濕垃圾厭氧處理設施的惡臭污染監(jiān)測研究

摘要：惡臭污染是濕垃圾處理過程中常見的環(huán)境污染問題之一。以上海某濕垃圾厭氧處理設施為例，開展設施生產環(huán)節(jié)的內部車間、組織排放口、廠界的惡臭組分、濃度和排放特征研究。結果顯示：在“前端除臭+末端收集處理”的除臭措施下，廠界及排放口惡臭污染濃度均能滿足《惡臭（異味）污染物排放標準》

（DB 31/1025—2016）要求；預處理分選車間惡臭污染較嚴重，惡臭特征因子為總揮發(fā)性有機物（Total Volatile Organic Compounds，TVOCs）；在垃圾進場高峰期和處理高峰期時惡臭濃度最高。

關鍵詞：濕垃圾處理；惡臭污染；惡臭監(jiān)測

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）06-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.06.054

Research on the Monitoring of Odor Pollution in Anaerobic Digestion Plant of Kitchen Waste

ZHOU Yongquan1，2

（1. Shanghai Environmental amp; Sanitary Engineering Design Institute Co.， Ltd.;

2. Shanghai MSW Treatment and Resource Recycling Engineering Technology Research Center， Shanghai 200232， China）

Abstract： Odor pollution is one of the common environmental pollution problems in the wet waste treatment process. Taking a wet waste anaerobic treatment facility in Shanghai as an example， we carried out a study on the components， concentrations and emission characteristics of the internal workshop， the organizational emission outlet and the plant boundary in the production process of the facility. The results show that： under the deodorization measures of “front-end deodorization + end collection and treatment”， the concentration of malodor pollution at the plant boundary and the emission outlet can meet the requirements of Emission Standards for Odor Pollutants （DB 31/1025—2016）; the pre-processing and sorting workshop is more seriously polluted by malodors， and the characteristic factor of malodors is Total Volatile Organic Compounds （TVOCs）; the odor concentration is the highest at the peak period of garbage entry and treatment.

Keywords： kitchen waste disposal; odor pollution ; odor monitoring

隨著社會經濟發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，生活垃圾產生量逐年增加。根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒2022》數(shù)據(jù)，全國生活垃圾清運量達2.48億t，無害化處理率高達99.9%[1]。在垃圾量急劇增長和城市化不斷擴張的矛盾下，垃圾處理設施異味污染現(xiàn)象時有發(fā)生，引發(fā)大量的投訴、抵制等鄰避現(xiàn)象?！?018—2020年全國惡臭/異味污染投訴情況分析》報告中提出，臭氣問題是當前公眾投訴嚴重的問題之一。而垃圾處理占全部臭氣投訴的11.3%，為投訴最多的行業(yè)[2]。

在《餐廚垃圾處理技術規(guī)范》（CJJ 184—2012）實施期間，濕垃圾產業(yè)朝著減量化、資源化方向迅速發(fā)展。然而，在惡臭污染控制和風險管理方面仍面臨很多挑戰(zhàn)，尤其針對濕垃圾處理設施中惡臭關鍵組分、排放清單及其釋放規(guī)律等研究相對滯后[3-4]。目前，大多研究都集中在濕垃圾處理設施的某一關鍵處理單元或工藝模塊，濕垃圾處理的各個環(huán)節(jié)都存在惡臭污染物排放，包括進料預處理區(qū)、油脂預處理、出渣區(qū)以及沼渣脫水區(qū)等，其惡臭污染水平、關鍵污染物類別和核心環(huán)節(jié)尚未厘清，因此急需開展?jié)窭幚碓O施不同功能區(qū)的惡臭污染特征研究，為設施內部及組織收集處理的除臭措施提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究對象

本研究對象為上海某濕垃圾厭氧產沼資源化處理廠，處理對象為餐飲垃圾和廚余垃圾，日處理垃圾達530 t。主體工藝采用“預處理+濕式厭氧消化+沼氣發(fā)電利用”。

1.2 惡臭產生源與處理工藝

該項目采用“前端除臭+末端除臭”相結合的方式。前端除臭采用植物液空間霧化、送新風、風幕機阻隔的處理方式，車間內臭氣采用分區(qū)域負壓控制，收集的惡臭氣體送到末端處理系統(tǒng)。末端除臭采取“化學洗滌+植物液洗滌+生物除臭”的組合處理工藝，利用活性炭除臭作為應急保障措施。

