城市固體廢棄物垃圾填埋場臭氣治理措施探析

孫雨清

(蘇州市環境衛生管理處，江蘇蘇州 215007)

0 引言

《2008年中國城市建設統計年鑒》統計數據表明該年我國城市生活垃圾年總量達1.55 億 t，每日產量為42.5 萬 t［1］。目前，衛生填埋是我國垃圾處理的主要方式。截至2008年我國正在建設的城市垃圾填埋場總計約900個，加之臨時堆放點以及簡易填埋場達上萬座，積存垃圾總量約70億t［2］。這些生活垃圾在長期的填埋過程中會發生生物化學反應，繼而產生有害氣體，俗稱填埋氣。填埋氣有多種氣體成分，主要為甲烷和二氧化碳，此外也包括一些有惡臭的臭氣。甲烷和二氧化碳是公認的溫室效應氣源，而臭氣也嚴重影響了城市居民的身心健康和環境質量，給人們帶來極大的不適感。如今垃圾惡臭作為一種嗅覺公害嚴重影響人們的生活質量，已成為世界上典型的公害之一，且其僅次于噪聲而居第二位為最嚴重的7種公害之一，引起了世界各國對惡臭污染問題的重視［3］。

1 惡臭污染定義、標準和產生來源

1.1 惡臭的定義和評判標準

城市生活垃圾在處理、收集、轉運和填埋的各個環節都會因其內有機物的降解腐爛等原因而產生一定量的氨、硫化氫、有機胺、甲烷等既有害又有異味的氣體。根據李永峰等人的研究，填埋氣的成分會因垃圾種類、季節、環境溫度等不同而有所差異，其對北京市生活垃圾在夏、秋、冬三季產生臭氣成分進行的檢測試驗，發現夏天的臭氣濃度遠遠高出冬季;夏季和冬季共檢出揮發性有機物163種，其中夏季檢出127種，冬季97種［4］。這些惡臭氣體按組成可分為5類:

1)含氮化合物如酰胺、胺、吲哚等;2)含硫的化合物，如硫醇、硫化氫、二氧化硫、硫醚;3)鹵素及衍生物，如鹵代、烴氯氣;4)含氧的有機物，如醛酮、酚、有機酸等;5)烴類物質如炔烴、烷烴、芳香烴、烯烴。

目前對環境的惡臭評價和監測方法還沒有一個明確的標準和指標，因惡臭是人的一種感官體驗，而不是嚴格規定的科學特性。我國對惡臭污染物的評價多采用臭氣濃度、物質濃度等進行評價，但很少直接針對臭氣的強度對人類生活造成的影響進行評價。臭味的概念定量化研究多采用兩條途徑:一是用試驗儀器對臭氣物質進行分析和監測。二是進行嗅覺試驗。在環境影響評價實踐中，我國一般參考日本環境保護廳的六級惡臭強度分級規定。

1.2 臭氣的來源

根據臭氣的來源和特點，填埋場的臭氣污染主要來自兩方面，一是填埋氣的無序排放散發臭氣，二是垃圾滲瀝液散發臭氣;具體主要有如下來源:

1)垃圾填埋作業區。進場的垃圾運輸車輛在沒有進入傾倒作業區排隊等候過程中，停留時間過長，陳腐垃圾沒有得到及時清除，同時運輸車輛接近起卸平臺時自動門打開后溢出臭氣，在卸料完成后，灑落的垃圾和滴漏的滲濾液直接暴露于空氣中產生惡臭。傾倒后填埋平鋪作業時垃圾的飛揚拋灑以及填埋場現場造成的新鮮垃圾暴露作業面積較大，沒有得到及時覆土會產生大量的惡臭氣體。

