基于机械分选和有机组分好氧堆肥或厌氧发酵的综合处理技术在城市生活垃圾处理和资源化中的百富策略白菜网越来越广泛[1,2,3]。生活垃圾综合处理厂产生的恶臭气体治理越来越多地受到人们的重视。

某垃圾处理厂设计处理规模为600 t/d，工程占地面积为655 000 m2，工厂车间包括综合车间、辅助车间和肥料仓库等。生活垃圾处理主体工艺采用机械分选—有机组分好氧堆肥工艺，即生活垃圾首先经过风选、滚筒筛选、磁选等综合分选后，分离出来的金属、纸张、塑料和玻璃等可回收成分回收利用，有机组分进行好氧堆肥后制取有机肥。该技术能够较好地实现生活垃圾的无害化、减量化与资源化。该项目的工艺流程如图1所示。

由于该垃圾处理厂进厂垃圾为未经过分类的原生垃圾，组成成分复杂，垃圾在厂区卸料、输送和处理过程中由于腐烂、发酵等原因，产生组成较为复杂的恶臭气体。

该垃圾处理厂选址于城市近郊，周围2 km分布着3处村庄，居住人口500余人。为了避免该垃圾处理厂运行过程产生的恶臭气体对周边居民身体健康和生态环境的影响，在建厂之初即设计和建设了除臭工程。

生活垃圾在卸料、输送、分选、好氧堆肥和制肥等过程中，其中的含S、含N、含C物质在微生物作用下会发生降解，产生含H2S、NH3和挥发性有机物等多种物质的恶臭气体。

依据各区域除臭空间容积和换气次数以及有机组分初级和次级好氧发酵工艺通风量，对本工程卸料间、综合分选车间、初级及次级发酵仓和制肥车间4个区域产生的恶臭气体处理量进行计算，结果如表1所示。

表1结果表明:通过对各区域的除臭空间尺寸及发酵工艺通风量进行核算，并考虑到漏风系数，得出本项目总除臭设计风量为250 000 m3/h。考虑到各车间工作人员工作和人员进出，换气量取较大值(15次/h)。

对垃圾卸料、综合分选、初级发酵和次级发酵以及制肥等工艺过程产生的恶臭气体组成和浓度进行多次采样和分析，得出各区域产生的浓度最高的几种恶臭物质的浓度范围和平均值，结果见表2。

该垃圾处理厂不同区域产生的恶臭气体主要包括硫化氢、氨、甲硫醇、乙硫醇和甲硫醚。其中硫化氢、氨、甲硫醇和甲硫醚四种物质为国家《恶臭污染排放标准》(GB 14554—1993)指定控制的恶臭污染物。

表2结果表明，该处理厂不同区域产生的恶臭物质浓度差异较大，其中初级发酵仓和次级发酵仓产生的各种恶臭物质浓度相对较高，其次是综合分选车间，产生恶臭物质浓度相对较低的是制肥车间和卸料间。

从产生的各种不同恶臭物质来看，硫化氢和氨为产生浓度较高的两种物质。而各区域甲硫醇、乙硫醇和甲硫醚的产生浓度均相对较低，检出浓度均在0.01 mg/m3以下。

这与Fang J等[4]研究的结论类似，城市生活垃圾综合处理厂进料、输送和分选等各环节均有不同类型的恶臭气体产生，包括硫化物、含氮物质和挥发性有机物等。生活垃圾处理厂不同区域产生的恶臭气体种类和浓度差别较大，这与垃圾处理厂所在地域、气候条件、进厂垃圾组成、垃圾处理工艺及工艺运行工况等因素均有关。在垃圾卸料与不卸料时，产生的硫化氢和氨浓度最多可以差几十倍以上，在好氧堆肥过程的初期、中期和后期，初级发酵仓和次级发酵仓产生的硫化氢、氨、甲硫醇、乙硫醇和甲硫醚浓度均有较大波动。

