垃圾分类后厨余垃圾桶除臭技术初探及应用＊

李 昂，刘欣艳，尹朋建，芦会杰

（1.北京市城市管理研究院，北京 100028；2.生活垃圾检测分析与评价北京市重点实验室，北京

100028）

1 引言

随着《北京市生活垃圾管理条例》的正式发布，2020 年5 月1 日起北京市已全面实施垃圾分类工作，引起了社会各界极大的关注。垃圾分类后，按规定厨余垃圾需破袋后单独投放，清运时间不得超过12 h［1］。但由于北京夏季高温、高湿的天气条件，市民关于臭味问题的投诉仍屡见不鲜。为解决垃圾桶臭味扰民的问题，北京市各级主管部门、小区桶站管理单位及相关技术人员均采取了有益的尝试。

垃圾分类措施开展前，居民投放垃圾的主要方式是装袋混投，混合垃圾中含水率一般为30%左右，垃圾桶臭味问题不是非常突出。因此，环卫行业内采取的除臭措施多是针对垃圾楼、转运站以及填埋场等中大型垃圾处理设施，针对垃圾源头桶站的除臭技术的研究还处在较初级的阶段。

笔者通过文献调研、分类示范小区实地走访、北京市垃圾处理设施现场调研、除臭设备产品厂家调研，归纳总结了当前行业内较常见的几种垃圾除臭技术，主要有喷洒除臭剂，使用厨余垃圾干湿分离器分离垃圾中大量水分，垃圾桶桶身、桶盖改造等方法，并详细分析各方法原理、优缺点、使用效果等，最终给出分类后厨余垃圾桶臭味问题的系统解决方案。

2 臭味来源分析

2.1 垃圾发酵过程中产生臭味

厨余垃圾中含有较多的有机物，主要为蔬菜根、叶，水果皮核；家禽、鱼虾类等动物的皮、毛、脂肪；剩饭及食物下脚料等［2］。这些物质均含有大量的水分，在堆积过程中由于清理不及时、通气不良及受到微生物的作用，发酵过程中会产生大量臭气［3］。

2.2 桶壁不及时清洗残留臭味

厨余垃圾桶内常年盛放厨余垃圾，其中的油分、水分及有机物残渣粘挂在桶壁上，由于大部分厨余垃圾桶的材质为聚丙烯，其孔隙率较大，使渗入垃圾桶孔隙的厨余垃圾在其表面发酵［4］，从而产生有机物发酵臭味，其臭味强度、给人的感官影响甚至大于厨余垃圾本身。除此之外，垃圾桶周围地面也有残留渗滤液并散发臭味。

3 恶臭气体成分分析

垃圾腐败发酵会产生种类繁多的恶臭物质，如苯系物、硫化物类、卤代烃类、烯烃类、烷烃类和含氧有机物类等。

芦会杰［5］在生活垃圾填埋工艺的前处理车间检测出恶臭物质50 种，从质量浓度和嗅阈值角度分析，二甲二硫醚、乙酸丁酯、对二乙苯和乙醇4种物质对恶臭浓度的贡献较大；在生活垃圾焚烧厂垃圾堆积车间，检测出的恶臭物质成分有55种，特征恶臭物质为甲硫醇、二甲二硫醚、乙醇和柠檬烯；在生活垃圾堆肥工艺的前处理车间，检测出的恶臭物质成分有34 种，特征恶臭物质为乙醇、二甲二硫醚、乙酸丁酯和柠檬烯。

根据文献研究，李海青等［6］的研究表明，生活垃圾在夏季堆肥过程中的恶臭物质以含氧有机物为主，其次是芳香烃，在不同的堆肥处理车间，主要恶臭物质种类存在差异，卸料车间和粉碎车间的主要恶臭物质为乙酸和甲硫醚；发酵车间和腐熟车间的主要恶臭物质为乙酸、乙醛、甲硫醚、α-蒎烯、二甲二硫醚、柠檬烯、β-蒎烯和乙醇。

4 小区厨余垃圾桶主要除臭技术及应用

4.1 厨余垃圾桶内、周围喷洒除臭剂消除掩盖臭味

4.1.1 除臭剂的分类

除臭剂是用于遮蔽或消减臭味气体的产品，市场上的除臭剂主要有化学型除臭剂、酶制品除臭剂、微生物型除臭剂、植物型除臭剂、复合型除臭剂等［7］。其中，植物型除臭剂采用植物提取液作为添加物质，主要活性成分是多酚类，特别是黄酮类化合物；化学型除臭剂多为氧化剂，药剂除臭机理主要为对异味分子的脱硫、氧化、缩合和加成反应等［8］；生物型除臭剂采用筛选获得的除臭微生物构建复合菌剂，对一些由易腐有机物构成的恶臭源有较好的控制作用［9］。