1.2.1 前端除臭工藝

（1）空間霧化系統(tǒng)。在卸料大廳、預處理間、出渣間、除砂間、沼渣脫水間、廢棄食用油脂處理間、卸料斗以及污泥脫水間內，布置植物液空間霧化除臭裝置。二流霧化所產生的霧滴粒徑約為10 μm，小于一般的霧化系統(tǒng)所產生的霧滴粒徑。

（2）送新風系統(tǒng)。車間內部臭氣污染較嚴重，為保證作業(yè)環(huán)境的空氣質量，采用負壓排風+送新風系統(tǒng)，形成合理的氣流組織，加速車間內部氣體的更替。

（3）風幕機隔離系統(tǒng)。在車間門口處設置風幕機，其通過高速電機帶動貫流或離心風輪產生的強大氣流，形成一面“無形的門簾”，從而減少室內的臭氣向室外逸散。

1.2.2 末端除臭工藝

某濕垃圾廠臭氣組織收集處理工藝如圖1所示，根據(jù)各個區(qū)域的臭氣特點，采用“生物除臭+化學洗滌+植物液洗滌+活性炭吸附”的組合工藝，提升除臭系統(tǒng)抗沖擊（超）負荷的能力。除臭系統(tǒng)開啟邏輯如下：當僅用生物除臭工藝段不能滿足排放要求的情況下，可依次開啟化學洗滌、植物液洗滌工藝段，化學洗滌工藝段在植物液洗滌工藝段之前，有利于降低系統(tǒng)的運行費用；活性炭吸附作為最后一級保險措施開啟；當進氣臭氣強度較低，生物除臭工藝段單獨運行已能滿足排放要求的情況下，則關閉化學洗滌和植物液洗滌工藝段的水泵，從而降低除臭系統(tǒng)的用水量、藥劑消耗量，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

1.3 惡臭監(jiān)測方法

利用便捷式惡臭在線監(jiān)測設備和手持式總揮發(fā)性有機物（Total Volatile Organic Compounds，TVOCs）

監(jiān)測設備，對廠區(qū)內的主要產臭車間、排氣口樓頂和廠界的檢測指標進行在線監(jiān)測，初步篩選主要惡臭產生源和惡臭因子，監(jiān)測點位有廠界、進氣口、排氣口、餐廚垃圾預處理、廚余垃圾預處理、油脂預處理車間、生物水解車間、出渣車間和沼渣脫水車間，監(jiān)測參數(shù)有臭氣濃度、氨、硫化氫、甲硫醇和TVOCs。手持式VOCs監(jiān)測設備選用華瑞PGM-7300VOC檢測儀。該檢測儀采用10.6 eV紫外燈的光離子化氣體檢測器（Photo Ionization Detectors，PID），檢測量程為0～5×10-3，分辨率為0.1×10-6，響應時間可達2 s；內置溫度濕度壓力傳感器，自動進行補償，保證檢測的準確性。便攜式監(jiān)測設備監(jiān)測參數(shù)與傳感器類型如表1所示。

2 結果與討論

2.1 廠界

上海市地方標準《惡臭（異味）污染物排放標準》（DB 31/1025—2016）給出，周界監(jiān)控點臭氣濃度限值非工業(yè)區(qū)為10，周界監(jiān)控點的氨、硫化氫及甲硫醇限值分別為0.2 mg/m3、0.03 mg/m3及0.002 mg/m3。

開展某濕垃圾厭氧產沼工程廠界的臭氣濃度在線監(jiān)測，設置在線監(jiān)測時間為2021年1月22日到2021年2月3日和2021年11月11日09：50—10：10，監(jiān)測結果如圖2所示。表2監(jiān)測結果顯示，其廠界臭氣濃度基本低于10，基本滿足相關標準，得到較好控制。此外，廠界處的氨、硫化氫及甲硫醇平均濃度分別僅為0.001 6 mg/m3、0.028 mg/m3和0.001 9 mg/m3，均低于規(guī)定的非工業(yè)區(qū)周界濃度限值。

