劉希雯 陸云平
1.蘇州市環(huán)科環(huán)保技術(shù)發(fā)展有限公司,江蘇蘇州 215007;2.蘇州市環(huán)境科學(xué)研究所,江蘇蘇州 215007
餐廚垃圾包含廚余垃圾和餐飲垃圾兩大類,前者主要產(chǎn)生于居民日常烹調(diào)中廢棄的下腳料以及剩余食物,后者主要來源于餐飲業(yè)的殘羹剩飯。根據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計結(jié)果,我國城市的餐廚垃圾產(chǎn)生量超過6000萬t/年,且隨著人民生活水平的提高和餐飲行業(yè)的發(fā)展,餐廚垃圾的產(chǎn)生量也將持續(xù)攀升。餐廚垃圾的有機物和水分含量高、易腐爛,腐爛發(fā)酵過程中排放大量惡臭污染物、還會產(chǎn)生霉菌毒素等有害物質(zhì)和滋長病原微生物,若處置不當(dāng)會造成嚴重的環(huán)境污染并威脅人們的身體健康。每年因餐廚垃圾處置不當(dāng)、處置場所惡臭污染擾民而引起周邊居民投訴的現(xiàn)象也常見諸媒體,并困擾著政府相關(guān)主管部門。因此,城市餐廚垃圾集中處置已成為城市不可或缺的市政基礎(chǔ)設(shè)施,而餐廚垃圾處置單位的惡臭污染防治又是其運行管理的重要環(huán)節(jié),本文以蘇州市某餐廚垃圾處置單位為例,研究了蘇州市典型餐廚垃圾處置工藝、惡臭污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié),并提出了惡臭污染防治方案,為餐廚垃圾處置單位的惡臭污染防治提供參考。
蘇州市某典型餐廚垃圾處置中心日處理餐廚垃圾200t,該企業(yè)采用濕熱水解、厭氧發(fā)酵處理工藝。將收集來的餐廚垃圾先由機器進行自動篩選,分離出固體雜質(zhì)和(有機)固液物,再通過粉碎精選一體設(shè)備將前道工序產(chǎn)生的固液物進一步破碎精選,將大顆粒的有機物粉碎為小顆粒的固體物質(zhì),有利于濕熱處理工序的進行。篩選出的固體雜質(zhì)進入壓縮系統(tǒng)進行壓縮,分離出液體和固體垃圾,壓縮所得的有機質(zhì)液體與固液物一同進入反應(yīng)釜進行濕熱水解處理,處理后隨即冷卻,冷卻到80~90℃的固液物進行三相分離。其中,分離出的上層油脂泵入儲油罐得到油脂產(chǎn)品,分離出下層固形物作為飼料產(chǎn)品,分離中層高濃度有機物的液體進入沼氣發(fā)酵系統(tǒng),產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過凈化后用于發(fā)電,沼渣脫水、干化后送區(qū)域電廠作燃料摻燒處置,餐廚垃圾處理過程產(chǎn)生的污水經(jīng)預(yù)處理后接入市政污水管網(wǎng)經(jīng)城鎮(zhèn)污水處理廠處理后達標排放。
餐廚垃圾處置全過程中,卸料口、分選口、破碎口、三相分離口、貯存?zhèn)}、污水處理等環(huán)節(jié)均會排放惡臭污染物。餐廚垃圾處置過程中產(chǎn)生的惡臭污染物種類較為復(fù)雜,惡臭強度相對較高,惡臭物質(zhì)種類主要包括慮硫化氫、氨、乙醇、甲硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、乙硫醚、乙酸乙酯、乙醛、丁醛及檸檬烯等。
為減小生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的惡臭氣體對周圍環(huán)境的影響,卸料口、分選口、破碎口、三相分離口等惡臭污染源設(shè)置在全密閉車間內(nèi),設(shè)置送風(fēng)及抽風(fēng)系統(tǒng)。餐廚垃圾運輸車采用密閉車輛,預(yù)處理車間在車輛進入卸料時將自動門打開,當(dāng)車輛進入后關(guān)上自動門進行卸料,可最大程度避免無組織臭氣排放。在實際運行管理過程中,餐廚垃圾運輸車在車間內(nèi)卸料時應(yīng)注意卷閘門處于關(guān)閉狀態(tài),同時加強環(huán)境管理和巡查,車間門窗不得隨意打開,避免異味的泄漏。
為保證收集風(fēng)管的收集效率,應(yīng)采取的措施如下:
(1)采用膨脹螺栓和橡膠墊結(jié)合的方式,將除臭罩與土建結(jié)構(gòu)之間的縫隙減至最小;
(2)收集風(fēng)管盡量采用“同程”原理布置,確保管路之間的收集風(fēng)量盡量均勻;
(3)在除臭罩上遠離吸風(fēng)口的位置布置進風(fēng)口,使罩內(nèi)臭氣可有組織流動,進入收集風(fēng)管;
(4)精確計算干管、支管風(fēng)速,保證整個廢氣管路的壓力滿足廢氣輸送要求。
