餐廚垃圾處理車間送排風的環保方式研究

摘要：餐廚垃圾處理車間內，垃圾處理過程不可避免會產生惡臭氣體，若不采取有效措施進行收集和換氣，則將嚴重影響車間內人員的身體健康。為了節約投資，大部分餐廚垃圾處理項目只考慮處理車間內臭氣的排出，忽略送風的重要性，導致處理車間排風不暢，氣體流動性差，車間內環境惡劣。本文選取2個典型的國內大型餐廚垃圾處理項目進行對比，分析不同送排風模式、不同送排風管布置形式對臭氣收集、車間環境的影響。研究表明，餐廚垃圾處理項目需要同時考慮車間內的送風及排風，送排風風量需要匹配，送排風風管需要統籌布置，保證車間內及垃圾處理設備內為負壓，且車間內負壓值小于垃圾處理設備內負壓值，氣體流向為車間外新鮮氣體→車間內低濃度臭氣區域→車間內高濃度臭氣區域→臭氣處理裝置，做到臭氣不擴散，車間內環境良好，廠區無臭味。

關鍵詞：餐廚垃圾；點源；面源；送風；排風；補風

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）03-0-06

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.03.036

Abstract： In the kitchen waste treatment workshop， the waste treatment process inevitably produces foul smelling gases， if effective measures are not taken for collection and ventilation， it will seriously affect the physical health of personnel in the workshop. In order to save investment， most kitchen waste treatment projects only consider the discharge of odor in the treatment workshop， ignoring the importance of air supply， resulting in poor ventilation， poor gas flow， and a harsh environment in the treatment workshop. This paper compares two typical large-scale domestic kitchen waste treatment projects and analyzes the impact of different air supply and exhaust modes and different layout forms of air supply and exhaust pipes on odor collection and workshop environment. Research has shown that kitchen waste treatment projects need to consider both air supply and exhaust in the workshop， match the air supply and exhaust， and coordinate the layout of air supply and exhaust ducts to ensure negative pressure in the workshop and waste treatment equipment， and that the negative pressure value in the workshop is less than that in the waste treatment equipment， and the gas flow direction is fresh gas outside the workshop → low concentration odor area inside the workshop → high concentration odor area inside the workshop → odor treatment device， ensuring that odor does not diffuse， the environment inside the workshop is good， and there is no odor in the factory area.

Keywords： kitchen waste; point source; area source; air supply; air exhaust; air make-up

餐廚垃圾是城市垃圾的重要組成部分，是餐飲垃圾和廚余垃圾的統稱[1]，主要來源于居民區、餐飲服務行業、各種企事業單位食堂及食品加工廠等。隨著中國城市化的發展以及人口數量的迅速增長，餐廚垃圾的產生源頭更加集中，產生量也逐年增加，2022年全國餐廚垃圾總量超過1億t，約為1.2億t。目前，國內多個城市已經相繼開始建設大中型餐廚垃圾處理項目，對餐廚垃圾進行分類收集、運輸及處理。

目前，國內大中型餐廚垃圾處理項目的工藝以“機械預處理+厭氧發酵”為主，該工藝具有資源化、無害化、減量化的特點[2-4]。機械預處理設備主要包括篩分設備、破碎設備、分選設備和輸送機等，設備通常集中布設于車間內，而餐廚垃圾處理過程會產生大量臭氣，如硫化氫、氨氣、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、乙酸乙酯等[5-6]，這些氣體揮發性較大，臭味重，而且部分氣體有毒，刺激性氣味大，極易造成人體感官不適。為了保證車間內工作環境良好，臭氣的收集以及車間內的通風設計至關重要。本文選取2個典型的國內大型餐廚垃圾處理項目進行對比分析，為同類項目車間建筑設計、送排風系統設計提供借鑒和指導。