2)污水調節池、厭氧塘、兼氧塘等滲濾液處理設施。填埋場中的滲濾液已達惡臭氣體排放源，特別是加蓋的排氣口和不加蓋的調節池，由于其面積較大點多面廣較分散，因而較難以收集和避免。由于惡臭氣體自身的特點，在氣溫較高以及有雨水進入填埋體使得它以空氣為傳播介質，向填埋場周邊散播開來。滲濾液產生的臭味物質具有臭味閾值濃度低的特點，這使得其通過呼吸系統對人體的嗅覺產生較大的不適影響，這就使得惡臭污染又難于一般空氣污染的治理。

3)臨時覆膜區。在已填埋并覆土或加膜的區域，因填埋時間不長，大部分正處于高速降解階段，產氣量較大。在我國臨時覆蓋結構一般采用粘土或土工膜，施工質量難以保證，氣密性較差，填埋氣處于無組織釋放狀態。同時多變的外部氣候環境如降雨、日照等，一方面對垃圾體加劇了降解產氣過程，另一方面覆蓋結構的老化使得氣密性功能的逐漸喪失而加重了惡臭氣體的產生。

2 目前填埋場的臭氣治理方法

目前填埋場惡臭氣味治理一般是借助于化學、生物、物理等多種手段和工藝，通過稀釋吸收、中和轉化或生物降解等過程，以減輕或消除這些物質在空氣中的濃度而達到治理的目的［5］。垃圾填埋場除臭技術起初采用簡單的水洗擴散稀釋等技術，現在逐漸采用焚燒、化學反應吸收、吸附和物理覆蓋等多種聯合運用的技術［6］。現在國外發達國家開始采用新興的光催化氧化、生物脫臭、臭氧化以及環境納米技術等除臭技術，下面對這些治理技術展開敘述。

1)物理法。物理法是采用常規物理手段如將臭氣源掩蔽或稀釋臭氣產生物質法以及將產生出來的臭氣用多空材料進行吸附法等。其共同點是不改變惡臭物質的化學性質，只是用一種物質將它的臭味掩蔽和稀釋或者將其從氣相轉移到液相或固相，雖然原理簡單，操作便捷，成本較低，但惡臭物質對人體的影響依然存在，其實用來掩蓋的氣味本身又是一種污染物。例如北京安定填埋場采用的填埋場空氣膜支撐系統(見圖1)，利用空氣支撐膜設施對垃圾填埋場作業區進行圍合密閉，使填埋作業區釋放污染氣體的方式由無組織排放變為有組織排放。同時，封閉的作業方式，也杜絕了揚塵、蚊蠅滋生、廢棄塑料的飛揚，減少了垃圾填埋對外界環境特別是周邊居民的影響。

圖1 北京安定填埋場空氣膜密閉系統外觀

2)化學法。化學法主要有化學吸附、酸堿反應吸收、催化燃燒等方法。化學除臭法的共同點是使用另外一種物質與惡臭物進行化學反應，從而改變其化學結構，使其轉變為臭味較小的物質或無臭味物質。化學除臭法所用設備繁多、能耗大，且工藝復雜，處理成本較高，特別是二次污染后再處理難度大。

3)微生物法。微生物法除臭目前有如下兩種:一是利用微生物的代謝活動降解惡臭物質，使之氧化為最終產物從而達到無臭、無害化。二是利用微生物自身的代謝活動所產生的產物與惡臭物質進行反應，或充當催化藥劑加速或抑制其降解產氣作用。目前有生物過濾法(附著生長系統)、生物吸收法(懸浮生長系統)、生物滴濾法三種除臭方式，其中生物滴濾法又有堆肥脫臭法、土壤脫臭法、生物濾池脫臭法等。這些方法的共同點為:生物是生物脫臭的核心。

4)天然植物除臭。天然植物除臭劑是從可食用的樹木、鮮花和草中提取的油、汁或浸膏的萃取液配方復配而成的。溶液中的有效分子含有生物活性、化學活性、共軛雙鍵等活性基團，可以與不同的異味發生作用［7］。陳朱蕾等人選取填埋場惡臭氣體中的H2S和NH3作為評價指標，采用植物除臭劑，在不同稀釋濃度、用量及時段條件下進行現場噴灑除臭效果研究，結果表明采用植物除臭劑除臭效果較好且穩定。