經(jīng)采取上述措施后,各廢氣捕集率可達到99%以上。
車間密閉后收集的惡臭廢氣采用化學(xué)噴淋洗滌(酸洗滌、堿洗滌、氧化化學(xué)洗滌)+濾池(生物+活性炭)處理的除臭方法。即高強度臭氣先經(jīng)過H2SO4、NaOH及NaClO等酸、堿性洗滌液進行化學(xué)洗滌,再進入生物+活性炭濾池處理單元進行處理,處理后的臭氣有組織排放至大氣,預(yù)計去除效率可達95%以上。除臭單元示意圖如圖1所示。
圖1 除臭單元示意圖
硫化氫廢氣屬酸性類廢氣,與堿發(fā)生中和反應(yīng)。硫化氫和強堿反應(yīng)的時候,當(dāng)強堿過量,生成硫化物和水,即正鹽;而當(dāng)硫化氫過量的時候,生成硫氫化物和水,即酸式鹽。氨氣屬堿性類廢氣,酸洗時與硫酸發(fā)生中和反應(yīng)被吸收。洗滌塔內(nèi)廢氣流速控制在1.5m/s以內(nèi),塔內(nèi)停留時間大于3s,同時適當(dāng)增加吸收塔的高度,設(shè)有填料及噴淋裝置,由于硫化氫廢氣呈酸性與堿發(fā)生反應(yīng),所以選用堿性液體(NaOH)或次氯酸鈉(NaClO)作吸收液。采用循環(huán)泵輸送,逆流式洗滌,使廢氣由風(fēng)機壓入塔內(nèi)均壓室,并經(jīng)過均風(fēng)格柵勻速進入一級填料層,將廢氣平均分布在PP多面空心球周圍,每只呈現(xiàn)點接觸,排列“Z或W”不規(guī)則路線行走,無偏流現(xiàn)象,再配合螺旋式高流量、不阻塞噴嘴,使氣液二相混合率達97%以上,進入吸收處理塔后的廢氣由漸擴段減速進入二級填料層噴淋功能段,再次使廢氣得到氣液二相充分接觸反應(yīng),然后再經(jīng)脫液器脫液除霧后,最后通過排風(fēng)管排入生物土壤濾池進行深度處理。
該企業(yè)采用的生物濾池為填料床濾池。惡臭氣體可經(jīng)抽吸通過填料床,當(dāng)臭氣通過濾池填料時同時發(fā)生2個活動過程:吸著作用(吸收/吸附)與生物轉(zhuǎn)化。惡臭污染物被吸收入填料表面與生物膜表面,附著在填料表面的微生物,主要是細菌、真菌等對惡臭氧化吸附/吸收的氣體。保持微生物的活性的關(guān)鍵因素是保持填料床內(nèi)具有適宜的濕度和溫度。臭氣中的化學(xué)物質(zhì)與濾料接觸后在表層水膜中溶解,并從氣相轉(zhuǎn)化為液相,以利于濾料中的細胞做進一步的吸收和分解。水溶液中的異味成分被微生物所吸附和吸收,惡臭物質(zhì)從水中轉(zhuǎn)移到微生物體內(nèi)。濾料中的特定菌種,即根據(jù)惡臭污染源的類型篩選而得到的處理菌種以惡臭污染物為食,把污染物轉(zhuǎn)化為自身的營養(yǎng)物質(zhì),使碳、氫、硫、氮、氧等元素從化合物形式轉(zhuǎn)化為游離態(tài),進入微生物自身的物質(zhì)循環(huán)過程中,從而達到降解惡臭污染物的目的。
根據(jù)惡臭產(chǎn)生量,在污水處理、垃圾預(yù)處理、厭氧消化等有限空間,餐廚垃圾運輸?shù)缆泛蛪赫ノ勰喽逊排c泔水卸料區(qū)、廢油脂收集區(qū)、污水處理的曝氣池等敞開空間,布置智能矩陣噴淋系統(tǒng),定期在室內(nèi)噴灑具有吸收、降解惡臭氣體物質(zhì)的生物提取的降解液,起到降低和消除惡臭的作用。
為消除綜合池、槽車呼吸尾氣無組織排放源,可考慮在綜合池、槽車在嚴格密閉的前提下,對此二者設(shè)置氣相平衡管,使呼吸尾氣形成閉路循環(huán),防止惡臭外溢。硬化污水處理車間周邊地面,減少滲濾液和廢油脂滲入地下,避免其腐敗發(fā)臭。廢水輸送管應(yīng)接近伸入水池或槽罐底部,通過減小滲濾液落差和對液體的擾動可以減少惡臭氣體產(chǎn)生。加強運輸車輛、設(shè)備、管路的檢修,減少跑冒滴漏的情況。交替使用洗潔精和微生物除臭液洗滌道路,加強室內(nèi)管理,經(jīng)常使用清水清洗預(yù)處理間的地面,減少垃圾及其滲濾液的暴露面。
加強污染治理措施的檢修維護,減少因設(shè)施故障而導(dǎo)致的非正常排放。
采用用濕熱水解+厭氧發(fā)酵的方法處理餐廚,可以有效實現(xiàn)餐廚垃圾的減量化、無害化和資源化,但是由于餐廚垃圾有機質(zhì)及水分含量的原因,運輸和處置過程中,伴隨著有機質(zhì)的微生物降解,不可避免地會釋放出各類惡臭污染物,對周邊環(huán)境造成不利影響。餐廚垃圾處置單位在采取惡臭污染源密閉,惡臭廢氣負壓收集、末端處理,無組織排放控制等措施后,惡臭環(huán)境影響就可以得到有效控制,實現(xiàn)餐廚垃圾處置社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。