李 智
(天津市環(huán)境衛(wèi)生服務(wù)中心,天津 300000)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和城市建設(shè)發(fā)展,城市中普遍建設(shè)了生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站、中轉(zhuǎn)站、處理廠等環(huán)境衛(wèi)生工程,但在處理固體垃圾同時(shí),也將產(chǎn)生一些污染物質(zhì),如垃圾產(chǎn)生的臭氣。以天津市為例,截至2017年底,全市垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站175座、中轉(zhuǎn)站7座、垃圾處理廠11座,設(shè)計(jì)處理量已達(dá)11 500 t/d,另有糞便處理廠2座。全市2017年垃圾清運(yùn)量高達(dá)306.87萬(wàn)t,糞便清運(yùn)量達(dá)27.7萬(wàn)t。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人們生活水平提高,群眾對(duì)美好城市居住環(huán)境要求日益提升??茖W(xué)處理這些污染物質(zhì),不僅對(duì)城市環(huán)境提升有重要意義,還直接影響市民生活質(zhì)量。
生活垃圾與糞便中含有蛋白質(zhì)及脂肪,在分解時(shí)將產(chǎn)生惡臭物質(zhì),主要包含氨、硫化氫、甲硫醇、甲基硫、三甲胺、二硫甲基、乙醛等[1-2]。在進(jìn)行脫臭處理時(shí),通常是處理前四種物質(zhì),其他幾種物質(zhì)的臭味并不大。在運(yùn)輸、處理垃圾時(shí),臭氣主要存在于轉(zhuǎn)運(yùn)站暴露口、中轉(zhuǎn)站及運(yùn)輸環(huán)節(jié)、焚燒廠的儲(chǔ)料坑及填埋場(chǎng)的垃圾暴露面等位置。
在處理臭氣時(shí)可使用物理法、化學(xué)法、生物法等技術(shù),具體包括氣洗法、吸附法、直接燃燒法、催化氧化法、氯氧化法、中和法等[3-4]。其工作原理就是去除有臭味的成分或通過(guò)各種反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為無(wú)臭物質(zhì)。下文主要分析集中臭氣處理技術(shù)。
此方法就是利用水和酸、堿等水溶液吸收排氣管中的臭氣。人們可以采用填充塔式、噴灑塔、氣泡塔等在洗氣塔中進(jìn)行氣洗操作。
表1 惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值
此方法是通過(guò)活性炭、硅膠與活性黏土等吸附能力較強(qiáng)的物質(zhì)來(lái)吸收、去除致臭物質(zhì)。人們需依據(jù)臭氣類(lèi)型選擇合適的吸附劑。在使用活性炭處理臭氣時(shí),需進(jìn)行預(yù)處理操作,去除氣體中的灰塵、水分、油與焦油類(lèi)物質(zhì),以便活性炭吸收、去除臭氣,需保證粉塵濃度低于20 mg/m3,相對(duì)濕度低于96%,溫度低于150℃?,F(xiàn)階段,活性炭纖維在除臭工作中的應(yīng)用較多。
此種處理方法就是把臭氣排入鍋爐燃燒室、燃燒爐等設(shè)施中,通過(guò)燃燒可燃部分達(dá)到除臭目標(biāo)。需要注意的是,溫度需在800℃以上才可去除臭氣。
假如臭氣中的可燃成分濃度較低或排氣溫度較低,可使用催化劑進(jìn)行催化氧化處理。觸媒脫臭氣設(shè)施則需加熱臭氣,在溫度保持在200~400℃時(shí),利用觸媒層使其發(fā)生氧化反應(yīng),使臭氣成為無(wú)臭無(wú)害氣體。此種方式主要適合處理鏈狀烷烴、萘烷類(lèi)、烯烴類(lèi)、芳香族類(lèi)、醛類(lèi)等。其優(yōu)點(diǎn)為設(shè)備體積較小、重量較輕。
此方法就是利用氧化劑(如氯、次氯酸鈣、二氧化氯等)與臭氣中的硫化氫、甲醛、有機(jī)胺、苯乙烯等物質(zhì)進(jìn)行氧化反應(yīng),使其成為無(wú)臭物質(zhì),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)除臭的目標(biāo)。現(xiàn)階段,大多采用活性氧技術(shù)把空氣中的氧分子轉(zhuǎn)換為正負(fù)離子,并利用通風(fēng)管道輸入到臭氣散發(fā)點(diǎn),此種處理設(shè)備占地面積較小。