1 工程案例概況

案例1和案例2的餐飲垃圾處理規模均為400 t/d，廚余垃圾處理規模均為400 t/d，垃圾處理工藝流程分別如圖1、圖2所示。車間內主要處理設備分為2條線，分別是餐飲垃圾處理線和廚余垃圾處理線，主要設備均位于餐廚垃圾綜合處理車間，對應的處理設備布置如圖3、圖4所示。按照《餐廚垃圾處理技術規范》（SZDB/Z 252—2017）[7]的要求，餐廚垃圾卸料、暫存、輸送與處理等各個產生臭氣的環節均采取密閉措施，無跑冒滴漏現象。2個案例處理規模相當，處理設備類型、車間設備布置等基本相似，具有可對比性。

2 送、排風設計方案

案例1采用門窗等縫隙自然補風、除臭風機排風的方式，未設計機械送風，共設計5套臭氣收集處理系統，各系統對應的收集區域及風量如表1所示。

案例2采用門窗等縫隙自然補風、機械送風、除臭風機排風的方式，共設計5套除臭系統、2套送風系統，各系統對應的收集區域及風量如表2、表3所示。

餐廚垃圾綜合處理車間、污泥脫水及干化車間等空間區域的臭味主要來源于處理設備檢修、維護時打開設備而散發，或從密封不良的設備縫隙里散發，非連續穩定釋放，由于范圍廣，易擴散，產生源多變，難以單獨密封和定點收集，將其定義為面源臭氣，且由于空間大，臭味會擴散稀釋，一般為低濃度臭氣。滾筒篩、破碎機、分選機、接料斗、漿料池、瀝水池和均質罐等垃圾處理設施連續穩定釋放臭氣，且均可單獨密封，定點收集，將其定義為點源臭氣，且臭氣直接來源于暴露的垃圾，一般為高濃度臭氣。

案例1與案例2對比，有3個相似之處。主要垃圾處理設備均放置于綜合處理車間，車間中間為主通道，左右兩側分2條線，分別是餐飲垃圾處理線和廚余垃圾處理線，靠外墻側門窗縫隙自然補風；設計除臭排風管，對面源臭氣、點源臭氣進行收集；計算除臭排風量時，換氣次數選取依據一致，如表4所示。

案例1與案例2對比，有3個不同之處。案例1車間立柱較少，車間內部較高，無法固定排風立管，基本采用車間頂部吊裝排風口的方式，案例2車間內部立柱較多，沿柱下伸排風立管至靠近地面處，立管上不同高度設置多個除臭排風口，多方位收集空間臭氣，排風口形式如圖5所示；案例2除自然補風外，另設置有機械送風，送風量約為排風量的60%，沿柱、外墻下伸送風立管至靠近地面處，送風管采用多孔立管，三面送風，送風均勻，高度基本覆蓋人員頻繁活動區域，送風口形式如圖5所示，案例1未設置機械送風，僅依靠自然補風；案例1空間面源除臭排風口多沿設備、水池頂部布置，用于沿線收集設備檢修維護或者泄漏的臭氣，案例2空間面源除臭排風口布置于餐飲垃圾處理線中部及廚余垃圾處理線中部，送風風管沿外墻及車間中線布置，設備產生的臭氣隨送風被吹至排風管處收集，氣流流向如圖3、圖4所示。

3 不同排風模式對車間環境的影響

案例1的3#、4#排風系統均位于餐廚垃圾綜合處理車間，排風管布置如圖3所示。以3#、4#排風系統為例，對比面源排風開、關兩種模式對車間環境的影響，（模式1為3#面源排風系統開，4#點源排風系統開，模式2為3#面源排風系統關，4#點源排風系統開），得出結論。

模式1的車間臭味濃度大于模式2，原因可能有兩點。一是當無足量新鮮空氣補入車間，車間又不斷排風時，車間內負壓逐漸增大，當大于垃圾處理設備內部負壓時，點源臭氣排風系統能力不足[8]，面源排風系統將高濃度臭氣從垃圾處理設備、水池等密封不良的縫隙處抽出至車間，造成車間內臭味重。二是當關閉車間排風，僅開啟車間內設備排風時，垃圾處理設備內部負壓大于車間，車間內低濃度臭氣由設備補風口、密封不良的縫隙等處進入設備，由設備點源排風管排出，保證設備內高濃度臭味不會逸散至車間，污染車間環境。

