微生物除臭剂对生活垃圾集装化转运过程中的恶臭控制效果评估

(1.上海市环境工程设计科学研究院有限公司，上海 200232；2.上海市废弃物管理处，上海 200063)

微生物除臭剂对生活垃圾集装化转运过程中的恶臭控制效果评估

邰俊1余召辉1程炬2金宁奔1

(1.上海市环境工程设计科学研究院有限公司，上海 200232；2.上海市废弃物管理处，上海 200063)

以上海徐浦码头和虎林路码头2个生活垃圾转运站集装箱为研究对象，考察了微生物除臭药剂喷洒对臭气浓度和VOCs组分和浓度的变化的影响。研究发现，喷洒药剂后24h和48h时段的两个转运站集装箱中实验组的臭气浓度均较空白组有明显的降低，但仅虎林路码头的实验组和空白组的臭气浓度存在显著差异；不同的集运码头、采样时间、是否喷洒微生物除臭剂，对最终检出的VOCs物质种数影响不明显，但喷洒药剂48h时段对两个转运站集装箱中甲硫醇、甲硫醚等含硫化合物的浓度降低效果均较为明显，实验组和空白组间的差异显著，表明微生物除臭剂的除臭效果的实现需要经过一定的初始时间。

微生物除臭剂；生活垃圾；臭气浓度；挥发性有机物

目前对于生活垃圾恶臭的控制手段主要集中在末端处理环节，而生活垃圾在集装化转运过程中，经过12～24小时的厌氧消化过程，将产生和释放大量的刺激性气体，在末端倾倒时将会集中排放，给环境和周边居民的健康带来不利的影响。陆文龙等就微生物除臭剂对上海老港填埋场和徐浦垃圾中转站中生活垃圾恶臭产生的抑制效果进行了研究，对比分析了微生物除臭剂对转运环节和末端处置环节的恶臭消除效果，为解决生活垃圾在转运和处理过程中的恶臭消除问题提供了理论依据[1]。罗永华等人针对广州市生活垃圾压缩转运站中微生物除臭剂消除恶臭的效果进行了评估，将生活垃圾恶臭控制的关注点前移至转运环节[2]。

本文就上海徐浦码头和虎林路码头生活垃圾集装化转运过程中微生物除臭剂对集装箱中恶臭消除的效果进行了对比分析和评估，同时就微生物除臭剂对恶臭主体即挥发性有机物(VOCs)的浓度和组分变化影响进行了分析，为在转运环节集装箱内喷洒微生物除臭剂削减末端恶臭污染影响提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 微生物除臭剂的组成

本研究所用微生物除臭菌剂由4株具有降解多种污染物的强耐受性菌株作为除臭菌群中的主要组成。四株菌株分别为：恶臭假单胞菌pseudomonas putida SJD1和pseudomonas putida SJD2；凝结芽孢肝菌bacillus coagulans SJD1和 bacillus coagulans SJD2。恶臭假单胞菌pseudomonas putida可以降解对硝基苯酚、烷烃、硝基苯等，凝结芽孢杆菌bacillus coagulans对于硫化氢、氨等有降解作用[3]。

1.2 除臭剂的喷洒参数选择

在虎林路垃圾转运码头进行小规模中试试验，定量分析该微生物除臭剂对恶臭降低效果。随机选取3个集装箱，1#为对照组，2#、3#分别喷洒微生物除臭剂0.8kg/t垃圾和0.4kg/t垃圾，稀释比例均为1∶10。如表1所示，实施喷药后，2#、3#集装箱内的臭气浓度、H2S浓度均较对照组明显降低，药剂用量大的2#箱臭气浓度低于药剂用量少的3#箱臭气浓度。本次试验选择每吨垃圾喷洒0.8 kg微生物药剂，药剂稀释比例为1∶10。