此種處理方式是利用強(qiáng)烈的芳香味遮掩臭氣的氣味。目前,使用較為廣泛的掩蔽劑為乙硫醇桉樹(shù)油、甲基吲哚香豆素等。在除臭時(shí),不僅需要重視掩蔽劑的效果,還需要分析掩蔽劑與待處理臭氣的相溶性。使用中和法可有效降低臭氣濃度,通過(guò)吸附及化學(xué)反應(yīng),可有效降低臭氣濃度,實(shí)現(xiàn)除臭的目的。
此種方法是利用微生物把臭味物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)臭無(wú)害化合物。傳統(tǒng)生物處理方法是利用土壤、堆肥或碎木屑來(lái)處理臭氣,通過(guò)風(fēng)機(jī)給臭氣增壓,在其進(jìn)入氣體調(diào)節(jié)塔后去除臭味中的灰塵,增加臭氣濕度,然后通過(guò)生物過(guò)濾器過(guò)濾之后直接排放,在有必要時(shí)可通過(guò)排氣筒進(jìn)行排放。傳統(tǒng)生物處理法的生物過(guò)濾器的生物活性較高,凈化效果較好,整個(gè)處理系統(tǒng)運(yùn)行較為穩(wěn)定,操作及管理也較為便捷,但是整個(gè)處理系統(tǒng)的占地面積較大[5-6]。經(jīng)研究,使用1.5~2.0 m高的熟化肥料作為臭氣處理濾料,其負(fù)荷為50 m3/(m2·h)左右,在過(guò)濾后可有效去除大部分致臭物質(zhì);利用碎木屑、碎枝干進(jìn)行過(guò)濾時(shí),需在頂部覆蓋保濕層,其負(fù)荷為100~250m3/(m2·h)。
2.7.1 傳統(tǒng)生物除臭
傳統(tǒng)生物除臭技術(shù)工藝流程如圖1所示。
圖1 傳統(tǒng)生物除臭技術(shù)
2.7.2 組合式高效除臭
組合式高效生物滴濾器通過(guò)添加增濕循環(huán)液來(lái)加強(qiáng)生物處理系統(tǒng)的處理效果。在臭氣進(jìn)入處理器后,首先需要通過(guò)洗滌區(qū)進(jìn)行除塵增濕操作,之后進(jìn)入生化區(qū)去除致臭物質(zhì),最后除霧脫水經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)加壓之后排出。此種處理系統(tǒng)占地面積較小,將整個(gè)氣體增濕、生物凈化等流程融于一體,可對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制。
由于傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)占地面積較大,將各種生物處理技術(shù)與其他處理技術(shù)融合在一起,可有效減少占地面積。例如,生物活性炭法就把活性炭的吸附作用與生物的降解作用結(jié)合在一起,利用微生物有效延長(zhǎng)活性炭的使用壽命,在降低除臭成本的同時(shí),可有效減少占地面積。
2.7.3 生物菌種除臭
近幾年,人們開(kāi)始使用微生物菌種來(lái)處理臭氣,并取得了一定成果。人們可以通過(guò)噴灑菌種稀釋液的方式,減少空氣中的中氨、硫化氫等物質(zhì),繼而實(shí)現(xiàn)除臭的目標(biāo)。此外,人們可在生物脫臭塔中使用高效除臭菌種,提升生物除臭效率及效果。
一般情況下,人們可以將臭氣分為高濃度臭氣、中濃度臭氣、低濃度臭氣,并依據(jù)相應(yīng)的要求選擇臭氣收集及處理方式,詳情如表2所示。
表2 惡臭成分濃度與脫臭方法的關(guān)系
在收集高濃度臭氣、中濃度臭氣時(shí),人們應(yīng)盡量使用局部排氣方式,依據(jù)臭氣散發(fā)點(diǎn)的面積科學(xué)計(jì)算收集氣量,按照0.4~0.6 m/s的上升氣速計(jì)算氣量,連續(xù)工作時(shí)取最大值,間歇工作時(shí)取值較低。針對(duì)低濃度臭氣,則需保證換氣量足夠。不同場(chǎng)所的換氣量可依據(jù)表3進(jìn)行選擇。
表3 臭氣發(fā)生場(chǎng)所與換氣次數(shù)
3.2.1 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站
垃圾在轉(zhuǎn)運(yùn)站的停留時(shí)間比較短,并未進(jìn)行充分發(fā)酵,因此產(chǎn)生的致臭物質(zhì)較少,臭氣濃度也比較低,并不需要使用集中收集然后處理的方式,僅需保證垃圾收集站地面的清潔,以免垃圾暴露在空氣中,減少產(chǎn)生臭氣的可能。假如對(duì)空氣質(zhì)量要求較高,人們可通過(guò)噴灑生物除臭藥液或配置小型氧化劑類(lèi)發(fā)生設(shè)備,達(dá)到除臭的目標(biāo)。收集站在處理已腐敗垃圾時(shí),可以在添加有機(jī)物高效降解菌的同時(shí),添加除臭效果較好的菌種,以便在處理垃圾的同時(shí)實(shí)現(xiàn)除臭。
