餐廚垃圾處理的惡臭氣體產生與控制對策探討

鄧松圣 冷夕杜,2 戴 飛,2,*

（1 重慶工程職業技術學院 重慶 402260 2 四川利興龍環保科技有限公司 四川成都 610500）

引言

隨著我國特大型城市的涌現、城鎮化建設步伐的加快和人們生活水平的提高，產生的生活垃圾和餐廚垃圾日益增多。據國家統計局統計，2018 年全國餐廚垃圾總量超過1 億噸[1]。餐廚垃圾的快速增加給城鎮管理帶來挑戰，如果處理不好，會惡化人們的生活環境，危害居民健康。同時，餐廚垃圾被稱為一種放錯了地方的資源，具有循環利用價值。2017 年1 月下旬，國家發改委印發《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》，將餐廚廢棄物資源化無害化利用的相關裝備和技術研發，列入資源循環利用產業分項之一。

目前，我國餐廚垃圾處理行業尚處于起步階段，日處理能力在100 噸/日以上的企業不足50 家，餐廚垃圾無害化處理率僅為10%，餐廚垃圾處理行業潛在市場空間很大[2]。由于餐廚垃圾臭氣成分復雜，臭氣治理要求高、難度大，餐廚垃圾臭氣污染問題沒有得到很好解決，本文從臭氣處理技術應用與管理兩個方面探討控制臭氣排放的對策。

1 餐廚垃圾處理惡臭氣體產生及其危害

1.1 惡臭氣體產生

由于餐廚垃圾的高濕、高有機物含量和易腐蝕特性，若餐廚垃圾收運不及時，在餐廚垃圾產生地和中轉暫存地容易發酵滋生多種惡臭氣體。在用餐廚垃圾生產肥料時，在氧氣充足的條件下，污水以及固廢垃圾中的有機質受到好氧細菌的作用而生成具有刺激性的氣體，主要以NH3為主[3]；餐廚垃圾填埋、肥料化及飼料處理時，因無氧氣或氧氣供應不足的厭氧發酵產生CH4、H2S、SO2和CO2等[4]；在餐廚垃圾焚燒處理時，由于餐廚垃圾含水率高，焚燒不充分，易造成二次煙氣污染，排放氣中含SO2與二噁英氣體；在餐廚處理企業的污水處理過程中產生多種惡臭氣體如H2S、SO2、NH3和CH4等[5]。

在垃圾產生和轉運地點產生的惡臭氣體比較分散，而在前處理區域和生產車間產生的惡臭氣體則相對集中。就惡臭氣體產生位置而言，按產生惡臭氣體量多少進行排序為：料坑>地下瀝液坑>廚余車間>卸料大廳>處置設備>干式厭氧>餐飲車間>厭氧系統>沼渣干化>脫水車間>氣浮車間>鍋爐>發電機房[6]。

1.2 惡臭氣體的危害

餐廚垃圾處理過程中釋放的惡臭氣體通過呼吸道、消化道和皮膚等途徑對人體產生毒害作用，嚴重時更可能致畸致癌。在餐廚垃圾填埋處理的厭氧發酵過程產生大量CH4和CO2，二者均屬溫室效應氣體，特別是甲烷的溫室效應是同等質量的二氧化碳的21 倍[7]。若餐廚垃圾處理過程中產生的甲烷積聚并處于爆炸極限范圍或燃燒濃度范圍內，當遇上靜電放電、人工明火、非防爆電器短路誘發火花、黑色金屬工具撞擊火花和雷電等點火源，會引發爆炸或燃燒，釀成嚴重的安全事故。

1.3 臭氣治理難度

餐廚垃圾處理過程中釋放的VOCs（揮發性氣體）多達70 多種，包括烷烴、烯烴、鹵代烴、芳香烴、硫化物、含氮化合物和含氧有機物等大氣污染物，成分復雜，既有有機物，也有無機物，物性差異性大，僅部分具有回收價值，很難用一種方法進行處理。居民對惡臭氣體敏感，對其關注度較高。惡臭氣體處理排放標準高，2003 年7 月頒布和實施了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》，對車間設計和企業運營管理提出較高要求，目前，我國餐廚垃圾處理企業尚處于不斷完善技術積累和豐富實踐活動的過程中。惡臭氣體處理基本上是一種公共環保衛生活動，資金投入大，盈利空間小，有時幾乎無利可圖，急需政府的資金支持和政策扶持。