常规生活垃圾处理厂恶臭气体处理技术主要包括物理、化学、生物及植物液吸收技术等，每种处理技术均有其适用范围和优缺点。

其中，物理除臭技术如掩蔽剂技术和喷雾技术等主要采用掩蔽或稀释扩散的原理，减少臭味的产生，该技术设备简单、灵活性强，但存在不能彻底去除恶臭物质、易受到掩蔽剂和气象条件限制等缺点;化学除臭技术主要利用致臭成分发生化学反应，从而达到除臭的目的，如UV光解技术是利用高能UV紫外线光照射和分解恶臭气体，化学技术除臭速度快，但存在成本高和可能有二次污染等缺点;生物除臭技术通过微生物的代谢作用将恶臭物质转化为无害或低害物质，具有处理效果好、运行费用低和无二次污染等特点，但设备占地面积大;植物液吸收技术通过吸收设备中气流动力或振动作用，利用天然植物提取液吸收、捕捉、包裹和去除恶臭物质，具有使用灵活、见效快和管理简便等特点。

本垃圾厂产生的恶臭气体气量大、分布不均匀、扩散空间多样且组成复杂、致臭物质类型多，采用单一技术难以同时有效去除所有的致臭物质。

考虑到除臭工艺可靠性、投资和运行的经济性以及操作便利性，本项目在卸料间、综合分选车间、初级和次级发酵仓以及制肥车间四种不同除臭区域综合百富策略白菜网气水混合喷洒技术、生物过滤—UV光解技术、内循环供氧利用和预处理—组合式生物过滤技术对恶臭气体进行处理，从而形成垃圾综合处理厂全流程恶臭高效去除技术和装备。不同区域恶臭气体处理技术选择见表3。

由表3中的内容可以得出，本工程不同区域的空间特点和恶臭气体产生特性均存在较大差异。其中，卸料间包括车辆通行区和卸料区，车辆通行和卸料时间不定。且该区域为非严格密闭区间，气体不易收集，在车辆通行和卸料的不同时段，恶臭气体的产生浓度差别较大。因此，该区域选择采用气水混合喷洒植物提取液技术，通过喷洒雾化的植物提取液短时间内去除由于运输车辆进入和卸料产生的恶臭气体。由于卸料间气体不需要密闭收集，因此，能够节省空间且操作方式较为灵活，便于垃圾卸料操作。

综合分选车间内安装了各种垃圾输送和处理设备，设计将输送机全部密闭，料斗上方安装集气罩。因此，针对该区域设备数量较多且必须为工作区的特点，对输送机以及破袋机、滚筒筛、弹跳筛和分选机等单体处理设备进行密闭，设计采用加集气罩形式，对恶臭气体进行负压收集和集中处理，这样能够缩小除臭空间、减小除臭气量，并为工人进行工艺操作创造良好的工作环境。

将综合分选车间收集的气体通至初级发酵仓和次级发酵仓，供发酵通风供氧循环使用。在设计中，针对初级发酵和次级发酵工艺供氧量和恶臭气体产生量，优化和模拟发酵需氧量与恶臭气体产生量关系，采用高效内循环供氧和同步净化过程控制技术，既实现恶臭气体的循环和无害化利用，又充分利用好氧发酵产生的热量，提高发酵效率，促进堆肥产品的进一步干化和腐熟;将不能循环利用的恶臭气体抽送至生物过滤—UV光解系统进行处理。制肥车间筛分、破碎和造粒工段气体由集气罩收集，烘干和冷却工段气体由接风管收集，汇集后进入预处理—组合式生物过滤系统进行处理，达标后排放。

一般来说，除臭系统由恶臭气体收集系统、输送系统和处理系统组成。

卸料间采用气水混合喷洒除臭技术，不设置气体密闭收集和输送系统。

采用高压气体带动常压液体的气水混合喷洒除臭技术，能够将呈气液状态的雾化植物提取液均匀喷洒、分散至卸料间，各喷头喷射水雾成圆锥形区域，覆盖整个卸料间，将其逸散的恶臭物质在扩散之前予以消除。采用的植物提取液成分为松脂提取物，浓度为1.45 g/m3，和水的稀释比为1∶100。根据卸料间恶臭产生的时空特性，调节控制和优化控制气水混合和雾化系统参数，使其形成连续工作或间隔雾化的工作状态以达到最佳除臭效果。

