郭 濤 劉 東 王玉東 王磊蕓 劉 殊

（共青科技職業(yè)學(xué)院 江西·九江 332020）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，師生產(chǎn)生的垃圾量逐年增加。在此過(guò)程中，填埋場(chǎng)、焚燒廠、堆肥廠等處理設(shè)施的臭氣控制措施不完善，管理措施不到位，導(dǎo)致垃圾臭氣污染嚴(yán)重。目前，垃圾處理設(shè)施臭氣分析及臭氣控制技術(shù)的研究已成為廣大科技工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。校園垃圾填埋場(chǎng)的惡臭排放屬于無(wú)組織非點(diǎn)源排放，其分布和擴(kuò)散規(guī)律比較復(fù)雜。在氣味成分中，除硫化氫、氨氣等少數(shù)無(wú)機(jī)化合物外，大部分是有機(jī)物，硫、氮、氧、氯是常見的氣味成分。根據(jù)除臭機(jī)理的不同，惡臭物質(zhì)的除臭技術(shù)主要有物理除臭、化學(xué)除臭、生物除臭和植物除臭。對(duì)校園垃圾處理設(shè)施的惡臭氣體產(chǎn)生及除臭技術(shù)進(jìn)行了分析，為惡臭源分析及設(shè)施除臭技術(shù)的選擇提供參考。

1 校園垃圾惡臭氣體的來(lái)源與種類

1.1 惡臭氣體的來(lái)源

惡臭氣體的主要來(lái)源是：校園垃圾運(yùn)輸過(guò)程中滲濾液溢出；校園垃圾運(yùn)輸過(guò)程中滲濾液溢出；校園垃圾運(yùn)輸過(guò)程中滲濾液溢出；校園垃圾運(yùn)輸過(guò)程中滲濾液溢出；填埋場(chǎng)傾倒區(qū)校園垃圾在擴(kuò)散堆放過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭氣體；在卸料過(guò)程中，滲濾液從校園垃圾中溢出；在餐廳，特別是后廚，校園垃圾發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生大量惡臭氣體；焚燒車間內(nèi)儲(chǔ)存的校園垃圾氣味及校園垃圾進(jìn)料料斗滲濾液；校園垃圾滲濾液處理過(guò)程中產(chǎn)生的臭味和異味。

1.2 惡臭氣體的種類

校園垃圾產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)有苯系物、硫化物、鹵代烴、烷烴、烷烴和含氧有機(jī)物等。根據(jù)文獻(xiàn)研究，魯慧杰在校園垃圾填埋工藝預(yù)處理車間檢測(cè)出50種惡臭物質(zhì)。從質(zhì)量濃度和嗅覺(jué)閾值來(lái)看，二甲基二硫、乙酸丁酯、對(duì)二乙苯和乙醇對(duì)惡臭濃度的貢獻(xiàn)較大；校園垃圾焚燒廠校園垃圾堆放車間檢出惡臭物質(zhì)55種。特征性惡臭物質(zhì)為甲硫醇、二甲基二硫、乙醇和檸檬烯；在校園垃圾堆肥工藝預(yù)處理車間，檢測(cè)出34種惡臭物質(zhì)，其特征性惡臭物質(zhì)為乙醇、二甲基二硫、乙酸丁酯和檸檬烯。李海清等研究表明，夏季校園垃圾堆肥的主要惡臭物質(zhì)是含氧有機(jī)物，其次是芳香烴。不同堆肥車間的主要惡臭物質(zhì)不同。卸料車間和破碎車間的主要惡臭物質(zhì)為乙酸和甲基硫醚；發(fā)酵車間和腐敗車間的主要臭味為乙酸、乙醛、甲硫醚、乙酸 -蒎烯、二甲基二硫、檸檬烯 -蒎烯和乙醇。

