王瑟瀾，原子能，陳　奕，宋立杰

（1.上海老港固廢綜合開發(fā)有限公司，上海200336；2.上海市環(huán)境工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究院有限公司，上海200232）

垃圾填埋場(chǎng)惡臭氣體控制研究進(jìn)展*

王瑟瀾1，原子能1，陳奕2，宋立杰2

（1.上海老港固廢綜合開發(fā)有限公司，上海200336；2.上海市環(huán)境工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究院有限公司，上海200232）

垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染已經(jīng)逐漸成為一種社會(huì)公害，引起全社會(huì)的廣泛關(guān)注。以填埋場(chǎng)惡臭控制為目標(biāo)，提出了源頭惡臭減量、過(guò)程惡臭控制、末端惡臭處理的基本思路，介紹了幾種新型過(guò)程惡臭控制和末端惡臭處理技術(shù)，對(duì)填埋場(chǎng)惡臭控制具有理論和實(shí)踐的指導(dǎo)意義。

垃圾填埋場(chǎng)；惡臭控制；無(wú)土噴涂覆蓋；蓄熱式氧化

2012年我國(guó)生活垃圾清運(yùn)總量達(dá)到1.7×108t，其中通過(guò)衛(wèi)生填埋處理的生活垃圾量達(dá)到1.05×108t，占61.56%［1］。盡管近期垃圾處理方式呈現(xiàn)多樣化，但是衛(wèi)生填埋依然是近期乃至未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間我國(guó)城市生活垃圾處理的主要手段。

生活垃圾中含有大量的有機(jī)物成分，在填埋降解過(guò)程中會(huì)釋放出NH3、H2S、硫醇、VOCs、VFAs等引起人感官不適的惡臭物質(zhì)。垃圾填埋場(chǎng)的惡臭污染具有范圍廣、濃度高和危害大的特點(diǎn)，嚴(yán)重危害著環(huán)衛(wèi)人員的健康、影響周邊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，已經(jīng)逐漸成為一種社會(huì)公害，引起全社會(huì)的廣泛關(guān)注。

1　源頭惡臭減量

填埋場(chǎng)不同地點(diǎn)和階段的垃圾處于不同的降解階段，這些降解過(guò)程中產(chǎn)生的填埋氣都含有惡臭物質(zhì)。從源頭上減少惡臭氣體產(chǎn)生，可以通過(guò)實(shí)行垃圾分類收集，縮短垃圾收集到填埋的時(shí)間間隔等方法實(shí)現(xiàn)。做好垃圾分類，控制有機(jī)垃圾進(jìn)場(chǎng)量，不僅有利于生活垃圾中有價(jià)值組分的資源化利用，而且使微生物的降解受到極大抑制，從而大大改善填埋場(chǎng)惡臭污染的現(xiàn)象。但垃圾分類收集過(guò)程中必須有合適的有機(jī)質(zhì)廢物處理工藝和裝備，否則對(duì)于惡臭污染而言只是一個(gè)污染轉(zhuǎn)移的過(guò)程，有機(jī)質(zhì)集中堆置填埋的區(qū)域?qū)⒃斐筛鼑?yán)重的惡臭問(wèn)題。

最近有研究者提出了通過(guò)除臭生物屏障前移處理惡臭物質(zhì)的方法，即在垃圾收運(yùn)前段加入處理菌劑的方式，使得垃圾在運(yùn)輸過(guò)程中由腐敗變?yōu)榘l(fā)酵，在垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)之前控制惡臭物質(zhì)的產(chǎn)生［2］。此外，向收集垃圾噴灑特定菌液，與致臭微生物形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，抑制或減緩厭氧致臭過(guò)程的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)惡臭氣體的減少也具有一定的應(yīng)用前景。從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，對(duì)于填埋作業(yè)而言，通過(guò)遏制作用獲得收運(yùn)垃圾3 d左右不臭的效果，就可以有效地減少填埋作業(yè)過(guò)程的惡臭污染問(wèn)題。

2　過(guò)程惡臭控制

填埋場(chǎng)惡臭控制的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是填埋作業(yè)完成后的覆蓋措施。通過(guò)覆蓋可以隔離惡臭污染源，完整的覆蓋措施應(yīng)該包括日覆蓋、中間覆蓋和最終覆蓋3個(gè)層面。

2.1土壤覆蓋技術(shù)

最簡(jiǎn)單的覆蓋材料就是使用土壤進(jìn)行垃圾覆蓋，填埋氣體在通過(guò)土壤層時(shí)首先被土壤顆粒吸附、吸收，繼而被垃圾中的微生物降解。國(guó)外研究者對(duì)比了不同城市垃圾填埋場(chǎng)惡臭組成和濃度變化情況，發(fā)現(xiàn)有覆土層的垃圾填埋庫(kù)區(qū)對(duì)惡臭氣體的削減十分明顯，而無(wú)覆土層的其他填埋庫(kù)區(qū)則無(wú)顯著性變化［3］。

