生活垃圾处理设施恶臭气体产生及除臭技术分析
发布时间:2021年11月2日 点击数:1862
随着经济社会的快速发展,居民垃圾产生量逐年增加。其间,垃圾填埋场、焚烧厂、堆肥厂等处理设施的臭气控制措施不完善和管理措施不到位,导致垃圾恶臭污染严重。当前,垃圾处理设施恶臭气体分析和臭气控制技术研究成为广大科技工作者关注的焦点。
在垃圾填埋场、焚烧厂和堆肥厂,臭气排放属于无组织面源排放,其分布和扩散规律相当复杂。臭气成分中,除硫化氢、氨等少数无机化合物外,绝大多数是有机物,硫、氮、氧和氯是恶臭物质的常见组成元素。根据作用机理的不同,恶臭物质的除臭技术主要有物理除臭法、化学除臭法、生物除臭法和植物除臭法。本文分析了生活垃圾处理设施的恶臭气体产生情况及除臭技术,以期为生活垃圾处理设施臭源分析及除臭技术的选择提供参考。
1 恶臭气体的来源与种类
1.1 恶臭气体的来源
垃圾在填埋、焚烧和堆肥过程中都会产生恶臭物质[1],恶臭气体的主要来源如下:垃圾在运输过程中洒漏的垃圾渗沥液;垃圾在填埋场的倾倒区平铺、堆放过程中因腐烂产生的恶臭气体;垃圾在卸料过程中洒漏的垃圾渗沥液;堆肥车间尤其是后腐熟车间,垃圾发酵过程中产生的大量恶臭气体;焚烧车间堆存的垃圾散发的味道和垃圾进料斗中渗出的渗沥液;垃圾渗沥液处理过程产生的臭气、异味。各类恶臭物质来源分布如表1所示。
1.2 恶臭气体的种类
垃圾腐败发酵会产生种类繁多的恶臭物质,如苯系物、硫化物类、卤代烃类、烯烃类、烷烃类和含氧有机物类等。
根据文献研究[2],芦会杰在生活垃圾填埋工艺的前处理车间检测出恶臭物质50种,从质量浓度和嗅阈值角度分析,二甲二硫醚、乙酸丁酯、对二乙苯和乙醇四种物质对恶臭浓度的贡献较大;在生活垃圾焚烧厂垃圾堆积车间,检测出的恶臭物质成分有55种,特征恶臭物质为甲硫醇、二甲二硫醚、乙醇和柠檬烯;在生活垃圾堆肥工艺的前处理车间,检测出的恶臭物质成分有34种,特征恶臭物质为乙醇、二甲二硫醚、乙酸丁酯和柠檬烯。
李海青等人研究表明[3],生活垃圾在夏季堆肥过程中的恶臭物质以含氧有机物为主,其次是芳香烃,在不同的堆肥处理车间,主要恶臭物质种类存在差异,卸料车间和粉碎车间的主要恶臭物质为乙酸和甲硫醚;发酵车间和腐熟车间的主要恶臭物质为乙酸、乙醛、甲硫醚、α-蒎烯、二甲二硫醚、柠檬烯、β-蒎烯和乙醇。常见垃圾恶臭物质种类和嗅阈值如表2所示。
表1 各类恶臭物质来源分布 导出到EXCEL
| 序号 | 恶臭气体种类 | 主要来源 |
| 1 | 硫化氢 | 炼油、炼焦、石化、煤气、牛皮纸浆、二硫化碳的生产或加工 |
| 2 | 硫醇类 | 煤气、炼油、合成纤维、牛皮纸浆、制药厂、橡胶 |
| 3 | 氨 | 硝酸、粪便处理、氮肥、炼焦、肉类加工 |
| 4 | 醛类 | 垃圾处理、内燃机排气、炼油、石油化工、铸造 |
| 5 | 硝基类 | 化石燃料 |
| 6 | 硫醚类 | 炼油、牛皮纸浆、垃圾处理、生活污水下水道 |
| 7 | 吲哚类 | 畜产加工、骨胶、皮革、水产加工 |
| 8 | 烃类 | 电石、溶剂、炼油、石油化工、化肥、油漆、炼焦、内燃机排气 |
| 9 | 胺类 | 皮革、畜产加工、水产加工、骨胶 |
2 除臭技术分析
2.1 除臭剂种类
常用的物理除臭剂分为挥发型和吸附型。挥发型除臭剂依靠自身特性,挥发到臭气中掩盖恶臭气味,达到嗅觉上除臭的目的。吸附型除臭剂以活性炭为主,除臭原理是活性炭具有较大的比表面积和较多的空隙,吸附交换能力强,除臭效果明显。
化学除臭剂通过与臭气分子发生化学反应,将臭气分子转化成一些无臭物质。化学除臭剂除臭机理复杂,涉及的化学反应种类较多,其中以氧化还原反应为主。
微生物除臭剂是指从某些物质中分离除臭菌,然后将除臭菌富集培养,再配成除臭菌稀释液。在繁殖过程中,除臭菌将恶臭物质当作营养源加以吸收利用,进而达到除臭的目的。
植物除臭剂来源广泛、无污染、除臭效率高、百富策略白菜网范围广、使用简便,是以植物提取液为主要活性组分的一类除臭剂,可供选择的植物涵盖松科、樟科、姜科、柏科、芸香科、唇形科、豆科、橄榄科、忍冬科、山茶科和蝶形花亚科等。
