餐厨垃圾处理的恶臭气体产生与控制对策探讨

邓松圣 冷夕杜,2 戴 飞,2,*

（1 重庆工程职业技术学院 重庆 402260 2 四川利兴龙环保科技有限公司 四川成都 610500）

引言

随着我国特大型城市的涌现、城镇化建设步伐的加快和人们生活水平的提高，产生的生活垃圾和餐厨垃圾日益增多。据国家统计局统计，2018 年全国餐厨垃圾总量超过1 亿吨[1]。餐厨垃圾的快速增加给城镇管理带来挑战，如果处理不好，会恶化人们的生活环境，危害居民健康。同时，餐厨垃圾被称为一种放错了地方的资源，具有循环利用价值。2017 年1 月下旬，国家发改委印发《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》，将餐厨废弃物资源化无害化利用的相关装备和技术研发，列入资源循环利用产业分项之一。

目前，我国餐厨垃圾处理行业尚处于起步阶段，日处理能力在100 吨/日以上的企业不足50 家，餐厨垃圾无害化处理率仅为10%，餐厨垃圾处理行业潜在市场空间很大[2]。由于餐厨垃圾臭气成分复杂，臭气治理要求高、难度大，餐厨垃圾臭气污染问题没有得到很好解决，本文从臭气处理技术应用与管理两个方面探讨控制臭气排放的对策。

1 餐厨垃圾处理恶臭气体产生及其危害

1.1 恶臭气体产生

由于餐厨垃圾的高湿、高有机物含量和易腐蚀特性，若餐厨垃圾收运不及时，在餐厨垃圾产生地和中转暂存地容易发酵滋生多种恶臭气体。在用餐厨垃圾生产肥料时，在氧气充足的条件下，污水以及固废垃圾中的有机质受到好氧细菌的作用而生成具有刺激性的气体，主要以NH3为主[3]；餐厨垃圾填埋、肥料化及饲料处理时，因无氧气或氧气供应不足的厌氧发酵产生CH4、H2S、SO2和CO2等[4]；在餐厨垃圾焚烧处理时，由于餐厨垃圾含水率高，焚烧不充分，易造成二次烟气污染，排放气中含SO2与二噁英气体；在餐厨处理企业的污水处理过程中产生多种恶臭气体如H2S、SO2、NH3和CH4等[5]。

在垃圾产生和转运地点产生的恶臭气体比较分散，而在前处理区域和生产车间产生的恶臭气体则相对集中。就恶臭气体产生位置而言，按产生恶臭气体量多少进行排序为：料坑>地下沥液坑>厨余车间>卸料大厅>处置设备>干式厌氧>餐饮车间>厌氧系统>沼渣干化>脱水车间>气浮车间>锅炉>发电机房[6]。

1.2 恶臭气体的危害

餐厨垃圾处理过程中释放的恶臭气体通过呼吸道、消化道和皮肤等途径对人体产生毒害作用，严重时更可能致畸致癌。在餐厨垃圾填埋处理的厌氧发酵过程产生大量CH4和CO2，二者均属温室效应气体，特别是甲烷的温室效应是同等质量的二氧化碳的21 倍[7]。若餐厨垃圾处理过程中产生的甲烷积聚并处于爆炸极限范围或燃烧浓度范围内，当遇上静电放电、人工明火、非防爆电器短路诱发火花、黑色金属工具撞击火花和雷电等点火源，会引发爆炸或燃烧，酿成严重的安全事故。

1.3 臭气治理难度

餐厨垃圾处理过程中释放的VOCs（挥发性气体）多达70 多种，包括烷烃、烯烃、卤代烃、芳香烃、硫化物、含氮化合物和含氧有机物等大气污染物，成分复杂，既有有机物，也有无机物，物性差异性大，仅部分具有回收价值，很难用一种方法进行处理。居民对恶臭气体敏感，对其关注度较高。恶臭气体处理排放标准高，2003 年7 月颁布和实施了《城镇污水处理厂污染物排放标准》，对车间设计和企业运营管理提出较高要求，目前，我国餐厨垃圾处理企业尚处于不断完善技术积累和丰富实践活动的过程中。恶臭气体处理基本上是一种公共环保卫生活动，资金投入大，盈利空间小，有时几乎无利可图，急需政府的资金支持和政策扶持。