2 強化惡臭氣體污染控制的技術手段

惡臭氣體污染控制涉及惡臭氣體處理工藝優選、車間設計、運行和管理等一系列技術和管理問題，確定臭氣控制方案需結合臭氣的物性、資金投入和占地面積等因素綜合考慮。

2.1 工藝優化是臭氣控制的基礎

生產過程中惡臭氣體的危害程度主要由餐廚垃圾處理工藝決定，垃圾處理和臭氣處理的工藝優化是控制臭氣污染的基礎。

首先是餐廚垃圾處理工藝的優化。餐廚垃圾填埋和好氧處理時產生的惡臭氣體較多，厭氧消化工藝和CBP（聯合生物處理過程）工藝產生的惡臭氣體較少，但是這兩種處理方式的投資相對較大，且厭氧消化處理占地面積較大。其次是臭氣處理工藝的優化。惡臭氣體的處理包括吸收法、吸附法、燃燒法、生物法和噴灑除臭劑等方法。究竟采取何種處理方法取決于氣體種類、處理量和臭氣含量等因素。對臭氣分散排放或突發情況的應急處置宜采用噴灑氣體除臭劑；對惡臭氣體成分復雜的情形則宜采用燃燒法，若能與垃圾焚燒處理方式結合，該方法宜為首選；對惡臭氣體處理量大、濃度低的情形，可考慮采用生物法；若需要進行介質回收則考慮冷凝法、吸附法或吸收法。

惡臭氣體控制是一綜合過程，需采用多種技術聯合處理，例如在采用噴淋洗滌除臭措施，利用氧化化學洗滌劑、酸洗滌劑和堿洗滌劑等對捕捉到的有害氣體進行噴淋洗滌處理，再通過生物處理和活性炭吸附之后排放到大氣中[8]。餐廚垃圾處理究竟采取何種技術方案，需要考慮餐廚垃圾處理量及其成分、場地面積、企業資金實力和地方政府的政策支持力度等一系列因素，建立基于投入產出的優化模型，通過方案尋優而定。

2.2 密閉處理是控制臭氣外逸的關鍵

餐廚垃圾的密閉處理包括垃圾收集、運輸、裝卸和加工過程的密閉，重點是卸料大廳和預處理車間的密閉。通過密閉性好的運輸車輛優選、處理車間的密閉設計、設備的正確安裝，盡可能確保餐廚垃圾處理全流程的密閉。

對餐廚垃圾處理車間進行密閉設計，減少或消除臭氣與外界的連通，是確保臭氣不外逸的關鍵。前處理車間設計成全密閉車間，車輛進出門設計空氣幕墻，搞好窗戶和門的密閉，能有效地減少車間內外的氣流擴散與對流，控制惡臭氣體的外逸。對惡臭氣體釋放點、工藝因素決定的設備與管道的非密閉點等采取負壓抽吸。

2.3 技術改造治惡臭頑疾

針對部分前期餐廚垃圾處理設施采用的處理技術與工藝的局限性，對餐廚垃圾填埋場歸納出三種治理模式。一是資源化改造。依次經過鉆機打井、管道安裝、壓縮機抽氣、氣體凈化和氣體升壓輸送等工序，最后實現對甲烷資源化利用[9]；二是安全化改造。在餐廚垃圾填埋處理方式中，厭氧發酵產生大量甲烷積聚，易釀成安全事故，可向垃圾填埋場注入空氣，與垃圾進行充分好氧反應，產生CO2和H2O，避免甲烷的產生和積聚[10]；三是開發性改造。首先進行填埋場開挖，然后進行垃圾篩分和壓榨，再對固態垃圾進行焚燒或肥料化處理，對滲濾液進行厭氧產氣和廢水處理，最終將垃圾填埋場建為公園或綠化地帶。

3 控制臭氣排放的管理措施

3.1 科學規劃統攬全局

在城市規劃及區域環境治理過程中，對生活垃圾、餐廚垃圾和廢水處理進行科學規劃，互為配套，布局合理，搞好垃圾、臭氣處理的專業化和規模化的有機結合。

在片區或一定區域設置專業化的處理廠，完成相對單純的處理工作（如油脂分離、厭氧發酵、肥料化處理和飼料化處理等），避免企業小、全而不精。在較大片區宜建設規模較大、功能全面的大型城市污水處理系統或綜合處理廠，具有水處理、氣體處理（系指污水處理過程中產生的廢氣）和泥漿固廢處理等綜合處理功能，對專業化廠排出的固廢、臭氣或廢水進行集中高效處理。

