垃圾填埋场恶臭气体排放影响因素的研究

李元元，吴健萍，齐长青，郝丽华，潘晓峰

（1.天津市环境卫生工程设计院，天津300201；2.中国市政工程华北设计研究总院设计三院，天津300074）

垃圾填埋场恶臭气体排放影响因素的研究

李元元1，吴健萍1，齐长青1，郝丽华2，潘晓峰2

（1.天津市环境卫生工程设计院，天津300201；2.中国市政工程华北设计研究总院设计三院，天津300074）

选取垃圾填埋场恶臭气体中的H2S和NH3作为评价指标，对填埋库区和渗沥液调节池进行气体采样并测量H2S、NH3的浓度变化，分析逆温效应、大气温度、降雨以及覆土等因素对臭气浓度的影响。结果表明：H2S和NH3排放浓度均受逆温效应影响严重，并有明显的季节变化，呈春、夏季高而秋、冬季低的特征。此外，降雨和覆土可以显著降低填埋场恶臭污染物的排放浓度。

垃圾填埋场；臭气排放；影响因素

在垃圾填埋场垃圾处理过程中产生的恶臭气体种类很多，其中浓度较高、影响较大的恶臭气体有氨气（NH3）、硫化氢（H2S）、甲硫醇（CH3SH）、甲基硫（（CH3）3S）等。经调查，夏季时垃圾填埋场在200～300 m，NH3和H2S的浓度均高于国家允许浓度标准。据我国329个城市生活垃圾处理处置场所资料显示，填埋场存在着如下问题，无组织排放废气中H2S超标率为76%，超标倍数在0.5～24；NH3的超标率为10.8%，超标倍数0.0～11.5等问题。

目前，虽然对生活垃圾填埋场的主要恶臭源和污染物有所认识，但是对于主要恶臭排放源的长期排放特征和影响因素缺乏深入的研究。故笔者针对我国南方某城市生活垃圾处理场的恶臭排放规律进行了研究，为生活垃圾处理场恶臭污染控制提供参考依据。

1 研究方法

1.1 生活垃圾填埋场概况

某生活垃圾填埋场主要采用卫生填埋的方式，处理规模为2 300 t/d。场区主要包括卫生填埋库区、生产管理区2大部分，总占地面积为91 hm2，其中填埋库区占地60.18 hm2，生产管理区占地3.8 hm2。填埋库区划分为3个大区，现一期、二期投入使用，面积49.47 hm2，场区内设有渗沥液调节池2个，占地面积分别为3 000、4 000 m2，在使用过程中，调节池一区用高密度聚乙烯膜封闭，共设有12个排气口，二期的调节池尚未投入使用。

1.2 主要恶臭源和采样点的确定

根据前期的调研和分析，确定场区内主要的恶臭污染源填埋库区、渗沥液调节池。采样点在填埋场一区的西南角，是面积为10 m×10 m的分区单元，以此填埋单元为中心进行扇形布点，如图1所示。填埋场其他恶臭气体产生点，如调节池、厌氧沼气池等，大多有固定的排放口（一般是排气口），布点时可将每个排放口作为采样点，若排放口较多，也可按照具体情况适当布点。

1.3 监测项目与测定标准

对该场的主要恶臭源排放状况进行为期半年的连续监测，选取H2S和NH3作为典型恶臭污染物，通过现场采样、调查等方式，对该场恶臭气体产生规律进行研究，并对影响恶臭气体浓度扩散的因素（逆温效应、温度、降雨、覆土）进行分析。恶臭气体的排放要求按照GB 18918—2002恶臭污染物的排放标准的二级排放标准执行。

采用大气采样器对空气中的H2S和NH3采样。H2S采用亚甲基蓝分光光度法进行测定，监测阈值为0.5～5.0 mg/m3（1 000 mL），NH3采用纳氏试剂分光光度法进行测定，监测阈值为1～30 mg/m3（1 000 mL），当臭气浓度较低时，抽取3～5倍规定气量的臭气以增加污染物浓度的检出下限。

2 结果与讨论

2.1 各污染源H2S与NH3排放浓度分析

在现场实验中，在2008年2～5月，每2 h对填埋库区和渗沥液调节池加盖出气口及周边的H2S和NH3浓度进行监测，结果如表1。

表1 污染源H2S和NH3浓度mg/m3

从表1可以看出，不同恶臭源排放的H2S和NH3浓度均有较大波动，其中填埋库区和渗沥液调节池所挥发出气体中的H2S浓度明显低于NH3浓度。GB 18918—2002恶臭污染物的排放标准，城市生活垃圾处理场的H2S二级排放标准分别为0.06 mg/m3，1.50 mg/m3。因此，上述2种典型气体都成为该处理场重点控制的恶臭污染物。

2.2 恶臭气体排放影响因素的研究

2.2.1 逆温效应的影响

在晴朗无风或微风的夜晚，地面因辐射冷却而降温，与地面接近的气层冷却降温最强烈，而上层的空气冷却降温缓慢，因此使低层大气产生逆温现象。辐射逆温一般日出后逐渐消失。该垃圾填埋场处于中原地带，长年气候大多晴朗无风，因此在气温稍高的季节，这种由于逆温效应产生的垃圾填埋场周围及上空笼罩着恶臭气体的情况会经常出现。

通过图2和图3可以看出，夜间H2S和NH3的浓度变化均不大，维持在一个较为稳定的浓度。二者浓度第2天早上会随着光照加强，温度升高逐渐降低。这对填埋场恶臭控制具有一定的借鉴意义，尤其在春、夏逆温效应多发季节应加强填埋场恶臭气体的控制和治理。