表1 源头喷洒微生物除臭剂的中试监测数据

1.3 采样方法

在徐浦码头、虎林路码头各抽取3个空白对照集装箱和3个试验集装箱。如表2所示，喷洒除臭剂的生活垃圾装入集装箱后，在30min内进行第一次采样，然后记录编号，装船运往老港；喷洒除臭剂24h后，在老港码头将指定编号的集装箱搬运至试验用空地，进行第二次采样，然后停放一天；48h后，再次对这批集装箱进行第3次采样。试验过程，不喷药的对照组和喷药的试验组同时进行，采样方法相同。

表2 集装箱恶臭气体采样点

1.4 分析方法

臭气浓度采用三点比较式臭袋法测定，NH3采用溶液吸收-分光光度法测定。

VOCs采用气相色谱法测定，单位均为mg/m3，VOCs含量的分析方法是HJ 732-2014和USEPA TO-15(1999)两种方法，其中HJ 732-2014(PAMS)包含57种化合物，USEPA TO-15方法包含50种化合物，再加上含硫化合物(硫化氢、甲硫醚、甲硫醇、二甲二硫)、含氮化合物(NH3)，共112种物质。将此次气体样品分析方法中的112种恶臭物质分为含硫化合物、含氮化合物、烃类化合物、卤代烃化合物、苯系化合物、酮醚类化合物和酯类化合物等七类。

差异性分析采用SPSS 22.0，正态性检验采用独立样本t检验，非正态资料比较采用非参数检验，正态资料相关分析使用pearson相关，非正态资料相关分析使用spearman等级相关，定义检验水准ɑ=0.05，P≤0.05差异具有统计学意义。

2 结果与讨论

2.1 微生物除臭剂对臭气浓度变化的影响

2.1.1 不同码头集装箱臭气浓度变化特征

生活垃圾集装箱在关闭箱门30min内，已能被感知到恶臭。从图1可知，生活垃圾刚压缩装入集装箱后，两个码头的对照组和试验组的箱体内臭气浓度基本相同，范围在1738～2317之间。经过24h后，集装箱内的生活垃圾在近似厌氧的环境中发酵，产生恶臭气体，且浓度均开始升高，试验组集装箱内的臭气浓度为977～2317，对照组集装箱内臭气浓度升高到2317～7328。在喷药48h后，试验组集装箱臭气浓度为1303～2317，对照组臭气浓度为2317～9772，说明喷药后的生活垃圾散发出的臭气浓度明显较低于未喷药时的臭气浓度。

2.1.2 除臭效果的差异性分析

统计分析结果见表3，虎林路码头24h、48h时段的臭气浓度对照组与试验组比较，p≤0.05，拒绝H0，接受H1，说明差异具有统计学意义。可以推出24h、48h时段虎林路码头臭气浓度均为试验组低于对照组，表明喷洒微生物除臭药剂对于降低集装箱臭气浓度有显著意义。徐浦码头的统计分析结果表明未能得出喷洒除臭剂后臭气浓度存在显著差异，追溯分析试验组的3个样本检测结果，主要原因为1#集装箱样本出现了极值情况，影响了统计分析的结果，但从数据的直接对比来看，徐浦码头试验组的臭气浓度在24h、48h均等于或小于对照组的臭气浓度，因此，可以推出喷洒除臭剂还是具有一定抑制作用。

图1 集装箱内臭气浓度变化情况

徐浦码头30min24h48h虎林路码头30min24h48h对照组1738.005495.005495.002317.007328.005495.00试验组2317.002317.002317.002317.002317.002317.00统计量-0.745-1.623-1.623-1.581-1.993-1.993P0.4560.1050.1050.1140.0460.046

2.2 微生物除臭剂对VOCs变化的影响

2.2.1 除臭剂对VOCs浓度和组分的影响

从检出物质类型来看，对照组和试验组检出的VOCs组分在40-69种之间。如图2所示，不同的集运码头、采样时间、是否喷洒微生物除臭剂，对最终检出的VOCs物质种数影响差异特征不明显。

图2 集装箱内VOCs检出物质种数

从图3中VOCs的总浓度来看，除徐浦对照组的48h时段外，徐浦试验组、徐浦对照组、虎林试验组、虎林对照组在不同时段的优势组分均为烃类化合物。在0.5h时段，烃类化合物浓度占比在60.9%～90.9%之间，随着时间的增加，缓慢降低至29.5%～51.7%，而含硫化合物、苯系化合物的浓度则逐渐增加。