2 强化恶臭气体污染控制的技术手段

恶臭气体污染控制涉及恶臭气体处理工艺优选、车间设计、运行和管理等一系列技术和管理问题，确定臭气控制方案需结合臭气的物性、资金投入和占地面积等因素综合考虑。

2.1 工艺优化是臭气控制的基础

生产过程中恶臭气体的危害程度主要由餐厨垃圾处理工艺决定，垃圾处理和臭气处理的工艺优化是控制臭气污染的基础。

首先是餐厨垃圾处理工艺的优化。餐厨垃圾填埋和好氧处理时产生的恶臭气体较多，厌氧消化工艺和CBP（联合生物处理过程）工艺产生的恶臭气体较少，但是这两种处理方式的投资相对较大，且厌氧消化处理占地面积较大。其次是臭气处理工艺的优化。恶臭气体的处理包括吸收法、吸附法、燃烧法、生物法和喷洒除臭剂等方法。究竟采取何种处理方法取决于气体种类、处理量和臭气含量等因素。对臭气分散排放或突发情况的应急处置宜采用喷洒气体除臭剂；对恶臭气体成分复杂的情形则宜采用燃烧法，若能与垃圾焚烧处理方式结合，该方法宜为首选；对恶臭气体处理量大、浓度低的情形，可考虑采用生物法；若需要进行介质回收则考虑冷凝法、吸附法或吸收法。

恶臭气体控制是一综合过程，需采用多种技术联合处理，例如在采用喷淋洗涤除臭措施，利用氧化化学洗涤剂、酸洗涤剂和碱洗涤剂等对捕捉到的有害气体进行喷淋洗涤处理，再通过生物处理和活性炭吸附之后排放到大气中[8]。餐厨垃圾处理究竟采取何种技术方案，需要考虑餐厨垃圾处理量及其成分、场地面积、企业资金实力和地方政府的政策支持力度等一系列因素，建立基于投入产出的优化模型，通过方案寻优而定。

2.2 密闭处理是控制臭气外逸的关键

餐厨垃圾的密闭处理包括垃圾收集、运输、装卸和加工过程的密闭，重点是卸料大厅和预处理车间的密闭。通过密闭性好的运输车辆优选、处理车间的密闭设计、设备的正确安装，尽可能确保餐厨垃圾处理全流程的密闭。

对餐厨垃圾处理车间进行密闭设计，减少或消除臭气与外界的连通，是确保臭气不外逸的关键。前处理车间设计成全密闭车间，车辆进出门设计空气幕墙，搞好窗户和门的密闭，能有效地减少车间内外的气流扩散与对流，控制恶臭气体的外逸。对恶臭气体释放点、工艺因素决定的设备与管道的非密闭点等采取负压抽吸。

2.3 技术改造治恶臭顽疾

针对部分前期餐厨垃圾处理设施采用的处理技术与工艺的局限性，对餐厨垃圾填埋场归纳出三种治理模式。一是资源化改造。依次经过钻机打井、管道安装、压缩机抽气、气体净化和气体升压输送等工序，最后实现对甲烷资源化利用[9]；二是安全化改造。在餐厨垃圾填埋处理方式中，厌氧发酵产生大量甲烷积聚，易酿成安全事故，可向垃圾填埋场注入空气，与垃圾进行充分好氧反应，产生CO2和H2O，避免甲烷的产生和积聚[10]；三是开发性改造。首先进行填埋场开挖，然后进行垃圾筛分和压榨，再对固态垃圾进行焚烧或肥料化处理，对渗滤液进行厌氧产气和废水处理，最终将垃圾填埋场建为公园或绿化地带。

3 控制臭气排放的管理措施

3.1 科学规划统揽全局

在城市规划及区域环境治理过程中，对生活垃圾、餐厨垃圾和废水处理进行科学规划，互为配套，布局合理，搞好垃圾、臭气处理的专业化和规模化的有机结合。

在片区或一定区域设置专业化的处理厂，完成相对单纯的处理工作（如油脂分离、厌氧发酵、肥料化处理和饲料化处理等），避免企业小、全而不精。在较大片区宜建设规模较大、功能全面的大型城市污水处理系统或综合处理厂，具有水处理、气体处理（系指污水处理过程中产生的废气）和泥浆固废处理等综合处理功能，对专业化厂排出的固废、臭气或废水进行集中高效处理。