2.2.2 大气温度的影响

填埋库区和渗沥液调节池的H2S和NH3排放均存在着明显的春、夏季节较高而秋、冬季节较低的特征。这主要是由于气温变化会直接影响恶臭物质产生的反应速率及扩散速率，因此需对大气温度变化而产生的的影响进行深入分析。在恶臭监测期间，填埋库区和调节池的H2S和NH3排放浓度随大气温度的变化如图4和5所示。

从图4和图5可以得出，当温度在18℃～22℃时主要是受逆温效应的影响。之后随着温度的升高，填埋库区的生物降解速率加快，H2S和NH3的浓度也逐渐增加，在达到最高之后，随温度下降，生物活性逐渐减慢，上述2种气体的浓度也逐渐下降。同时，气温高时，恶臭气体分子活动加快，加快了恶臭气体分子的扩散；温度较低，气体产生量小的同时，恶臭气体分子运动速率减慢，因此，气温较低的冬季产生的恶臭气体浓度及恶臭气体影响较之气温较高的夏季要轻。

2.2.3 降雨的影响

由于在同一气温下H2S和NH3排放浓度的变化较大，这表明除温度外还有其他因素对H2S和NH3的生成有较大影响。表2列出了2009年3～4月的雨天和晴（阴）天H2S和NH3排放浓度的平均值。

表2 雨天与晴（阴）天H2S和NH3排放浓度平均值

从表2可以看出，晴（阴）天的H2S和NH3排放浓度均高于雨天。降雨影响恶臭物质产生的原因：雨水在降落过程中对填埋场上空的恶臭污染物有一定的吸收过程，其中H2S的降解度要小于NH3；雨水下降到填埋库区后，表层垃圾产生的物质有部分溶解渗漏到底层，从而使污染物浓度有所降低。在调节池中，由于降雨后雨水与垃圾渗沥液混合使渗沥液中的污染物浓度有所降低，从而减小了恶臭物质的生成速度和浓度。此外，降雨后污水浓度降低，溶解氧浓度升高，也不利于恶臭物质的生成。

2.2.4 覆土的影响

生活垃圾进行填埋采用边填埋边覆土的方式。覆土可以及时掩盖住垃圾，减少轻质垃圾在风速较大时形成二次污染，同时对填埋作业过程中产生的扬尘和新鲜垃圾产生的恶臭气体都有一定的降解作用。填埋库区垃圾覆土前后恶臭气体浓度监测结果的比较见图6、7。

从图6和7可以看出，覆土后恶臭气体浓度在一定程度上有所降低。覆土中的微生物及其本身对新鲜垃圾产生的恶臭气体有一定的降解、吸附作用，但覆土并不能完全阻隔恶臭气体，随着覆土时间的推移，生活垃圾产生的恶臭气体也逐渐增加，同时，不断地增加覆土也会减少垃圾填埋场库容，缩短整个填埋场的运行时间。因此，消除恶臭气体并不能完全依靠覆土来完成。

3 结论

1）垃圾填埋场主要恶臭气体污染源有填埋库区和调节池，其中加盖调节池由于一直处于厌氧反应，产生了大量的恶臭气体，H2S和NH3的浓度是填埋库区浓度的数十倍；填埋库区产生的恶臭气体浓度较低，但库区作业面积大，产生的污染范围也大，因此，要减少垃圾处理场的恶臭气体危害，重点要降解上述2个污染源的恶臭气体。

2）填埋库区和渗沥液调节池的H2S和NH3排放浓度均存在春、夏季高而秋、冬季低的特征，表现出明显的季节变化。填埋场产生的H2S和NH3排放浓度均受逆温效应影响大，在春季和夏季逆温效应较为严重的季节应对恶臭气体加以控制和治理。

3）降雨可以降低填埋场的恶臭污染物浓度，稀释污染物、提高溶解氧浓度可能是造成雨天恶臭物质浓度较低的主要原因。

4）覆土能有效减缓恶臭气体挥发，但从根本上解决填埋场恶臭气体要结合多方面来综合治理。

［1］石磊，边炳鑫，赵由才，等.城市生活垃圾卫生填埋场恶臭的防治技术进展［J］.环境污染治理技术与设备，2005，6（2）：6-9.

［2］赵由才，朱青山.城市生活垃圾卫生填埋场技术与管理手册［M］.北京：化学工业出版社，1999.

［3］AlixC M.Retrofits Curb Biosolids Composting Odors［J］.Biocycle，1998，39（6）：37.

［4］白韬光.恶臭污染防治技术及工程实践［J］.辽宁城乡环境科技，2002，22（5）：36-40.

Influencing Factors of Odor Emission in Waste Landfill Sites

Li Yuanyuan1,Wu Jianping1,Qi Changqing1,Hao Lihua2,Pan Xiaofeng2
（1.Tianjin Environmental Sanitation Engineering Design Institute,Tianjin300201;2.The Third Design Institute,North China Municipal Engineering Design&Research Institute,Tianjin300074）

The influences of temperature inversion effect,atmospheric temperature,rainfall and soil covering on odor emission in waste landfill sites were analyzed.H2S and NH3were chosen as the main evaluation index,and their concentration in both the landfill area and leachate regulating tank were sampled and measured.The results indicated that the emission of H2S and NH3was strongly relevant to temperature inversion effect.The emission concentration also varied with the variation of seasons,higher in spring and summer,lower in autumn and winter.In addition,it is also found that the rainfall and soil covering can dramatically reduce the odor emission in landfill site.

waste landfill site；odor emission；influencing factor

X512

A

1005－8206（2010）03－0007－03

李元元（1984—），主要从事环境工程设计。

（责任编辑：苏媛）

2010-04-22