)會消耗大量的水，并且廢水處置難度較大，吸收過程缺乏穩(wěn)定性。但在環(huán)境條件改變的情況下，比如溫度或pH值出現(xiàn)變化，氣體和液體的平衡就會被打破，造成二次污染；如果吸收期間組分和吸收劑發(fā)生化學反應(yīng)就是化學吸收，在實際處理過程中應(yīng)用酸堿混合液能夠提升處理效率，當前液體吸收廣泛用于石化行業(yè)。

4.1.2.2 吸附法

這種方法就是利用表面多孔的硅膠、活性炭等來吸附有害物質(zhì)，為了保證吸附作業(yè)的持續(xù)進行，通常需要讓硫化床輪流作業(yè)，吸附法通常用于毒性大、濃度低并且氣體總量較小的場所。在我國垃圾中轉(zhuǎn)站當中，除臭活性炭還需要加強應(yīng)用，不過活性炭需要頻繁更換，存在較大的損失壓力，今后還需要重點分析碳纖維的應(yīng)用。

4.1.2.3 冷凝法

冷凝法就是結(jié)合不同氣體的凝點，把待處理氣體冷凝，然后收集不同范圍內(nèi)冷凝液體，進而實現(xiàn)回收或者氣體回收的目標。這種方法和多組分氣液平衡問題相關(guān)，廣泛用于油田、油庫以及加油站，也可以處理厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的氣體。這種方法氣體回收率良好，不過投入資金較多。此外，由于整個反應(yīng)過程包括了質(zhì)量熱交換以及氣液傳播，所以操作過程較為復雜。

惡臭氣體的處理具有綜合性，需要通過多種技術(shù)結(jié)合進行處理。比如噴淋、洗滌、除臭的方法，需要應(yīng)用酸洗滌劑、堿洗滌劑、氧化學洗滌劑獲取有害氣體，然后進行噴淋處理。新時期在餐廚垃圾處理的過程中需要分析總量、成分、場地面積乃至企業(yè)實力、政府支持力度等諸多因素而選擇適宜的技術(shù)方案[5]。

4.2 封閉處理

在封閉處理餐廚垃圾過程中，關(guān)鍵是封閉收集、運輸、裝卸與加工過程，并且要確保卸料大廳、預處理期間空間密閉，之后使用密閉性強的車輛進行運輸，正確安裝密封設(shè)備，由此實現(xiàn)餐廚垃圾整個處理過程的封閉性。設(shè)計餐廚垃圾封閉處理過程，關(guān)鍵在于最大程度降低惡臭氣體和外界的連接，將前處理車間設(shè)計成為全封閉環(huán)境，把車輛進出門設(shè)計為空氣幕墻，之后封閉處理窗戶與門，由此限制車間內(nèi)部和外部氣體流通、擴散。此外，要對惡臭氣體釋放點、設(shè)備和管道的密封性、工藝因素進行全面考慮，并采取負壓抽吸方法。

4.3 技術(shù)改造

當前，我國進行前期餐廚垃圾處理應(yīng)用的處理技術(shù)和工藝還有局限性，需要進行技術(shù)改造，本文對餐廚垃圾填埋場總結(jié)了三種治理模式。具體來說：其一，進行資源化改造。主要通過鉆機打井、壓縮機抽氣、管道安裝、氣體凈化、氣體升壓輸送的流程實現(xiàn)甲烷資源化應(yīng)用；其二，進行安全化改造。處理餐廚垃圾可采取填埋方式，厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量甲烷，危險性較大，為此可以在填埋場中注入空氣，讓垃圾進行好氧反應(yīng)，由此產(chǎn)生水和二氧化碳；其三，進行開發(fā)性改造。要求開挖場地足夠的填埋場，然后進行垃圾篩分和壓榨，之后進行固態(tài)、液態(tài)垃圾的焚燒以及肥料化處理，然后對滲透液進行廢水處理，再把垃圾填埋場建設(shè)成綠化帶或者公園[6]。

