環衛設施除臭技術研究

王月 李留民

（1 天津博創環保科技有限公司 天津 300042 2 中國市政工程華北設計研究總院有限公司 天津 300074）

引言

當前，我國社會主義基礎設施建設取得了巨大成就，人們生活水平邁入小康，美好生活需求日益增長，因此對環衛工作的重視程度也在不斷提升。據有關部門統計，全國大中城市污水處理廠就有近三千座，污水年處理量為5572782 萬立方米；城區公共廁所數量達37 萬余座，生活垃圾處理量每年約為22750 萬噸[1]；雖然人文居住環境配套設施在不斷完善，城市環衛設施的數量在逐年增加，但是仍然存在一些環衛工程污染問題，比如臭氣，需要相關部門下大力氣解決和改善。

1 環衛設施惡臭產生的原因

在垃圾處理、污水和污泥處理、化工制藥、印染以及牲畜養殖等過程中都會產生惡臭氣體。環衛設施包括垃圾處理站、廁所、污水站等，因工業、生活等產生的廢水、垃圾等廢物處理不當，都會產生惡臭物質，導致臭氣生成；公共廁所、生活垃圾轉運站及生活垃圾無害化處理廠等環衛設施運行過程也會產生臭味。其反應原理通常是有機物在厭氧或者缺氧環境下發生還原反應的產物，例如，蛋白質、氨基酸發生脫羧、脫氨的反應。不同的惡臭物質主要產生于不同的環衛處理過程，如含硫臭氣主要從垃圾滲瀝液處理、污水處理廠初沉池中產生；污泥池中會產生氨氣和其它易揮發物質；氨、硫化氫、甲硫醇、三甲胺等致臭物會從城市公廁中產生；在垃圾收集和填埋過程中會產生氨氣、硫化物、芳香族和二甲基硫等致臭物[2]。以上可以看出，惡臭成分復雜，產生范圍較大，高溫高濕環境時更為明顯。

2 惡臭的危害

惡臭不但造成環境污染，而且影響著人們的身體健康。惡臭能刺激人體嗅覺器官，聞到后會使人們食欲不振、頭昏腦脹、惡心、嘔吐；硫化氫、硫醇、胺類、氨等可直接對呼吸系統及神經系統產生危害；還會引起人們呼吸障礙、心血疾病以及神經功能減退等，對人的心理影響尤為嚴重。惡臭環境持續存在時，還會傷害人們的自尊心；使人們心生抱怨。如1994 年美國就有兩個州的生活垃圾處理廠因沒有設置惡臭封閉、控制系統，持續產生惡臭，被公眾投訴，遭當地政府關停[3]。惡臭具有大氣污染和有害氣體污染的兩重性，因此，臭味去除是環衛工程中比較重要的課題。

3 除臭技術的研究

3.1 傳統的除臭方法

（1）氣洗法。氣洗法的原理是將具有水溶性、堿性、酸性的惡臭氣體通入水、酸、堿、強氧化劑等溶液中，在溶液中發生氧化、中和、絡合等化學反應，反應產物為無味的分子。采用的設施包括流動式吸收塔、噴灑塔、氣泡塔、填充塔及各種洗滌器等。該方法的適用對象主要有水溶性惡臭成分。該方法除臭效率不高，存在二次污染，適用范圍有限。

（2）吸附法。吸附法是將惡臭氣體通入多孔性強吸附能力物質，進行吸附的原理進行除臭的方法；可以選用活性炭、硅膠、活性白土、沸石等。它適用于低濃度碳氫化合物的臭氣處理，設備較簡易，除臭效果好。該方法一次性投入少，但介質使用壽命短（吸附劑飽和后需再生或者更換），且對惡臭分子濃度小、而臭氣濃度強度大的物質無明顯效果。

（3）焚燒法。焚燒法是將惡臭氣體直接送入高溫燃燒室進行燃燒，產物為水和二氧化碳等無機物。該方法適用對象為可燃性惡臭物質；并應使用防爆風機收集可燃臭氣。其該方法可采用直接、催化、或濃縮燃燒法進行除臭。該方法除臭效果好，但廢氣著火點一般在100～720℃之間，因此需要添加燃料輔助惡臭成分燃燒，導致其相關設備和運行費用高。一般用來處理高濃度氣量小的有機臭氣，不適用于臭味的控制。