气水混合系统包括气水发生系统、喷淋系统和智能控制系统，其中气水发生系统由储气罐、空压机、增压设备、稳压系统、多级液体过滤器、止回阀和流量计组成，喷淋系统由药水配比系统、喷嘴组成，智能控制系统则由控制装置、变频转换器和程序控制器等组成。

气水混合喷洒系统主机的外形尺寸为700mm×700 mm×1 600 mm，空压机外形尺寸为950mm×1 000 mm×1 200 mm。喷头围绕卸料间四周布置，在卸料口附近加大喷头安装密度。植物提取液喷洒流量为17.25 L/h，气体产生流量为4.8m3/h，气液比为278∶1。

a．收集和输送系统

综合分选车间恶臭气体的收集，主要包括输送设备、单体处理设备和人工分选室三部分。其中，对连接上料、滚筒、弹跳筛设备的16台物料输送机全部加盖密闭，在物料跌落点料斗上方设置集气罩，每个集气罩风量为2 500 m3/h，收集支管尺寸为?315mm，风速为8～10 m/s;对破袋机、滚筒筛、弹跳筛、分选机等共30台设备进行密封，设置集气罩，每个集气罩风量为1 200 m3/h，收集支管尺寸为?200mm，风速为10～12 m/s;对人工分选室产生的恶臭气体进行负压收集，6个分选室，每个分选室有2个300 mm×300 mm的吸风口。最后，由总出风口引风至450 mm引风总管，在风机的作用下，部分气体送至发酵工序进行通风供氧循环利用，不能利用部分采用生物喷淋—UV光解技术处理。

b．处理系统

根据分选车间恶臭气体的组成和浓度特征，以及部分气体作为好氧发酵通风供氧气体的需求，选择生物喷淋—UV光解组合工艺。处理系统由气体收集管路、风机、生物喷淋塔和UV光解设备依次连接组成。

恶臭气体首先在风机作用下由收集管路输送至生物喷淋塔内，生物喷淋塔集中了生物过滤和喷淋技术的优点，气体由下至上穿过喷淋塔填料，生物喷淋液则由上至下喷洒至填料，气体中的恶臭物质组分被液膜拦截、阻滞、吸收，从气相转移到液相，喷淋液循环使用，定期再生以保持生物活性，未被降解的恶臭气体再进入UV光解设备内，由高能紫外光照射氧生成臭氧，臭氧吸收UV生成氧自由基、氧气和羟基自由基，将恶臭物质氧化为无害或低害物质。

设置两座生物喷淋塔，每座的外形尺寸为?3 000 mm×6 000 mm，填充聚丙烯小球填料，填料直径为20 mm，塔体为整体全封闭结构，外壳采用玻璃钢材料，底部曝气位置设置检修孔，塔底配有1台循环喷淋水泵，循环泵流量为42 m3/h，扬程为350kPa，填料层上部设置检修孔。

UV光解设备外形尺寸为4 500 mm×1 150mm×2 500 mm，功率为29 kW，灯管数量为180个，外壳材质为镀锌板喷塑。

本项目初级发酵采用仓式静态好氧发酵工艺，发酵仓为隧道式，由仓顶进料，底部由通风管道强制供氧;次级发酵采用动态翻抛工艺，发酵仓采用负压吸风方式，底部配置吸风管道，由高压风机吸风形成负压。初级发酵和次级发酵通风供氧所需的气体均为来源于分选车间的恶臭气体，设置由发酵仓与分选车间供气的循环密闭空间，仓底部设有多个曝气口并与恶臭气体循环密闭空间之间通过鼓风机和管道相连通。恶臭气体以内循环的方式向发酵仓鼓风曝气，在发酵仓内多次循环，部分在堆肥物料微生物作用下发生降解。同时，通过内循环供氧还可充分利用堆肥产生的热蒸汽，提高堆肥处理效率，促进堆肥产品的进一步干化和腐熟。