将餐厨垃圾产生的废水与城市污水处理系统相结合，充分发挥污水处理厂的高效处理能力；将生活垃圾和餐厨垃圾的臭气处理融为一体，并将臭气处理中产生的污水纳入污水处理厂。将餐厨垃圾预处理车间压榨而得的固体废弃物与生活垃圾进行联合焚烧处理。由此，对克服重复建设、减少投资、提高处理效率、提升企业管理水平具有重要意义。

3.2 源头控制是前提

城市垃圾含餐厨垃圾处理是一系统工程，产生臭气的一个重要原因是收运的滞后，搞好餐厨垃圾的源头控制非常关键。餐厨垃圾来源范围较广，包括企业、学校及机关食堂，宾馆、饭店、好吃街区及旅游景区餐馆，以及居民家属区。居民家属区产生的餐厨垃圾难于收集和处置，一部分油脂进入下水道，另一部分与厨余垃圾一起，作为生活垃圾的一部分进入垃圾收集和中转场地，易于产生大量恶臭气体和渗滤液。

餐厨垃圾的及时收集、转运和快速处理是减少餐厨垃圾处理中的恶臭气体零星排放的重要措施。这取决于餐厨垃圾收运体系的完备与否，也取决于城市居民的环保意识、社区垃圾分类执行的好坏和小区管理水平的提高。现在全社会兴起的垃圾分类是一个很好的举措，在源头上对垃圾进行合理分类，有助于减少后续垃圾后续处理的难度和工作量，缩短前处理时间，减少臭气产生，降低餐厨垃圾处理成本。科学规划线路与流程，合理配置收运力量，采用先进的收运设备，对垃圾及时收运，减少垃圾停留时间，防止餐厨垃圾腐烂与臭气扩散十分有利。

3.3 加强科技投入完善科学管理

加强科技投入。在餐厨垃圾及臭气处理车间建设或升级改造过程中，安装或完善生产过程臭气浓度检测仪如红外甲烷传感器等，对甲烷等气体浓度进行实时检测，发现臭气泄漏，及时进行超标报警。在生产车间，利用FPGA（Field Programmable Grate Army，现场可编程逻辑门列阵）、传感器和监控系统软件构建物联网环境下恶臭气体监测系统[11]，及时掌握生产过程中的气体浓度、温度和压力等数据，准确掌握生产动态，正确调控，确保安全生产。

创新生产设备管理模式。将设备全寿命管理纳入生产管理，建立健全设备设施基础信息、运行信息和检维修信息，开发设备全寿命管理系统，预测重要设备的剩余寿命。实时跟踪设备状态，强化对重点设备的监控、检测及检维修预警，为设备检维修提供指导，保证设备完好率，减少故障发生。

餐厨处理生产线的可靠与高效运行需要科学的管理与运行模式。建立完善的生产管理制度，加强人员培训，提高操作人员的技术水平和责任心，严格执行生产操作规程，正确操作设备；强化设备巡查，及时掌握设备运行状况，发现泄漏、密封不严等情形，及时处置；牢固树立质量意识，对生产过程进行精准控制，确保生产过程的正常进行和质量指标的实现；编写生产事故应急预案，开展应急演练，防患于未然。

结语

臭气排放控制属于餐厨垃圾处理的重要内容，需从区域废物处理综合布局、处理工艺优化、技术改造和设备运行管理等环节入手，形成餐厨垃圾臭气排放控制的综合措施，得到如下结论：

（1）餐厨垃圾处理过程中释放的挥发性气体种类及成分复杂，对处理车间设计要求高，企业的技术积累和丰富其实践活动均有待完善，臭气处理任务任重道远。

（2）垃圾处理和臭气处理的工艺优化、密闭设计以及技术改造可强化恶臭气体的污染控制。此外，对生活垃圾、餐厨垃圾和废水处理进行科学规划，搞好垃圾处理的专业化和规模化的有机结合、不同类型废物处理车间的优化匹配对控制臭气排放意义重大。加强科学管理能保证企业高效运行，确保餐厨垃圾处理工程的臭气排放控制质量的持久可靠。