根据路鹏等［10］关于不同种类除臭剂的比选实验研究，采用等量多次喷洒的方式，进行现场人工臭气强度测定。分析得出：除臭效果从高到低排序为植物型除臭剂、生物型除臭剂、化学型除臭剂。

4.1.2 除臭剂在环卫系统内的应用

除臭剂在环卫行业主要应用在垃圾转运站、垃圾填埋场、粪便消纳站、堆肥厂、小区中垃圾楼、餐厨垃圾处理厂等。通过对工作区域、臭源喷洒除臭剂，最大程度降低臭气强度［11］。据调查，北京市近年年均使用除臭剂在1 000 t 左右（垃圾填埋场500 t，垃圾中转站150 t，垃圾堆肥厂50 t，垃圾综合处理厂50 t，粪便消纳站200 t，生活污水处理厂50 t），其中60% 为植物型除臭剂，20%为生物型除臭剂，20% 为化学型除臭剂。随着垃圾分类的推行，除臭剂在很多小区垃圾分类桶站也有较广泛的使用。

4.1.3 除臭剂的使用方法

实际应用中除臭剂喷洒分为直接喷洒法和混合反应法［12］，直接喷洒法一般是按照厂家提供的除臭剂稀释比例，通过喷洒、喷淋的手段，最终达到除臭的效果；混合反应法主要是在垃圾填埋及垃圾堆肥进行时，将除臭剂直接与垃圾混合［13］，使其产生化学反应，达到控制臭味的目的。

植物型除臭剂价格约为20 000 元/t（20 元/kg），按照使用浓度稀释100 倍后，约合0.2 元/L，按照100 mL/h 的最佳喷洒量计算，每个垃圾桶除臭成本约为0.02 元/h。

4.2 厨余垃圾经干湿分离器榨汁后分类投放

夏季，厨余垃圾中的汤水混合物在高温下持续发酵，会产生很大异味。如果将垃圾沥干，降低厨余垃圾的含水率，垃圾异味的情况会得到一定程度的改善［14］。

北京市东城区百荣嘉园小区4 号楼二单元门前的垃圾桶站，有一个外表类似家用挤蒜器的装置架设在厨余垃圾桶上。桶前值守员将厨余垃圾连汤带水往大号“挤蒜器”内倾倒，向下压动手柄，垃圾汤汁便会从孔洞中漏出，流进下面的渗滤液收集桶内，以备后续回收处理。抬起手柄和挤压器后，厨余垃圾已被“榨干”，整个沥干过程不到1 min，如图1 所示。这种方法在实际应用中，居民反映垃圾桶臭味问题得到了一定程度的缓解，同时垃圾桶四周地面垃圾汤遗撒情况得到改善。此装置均为居民及桶前值守员用材料自制，每个成本约为50 元左右，后续无需耗材费用，主要成本在于人力方面，一定程度上增加桶前值守员的工作量。

图1 百荣嘉园垃圾分类投放点前值守员使用干湿分离器Figure 1 The guard at the garbage sorting and placing point ofBairongjiayuan was using a dry-wet separator

4.3 厨余垃圾收集装置改造技术

4.3.1 桶身喷涂疏水疏油纳米银材料

疏水疏油纳米涂层是一种近几年得到广泛应用的材料，采用纳米杂化技术在基材的表面形成一层可以阻止水、油等液体浸蚀的保护膜［15］，减少其挂壁残留，降低由于垃圾桶内壁残留物产生的恶臭气体。

另一方面，纳米银具有较强的杀菌抑菌和氧化活性［16］，能抑制厨余垃圾中的一部分细菌活性并将其杀灭，同时其自身的强氧化性可将有机臭味物质氧化分解来清除异味。由于厨余垃圾桶主要材料为聚乙烯，具有较大的孔隙率，触媒涂层活性物较易承载于厨余垃圾桶内壁上，使厨余垃圾桶内空气和纳米触媒充分接触，更好地发挥其除臭的效果。

将疏水疏油材料及纳米银材料复合采用高压喷涂技术喷涂至厨余垃圾桶内壁，可以有效防止厨余垃圾倾倒时油水以及有机物残渣残留在桶壁上，既减少了细菌孳生带来的臭味，又减轻了环卫工人繁重的洗桶工作。喷涂成本约为70 元/桶，需要每月喷涂1 次确保其杀菌阻隔除臭效果。