由于在升温、高温和腐熟等发酵过程阶段，需要的供气量随垃圾有机组分含量、含水率等不断发生变化，本工程根据不同阶段发酵需氧量的变化，通过模拟控制系统优化有机组分好氧发酵需氧量与恶臭气体排放量，最大化地利用分选车间恶臭气体为有机垃圾发酵供气，不能循环利用的恶臭气体则进入生物喷淋—UV光解系统进行处理。

制肥车间筛分、破碎、造粒工段产生的恶臭气体由集气罩收集，烘干、冷却工段产生的恶臭气体由接风管收集，混合后进入预处理—组合式生物过滤系统进行处理。其中预处理主要用于去除气体中的固体颗粒物或液滴等夹带物，防止气体直接进入后续生物处理系统导致填料堵塞，同时进行气体湿度、温度调节，降低后续的处理负荷，组合式生物过滤技术则采用两相生物过滤系统，包括加湿区及包含细菌反应区和真菌反应区的两相生物反应区。预处理—组合式生物过滤工艺流程如图2所示。

本工程采用的预处理—组合式生物过滤系统设计处理气量为55 000 m3/h，设备外形尺寸为8.0m×7.0 m×4.3 m，有效容积为210 m3。其中，吸收区高度为0.4 m，生物过滤区高度为3.6 m，加湿区高度为0.3 m。选用4-72 12C型离心式高性能不锈钢风机1台，风机风量为53 978～75 552 m3/h，全压为2 172～2 746 Pa，转速为1 120 r/min，功率为75 kW。

该系统集吸收和两相生物工艺于一体，用于处理低浓度、大风量以及含一定颗粒物的恶臭气体，具有高效率、低运行成本、无二次污染等特点，能够较好地实现恶臭气体的达标排放，且投资、运行费用低，管理方便[5]。

目前，该处理厂除臭系统已运行1年半时间，厂区接收生活垃圾量为设计量的85%以上，现场各区域除臭系统运行稳定，除臭区域环境状况良好，各项指标满足设计标准。对卸料间、综合分选车间、好氧堆肥车间、制肥车间等各区域及厂界对硫化氢、氨、甲硫醇、甲硫醚和臭气浓度进行了监测分析，结果表明，硫化氢、氨、甲硫醇、甲硫醚和臭气浓度在各区域的浓度均分别低于0.032 mg/m3、0.4 mg/m3、0.001mg/m3、0.001 mg/m3和5，符合《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—1993)规定的恶臭污染物厂界标准中的新扩改建二级标准要求。表明该处理厂各除臭系统达到了预期的除臭效果。

本除臭工程总投资约为730万元，其中设备、管道、材料及安装费用占比约92.5%，折合单位投资约为29.2元/m3气体。运行费用主要包括电费、水费、填料更换、设备和管道维护费用以及人工费用等，每天运行费用约为4 680元，除臭工程的整体运行成本折合为0.000 78元/m3气体。

(1)该生活垃圾综合处理厂不同区域产生的恶臭物质浓度差异较大，其中初级发酵仓和次级发酵仓产生的各种恶臭物质浓度相对较高，其次是综合分选车间，产生恶臭物质浓度相对较低的是制肥车间和卸料间，垃圾处理厂释放的恶臭气体主要包括硫化氢和氨。

(2)对卸料间、综合分选车间、初级和次级发酵仓以及制肥车间四种不同区域产生的恶臭气体处理分别采用气水混合喷淋技术、生物喷淋—UV光解技术、内循环供氧和吸收—组合式生物过滤技术进行处理，得到良好的去除效果，可为类似工程项目提供借鉴和示范。