在生產操作過程中各個填埋場會采用上述一種或幾種方法同時或單獨使用，以上各種方法各有利弊，如植物除臭雖效果較好，但成本較高，化學除臭雖效果不穩定，但在填埋場實際運營中采用較多，如夏季殺滅蚊蠅藥物的噴灑等。污染物的隔離法目前在填埋場已有廣泛采用，如臨時覆土和覆膜等工作，但他們的封閉性和隔離效果較差，要根據填埋場的實際情況具體分析，采用多種手段綜合利用以上方法來治理填埋場的惡臭。下文以蘇州七子山垃圾填埋場為例來說明惡臭的防止和治理手段。

3 工程案例

3.1 七子山垃圾填埋場填埋概況

七子山垃圾填埋場是蘇州市區唯一的大型垃圾填埋處置場所，填埋場位于吳中區木瀆鎮七子山麓，主要負責對蘇州市區非焚燒生活垃圾進行填埋處理(見圖2)。老場于1993年建成并運營，設計總庫容約470萬m3，于2009年完成封場，累計填埋生活垃圾約780萬t。2006年，為解決庫容問題填埋場進行了擴建工程。工程總投資約3.39億元，新增庫容800萬m3，對進場垃圾組分測試結果表明:廚余類生活垃圾較多，有機物含量較高，填埋后會在厭氧狀態下發酵降解，產生硫化氫、氨氣等異味氣體，場區周邊有惡臭氣味產生的現象。

3.2 惡臭治理措施

1)物理隔絕臭氣源，切斷臭氣傳播途徑。采用隔絕臭氣源，切斷臭氣傳播的物理手段而降低場區臭氣濃度。其包括減少垃圾裸露面積，對滲濾液處理設施進行加蓋和封閉。眾所周知垃圾裸露面越小，臭氣源釋放面積越小，異味影響就越小。因此減少垃圾裸露面是控制異味最重要的一項措施，根據我場的實際施工操作經驗，具體采用了以下工程措施:嚴格實行分區堆填作業，控制分區面積和進場機械的填埋施工，采取及時堆填及時輾壓，控制產生臭氣的垃圾來源。填埋輾壓作業后，及時對已填埋區域進行覆蓋。覆蓋主要分為中間覆蓋和臨時覆蓋，中間覆蓋主要針對面積較大、已填垃圾能壓實整形到位的區域，采用HDPE膜焊接成型確保其完整性和密封性;臨時覆蓋主要針對面積較小、無法進行壓實整形到位的區域，采用篷布和粘土進行覆蓋。此外我場還對各滲濾液處理設施進行了加蓋處理。通過及時地覆蓋切斷臭氣產生傳播的途徑，我場作業裸露面約1 000 m2(國內同規模填埋場控制在3 000 m2)，異味氣體能有效地控制在庫區內收到了較好的效果。

2)庫區深層填埋體主動抽排和收集填埋氣。2006年開始，填埋場開始實施填埋氣發電項目(具體由光大環保實施，采用BOO模式)，主要區域為老填埋區以及2009年開始運營的新庫區。通過在填埋場內設置的導氣收集系統對正處于高速穩定降解階段的中層至深層垃圾所產生的填埋氣進行收集和抽排(見圖3)。該項目實施后，老庫區異味控制效果良好，基本不對周邊產生影響，同時具有較高的經濟效益。根據統計今年前三季度沼氣抽排量約為500萬m3，沼氣發電量約為1 100萬度。