3.2.2 中轉(zhuǎn)站
垃圾臨時(shí)堆放處是垃圾中轉(zhuǎn)站出現(xiàn)臭氣的主要場(chǎng)所,轉(zhuǎn)載過(guò)程中出現(xiàn)的臭氣含有很多粉塵,因而需在除臭的同時(shí)考慮除塵。在處理中轉(zhuǎn)站的臭氣時(shí),可在除塵后通過(guò)吸附技術(shù)進(jìn)行除臭操作,同時(shí)也可將吸附技術(shù)與電離、生物等技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用。
3.2.3 焚燒廠
垃圾焚燒廠產(chǎn)生臭氣的區(qū)域就是垃圾卸料儲(chǔ)存?zhèn)},通常情況下,焚燒廠將臭氣產(chǎn)生點(diǎn)的空氣抽到焚燒設(shè)備中進(jìn)行燃燒,以消除臭氣中的致臭物質(zhì)。
為避免臭氣外溢,人們需保證臭氣的抽吸量足夠,且保證卸料儲(chǔ)存?zhèn)}內(nèi)的壓力符合要求。但是,焚燒設(shè)備需要的助燃空氣量是一定的,假如空氣過(guò)多將影響焚燒效果,因而需對(duì)垃圾卸料儲(chǔ)存?zhèn)}采取隔臭措施。例如,在卸料口設(shè)置風(fēng)簾、關(guān)閉儲(chǔ)存?zhèn)}門(mén)等,采用換氣的方式保證卸料儲(chǔ)存?zhèn)}內(nèi)的壓力符合要求。另外,還需保證卸料儲(chǔ)存?zhèn)}外地面的清潔度,以免出現(xiàn)臭氣。
3.2.4 堆肥廠
堆肥廠的主要臭氣來(lái)源為垃圾卸料儲(chǔ)存?zhèn)}、垃圾發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)或條堆場(chǎng)地,針對(duì)這些密閉空間中的臭氣,人們可以采用抽吸之后集中處理的方式處理臭氣。假如使用傳統(tǒng)堆肥技術(shù),將占用大量土地資源,人們可使用生物濾池實(shí)現(xiàn)去除臭氣的目標(biāo),利用成熟堆肥或木屑這些濾料進(jìn)行過(guò)濾操作,此種處理效果較為穩(wěn)定,處理成本較低。另外,不需對(duì)濾料進(jìn)行再生操作,假如必須更換濾料,人們可將其作為肥料運(yùn)輸出廠外。二次堆肥處于露天環(huán)境,人們可以使用噴灑除臭菌種的方法處理臭氣。
3.2.5 填埋場(chǎng)
填埋場(chǎng)為處理臭氣,大多會(huì)采用衛(wèi)生填埋技術(shù)。通常情況下,填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池都比較大,在填埋覆蓋作業(yè)較為完善時(shí),調(diào)節(jié)池則是填埋場(chǎng)的主要臭氣來(lái)源。由于填埋場(chǎng)距離居民區(qū)較遠(yuǎn),可以對(duì)調(diào)節(jié)池進(jìn)行密閉操作,在抽取臭氣后通過(guò)高空排放的方式進(jìn)行處理。為處理調(diào)節(jié)池的臭氣,小型填埋場(chǎng)可添加除臭菌種,需要注意的是,不能添加難以降解的有機(jī)化合物,以免影響污水處理效果。
3.2.6 糞便預(yù)處理廠
糞便預(yù)處理廠出現(xiàn)臭氣的主要區(qū)域?yàn)榧S便卸料、處理、儲(chǔ)存場(chǎng)所的暴露面,如卸糞槽、粗格柵、細(xì)格柵流槽等區(qū)域。
由于糞便預(yù)處理廠的臭氣濃度較高,為避免臭氣溢出,人們可以采用通路隔斷法,以保證臭氣處理效果。假如僅采用活性炭吸附技術(shù)處理臭氣,處理成本較高,因此人們可結(jié)合生物處理技術(shù)處理臭氣。通常,糞便預(yù)處理廠距離市區(qū)較近,選址較為困難,為減少對(duì)土地資源的需求,人們可以使用組合式高效生物除臭技術(shù),將生物處理技術(shù)、前端洗滌、末端生物活性炭結(jié)合在一起,從而有效提升臭氣處理效果。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,每天產(chǎn)生的各種垃圾數(shù)量持續(xù)增加。這些垃圾形成的臭氣污染將對(duì)環(huán)境構(gòu)成較大壓力,同時(shí)也將影響人們的生活質(zhì)量。為有效解決該問(wèn)題,人們必須科學(xué)規(guī)劃垃圾的收集、轉(zhuǎn)運(yùn)和處理各環(huán)節(jié),而加強(qiáng)對(duì)臭氣等污染物質(zhì)的處理是其中重要一環(huán)。只有采取科學(xué)有效的措施,人們才能實(shí)現(xiàn)改善城市環(huán)境、提升居民生活質(zhì)量的目標(biāo)。