使用黏土作為覆蓋材料的傳統(tǒng)土壤覆蓋技術(shù)，目前已經(jīng)比較成熟，但是使用過(guò)程中也暴露出除臭效果差、占用庫(kù)容大、部分地區(qū)難以獲得等缺點(diǎn)，為此有許多研究者提出利用污泥和改性污泥、建筑垃圾、堆肥復(fù)合基質(zhì)、礦化垃圾等作為覆蓋材料，在控制惡臭污染的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了以廢制廢［4，5］。

2.2膜覆蓋技術(shù)

近年來(lái)，人工合成材料如PE膜、PVC膜、EVA膜、LDPE膜、HDPE膜等材料，憑借良好的延展性、密閉性、抗老化性和可重復(fù)利用性，被廣泛應(yīng)用于填埋場(chǎng)。同濟(jì)大學(xué)趙由才課題組在對(duì)比黏土、彩條布、浸塑布、HDPE膜等作為覆蓋材料，從效果和經(jīng)濟(jì)學(xué)2方面考慮后，確定日覆蓋、中間覆蓋采用0.5 mmHDPE膜為最佳方案，并應(yīng)用于上海老港垃圾填埋場(chǎng)［6］。在此基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)摸索出了一套填埋場(chǎng)膜覆蓋技術(shù)，隔斷惡臭氣體散發(fā)通道，降低了填埋場(chǎng)惡臭散發(fā)，同時(shí)較好地起到雨污分流的作用，減少了垃圾滲瀝液的產(chǎn)生量，節(jié)約部分滲瀝液治理成本。

2.3無(wú)土噴涂覆蓋技術(shù)

正大歐瑞信公司研發(fā)的OWC垃圾填埋無(wú)土噴涂覆蓋技術(shù)最近也受到了廣泛關(guān)注，并已經(jīng)應(yīng)用于廈門、南寧、濟(jì)南、長(zhǎng)春、杭州等填埋場(chǎng)。該技術(shù)是指利用OWC環(huán)保專用覆蓋材料，通過(guò)特制的專用噴涂設(shè)備，加入水混合攪拌成漿狀，通過(guò)靈活可移動(dòng)式高壓軟管輸送并噴涂到所需覆蓋的垃圾層表面，材料干化后在垃圾表面形成一層0.6～1 cm厚的覆蓋膜層，通過(guò)控制材料配比和噴涂厚度，能滿足垃圾填埋各種覆蓋時(shí)間（短期、中期）要求。該膜層的原料為生物質(zhì)材料，干化后和硬紙板材質(zhì)類似，但擁有更高的強(qiáng)度，材料雖達(dá)到蓋膜硬度，但透氣性要比塑料膜高很多，干化后的覆蓋涂層具有透氣、導(dǎo)水雙重功能，并具備充分的物理強(qiáng)度與阻燃性，可通過(guò)在漿料中添加功能性添加劑（微生物制劑等）及草籽，能將除臭、滅蠅、綠化等作業(yè)在噴涂覆蓋過(guò)程逐步完成。OWC技術(shù)機(jī)械化作業(yè)程度高，與傳統(tǒng)的土壤覆蓋技術(shù)、膜覆蓋技術(shù)相比節(jié)省了不少人工成本，據(jù)了解目前該技術(shù)覆膜成本為22元/m2

3　末端惡臭處理

3.1常規(guī)惡臭控制技術(shù)

目前，垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染控制技術(shù)主要包括物理法、化學(xué)法和生物法。其中，物理法主要包括掩蔽法、吸收法、吸附法，具有操作簡(jiǎn)單、見效快等優(yōu)點(diǎn)，但該法僅適宜處理低濃度、小范圍的惡臭物質(zhì)，且成本高、存在二次污染。化學(xué)方法主要包括化學(xué)洗滌法、氧化法、焚燒法，具有效率高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但該方法存在除臭設(shè)施投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、持續(xù)時(shí)間短等缺陷。生物方法主要包括生物過(guò)濾法、生物吸收法、土壤堆肥法和生物除臭劑等，具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)，但該方法存在篩選及培養(yǎng)菌種難、見效慢，生物濾池占地面積大等缺陷。惡臭常規(guī)控制技術(shù)如表1所示。

表1　惡臭的常規(guī)控制技術(shù)

單一使用上述技術(shù)中的一種，通常難以實(shí)現(xiàn)對(duì)填埋場(chǎng)惡臭氣體的有效控制，一般根據(jù)填埋場(chǎng)惡臭氣體的特性、強(qiáng)度和除臭要求等，選擇物理、化學(xué)、生物手段中的多種組成聯(lián)合工藝，以最大程度地降低惡臭，減少污染。深圳市老虎坑垃圾填埋場(chǎng)采用氧化法、活性炭吸附法、紫外光解法、生物除臭法等組成復(fù)合工藝，處理后惡臭污染物均達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［7］。

3.2生物除臭劑

填埋場(chǎng)惡臭污染作為區(qū)域性的面源污染，惡臭氣體收集難度高，傳統(tǒng)惡臭治理技術(shù)需要先將氣體收集起來(lái)才能實(shí)施處理，在填埋場(chǎng)應(yīng)用受到局限，目前在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)噴灑除臭藥劑是較為常見的措施，尤其是微生物除臭劑。