圖2 蘇州七子山填埋庫區全景

圖3 七子山填埋場老庫區焚燒發電的沼氣導排井

3)庫區淺層氣收集處置。沼氣發電項目考慮到安全性，在氣體抽排時勢必控制壓力，因此淺層的填埋氣難以抽取，目前國家相關規范也未對此部分氣體做出處理的要求，但實際根據我單位的觀察經驗，淺層庫區的垃圾所產生的臭氣量是比較大的。為進一步提升周邊環境，七子山填埋場自加壓力除填埋氣發電外，還投資建設了一套庫區臭氣收集除臭系統，通過場區里鋪設的氣體導排收集管道，利用化學洗滌、火炬焚燒及生物除臭的方式對臭氣進行集中處理。除臭項目已于2012年9月初投入正式運行，目前運行效果良好。

4)作業庫區及周邊噴灑生物除臭劑。針對進入我場的垃圾轉運車，由于垃圾轉運車在較長時間的運輸過程中會有較大機械振動作用，這無疑加速了這些新鮮垃圾的產氣量。針對垃圾車在傾倒的過程中仍會產生大量的異味，我場采取在作業庫區及周邊噴灑生物除臭劑，通過這些除臭劑及時對轉運車輛的車廂和傾倒垃圾進行處理，抑制了在填埋作業操作過程中的產氣量。根據監測部門對作業區周邊的空氣監測，生物除臭劑的除臭效果持續時間較長，在夏季高溫多雨的情況下，噴灑該除臭劑后臭味明顯有所降低，取得了較好的效果。

5)實施填埋場信息化管理。為實施高效的填埋作業，我單位擬計劃建設一個網絡管理自動平臺，對填埋場實施信息化管理。該網絡平臺包括內外網網站、辦公自動化管理系統、運行管理系統、設備管理系統、垃圾調度與計量管理系統、自動儀器儀表監測功能，通過開發一套信息管理系統，實現對全場情況的全面自動監控，并實現領導輔助決策管理。例如通過對氣象條件的掌握實時控制填埋作業，指導垃圾體的臨時覆蓋時間和區域，并推算滲濾液的產量，為處理提供基礎性數據。通過軟件系統的實施，全面提升填埋場的填埋施工作業水平和管理能力，充分體現填埋場現代化管理水平。

3.3 工程治理效果

通過以上的綜合治理措施的采取，我場治臭和除臭工作取得了較好的效果。目前我單位垃圾收運體系密閉高效、處置方式安全科學、全程監管完善到位，使得生活垃圾從開始收集到最終處置，始終處于安全、可控、受到監管的狀態。目前場區附近臭味較小，空氣質量符合國家相關規范要求，單位于2011年1月順利通過無害化等級Ⅰ級評估，同時被省住建廳評為“江蘇省園林式單位”。為廣大市民享提供了更加優質的環衛服務，在蘇州城市的快速、健康、循環可持續發展中發揮著重要的作用。

4 結語

本文對垃圾填埋場場區的臭氣產生源頭，工程治理措施進行了分析總結，并結合蘇州七子山填埋場在治理惡臭方面采取的實際工程經驗進行了分享和總結。結論表明:在采取多種手段的治理措施下，填埋場區空氣的惡臭污染可以得到有效控制;在治理措施的選擇上宜結合物理、化學和生物等多種手段，綜合治理能取得不錯的效果，相關工程經驗值得兄弟單位借鑒和推廣。

［1］ 中華人民共和國國家統計局.中國統計年鑒1987～2009［M］.北京:中國統計出版社，1987.

［2］ 賈子利，郭建斌，吳玉晴，等.北京市生活垃圾管理現狀分析研究［R］.上海:上海環境科學，2011.

［3］ 路 鵬，蘇昭輝，王 亙.填埋場大氣中化合物分析與惡臭指示物篩選［J］.環境科學，2011，32(4):936-942.

［4］ 趙由才.城市生活垃圾衛生填埋場技術與管理手冊［M］.北京:化學工業出版社，1999:125-139.

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

［6］ 蔣芝君，王 鵬，翟 杰.惡臭的生物治理技術［J］.微生物學通報，2003，30(2):70-73.

［7］ 吳冰思.環境衛生設施臭氣治理技術［J］.環境衛生工程，2003，11(1):20-24.