（4）化學氧化法。化學氧化法是將惡臭物質與氧化劑發生氧化反應，進而去除臭味。氧化劑可以選用氯、次氯酸鈣、二氧化氯、臭氧等物質。該方法對工作環境要求較高，且氧化劑費用高，導致該方法處理費用高。其主要用于易氧化分解的惡臭物質，對中低濃度的惡臭成分凈化效率高。

（5）掩蔽法。掩蔽法是在惡臭的周圍噴灑具有芳香等氣味更強的掩蔽劑，以抑制臭氣源異味擴散。該方法的原理包括掩蓋和氧化兩個方面，掩蔽劑多采用植物提取液配置而成，并以細霧狀噴至臭氣源上，一方面起掩蓋作用，一方面與臭氣分子發生氧化還原反應，從而消除臭氣。該方法適用對象為低濃度惡臭成分。

（6）人工霧化植物液方法。經調研，霧霾發生時，空氣流動性降低時，臭氣擴散不利，氣味更濃烈。所以，可利用霧氣對流加快臭氣擴散，同時整合植物液的吸附作用來進行凈化；即人工霧化植物液處理法。植物液的成本較低廉，經過霧化處理，可加快氣體流動，分解有害氣體。它可彌補吸附處理法的不足，避免二次污染，可適用于室內外環境。人工霧化植物液法消耗水量較大，并且霧氣增加了周圍空氣濕度，導致用電設備受潮、腐蝕。霧化的植物液極易通過呼吸入人體，損害人體健康。因此，此法不適宜在人員密集場所使用。

（7）水氣強制交換凈化方法。此方法將除臭劑安裝在立體格柵組，利用臭氣、霧氣逆向流通，臭氣被帶過格柵組，與除臭劑接觸反應，通過多次循環達到凈化目的。該項技術既可使用單機對衛生間除臭，也可聯機對大型垃圾轉運站除臭[4]。

3.2 現代除臭技術

傳統除臭方式主要原理是通風和吸附，雖然可以較快的處理重污染氣味，但是不能從根本達到除臭效果。現代除臭技術主要代表有生物除臭技術與納米除臭技術，兩種除臭方式雖有差異，但是兩種方法都產生了較好的除臭效果，有力支撐了現代化環衛工程建設。

（1）生物法除臭技術。生物除臭分三個過程：由于臭味的成分主要是低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類以及芳香族的氮化物或硫化物，可溶性臭氣首先由氣相轉移至液相，利用微生物將惡臭物質分解成硫酸、硝酸、二氧化碳、水等無機物；分解產物形成的酸性環境會控制腐敗微生物產生[4]，最終惡臭氣味就消失了。此方法要求臭味物質易溶于水。生物法除臭技術包括生物過濾、生物洗滌等類型。生物濾池法在池內設置微生物濾層填料，分為氣體擴散和生化反應兩步。生物濾池法除臭效率高，是常用的生物脫臭方法，適合大氣量低濃度的廢氣處理；但所需場地大，并定期更換填料。生物洗滌法包括吸附和生物降解兩個處理過程，首先將有機臭氣通入洗滌器，與惰性填料上的微生物以及由生化反應器過來的泥水混合物進行傳質，部分有機物在此被降解，而液相中的大部分有機物進入生化反應器，通過懸浮污泥的代謝作用被降解掉。生物洗滌池主要適用于各種低負荷的水溶性惡臭氣體，去除效果較好。在以前污水處理廠常采用的是生物過濾法，除臭效率達到70%左右；而生物洗滌法臭味去除率可以達到95%以上，并使用設備維護成本較低，填料無損耗；從環保的角度考慮，采用更加全面的生物洗滌法是比較好的。生物除臭新技術正在開發新的填充材料、篩選高效除臭菌、微生物菌群除臭劑，在未來環衛工程除臭有較為廣闊的應用[5]。