將餐廚垃圾產生的廢水與城市污水處理系統相結合，充分發揮污水處理廠的高效處理能力；將生活垃圾和餐廚垃圾的臭氣處理融為一體，并將臭氣處理中產生的污水納入污水處理廠。將餐廚垃圾預處理車間壓榨而得的固體廢棄物與生活垃圾進行聯合焚燒處理。由此，對克服重復建設、減少投資、提高處理效率、提升企業管理水平具有重要意義。

3.2 源頭控制是前提

城市垃圾含餐廚垃圾處理是一系統工程，產生臭氣的一個重要原因是收運的滯后，搞好餐廚垃圾的源頭控制非常關鍵。餐廚垃圾來源范圍較廣，包括企業、學校及機關食堂，賓館、飯店、好吃街區及旅游景區餐館，以及居民家屬區。居民家屬區產生的餐廚垃圾難于收集和處置，一部分油脂進入下水道，另一部分與廚余垃圾一起，作為生活垃圾的一部分進入垃圾收集和中轉場地，易于產生大量惡臭氣體和滲濾液。

餐廚垃圾的及時收集、轉運和快速處理是減少餐廚垃圾處理中的惡臭氣體零星排放的重要措施。這取決于餐廚垃圾收運體系的完備與否，也取決于城市居民的環保意識、社區垃圾分類執行的好壞和小區管理水平的提高。現在全社會興起的垃圾分類是一個很好的舉措，在源頭上對垃圾進行合理分類，有助于減少后續垃圾后續處理的難度和工作量，縮短前處理時間，減少臭氣產生，降低餐廚垃圾處理成本。科學規劃線路與流程，合理配置收運力量，采用先進的收運設備，對垃圾及時收運，減少垃圾停留時間，防止餐廚垃圾腐爛與臭氣擴散十分有利。

3.3 加強科技投入完善科學管理

加強科技投入。在餐廚垃圾及臭氣處理車間建設或升級改造過程中，安裝或完善生產過程臭氣濃度檢測儀如紅外甲烷傳感器等，對甲烷等氣體濃度進行實時檢測，發現臭氣泄漏，及時進行超標報警。在生產車間，利用FPGA（Field Programmable Grate Army，現場可編程邏輯門列陣）、傳感器和監控系統軟件構建物聯網環境下惡臭氣體監測系統[11]，及時掌握生產過程中的氣體濃度、溫度和壓力等數據，準確掌握生產動態，正確調控，確保安全生產。

創新生產設備管理模式。將設備全壽命管理納入生產管理，建立健全設備設施基礎信息、運行信息和檢維修信息，開發設備全壽命管理系統，預測重要設備的剩余壽命。實時跟蹤設備狀態，強化對重點設備的監控、檢測及檢維修預警，為設備檢維修提供指導，保證設備完好率，減少故障發生。

餐廚處理生產線的可靠與高效運行需要科學的管理與運行模式。建立完善的生產管理制度，加強人員培訓，提高操作人員的技術水平和責任心，嚴格執行生產操作規程，正確操作設備；強化設備巡查，及時掌握設備運行狀況，發現泄漏、密封不嚴等情形，及時處置；牢固樹立質量意識，對生產過程進行精準控制，確保生產過程的正常進行和質量指標的實現；編寫生產事故應急預案，開展應急演練，防患于未然。

結語

臭氣排放控制屬于餐廚垃圾處理的重要內容，需從區域廢物處理綜合布局、處理工藝優化、技術改造和設備運行管理等環節入手，形成餐廚垃圾臭氣排放控制的綜合措施，得到如下結論：

（1）餐廚垃圾處理過程中釋放的揮發性氣體種類及成分復雜，對處理車間設計要求高，企業的技術積累和豐富其實踐活動均有待完善，臭氣處理任務任重道遠。

（2）垃圾處理和臭氣處理的工藝優化、密閉設計以及技術改造可強化惡臭氣體的污染控制。此外，對生活垃圾、餐廚垃圾和廢水處理進行科學規劃，搞好垃圾處理的專業化和規模化的有機結合、不同類型廢物處理車間的優化匹配對控制臭氣排放意義重大。加強科學管理能保證企業高效運行，確保餐廚垃圾處理工程的臭氣排放控制質量的持久可靠。