图3 集装箱内VOCs组分物质浓度

2.2.2 除臭剂对VOCs中主要致臭化合物的影响

(1)受控污染物分析

选取《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93) 中受控的7种恶臭物质进行分析，计算这些物质的理论臭气浓度(TOC)。由于含硫化合物的嗅阈值极低(见表4)，在七类物质的14种优势化合物中，甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫这三种含硫化合物对总TOC的贡献达99%以上(见表5)，说明含硫化合物是导致气体恶臭的主要化合物。其中由于甲硫醇的嗅阈值最低(0.0001mg/m3)，因此其TOC远远大于其他组分的TOC，因而在同一个气体样品中，甲硫醇是主要致臭物。

(2)优势污染物分析

由于国标受控恶臭物质在气体样品的含量并不是最高的，每一类VOCs物质均含有2～3种的优势化合物，这几种优势化合物的浓度占到该类物质浓度的90%以上，甚至达到99%以上。对这些优势化合物的TOC进行分析，以研究物质浓度与气体的恶臭强度之间的关系。如表5所示，在徐浦集装箱臭气浓度测试中，第48 h采集的样品中，不喷药集装箱内甲硫醇的TOC达到846万，同时期喷洒过微生物除臭剂的集装箱内，甲硫醇TOC仅为31.9万，可见，喷洒微生物菌剂后，集装箱内气体的臭气浓度大大减弱。同理，在虎林路集装箱臭气浓度测试中，不喷药和喷药两组中收集的气体样品中，甲硫醇的TOC分别为29.6万、16.6万，进一步论证了喷洒微生物除臭剂可以明显降低TOC。同时，由于气体采样具有偶然性，样品中的甲硫醇、硫化氢等气体并不是在每个样品中均被检出，这也导致一些样品气体的TOC为零。

集装箱内七类VOCs物质中，含硫化合物对气体恶臭贡献最大(见表5)。从虎林路码头的集装箱试验数据可以看出，对生活垃圾喷洒除臭剂后30 min、24h、48h进行三次监测，结果发现集装箱内气体的TOC急剧升高。喷洒微生物除臭剂后，3个试验组集装箱在24h的监测数据几乎都低于对照组24h时的数据，可见喷药后集装箱内气体臭气浓度明显降低，而且垃圾在集装箱内的存储时间越长，微生物除臭剂对恶臭产生过程的抑制就越明显。同时也说明，在恶臭控制效果分析中，可以把含硫化合物，尤其是甲硫醇、甲硫醚的浓度作为主要的监控指标。如果这两种物质的浓度降低，则表明气体的臭气浓度得到降低。

表4 集装箱内VOCs优势化合物的浓度(单位：mg/m3)

表5 集装箱内VOCs优势化合物的理论臭气浓度(TOC)(单位：无量纲)

(3)优势化合物去除的差异性分析

24h时段，徐浦码头集装箱对照组与试验组各指标进行比较发现(见表6)，只有乙酸乙酯的p≤0.05，拒绝H0，接受H1，差异具有统计学意义，因此，可以得出乙酸乙酯试验组含量低于对照组。虎林路码头集装箱24h对照组与试验组的各指标比较结果显示(见表7)，p>0.05，不拒绝H0，说明优势化合物指标在对照组和试验组之间差异不明显。

在48h时段，徐浦码头集装箱对照组与试验组相比较，甲硫醇、甲硫醚、甲苯、乙酸乙酯的p≤0.05、拒绝H0、接受H1，差异具有统计学意义，表明徐浦码头集装箱喷洒微生物除臭药剂后，这4种化合物的含量明显低于未喷洒除臭剂的集装箱。虎林路码头集装箱对照组与试验组相比较，甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、氨气、甲苯的p≤0.05，拒绝H0，接受H1，差异具有统计学意义，表明虎林路码头集装箱喷洒微生物除臭药剂后，这5种化合物的含量明显低于未喷洒除臭剂的集装箱。