（2）納米光觸媒除臭技術。納米光觸媒具有抗菌殺菌及空氣凈化等功能，日益廣泛地應用于建材等領域，在公廁等環衛設施除臭也得到應用，效果比較理想；在中國和日本都得到了廣泛發展和應用。目前所用的光觸媒催化活性最高的是納米級二氧化鈦，它無毒價廉，且不產生光腐蝕，得到了較多使用。納米光觸媒除臭技術的原理主要是利用光催化劑納米催化劑涂布于基材表面，通過特定波長的紫外線照射下，激活納米催化劑，生成負極電子-正極空穴對，與空氣中水分子、氧氣分子發生作用，結合生成氫氧自由基，破壞有機物中C-C、C-O、C-H、C-N、N-H 鍵，可使很多污染物、臭氣、有機物、細菌、真菌等氧化分解成水和二氧化碳等物質[6]。光催化氧化處理裝置在除臭的同時，還能處理有機廢氣。納米光觸媒技術在污水處理、空氣凈化及抗菌等領域具有巨大的應用潛力，在環衛設施除臭應用過程需要盡量保持室內空氣流通、紫外線等光照充足。UV 光解空氣凈化器便是利用這一原理，特制的高能UV 紫外線光束，高效去除各種惡臭味，脫臭效率可達99%以上。相比與傳統技術，光觸媒技術速度快、效果好、污染治理徹底。但是在空氣無法流通的環境里，惡臭物質無法與光觸媒接觸，將導致分解速度減慢，降低惡臭處理效果。

3.3 各種臭氣處理工藝對比

從臭氣處理工藝對比表格（表1）可以看出，無論從設備操作管理，還是從運行后二次污染情況來看，生物法和納米光觸媒除臭技術，都有很大的優勢；也是城市管理者應重點考慮推廣使用的技術。下面對當前我國城市環衛工程使用的除臭方法進行探討。

表1 各種臭氣處理工藝對比

3.4 環衛設施的除臭方法

城市環衛工程包括公共廁所、生活垃圾轉運站、生活垃圾處理廠、污水處理廠、糞便處理廠等設施，都是散發惡臭氣體的設施。我國城市生活垃圾惡臭處理問題比較突出，臭氣成份復雜，處理過程要考慮處理的有效性，還需考慮占地面積、設備成本和運行成本等因素，要盡量在占地最小的前提下實現最大的處置效果。

（1）公共廁所。公共廁所通過使用噴灑除臭劑法、抽氣排味法、掩蔽法等簡易方法去除臭味。例如用噴壺在廁所墻壁、地板、角落每天多次噴灑除臭劑，采用84 含氯消毒液等擦洗大小便槽。掩蔽劑可以通過噴灑空氣清新劑、點燃熏香、加樟腦丸等散發的濃郁氣味來掩蔽惡臭。還可以使用霧化器加藥系統添加稀釋后的植物萃取型除臭劑，自動控制開停。每天晚上在化糞池加入強效分解劑[7]，促進臭味去除。同時也可以結合納米光觸媒技術，在公共廁所內的隔間墻壁上都安裝通風匯管，公共廁所內的各種氣體通過匯管進行收集，然后經過總管到達除臭機，除臭機再利用納米光觸媒技術將公共廁所內的異味氣體進行分解，凈化臭味[8]。多家公司已經開發出了公共廁所高能離子除臭凈化器，已經得到推廣使用。

（2）生活垃圾轉運站。生活垃圾轉運站按設計日轉運垃圾能力分為大型、中型、小型3 類。不同規模的生活垃圾轉運站對除臭系統的要求不同。因為轉運作業的需要，這里有大面積的敞開惡臭釋放面。針對臭味的源頭，小型生活垃圾轉運站主要采取水沖洗方式，并通過地下排水設施匯流到下水道；站房內噴灑植物提取液，采用人工霧化植物液方法。中、大型生活垃圾中轉站作業區域一般為封閉式車間，應設置獨立的抽排風/除臭系統[10]；卸料泊位上方設置氣體收集系統，通過匯管連接至除塵脫臭系統，臭氣收集并經處理后有組織排放；在啟動風機收集臭氣前，應先檢測可燃氣組分濃度，當濃度超過可燃氣報警濃度下限時，應先進行自然通風；待濃度降低符合要求后，再開啟風機。儲料區設置除臭劑噴淋系統，臭氣分子經除臭劑包裹吸附并降解，減少臭味外排。垃圾轉運站采用的除臭方法包括:負壓化學和噴淋除塵除臭系統、負壓生物和噴霧除塵除臭系統、納米光觸媒除臭技術等，包含了物理法、物理化學法和生物法。經研究，納米光觸媒技術對于垃圾臭氣的治理效果顯著而且運行穩定，去除率可達80%以上。利用納米光觸媒技術降解垃圾臭氣中污染物的開發項目是一項具有廣闊應用前景的新型處理技術[9]。