复合型除臭剂是指将两种或两种以上技术用于除臭,在功能上实现除臭效果互补。人们可以按照一定的配比,将丙二醇、乙醇、司盘、吐温和桉油等物质制成复合型除臭剂,其除臭效果明显,该复合型除臭剂对NH3和H2S的去除率较高。
2.2 除臭技术发展方向
2.2.1 生物除臭法的百富策略白菜网
目前,国内外恶臭污染治理方法较多[4]。其中,生物除臭法百富策略白菜网较广,部分微生物在适宜条件下可以分解或同化所吸收的臭气,产生的有益代谢物被自身利用,另一部分无用的代谢物将被排放到环境中。生物除臭法在不同类型的百富策略白菜网、生活垃圾处理厂以及化工企业中都有百富策略白菜网,主要原因是生物除臭优势明显,不会对环境造成二次污染,使用成本低,运行过程简便,填料性能优异,抗冲击能力强[5]。
生物除臭技术可以用于处理生活垃圾处理设施产生的恶臭物质。其间,臭气在风机的抽风作用下进入生物滤池内部,首先在生物滤池内被水洗,目的是去除颗粒物,然后经过气体分布器,进入生物滤床。生物滤床填充了具有生物活性的介质,臭气通过生物滤床时,臭气中的污染物从气相主体扩散到液相,在此过程中,空气中的氧气也由气相变为液相,介质表面所附的微生物通过消耗氧气,把臭气分解成水、二氧化碳和其他小分子物质。
2.2.2 植物型除臭剂的百富策略白菜网
除了生物除臭法,目前,以植物提取液为主要成分的植物型除臭剂使用也较多[6],其间通过喷洒植物提取液,使有异味的分子迅速分解成无毒、无味分子,达到除臭的目的。研究发现,以植物提取液为主要成分的植物型除臭剂除臭效果明显,针对试验中的臭源样品,植物型除臭剂用量为100 mL,试验初始阶段,大部分植物型除臭剂可使臭源的恶臭强度在短时间内降到小于3;加入200 mL后,所有样品的恶臭强度均降到小于2,VOCs的去除效果明显[7]。对比植物型除臭剂,生物型除臭剂除臭效果次之,当喷洒200 mL除臭剂时,臭源的恶臭强度降到小于3。化学型除臭剂效果稍差,用量为100 mL时的除臭效果不明显,加大使用量后逐渐产生效果。
2.2.3 离子除臭法的百富策略白菜网
相比常规除臭方法,近些年,离子除臭法逐渐流行,其除臭效果稳定良好,占地面积小,无二次污染,操作简单,能耗低[8]。离子除臭法主要包括高能离子法、低温等离子体法和光催化法。高能离子法主要通过将富含氧离子的新风与臭气混合,氧化分解含氨和含硫分子;低温等离子体法通过在电极间外加高压交流电,使臭气分子断键,生成无毒的小分子物质,达到除臭目的;光催化法能够除臭主要是由于在除臭过程中产生了活性很强的自由基和超氧离子,两者具有很强的氧化性,能够使臭气分子的化学键断裂,进而将其分解为小分子的无臭物质。
目前,高能离子法、低温等离子体法和光催化法单独使用已日趋成熟,然而,三者的组合除臭技术仍在研究中。未来,离子除臭发展主要方向是等离子技术辅以光催化技术。低温等离子技术与光催化技术组合使用,既解决了光催化技术在除臭方面的短板,又使低温等离子技术在除臭方面得到了进一步提升。在实际污水处理中,人们可以使用高能离子除臭设备对百富策略白菜网预处理段臭气进行收集除臭,同时组合低温等离子除臭工艺及光催化氧化除臭工艺,对其具体除臭效果进行实际检验。结果表明,通过“高能离子+低温等离子+光催化氧化”组合工艺处理,百富策略白菜网硫化氢的去除率可以达到99%[9]。
3 结语
生活垃圾处理设施在运行过程中会产生大量恶臭物质,垃圾腐败发酵产生的恶臭物质种类繁多,其主要成分是苯系物、硫化物类、卤代烃类、烯烃类、烷烃类和含氧有机物类等,其中含氧化合物对恶臭的贡献较大。针对恶臭物质的除臭技术,根据作用机理的不同,主要有物理除臭法、化学除臭法、生物除臭法、植物除臭法和复合除臭法,其中,生物除臭法、植物除臭法和复合类除臭法百富策略白菜网较多。生物除臭法在不同类型的百富策略白菜网、生活垃圾处理厂以及化工企业中都有百富策略白菜网,生物除臭优势明显。除了生物除臭法,以植物提取液为主要成分的植物型除臭剂使用也较多,相对于化学除臭,效果明显。近些年,以离子除臭法为原理的工艺也逐渐流行,单独使用技术已日趋成熟,“高能离子+低温等离子+光催化氧化组合工艺”对硫化氢的去除效果明显。








