閆飛

摘 要：闡述了城市生活垃圾堆肥臭氣的產(chǎn)生及主要成分，說明了臭氣主要是由垃圾中的有機物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生的，不同的垃圾組分和不同的堆肥條件，對臭氣產(chǎn)生量影響很大。并對臭氣控制技術(shù)進行了總結(jié)。筆者認為“過程控制和末端處理”并重是目前先進、經(jīng)濟和高效的臭氣控制方式。

關(guān)鍵詞：生活垃圾;臭氣;生物除臭;應(yīng)用

引言：城市生活垃圾堆肥作為生活垃圾處理的一項重要手段，以其無害化程度較高、減量化效果較為明顯、可以最大限度地實現(xiàn)生活垃圾處理資源化的特點，在我國目前經(jīng)濟條件下得到了較為廣泛的應(yīng)用。北京、廣西、上海、四川、山西運城、安徽合肥等一大批城市均選用垃圾堆肥工藝。

1 堆肥臭氣的產(chǎn)生及主要成分

1.1 臭氣的產(chǎn)生

垃圾在堆肥過程中，在氧氣充足時，垃圾中的有機成分如蛋白質(zhì)等，在好氧細菌的作用下產(chǎn)生刺激性氣體NH3等;在氧氣不足時，厭氧細菌將有機物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物如含硫的化合物H2S、SO2、硫醇類等和含氮的化合物如胺類、酰胺類等。臭氣的產(chǎn)生過程如圖1所示。不同的垃圾組分和不同的堆肥條件，對臭氣產(chǎn)生量影響很大[1]。此外，溫度、空氣濕度以及風速等環(huán)境條件都會顯著地影響臭氣的散發(fā)量。

1.2 臭氣的主要成分

垃圾堆肥過程中將有機物作為營養(yǎng)物質(zhì)加以利用的過程中，往往伴隨著多種臭味物質(zhì)的產(chǎn)生，這些物質(zhì)包括脂肪酸、胺、芳香化合物、無機硫、有機硫，以及萜類物質(zhì)和其它揮發(fā)性有機物[2]。但主要的致臭物質(zhì)來自于厭氧過程，在厭氧條件下，容易產(chǎn)生H2S、揮發(fā)性有機酸、硫醇、二甲基硫化物等惡臭污染物。

2 堆肥臭氣控制途徑

過程控制和末端處理是堆肥臭氣控制的有效途徑。過程控制是指優(yōu)化堆肥工藝參數(shù)，減少臭氣釋放;末端處理是指在堆肥過程中將臭氣收集后，通過生物除臭法處理后達標排放，減少臭氣對環(huán)境的污染。

2.1 減少臭氣釋放的過程控制方法

減少臭氣產(chǎn)生的首要方法是使堆肥過程充分有效地進行，這一目的的實現(xiàn)需要對堆肥工藝參數(shù)，例如堆肥物料碳氮比、水分、通風方式等方面進行優(yōu)化與控制。具體方法如下：

（1）碳氮比的調(diào)節(jié)

堆肥過程中，碳素是堆肥微生物的基本能量來源，也是微生物細胞構(gòu)成的基本材料。通過加入秸稈、鋸末、花生殼等高碳物質(zhì)可將碳氮比調(diào)節(jié)至合適范圍。一般情況下，微生物每消耗25g有機碳，需要吸收1g氮素，微生物分解有機物較為適宜的碳氮比為25左右。

（2）水分調(diào)節(jié)

堆肥過程中保持適宜的水分含量，是堆肥成功的首要條件。由于微生物大都缺乏保水機制，所以對水分極為敏感。當含水量在35%—40%之間時，堆肥微生物的降解速率會顯著下降，但水分下降到30%以下時，降解過程會完全停止。水分過多，會堵塞堆肥物料孔隙，影響其通透性，易形成厭氧狀況，并產(chǎn)生臭氣，養(yǎng)分損失大，堆肥同樣緩慢。一般認為堆肥物料水分含量最佳范圍為50%—60%。

（3）通風方式的控制

在堆肥過程中，要進行通風和規(guī)律性的翻堆，其主要目的是供氧、除濕和降溫。

① 供氧。氧氣供應(yīng)狀況是影響臭氣產(chǎn)生的重要外部因素。氧氣供給不足會導(dǎo)致厭氧菌的大量滋生，產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸和厭氧性氣體，因此，要確保足夠的氧氣供應(yīng)量，對于許多復(fù)雜基質(zhì)，平均需氧量為2.0gO2/g有機質(zhì)。

② 除濕。在溫度較高條件下通風可以除去水分，當空氣被堆肥基質(zhì)加熱以后，可以蒸發(fā)掉水分，使得物料得到烘干。

③ 降溫。通風可以除去有機質(zhì)分解產(chǎn)生的熱量，以控制過程溫度。

2.2 末端處理臭氣達標排放的方法

目前，解決堆肥臭氣的處理方法主要有三類：物理方法、化學(xué)方法和生物方法。物理和化學(xué)方法具有能耗高，投資大，易產(chǎn)生二次污染等問題;生物方法處理效率高，成本低，環(huán)境效益好等。生物方法近幾年逐步發(fā)展成為臭氣處理方法的主流工藝。