（3）生活垃圾填埋場。生活垃圾填埋場包含有垃圾中轉區、填埋作業區、污水處理區和生活管理區。不同區域采取相應的除臭方法：在垃圾中轉區，盡量減少垃圾停留時間，使用封閉式垃圾運輸車輛和貯存設施，對陳腐餐廚垃圾迅速清除，定時噴灑除臭藥劑，減少臭氣外溢；填埋區應采取分區、分單元進行垃圾填埋作業，不得采取不分區全場敞開式作業方式；應按照填埋的不同階段實施覆蓋，應做到日覆蓋、中間覆蓋和終場覆蓋[10]；應盡量快速地進行平鋪、壓實和覆土操作，縮短暴露時間。污水處理區主要對垃圾滲濾液處理，需對調節池、厭氧池、曝氣池等構筑物進行密閉，配備有效的除臭控制措施，滲濾液處理過程產生的惡臭氣體應進行收集并集中處理達標后排放。辦公、生活等生活管理區應處于填埋場的上風向，其周圍設置阻隔，并噴灑有掩蔽氣味的藥劑；宿舍、食堂、辦公樓等封閉廠房開啟通風循環，排出惡臭氣味。

（4）污水處理廠。加蓋密封是影響污水處理廠臭氣控制好壞的關鍵；污水處理站內的調節池、生化池等構筑物均采取加蓋封閉措施，要求密封蓋采用耐腐蝕材料，抗紫外線照射；經連續抽氣，通過引風機將氣體收集；對污泥干化間產生惡臭的設備采取局部引風方式收集廢氣。惡臭廢氣經收集后，將產生的惡臭廢氣加壓送除臭系統處理。一般污水處理廠臭氣處理系統采用生物除臭裝置，氣味物質通過布滿微生物的填料，先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，變成無害的二氧化碳，水和無機鹽，實現惡臭氣體凈化。

（5）加強城市環境管理。作為城市管理方，應結合城市具體情況，制定合理的環境衛生管理制度；同時引導創建衛生城鎮，發揮其示范引領作用，推動生態文明建設，保證城市環境的干凈整潔。一方面確保環衛清潔設施配置齊全，如果皮箱、垃圾收集點等，并做好封蓋，避免使用竹筐、紙箱等容器放置垃圾[11]；另一方面要求工作人員嚴格按照街道環衛清潔的要求進行操作，做好垃圾的分類處理和密閉運輸，做到日產日清。

結語

綜上可以看出，惡臭產生的來源有多方面，產生的危害范圍和影響較大；是擺在環衛工作者前面的棘手問題。隨著環境保護科技的迅猛發展，環衛設施的除臭工藝有了長足進步，并在實踐中應用，獲得了顯著的推廣效果；使我們能夠從容應對惡臭治理，改善居住環境。城市環衛設施是城市現代化水平的重要標志，城市環境整治既是為了營造良好的發展環境，也是一項惠民工程。城市管理者應考慮加大投入，組織專業人員引進發達國家標準規范，提高環衛設施設計和建設標準，購置先進的環衛設備設施，達到與周邊優良的綠化環境和諧統一。如：建設裝配式公廁，加強城市公廁人性化設計，設置四色環保分類垃圾桶；對城市公廁和垃圾中轉站進行檢修、翻新、改造；實現垃圾中轉站殘液集中收集、外送至有相應處理能力的單位進行達標處置；并規范環衛工人作業程序，解決垃圾清運車輛在社區作業時的跑冒滴漏等問題，提高社區環衛保潔標準。同時，我們必須認識到，環境污染問題不能僅靠科學技術來解決，還必須從根本上提高保護環境的認識，社區街道和單位廣泛組織開展環境衛生提升專項行動，科學規范環保分類設施，培養文明衛生習慣，保持好環境衛生；處理好發展和保護環境的關系，強化環境保護、勤儉節約和綠色出行的環保理念；實現環衛設施和周邊人員居住環境和諧共生發展。