城市固体废弃物垃圾填埋场臭气治理措施探析

孙雨清

(苏州市环境卫生管理处，江苏苏州 215007)

0 引言

《2008年中国城市建设统计年鉴》统计数据表明该年我国城市生活垃圾年总量达1.55 亿 t，每日产量为42.5 万 t［1］。目前，卫生填埋是我国垃圾处理的主要方式。截至2008年我国正在建设的城市垃圾填埋场总计约900个，加之临时堆放点以及简易填埋场达上万座，积存垃圾总量约70亿t［2］。这些生活垃圾在长期的填埋过程中会发生生物化学反应，继而产生有害气体，俗称填埋气。填埋气有多种气体成分，主要为甲烷和二氧化碳，此外也包括一些有恶臭的臭气。甲烷和二氧化碳是公认的温室效应气源，而臭气也严重影响了城市居民的身心健康和环境质量，给人们带来极大的不适感。如今垃圾恶臭作为一种嗅觉公害严重影响人们的生活质量，已成为世界上典型的公害之一，且其仅次于噪声而居第二位为最严重的7种公害之一，引起了世界各国对恶臭污染问题的重视［3］。

1 恶臭污染定义、标准和产生来源

1.1 恶臭的定义和评判标准

城市生活垃圾在处理、收集、转运和填埋的各个环节都会因其内有机物的降解腐烂等原因而产生一定量的氨、硫化氢、有机胺、甲烷等既有害又有异味的气体。根据李永峰等人的研究，填埋气的成分会因垃圾种类、季节、环境温度等不同而有所差异，其对北京市生活垃圾在夏、秋、冬三季产生臭气成分进行的检测试验，发现夏天的臭气浓度远远高出冬季;夏季和冬季共检出挥发性有机物163种，其中夏季检出127种，冬季97种［4］。这些恶臭气体按组成可分为5类:

1)含氮化合物如酰胺、胺、吲哚等;2)含硫的化合物，如硫醇、硫化氢、二氧化硫、硫醚;3)卤素及衍生物，如卤代、烃氯气;4)含氧的有机物，如醛酮、酚、有机酸等;5)烃类物质如炔烃、烷烃、芳香烃、烯烃。

目前对环境的恶臭评价和监测方法还没有一个明确的标准和指标，因恶臭是人的一种感官体验，而不是严格规定的科学特性。我国对恶臭污染物的评价多采用臭气浓度、物质浓度等进行评价，但很少直接针对臭气的强度对人类生活造成的影响进行评价。臭味的概念定量化研究多采用两条途径:一是用试验仪器对臭气物质进行分析和监测。二是进行嗅觉试验。在环境影响评价实践中，我国一般参考日本环境保护厅的六级恶臭强度分级规定。

1.2 臭气的来源

根据臭气的来源和特点，填埋场的臭气污染主要来自两方面，一是填埋气的无序排放散发臭气，二是垃圾渗沥液散发臭气;具体主要有如下来源:

1)垃圾填埋作业区。进场的垃圾运输车辆在没有进入倾倒作业区排队等候过程中，停留时间过长，陈腐垃圾没有得到及时清除，同时运输车辆接近起卸平台时自动门打开后溢出臭气，在卸料完成后，洒落的垃圾和滴漏的渗滤液直接暴露于空气中产生恶臭。倾倒后填埋平铺作业时垃圾的飞扬抛洒以及填埋场现场造成的新鲜垃圾暴露作业面积较大，没有得到及时覆土会产生大量的恶臭气体。

2)污水调节池、厌氧塘、兼氧塘等渗滤液处理设施。填埋场中的渗滤液已达恶臭气体排放源，特别是加盖的排气口和不加盖的调节池，由于其面积较大点多面广较分散，因而较难以收集和避免。由于恶臭气体自身的特点，在气温较高以及有雨水进入填埋体使得它以空气为传播介质，向填埋场周边散播开来。渗滤液产生的臭味物质具有臭味阈值浓度低的特点，这使得其通过呼吸系统对人体的嗅觉产生较大的不适影响，这就使得恶臭污染又难于一般空气污染的治理。

3)临时覆膜区。在已填埋并覆土或加膜的区域，因填埋时间不长，大部分正处于高速降解阶段，产气量较大。在我国临时覆盖结构一般采用粘土或土工膜，施工质量难以保证，气密性较差，填埋气处于无组织释放状态。同时多变的外部气候环境如降雨、日照等，一方面对垃圾体加剧了降解产气过程，另一方面覆盖结构的老化使得气密性功能的逐渐丧失而加重了恶臭气体的产生。

2 目前填埋场的臭气治理方法

目前填埋场恶臭气味治理一般是借助于化学、生物、物理等多种手段和工艺，通过稀释吸收、中和转化或生物降解等过程，以减轻或消除这些物质在空气中的浓度而达到治理的目的［5］。垃圾填埋场除臭技术起初采用简单的水洗扩散稀释等技术，现在逐渐采用焚烧、化学反应吸收、吸附和物理覆盖等多种联合运用的技术［6］。现在国外发达国家开始采用新兴的光催化氧化、生物脱臭、臭氧化以及环境纳米技术等除臭技术，下面对这些治理技术展开叙述。