4.3.2 桶盖加装活性吸附物质

如图2 所示，德国垃圾管理部门在生物垃圾桶上加装过滤顶盖，此顶盖以独特的方式将生物学理论和技术手段融合在一起，固定在潮湿的过滤物质里的微生物和活跃的酵素发生作用。箱盖包括1 层由活性炭纤维毡所构成的蕴菌层，所述蕴菌层的内部设置有除臭菌，同时蕴菌层的上表面和/或下表面设置有1 层保水凝胶层，所述保水凝胶层中混合有用于向所述蕴菌层中的除臭菌提供营养的培养液，它们借助氧气将空气里产生臭味的物质和有害物质转化成二氧化碳和水［17］。经过净化后的无味尾气可以直接排放到空气中。此外，顶盖处可伸缩的橡胶密封圈对生物垃圾桶进行了全方位的密封，可以阻止苍蝇、幼虫和蝇蛆进入后在垃圾桶内产卵。

图2 德国垃圾桶盖加装的活性吸附物质Figure 2 The active adsorbent added to the lid ofthe German trash can

顶盖过滤物质每两年更换1 次，每次更换时需要支付8.8 欧元的购置费，约合人民币70 元，此外不需要其他维护。在德国，240 L 的生物垃圾桶顶盖，尺寸为宽50 cm、深58 cm，在市面上的销售价格为60 欧元，约合人民币500 元。

4.3.3 箱体加装负压排风过滤装置

通州区宋庄镇前夏公庄村东北角尝试改造集装箱设立生活垃圾分类驿站，如图3 所示。集装箱外加装了隔热层，内部安装了循环通风系统，墙上还有排气扇和通风窗，避免了在封闭环境中臭味累积。垃圾分类驿站内，4 种不同颜色的垃圾桶分别摆放在驿站内的不同区域。尽管烈日暴晒，但驿站内却闻不到异味。整个垃圾驿站造价为3～5 万元。

图3 通州区宋庄镇生活垃圾分类驿站Figure 3 Domestic waste sorting station in Songzhuang Town,Tongzhou District

4.4 垃圾收集一体化解决方案——地埋式垃圾桶

地埋式垃圾桶是一项新兴的垃圾收集储存设备。传统垃圾桶普遍为露天式投放，占用了大量公共空间，一些垃圾由于长时间暴露在环境中产生了大量有害气体，造成垃圾桶周围的异味问题。地埋式垃圾桶配备专业除臭设备，同时兼具垃圾存量监控、自动掀盖等智能模块［18］。该方案可开发地下空间，节约城市土地资源；无视觉污染，可解决城市垃圾收集点选址难的问题，适合在城市内用地要求高的场所应用。但地埋式垃圾桶建设成本高，受位置限制，需建在能够进行地下挖掘作业的区域，同时建设周期也较长。整个工程土建费用为10～20 万元，常规日处理量40～60 t 设备造价约为20 万元，则建立1 个地埋式垃圾桶需30～40 万元。

4.5 常用除臭技术优缺点分析

上述几种除臭技术优缺点如表1 所示。

表1 几种常用除臭技术的优缺点Table 1 Advantages and disadvantages of several common deodorization technologies

5 结论及建议

5.1 建议设置自动喷洒除臭剂装置，进行定时定量喷洒

建议将小区垃圾分类点周围设置定时喷洒除臭剂装置，同时垃圾桶内加装除臭剂喷淋系统，及时对垃圾产生的臭气进行分解掩蔽，避免发生除臭剂喷洒一段时间后失效的情况。

除臭剂的选择上可以选择现在主流的植物型、生物型除臭剂，上述除臭剂均可达到消除掩蔽臭味、高效安全的要求。单一定时喷淋设备造价为300～500 元，成本较低廉，实用性强。

5.2 对现有厨余垃圾桶进行技术改造

通过对现有厨余垃圾桶桶壁、桶盖的改造，或对整个分类投放点垃圾箱体的改造，从技术上实现减少臭气产生、逸散的作用。

5.3 实施切实有效的垃圾桶站管理措施

1）大力推广撤桶并站措施。根据小区空间布局条件和设计户数，合理确定设置数量及位置，按照“一个小区一个方案”的原则，制定“撤桶并点”的个性化方案，减少污染臭源。

2）动态监测垃圾桶设置合理性。当出现垃圾满溢或垃圾量相对不足时，应及时调整垃圾桶数量，确保垃圾桶不满冒、不闲置，尤其是产生垃圾较多的其他垃圾桶和厨余垃圾桶，应合理分配设置数量。

3）合理布局桶站管理员岗位配置。当出现垃圾桶满冒、遗撒时，应当及时清扫散落的垃圾、污水、污渍；并检查垃圾桶是否有破损，及时清洗擦拭垃圾桶及周围地面墙面。当垃圾收运高峰期时，应增加打扫冲洗频率。避免臭味蔓延，造成居民反感。