2 生物技術(shù)去除校園垃圾臭氣的影響因素

2.1 微生物菌種

微生物菌種是影響臭氣處理效果的關(guān)鍵因素。微生物菌株的活性及其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力直接影響到除臭系統(tǒng)的穩(wěn)定性。校園垃圾填埋場(chǎng)惡臭的主要成分是硫化氫、氨氣、VOCs等，羅永華等人利用從校園垃圾填埋場(chǎng)附近土壤中分離出的微生物制作除臭劑。該除臭劑對(duì)氨氮、硫化氫和VOCs有很好的去除效果，能有效降低校園垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的異味，還能有效抑制腐敗微生物的生理生化活性，使除臭效果更持久。目前，大多數(shù)研究已經(jīng)分離出處理單一異味的高效菌，但對(duì)復(fù)合菌的研究相對(duì)較少，基本停留在實(shí)驗(yàn)室或中試階段，工程應(yīng)用研究相對(duì)較少，而分離菌的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還比較缺乏。

2.2 生物濾池填料

生物濾池填料由填料和掛膜微生物兩部分組成。廢氣被填料液膜吸附后進(jìn)入微生物分解。因此，填料和掛膜微生物是生物濾池的重要組成部分。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)填料和填料膜的生物固化進(jìn)行了研究。生物濾池中載體的厚度和氣體分布的均勻性會(huì)影響掛在載體上的膜對(duì)惡臭氣體的吸收率，從而影響除臭效果。包裝材料有兩種：一種是木屑、砂、土、石、殼、陶瓷等無(wú)機(jī)填料；另一種是樹皮、鋸末、聚氨酯泡沫等有機(jī)填料。如果生物濾池填料全部為無(wú)機(jī)填料，則應(yīng)定期加入部分營(yíng)養(yǎng)液，形成生物滴濾器。研究表明，以纖維狀泥炭、多孔陶粒、聚乙烯醇纖維、海綿、干樹皮、干草和木屑為填料的生物濾池除臭效果較好。傳統(tǒng)的生物濾池雖然為微生物的生長(zhǎng)提供了有利的條件，但在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，也出現(xiàn)了濾料層腐蝕、阻力增大、處理效率下降等問(wèn)題。另外，惡臭氣體成分復(fù)雜，水溶性大。傳統(tǒng)的以細(xì)菌為主的生物濾池難以同時(shí)有效地去除不同性質(zhì)的物質(zhì)。針對(duì)這些問(wèn)題，開發(fā)了新的改良生物除臭技術(shù)。劉建偉等人采用新型復(fù)合生物反應(yīng)器去除污水廠的惡臭氣體，取得了較好的效果。去除率達(dá)到99%以上。雙層濾床的結(jié)構(gòu)使其去除效率更高。

2.3 溫度及PH

溫度會(huì)影響微生物的活性，從而影響微生物對(duì)惡臭氣體的分解代謝效率。對(duì)于有氧呼吸，微生物的最適溫度在15-35℃之間。當(dāng)溫度高于或低于這個(gè)溫度時(shí)，微生物的生長(zhǎng)就會(huì)減慢，甚至進(jìn)入休眠狀態(tài)。雖然北方氣溫較低，有利于填料表面生物膜吸收異味中的污染物，但會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)。因此，有必要增加外殼保溫措施或加熱進(jìn)氣，以提高系統(tǒng)的整體工作溫度。pH值對(duì)微生物活性也有影響，最適生長(zhǎng)環(huán)境為6-9。由于惡臭中的硫化氫、氨氣和含氯有機(jī)化合物的氧化分解，會(huì)產(chǎn)生酸性副產(chǎn)物，降低環(huán)境中的pH值，影響微生物的生長(zhǎng)，甚至殺死微生物。通常會(huì)添加化學(xué)試劑和堿性填料來(lái)中和pH值。