1)物理法。物理法是采用常规物理手段如将臭气源掩蔽或稀释臭气产生物质法以及将产生出来的臭气用多空材料进行吸附法等。其共同点是不改变恶臭物质的化学性质，只是用一种物质将它的臭味掩蔽和稀释或者将其从气相转移到液相或固相，虽然原理简单，操作便捷，成本较低，但恶臭物质对人体的影响依然存在，其实用来掩盖的气味本身又是一种污染物。例如北京安定填埋场采用的填埋场空气膜支撑系统(见图1)，利用空气支撑膜设施对垃圾填埋场作业区进行围合密闭，使填埋作业区释放污染气体的方式由无组织排放变为有组织排放。同时，封闭的作业方式，也杜绝了扬尘、蚊蝇滋生、废弃塑料的飞扬，减少了垃圾填埋对外界环境特别是周边居民的影响。

图1 北京安定填埋场空气膜密闭系统外观

2)化学法。化学法主要有化学吸附、酸碱反应吸收、催化燃烧等方法。化学除臭法的共同点是使用另外一种物质与恶臭物进行化学反应，从而改变其化学结构，使其转变为臭味较小的物质或无臭味物质。化学除臭法所用设备繁多、能耗大，且工艺复杂，处理成本较高，特别是二次污染后再处理难度大。

3)微生物法。微生物法除臭目前有如下两种:一是利用微生物的代谢活动降解恶臭物质，使之氧化为最终产物从而达到无臭、无害化。二是利用微生物自身的代谢活动所产生的产物与恶臭物质进行反应，或充当催化药剂加速或抑制其降解产气作用。目前有生物过滤法(附着生长系统)、生物吸收法(悬浮生长系统)、生物滴滤法三种除臭方式，其中生物滴滤法又有堆肥脱臭法、土壤脱臭法、生物滤池脱臭法等。这些方法的共同点为:生物是生物脱臭的核心。

4)天然植物除臭。天然植物除臭剂是从可食用的树木、鲜花和草中提取的油、汁或浸膏的萃取液配方复配而成的。溶液中的有效分子含有生物活性、化学活性、共轭双键等活性基团，可以与不同的异味发生作用［7］。陈朱蕾等人选取填埋场恶臭气体中的H2S和NH3作为评价指标，采用植物除臭剂，在不同稀释浓度、用量及时段条件下进行现场喷洒除臭效果研究，结果表明采用植物除臭剂除臭效果较好且稳定。

在生产操作过程中各个填埋场会采用上述一种或几种方法同时或单独使用，以上各种方法各有利弊，如植物除臭虽效果较好，但成本较高，化学除臭虽效果不稳定，但在填埋场实际运营中采用较多，如夏季杀灭蚊蝇药物的喷洒等。污染物的隔离法目前在填埋场已有广泛采用，如临时覆土和覆膜等工作，但他们的封闭性和隔离效果较差，要根据填埋场的实际情况具体分析，采用多种手段综合利用以上方法来治理填埋场的恶臭。下文以苏州七子山垃圾填埋场为例来说明恶臭的防止和治理手段。

3 工程案例

3.1 七子山垃圾填埋场填埋概况

七子山垃圾填埋场是苏州市区唯一的大型垃圾填埋处置场所，填埋场位于吴中区木渎镇七子山麓，主要负责对苏州市区非焚烧生活垃圾进行填埋处理(见图2)。老场于1993年建成并运营，设计总库容约470万m3，于2009年完成封场，累计填埋生活垃圾约780万t。2006年，为解决库容问题填埋场进行了扩建工程。工程总投资约3.39亿元，新增库容800万m3，对进场垃圾组分测试结果表明:厨余类生活垃圾较多，有机物含量较高，填埋后会在厌氧状态下发酵降解，产生硫化氢、氨气等异味气体，场区周边有恶臭气味产生的现象。

3.2 恶臭治理措施

1)物理隔绝臭气源，切断臭气传播途径。采用隔绝臭气源，切断臭气传播的物理手段而降低场区臭气浓度。其包括减少垃圾裸露面积，对渗滤液处理设施进行加盖和封闭。众所周知垃圾裸露面越小，臭气源释放面积越小，异味影响就越小。因此减少垃圾裸露面是控制异味最重要的一项措施，根据我场的实际施工操作经验，具体采用了以下工程措施:严格实行分区堆填作业，控制分区面积和进场机械的填埋施工，采取及时堆填及时辗压，控制产生臭气的垃圾来源。填埋辗压作业后，及时对已填埋区域进行覆盖。覆盖主要分为中间覆盖和临时覆盖，中间覆盖主要针对面积较大、已填垃圾能压实整形到位的区域，采用HDPE膜焊接成型确保其完整性和密封性;临时覆盖主要针对面积较小、无法进行压实整形到位的区域，采用篷布和粘土进行覆盖。此外我场还对各渗滤液处理设施进行了加盖处理。通过及时地覆盖切断臭气产生传播的途径，我场作业裸露面约1 000 m2(国内同规模填埋场控制在3 000 m2)，异味气体能有效地控制在库区内收到了较好的效果。