4 機械送風對車間環境的影響

餐廚垃圾綜合處理車間面積最大，臭源最多且分散，送、排風量大，代表性強，故以此車間為例進行分析。2個案例各區域的送、排風風管布置如圖3、圖4所示。

4.1 排風系統開啟，送風系統關閉

案例1、案例2除臭排風系統均開啟，關閉案例2機械送風系統，各自運行72 h后進行對比。結果顯示，案例1、案例2車間內為負壓狀態，車間外廠區無臭味，說明車間內排風量可以使車間內形成負壓，臭氣不外逸，廠區無臭味。

案例1車間內各區域均較臭，案例2由中間主通道、外墻至左右兩邊處理區中線，臭味逐漸減弱。經分析，原因可能有兩點。一是案例1車間內除臭排風口位于頂部，且基本接近均布，整個車間各區域均有排風口，當各排風口均排風時，車間內臭氣四處流動，不臭的區域也被抽吸的臭氣污染，導致車間各區域均較臭。相反，案例2排風口集中布設于餐飲垃圾處理線、廚余垃圾處理線中部，該區域為臭源集中區域，臭味濃度最高，外墻處過道、中間主通道等處無臭源設備，臭味濃度低，當排風口排風時，臭氣由低濃度流向高濃度，最終由排風管送入除臭裝置，故臭味沿中間主通道、外墻至左右兩邊處理區中線逐漸減弱。二是車間內有地面處的水池、設備，也有靠近車間中上部的處理設備，所以臭味成分分布在車間各個高度，而案例1主要依靠車間頂部吊裝的排風口排風，車間內部高度大于10 m，導致車間中下部臭氣收集效果差，臭氣無法有效排出車間。案例2沿柱體下伸立管，在立管不同高度開設百葉排風口，可以較好地收集不同高度的臭氣排出車間，收集效率高于案例1。

案例1、案例2餐廚垃圾綜合處理車間內除臭排風量均達不到設計風量，空氣流動性較差，房間內溫度高，悶熱。經分析，原因可能有兩點。一是實際運營時，案例1和案例2車間門窗均關閉，車間無其他補風口，除臭排風機的動力一部分用于從門窗縫隙、垃圾處理設備縫隙抽風，一部分對門、窗等彈性部位做功，導致門窗吸憋、變形等，排風量達不到設計值。由于補風量不足，排風量小，車間內氣流流動基本處于非常緩慢的狀態，通風性差。二是餐飲垃圾處理系統含有高溫提油設備，提油時，溫度可達120 ℃[9]，另外，車間內設備較多，運行時也會產生較多熱量，當無足量補風進入車間時，排風量小，導致高溫氣體無法排出車間，車間溫度較高。總體來看，車間內未達到良好的風平衡、熱平衡[8]。

4.2 排風系統、送風系統均開啟

案例2除臭排風系統及機械送風系統均開啟，運行72 h。結果顯示，車間外廠區無臭味，說明車間內即便有送風，送排風量比例合理，依然可以使車間內形成負壓，臭氣不外逸。

車間內排風量達到設計值，臭味大幅減弱。經分析，原因可能有4點。一是當有足量新風送入車間時，除臭排風機易抽取空間氣體，不再作用于克服門窗的阻力，主要用于抽取新風并將其與車間內臭味混合后排出車間，送入臭氣處理裝置處理，排風量達到設計值。二是當實際排風量達到設計排風量時，車間內臭味被新風稀釋，臭味大幅減弱，同時臭味被排出車間送入除臭裝置處理，不會在車間內積聚。三是當有足量新風送入車間時，車間處于負壓狀態，但它低于垃圾處理設備內負壓，設備內高濃度臭氣被點源排風系統收集輸送至對應除臭裝置處理，不會被車間排風管“拔出”設備進入車間，污染車間環境。四是車間內為微負壓狀態，從門窗縫隙進入車間的自然補風以及由外部送風機送至車間的新風由車間外墻、中間主通道穿過餐飲垃圾、廚余垃圾處理設備，與臭氣混合后，最終被位于餐飲垃圾、廚余垃圾處理設備區域排風管的負壓收集，并排出車間送入臭氣處理裝置。氣流流向為新鮮空氣→低濃度臭氣區域→高濃度臭氣區域→臭氣處理裝置，高濃度臭氣未擴散，未污染車間其他區域，整體氣流組織合理，臭氣被有效收集，同時機械送風至人員活動頻繁的過道、中間主通道，改善工作環境。