2.2 排放口

在組織氣體處理前的進口和處理后的總排氣口開展惡臭在線監(jiān)測，結果如表2所示。進氣口的臭氣濃度平均值達到65 000，且TVOCs濃度高達5.609 mg/m3，主要與濕垃圾有機組分發(fā)酵產生有關；其次是硫化氫和氨，平均濃度分別為1.566 mg/m3和0.283 mg/m3。經過多級除臭處理之后，1#排口和3#排口臭氣濃度分別降至715和487。此外，除臭設施對TVOCs和硫化氫去除率達90%以上，而氨的去除率僅有74%，但均實現(xiàn)達標排放。

2.3 車間內部

油脂預處理車間、餐飲預處理車間、廚余預處理車間、生物水解車間、出渣車間、沼渣脫水車間的惡臭污染特征與濃度如圖3所示，通過在6個車間內的移動監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，餐飲預處理車間、廚余預處理車間、油脂預處理車間的臭氣濃度相對較高，分別為600、385、257；而生物水解車間、出渣車間、沼渣脫水車間的臭氣濃度均低于200。相比之下，濕垃圾厭氧預處理環(huán)節(jié)的惡臭污染較為嚴重。從各類組分濃度來看，與進氣口類似，主要惡臭成分為TVOCs，其中餐飲預處理車間達到1.43 mg/m3。

研究選取沼渣脫水車間和出渣車間進行惡臭污染物的持續(xù)監(jiān)測，兩個車間內的臭氣濃度呈現(xiàn)出顯著的日變化趨勢，具體如圖4所示。沼渣脫水車間，在00：00—12：00時臭氣濃度均低于20，12：00以后臭氣濃度開始逐漸上升，在18：00—20：00時最高可達到30，隨后逐漸降低；而出渣車間，從04：00以后臭氣濃度開始升高，與垃圾收運車輛進場的時間吻合，隨后分別在07：00—09：00時和14：00—16：00時出現(xiàn)臭氣濃度高峰期，均對應了廠內的垃圾進場高峰期和處理高峰期。

3 建議

研究針對上海某濕垃圾厭氧產沼資源化處理廠的惡臭污染問題，提出兩個方面的建議。一方面，從惡臭監(jiān)測因子角度，在關注硫化氫和氨的基礎上，也需要重點關注TVOCs。另一方面，從惡臭污染控制角度，需進一步加強垃圾進場及處理高峰期預處理車間的惡臭控制，如提高車間內部的換風頻率或強化源頭除臭措施。

4 結論

針對濕垃圾處理過程中的惡臭污染問題，在“前端除臭+送新風+風幕隔離，末端負壓收集處理”的除臭措施中，利用惡臭監(jiān)測設備與第三方測試評價，濕垃圾處理設施廠界及排放口惡臭污染濃度均能滿足《惡臭（異味）污染物排放標準》（DB 31/1025—2016）要求。車間的無組織惡臭排放特征表現(xiàn)是濕垃圾厭氧預處理環(huán)節(jié)惡臭污染較為嚴重，TVOCs是惡臭污染特征因子，在垃圾進場高峰期（07：00—09：00）和處理高峰期（14：00—16：00）時惡臭濃度最高。

參考文獻

1 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.中國城鄉(xiāng)建設統(tǒng)計年鑒2021[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2022：3-4.

2 趙 巖，陸文靜，王洪濤，等．城市固體廢物處理處置設施惡臭污染評估指標體系研究[J].中國環(huán)境科學，2014（7）：1804-18410．

3 鄒博源，陳 廣.城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣污染與除臭技術研究進展[J].凈水技術，2020（5）：109-115.

4 趙 曦，丁成鋼，吳姍姍，等.固體廢物綜合處理產業(yè)園惡臭源成分特征及指紋譜研究[J].環(huán)境污染與防治，2021（8）：997-1003.

基金項目：上海市青年科技啟明星計劃（22QB1403100）；上海市綠化和市容管理局科技項目（G239914）。

作者簡介：周永泉（1995—），男，福建漳州人，碩士，助理工程師。研究方向：有機固廢資源化處理與惡臭污染控制。