3 高職綠色校園垃圾除臭生物技術(shù)的應(yīng)用

3.1 生物菌劑法

生物菌劑法是向校園垃圾中投加一定量的植物液、微生物菌劑或酶制劑，使其與校園垃圾中的臭氣分子發(fā)生反應(yīng)，抑制校園垃圾中臭氣的產(chǎn)生。研究表明，在校園垃圾中噴灑2G/m2植物液，臭氣去除率可達(dá)90%以上，并能抑制臭氣產(chǎn)生的生長(zhǎng)時(shí)間。也有學(xué)者繼續(xù)從校園垃圾填埋場(chǎng)附近的土壤中分離高效除臭菌，經(jīng)驗(yàn)證，除臭效果可達(dá)80%以上。生物劑法具有無(wú)毒無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)，但其連續(xù)使用成本高，對(duì)惡臭氣體的去除效率有限，需要連續(xù)噴灑，一定程度上限制了其廣泛使用。

3.2 生物濾池法

生物濾池法除臭一般是將惡臭氣體先經(jīng)過(guò)預(yù)洗池去除一部分臭氣后，臭氣分子進(jìn)入生物濾池后，吸附在生物填料表面的液膜上，然后被微生物吸收。經(jīng)過(guò)一系列的生化反應(yīng)，它們被分解成無(wú)機(jī)鹽或無(wú)味氣體，這樣氣味分子就可以被去除。生物濾池用于處理各種形式的校園垃圾中的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）和惡臭氣體，包括氨、硫化氫、硫醇和硫化物，以及苯乙烯和苯酚等揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）。目前，實(shí)驗(yàn)研究表明，生物過(guò)濾法能有效處理校園垃圾產(chǎn)生的數(shù)百種惡臭氣體。生物濾池法具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、能有效處理大流量、低濃度廢氣、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)高濃度廢氣通過(guò)時(shí)，容易造成微生物生長(zhǎng)過(guò)快，堵塞填料，不適合高濃度廢氣的處理。以土壤、鋸末、堆肥為填料，易腐爛，使用壽命短。生物濾池的濕度和pH值也很難控制。

3.3 植物型除臭劑的應(yīng)用

除生物除臭法外，目前以植物提取物為主要成分的植物除臭劑也被廣泛應(yīng)用。在此期間，通過(guò)噴灑植物提取物，將有異味的分子迅速分解成無(wú)毒無(wú)味的分子，達(dá)到除臭的目的。結(jié)果表明，以植物提取物為主要成分的植物除臭劑除臭效果明顯。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的氣味源樣品，植物除臭劑的用量為100ml，在實(shí)驗(yàn)初期，大多數(shù)植物除臭劑能在短時(shí)間內(nèi)將氣味源的氣味強(qiáng)度降低到3以下；加入200ml后，所有樣品的氣味強(qiáng)度均降至2以下，對(duì)VOCs的去除效果明顯。與植物性除臭劑相比，生物性除臭劑的除臭效果次之。當(dāng)噴灑200ml除臭劑時(shí)，氣味源的氣味強(qiáng)度降低到3以下?；瘜W(xué)除臭劑的效果差一點(diǎn)。當(dāng)用量為100ml時(shí)，除臭效果不明顯。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要論述了校園垃圾惡臭治理的主要方法。與其它技術(shù)方法相比，生物除臭具有處理效率高、無(wú)二次污染、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、管理維護(hù)方便等明顯優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，我國(guó)臭氣處理的研究和應(yīng)用取得了很大進(jìn)展，但由于生物處理過(guò)程涉及氣、液、固傳質(zhì)和生化降解過(guò)程，內(nèi)部反應(yīng)較為復(fù)雜，因此目前的研究還不夠深入。作者認(rèn)為，校園垃圾惡臭生物處理的未來(lái)發(fā)展方向是：（1）高效復(fù)合除臭劑的工業(yè)應(yīng)用，研究除臭效果的變化機(jī)理和除臭效果的穩(wěn)定性；（2）尋找高比表面積的填料，高強(qiáng)度、高滲透性和耐酸堿性，納米填料將是一個(gè)更有前景的發(fā)展方向；（3）隨著臭氣排放要求的不斷提高，研究復(fù)合式校園廢氣處理技術(shù)，有利于提高整體除臭效率，滿足更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。它可以是離子法+生物濾池+活性炭、活性氧法+離子法+生物濾池等多種形式的組合。