微生物除臭劑的除臭機(jī)理包括降解惡臭氣體、通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)抑制惡臭微生物繁殖、代謝產(chǎn)生香氣物質(zhì)弱化惡臭強(qiáng)度等。國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的生物除臭劑是日本研制的EM復(fù)合菌劑，而國(guó)內(nèi)的研究者也從不同環(huán)境中篩選培養(yǎng)具有除臭功能的微生物菌株，并取得不錯(cuò)的應(yīng)用成果［8-10］。生物除臭菌劑無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染，越來(lái)越多地應(yīng)用于垃圾填埋場(chǎng)，但是生物除臭菌劑也具有一些缺點(diǎn)，價(jià)格昂貴，除臭效果易受外界環(huán)境制約，去除惡臭種類有限等，仍需不斷完善。

3.3主動(dòng)式沼氣收集處理技術(shù)

國(guó)外研究表明，惡臭物質(zhì)被填埋氣體等夾帶逸散到空氣中是填埋場(chǎng)惡臭的主要污染源。隨著填埋技術(shù)的發(fā)展和對(duì)衛(wèi)生填埋認(rèn)識(shí)的不斷深入，國(guó)內(nèi)填埋場(chǎng)提出了主動(dòng)式沼氣收集處理技術(shù)［11］，即通過(guò)建設(shè)沼氣收集系統(tǒng)，包括沼氣收集豎井和橫井，將垃圾堆體內(nèi)產(chǎn)生的沼氣收集并集中處理。收集到的沼氣被用于燃燒或者發(fā)電，在回收利用沼氣的同時(shí)也有效地降低了填埋場(chǎng)惡臭污染。但是這一技術(shù)存在一個(gè)缺陷，就是無(wú)法有效地收集凈化填埋作業(yè)面產(chǎn)生的早期填埋氣。

3.4覆膜抽吸-RTO（蓄熱式氧化）技術(shù)

針對(duì)主動(dòng)式沼氣收集處理技術(shù)的缺陷，近年來(lái)有研究者提出了覆膜抽吸-RTO（蓄熱式氧化）除臭技術(shù)，通過(guò)移動(dòng)式覆膜收集垃圾作業(yè)面上惡臭氣體，將收集到的臭氣送至蓄熱式氧化裝置凈化處理。分析表明填埋場(chǎng)垃圾作業(yè)面上的惡臭氣體含有低濃度可燃組分，以甲烷計(jì)的有機(jī)物濃度在1 428～7 142 mg/m3，CO濃度在2 500～10 000 mg/m3，氣體的熱值在100～400 kJ/m3波動(dòng)。燃燒法的臭氣凈化效率極高，溫度820℃下停留1 s，惡臭的銷毀率可以達(dá)到99%，常規(guī)的燃燒法盡管效率很高，但通常因采用熱力燃燒的方式需補(bǔ)充燃料，造成運(yùn)行成本很高。近20 a來(lái)，隨著換熱技術(shù)的發(fā)展，只接換熱的蓄熱式氧化裝置的燃燒熱回收效率可達(dá)95%，燃燒成本大大降低，目前在工業(yè)有機(jī)氣體凈化中得到了廣泛應(yīng)用［12，13］。覆膜收集的臭氣具有100～400 kJ的熱值，輸送至RTO內(nèi)氧化產(chǎn)生的熱量被儲(chǔ)存，用以預(yù)熱下階段待處理的臭氣，在不添加輔助燃料情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)收集臭氣的蓄熱氧化凈化處理。

4　結(jié)束語(yǔ)

垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)環(huán)境特殊，惡臭污染受到各方面因素影響，其控制是一項(xiàng)綜合性工程，其基本思路可以歸結(jié)為源頭減少惡臭物質(zhì)的產(chǎn)生量、過(guò)程控制惡臭物質(zhì)的排放和末端對(duì)惡臭氣體的合理收集和凈化處理。

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Research Progress in the Control of Landfill Stench

Wang Selan1，Yuan Zineng1，Chen Yi2，Song Lijie2
（1.Shanghai Laogang Waste Utilization Co.Ltd.，Shanghai200336；2.Shanghai Institute for Design&Research on Environmental Engineering Co.Ltd.，Shanghai200232）

Landfill stench pollution had become a kind of public nuisance，which attracted great attention of the whole society.Taking the control of landfill stench as the target，the basic ideas of reduction from the source，control from the process and end-of-pipe treatment were put forward.Several new technologiesof processcontrol and end-of-pipe treatment were introduced，which exhibited theoretical and practical significance in landfill stench control.

landfill；stench control；soillessspray coverage；regenerative oxidation

X705；X701

A

1005-8206（2016）03-0013-03

王瑟瀾（1973—），高級(jí)工程師，主要從事生活垃圾、城市污水處理及環(huán)境整治。

科技惠民計(jì)劃項(xiàng)目（S2013GMC000007）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAC15B05）

2015-02-12