車間內氣流流動性強，通風良好。監測結果顯示，車間總送風量為10.2萬m3/h，總排風量為18萬m3/h，車間換氣次數達到4次/h，氣流穿過整個車間，流動性強。車間內溫度適宜，氧含量正常。經分析，車間內達到設計換風次數及換風量時，高溫氣體被新鮮室外低溫空氣置換，氧含量恢復正常。

5 排風管布置對臭氣收集效果的影響

對于案例1，污泥脫水、干化車間共用1套收集風管，即5#臭氣收集處理系統，該車間靠近外墻，依靠門窗縫隙處的補風可以達到送排風量平衡。但經現場實測，5#臭氣收集處理系統的點源臭氣排風口風量依然遠低于設計風量。對于案例2的1#、2#臭氣收集處理系統，面源臭氣與點源臭氣也共用1套收集風管，當送排風量平衡時，經現場實測，點源臭氣排風口風量可以達到設計風量。原因可能有兩點。一是案例1的5#臭氣收集處理系統多個點源排風口與面源排風口交叉并聯于同一根排風干管，點源排風口從密閉處理設備上抽風，管徑小，支管長，阻力損失大，面源排風口從空間抽風，管徑大，支管短，阻力損失小，因此排風機優先從阻力更小的面源排風口抽氣，導致點源排風口風量達不到設計風量，阻力損失計算參照相關規范[10]。二是不同于案例1（5#臭氣收集處理系統的多個點源、面源排風口并聯設置于同一條排風干管），案例2的1#、2#臭氣收集處理系統所有點源臭氣單獨設置于一條排風干管，面源臭氣單獨設置排風干管，各排風干管并聯匯合于排風母管，各排風干管設置風閥，分別調節，達到阻力平衡。點源排風干管上各并聯排風點之間的阻力損失差別小，因此各排風口均可以有效收集臭氣，達到設計排風量。

6 結論

不同工況下，車間內臭味強弱的排序為：車間、設備排風+自然補風＞設備排風+自然補風＞車間及設備排風+自然補風+車間機械送風。為保證車間環境清潔，當自然補風不足時，餐廚垃圾處理車間需要設計機械送風系統。送、排風風量需要匹配，保持車間內微負壓，且小于垃圾處理設備內負壓，保證高濃度臭氣不會從垃圾處理設備、水池等密封不良的縫隙處抽出至車間，污染車間環境。氣流流向設計為新鮮空氣→低濃度臭氣區域→高濃度臭氣區域→臭氣處理裝置，保證臭氣被有效收集，未擴散污染車間其他區域，同時機械送風至人員活動頻繁的過道、中間主通道，改善工作環境。送、排風風管管路需要統籌設計，整體氣流組織合理，避免車間內均勻布置送風口、排風口，導致車間臭味與非臭味氣體混合，車間整體環境變差。車間不同高度設置排風口的臭氣收集效果優于僅車間頂部設置排風口，建議車間建筑設計時，車間內部設置立柱，沿立柱布設不同高度的送、排風風口。點源臭氣與面源臭氣分別單獨收集，各并聯管路需要保持阻力損失平衡。

參考文獻

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收稿日期：2024-01-01

作者簡介：楊青青（1989—），女，河南許昌人，工程師。研究方向：廢氣處理。