5 新時期如何加強臭氣排放管理

5.1 針對臭氣排放進行科學規(guī)劃

新時期城市規(guī)劃和環(huán)境治理工作過程中，需要高度重視生活垃圾、廢水處理、餐廚垃圾等問題，然后打造布局合理、互相配套的處理機制。可以在片區(qū)或者一定區(qū)域建立處理廠，在此進行厭氧發(fā)酵、油脂分離、飼料化處理、肥料化處理等相對單一化的處理工作，要避免建立規(guī)模小或者處理專業(yè)性不強的企業(yè)；在大面積區(qū)域可以建設(shè)功能全面、規(guī)模較大的城市污水處理廠或者綜合處理廠，能夠進行氣體、污水、泥漿等方面綜合處理，進而高質(zhì)量的對排出的臭氣、廢水、固體廢棄物進行處理。此外，建議讓餐廚垃圾產(chǎn)生的廢水與城市污水系統(tǒng)相結(jié)合，進一步增強城市污水處理廠治理能力，將生活垃圾、餐廚垃圾產(chǎn)生的臭氣納入污水處理廠集中處理；而餐廚垃圾預處理車間剩余的固體廢棄物可以與生活垃圾共同焚燒和處理。采用以上措施可避免重復建設(shè)，并且減少項目投資，最終提升處理效率[7]。

5.2 加強臭氣排放源頭控制

餐廚垃圾是城市垃圾的主體，對垃圾處理技術(shù)要求高、處理過程繁瑣。餐廚垃圾生成臭氣的主要原因是處理滯后，所以需要在源頭上進行控制。餐廚垃圾來源包括家庭、企業(yè)、學校、賓館、飯店、景區(qū)等，導致難以集中收集與處理，其中少部分油脂流入下水道，大部分和其他垃圾一起進入中轉(zhuǎn)場地，在一定的溫度條件下，經(jīng)氧化后產(chǎn)生大量惡臭氣體和滲透液，及時收集運輸和處理餐廚垃圾是減少惡臭氣體排放的主要途徑，因此要完善餐廚垃圾運輸體系，并提升人們的環(huán)保意識，還需在社區(qū)做好垃圾分類工作。新時期全社會倡導垃圾分類處理，降低后續(xù)垃圾處理難度，并減少工作量，大大減少有害氣體排放，節(jié)約處理成本。因此需要對餐廚垃圾處理進行科學規(guī)劃，加強資源配置，應(yīng)用先進的處理設(shè)備及時運輸，以達到良好的處理效果[8]。

5.3 加強餐廚垃圾處理的科技投入

在餐廚垃圾和臭氣處理過程中需要升級改造車間，安裝自動化監(jiān)測設(shè)備分析臭氣濃度，比如紅外甲烷傳感器可以分析甲烷的氣體濃度，超標就會發(fā)出警報，進而避免泄露問題。在生產(chǎn)車間由現(xiàn)場可編程邏輯門陣列、軟件傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)等組成物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，進一步加強對臭氣氣體的監(jiān)測，有效分析生產(chǎn)過程中臭氣的壓力、濃度、溫度等，進而進行動態(tài)化監(jiān)管，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

5.4 創(chuàng)新餐廚垃圾處理管理模式

餐廚垃圾生產(chǎn)線的運行效率與管理模式具有直接關(guān)系，因此相關(guān)企業(yè)需要科學制定管理制度，重視人員培訓，提升其責任意識，嚴格按照操作流程進行處理。還要定期檢查、分析設(shè)備的運行情況，一旦發(fā)現(xiàn)密封性較差或者泄漏問題，要及時處置，在日常管理過程中需要定期開展演練工作，防患于未然。相關(guān)企業(yè)要將設(shè)備全壽命管理融入生產(chǎn)管理過程，建立設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)信息管理模式、運行信息管理模式、維修檢修信息管理模式，最終建立設(shè)備整個壽命周期的管理模式，對主要設(shè)備剩余壽命進行分析，通過動態(tài)化跟蹤和重點監(jiān)控為設(shè)備維修提供幫助，并節(jié)約管理成本。

6 結(jié)語

綜上所述，控制臭氣排放是餐廚垃圾處理的主要內(nèi)容，需要做好區(qū)域廢棄物處理布局優(yōu)化、加強技術(shù)改進、完善相關(guān)設(shè)施，做好餐廚垃圾臭氣排放的處理工作。餐廚垃圾處理期間釋放的氣體成分復雜，對處理設(shè)計要求高，需要相關(guān)企業(yè)加強先進技術(shù)應(yīng)用，不斷積累經(jīng)驗，重視垃圾處理和臭氣處理工藝的優(yōu)化，加強臭氣污染監(jiān)測等。今后需要繼續(xù)開展垃圾分類工作，科學規(guī)劃生活垃圾、廢水、餐廚垃圾等垃圾的處理模式，提升治理效果。