表6 徐浦码头集装箱VOCs优势化合物差异性分析结果(24h)

表7 虎林路码头集装箱VOCs优势化合物差异性分析结果(24h)

与其他除臭剂相比较，微生物除臭剂的作用时间相对较长。崔玉雪等将生活垃圾填埋场的污泥和渗滤液中分离和筛选出来的有效除臭菌剂，复配成高效复合菌剂，通过实验室小试发现，微生物符合菌剂的除臭效果随着时间的延长逐渐上升，至48小时后对臭气浓度的去除率维持在20%～30%[4]。本研究中，微生物除臭剂在喷洒48小时时段对以含硫化合物为主的VOCs组分去除呈现出显著差异性，表明微生物除臭剂的作用实现需要经过一定的初始时间。上海市生活垃圾集装化转运至老港的时间在24～48小时，如遇垃圾增加及极端不利天气时需要48～72小时，在转运站环节喷洒微生物除臭剂，可以将除臭效果由集装箱环节延长到填埋场，可以实现集装箱内控制优势污染物的目标。

3 结 论

该微生物除臭剂对生活垃圾集装化转运过程中的恶臭产生具有明显的抑制作用，但效果的实现需要经过一定的初始时间。喷洒药剂后24h和48h时段的两个转运站集装箱中实验组的臭气浓度均较空白组有明显的降低，但仅虎林路码头的实验组和空白组的臭气浓度存在显著差异。不同的集运码头、采样时间、是否喷洒微生物除臭剂，对最终检出的VOCs物质种数影响不明显，但喷洒药剂48h时段对两个转运站集装箱中甲硫醇、甲硫醚等含硫化合物的浓度降低效果均较为明显，实验组和空白组间的差异显著。

[1]陆文龙，崔广明，陈浩泉，苏良湖.微生物除臭剂对污泥和生活垃圾臭气抑制效果的中试研究[J].环境卫生工程，2012，20(2)：23-25.

[2]罗永华，方向平，曹渭，钟小燕，孙国平.微生物除臭剂消除垃圾压缩中恶臭的效果评估[J].微生物学杂志，2004，24(5)：103-105.

[3]唐春燕，李巍，叶秋霞，李轶.恶臭假单胞菌降解苯酚的动力学研究[J].环境工程学报，2011，5(10)：2364-2368.

[4]崔玉雪，郭广寨，黄皇，王文婷，陈浩泉，谢冰.用于填埋场恶臭气体控制的微生物除臭剂筛选及其除臭机制研究[J].环境污染与防治，2014，36(1)：60-64.

EvaluationofOdorControlbyMicrobialDeodorizerinContainerizationProcessofMunicipalSolidWaste

TAI Jun1YU Zhaohui1CHENG Ju2JIN Ningben1

(1.Shanghai Environmental Engineering Design Research Institute，Shanghai 200232，China； 2.Shanghai Municipal Solid Waste Division，Shanghai 200063，China)

The effects of chemical spraying on the concentration of odor，components and concentration of VOCs in 2 domestic waste transfer stations in Shanghai named Xupu and Hulin road were investigated.The study found that odor concentration in containers of experimental groups had significantly decreased comparing with those of the control groups in both two transfer station，after 24 h and 48 h when microbial deodorant added. but there is significant differences between odor concentration of the experimental group and the control group only in Hulin road transfer stations；effects of different kind of cargo wharf，sampling time，spraying microbial deodorant or not on the detection of VOCs species were not obvious，but reduction effect of sulfur compounds concentrations such as methanethiol and dimethyl sulfide in containers of both two transfer stations is very obvious after spraying of 48 h，the difference between the experimental group and control group were very significant，showed that the realization of deodorization effect of microbial deodorant need to go through a certain time.

Microbial deodorants；municipal solid waste；odor concentration；volatile organic compounds

邰俊，博士，高级工程师，研发方向为固废处理和资源化

文献格式：邰 俊 等.微生物除臭剂对生活垃圾集装化转运过程中的恶臭控制效果评估[J].环境与可持续发展，2017，42(6)：91-95.

X21

A

1673-288X(2017)06-0091-05