2)库区深层填埋体主动抽排和收集填埋气。2006年开始，填埋场开始实施填埋气发电项目(具体由光大环保实施，采用BOO模式)，主要区域为老填埋区以及2009年开始运营的新库区。通过在填埋场内设置的导气收集系统对正处于高速稳定降解阶段的中层至深层垃圾所产生的填埋气进行收集和抽排(见图3)。该项目实施后，老库区异味控制效果良好，基本不对周边产生影响，同时具有较高的经济效益。根据统计今年前三季度沼气抽排量约为500万m3，沼气发电量约为1 100万度。

图2 苏州七子山填埋库区全景

图3 七子山填埋场老库区焚烧发电的沼气导排井

3)库区浅层气收集处置。沼气发电项目考虑到安全性，在气体抽排时势必控制压力，因此浅层的填埋气难以抽取，目前国家相关规范也未对此部分气体做出处理的要求，但实际根据我单位的观察经验，浅层库区的垃圾所产生的臭气量是比较大的。为进一步提升周边环境，七子山填埋场自加压力除填埋气发电外，还投资建设了一套库区臭气收集除臭系统，通过场区里铺设的气体导排收集管道，利用化学洗涤、火炬焚烧及生物除臭的方式对臭气进行集中处理。除臭项目已于2012年9月初投入正式运行，目前运行效果良好。

4)作业库区及周边喷洒生物除臭剂。针对进入我场的垃圾转运车，由于垃圾转运车在较长时间的运输过程中会有较大机械振动作用，这无疑加速了这些新鲜垃圾的产气量。针对垃圾车在倾倒的过程中仍会产生大量的异味，我场采取在作业库区及周边喷洒生物除臭剂，通过这些除臭剂及时对转运车辆的车厢和倾倒垃圾进行处理，抑制了在填埋作业操作过程中的产气量。根据监测部门对作业区周边的空气监测，生物除臭剂的除臭效果持续时间较长，在夏季高温多雨的情况下，喷洒该除臭剂后臭味明显有所降低，取得了较好的效果。

5)实施填埋场信息化管理。为实施高效的填埋作业，我单位拟计划建设一个网络管理自动平台，对填埋场实施信息化管理。该网络平台包括内外网网站、办公自动化管理系统、运行管理系统、设备管理系统、垃圾调度与计量管理系统、自动仪器仪表监测功能，通过开发一套信息管理系统，实现对全场情况的全面自动监控，并实现领导辅助决策管理。例如通过对气象条件的掌握实时控制填埋作业，指导垃圾体的临时覆盖时间和区域，并推算渗滤液的产量，为处理提供基础性数据。通过软件系统的实施，全面提升填埋场的填埋施工作业水平和管理能力，充分体现填埋场现代化管理水平。

3.3 工程治理效果

通过以上的综合治理措施的采取，我场治臭和除臭工作取得了较好的效果。目前我单位垃圾收运体系密闭高效、处置方式安全科学、全程监管完善到位，使得生活垃圾从开始收集到最终处置，始终处于安全、可控、受到监管的状态。目前场区附近臭味较小，空气质量符合国家相关规范要求，单位于2011年1月顺利通过无害化等级Ⅰ级评估，同时被省住建厅评为“江苏省园林式单位”。为广大市民享提供了更加优质的环卫服务，在苏州城市的快速、健康、循环可持续发展中发挥着重要的作用。

4 结语

本文对垃圾填埋场场区的臭气产生源头，工程治理措施进行了分析总结，并结合苏州七子山填埋场在治理恶臭方面采取的实际工程经验进行了分享和总结。结论表明:在采取多种手段的治理措施下，填埋场区空气的恶臭污染可以得到有效控制;在治理措施的选择上宜结合物理、化学和生物等多种手段，综合治理能取得不错的效果，相关工程经验值得兄弟单位借鉴和推广。

［1］ 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴1987～2009［M］.北京:中国统计出版社，1987.

［2］ 贾子利，郭建斌，吴玉晴，等.北京市生活垃圾管理现状分析研究［R］.上海:上海环境科学，2011.

［3］ 路 鹏，苏昭辉，王 亘.填埋场大气中化合物分析与恶臭指示物筛选［J］.环境科学，2011，32(4):936-942.

［4］ 赵由才.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，1999:125-139.

［5］ Reij M W，Keurentjes J1T1F1，Hartmans S1Membrane bioreactors for waste gas treatment［J］.J1Biotechnol1，1998(59):155-167.

［6］ 蒋芝君，王 鹏，翟 杰.恶臭的生物治理技术［J］.微生物学通报，2003，30(2):70-73.

［7］ 吴冰思.环境卫生设施臭气治理技术［J］.环境卫生工程，2003，11(1):20-24.