目前國內(nèi)外常用的生物處理方法有生物過濾法、生物洗滌法、生物滴濾法和曝氣式生物法。

2.2.1 生物過濾法

生物過濾法是最早被研究和使用的一種處理揮發(fā)性有機物和惡臭氣體的生物技術(shù)。生物過濾法是指臭氣被通入填充有活性填料（如堆肥、土壤、泥煤、樹皮等）的生物過濾器中，與填料上所附著生長的生物膜（微生物）接觸，被微生物所吸附降解，最終轉(zhuǎn)化為簡單的無機物或合成新細胞物質(zhì)，處理后的氣體在從生物濾池排出。

2.2.2 生物洗滌法

生物洗滌裝置是由一個裝有填料的洗滌器和一個具有活性污泥的生物反應(yīng)器構(gòu)成。在生物洗滌器內(nèi)，廢氣與水逆流接觸，使廢氣中的污染物與填料表面的水接觸，被水吸收進入液相，通過微生物的代謝反應(yīng)達到除臭目的。生物洗滌法H2S的去除率一般為90%—99%[6]。生物洗滌法多用于處理有機臭氣和水溶性好的氣體。該法的優(yōu)點是反應(yīng)條件易控制，占地面積小，壓降小，填料不易堵塞，適合吸收水溶性好的氣體，具有很好的實際應(yīng)用。但這種方法設(shè)備成本高、需要投加營養(yǎng)物質(zhì)、操作復(fù)雜、對溶解度小的化合物難以處理，因而其應(yīng)用具有一定的局限性。

2.2.3 生物滴濾法

生物滴濾法一般被認為是介于生物過濾法和生物洗滌法之間的處理技術(shù)[8]，原理是在有氧條件下，利用微生物的代謝活動將臭味氣體轉(zhuǎn)化成無味或較少氣味氣體的方法。它的結(jié)構(gòu)與生物濾池相似，不同之處是生物滴濾池間歇向濾床材料噴水，而生物濾池連續(xù)向濾床材料噴水。生物滴濾器所用的濾料通常由非有機質(zhì)的惰性物料構(gòu)成，一般也不需要更換[9]。生物滴濾法與生物洗滌法的不同之處在于，廢氣中污染物的吸收和生物降解同時發(fā)生在一個反應(yīng)裝置內(nèi)。

該方法是單一使用液相介質(zhì)來去除惡臭物質(zhì)的生物法[13]，它是1974年日本福山等率先提出的，與廢水處理廠生物曝氣類似，只是用臭氣代替空氣注入活性污泥曝氣池中進行脫臭，活性污泥經(jīng)過3d左右時間的馴化后，其中的微生物即可分解惡臭成分[14]。這種方法適用各種不同不超過極限負荷量的惡臭氣體，可以處理各種不同的惡臭成分（H2S、胺類化合物、低級醇醛、低級脂肪酸等），其去除效率均可達99.52%以上。它的處理效率受活性污泥濃度、曝氣強度、溶解氧、營養(yǎng)鹽的投加、pH值等因素影響。

3 結(jié)論

（1）臭氣主要是由垃圾中的有機物在微生物作用下發(fā)酵產(chǎn)生的，臭氣的成分較為復(fù)雜，具有大氣污染及有害氣體污染的雙重性，其中致臭物質(zhì)主要來自于厭氧過程。

（2）傳統(tǒng)的臭氣處理方法只考慮將臭氣收集送入末端處理，難度大、能耗高、運行成本高。筆者認為在垃圾堆肥過程中應(yīng)該采用“過程控制和末端處理”并重途徑來達到除臭的目的。過程控制是通過優(yōu)化與控制堆肥工藝參數(shù)，如調(diào)整堆肥物料碳氮比、水分、通風方式等方面，來盡量減少臭氣的釋放。

（3）生物法處理臭氣主要有生物過濾法、生物洗滌法、生物滴濾法和曝氣式生物除臭法，其中生物過濾法成本低，但耐負荷能力差;生物洗滌法僅對水溶性致臭物質(zhì)好;生物滴濾法在處理中低濃度的臭氣時具有明顯的優(yōu)勢;曝氣式生物除臭法受到曝氣強度的影響，應(yīng)嚴格控制氣液比，所以單獨使用該法的除臭成本較高。

參考文獻：

[1]楊衛(wèi)英，褚蓮清.城市固體廢棄物臭氣的生物過濾處理法簡介[J]， 再生資源研究， 2001， （1）： 30-32.

[2]Williams O. Odors and VOC emissions control methods [J]. Biocycle， 1995， 36（5）：49.

[3]Park K J.Choi M H.Control of composting odor using biofiltration[J]. Compost Science and Utilization， 2002， 10（4）：356-362.