生活垃圾转运站恶臭源强分析及控制措施

潘 琦

(上海华闵环境科技发展有限公司,上海200062)

0 引言

生活垃圾转运站作为城市生活垃圾收集、转运、处置体系中的一个重要环节,是城市环卫体系必不可少的组成部分。生活垃圾在收集、压缩、转运过程中会产生恶臭气体,对周边环境造成一定的恶臭和异味影响。特别是在城市建成区,很多垃圾转运站往往选址在人口稠密地区,针对垃圾转运站恶臭影响的居民投诉时有发生[1],这对现有垃圾转运站的恶臭影响的控制以及新的垃圾转运站选址和环保设计提出了更高的要求和挑战,也使得生活垃圾转运的环境影响评价工作显得更为重要。

垃圾转运过程中的恶臭污染物来自于生活垃圾中大量有机物,如蛋白质、脂肪、淀粉等物质,在好氧或厌氧菌的作用下发酵、腐烂和分解。主要的污染物包括硫化氢、氨、硫醇和有机胺等[2]。

如何科学确定生活垃圾转运站废气源强是环境影响评价工作的基础,本文通过实测数据和文献分析,讨论并估算恶臭源强,同时通过模型分析比较全地下生活垃圾转运站和传统生活垃圾转运站的环境影响,并对生活垃圾转运站恶臭控制和科学运行提出了建议。

1 恶臭气体的源强确定

生活垃圾转运站恶臭废气中污染因子较多,但作为评价的常用因子为氨、硫化氢和臭气浓度。

一般对于生活垃圾转运站的废气监测主要集中于对操作空间的污染物因子的监测以及对于废气处理装置进出口污染物浓度的监测[3-5]。对于环境影响评价工作而言,废气排气筒进出口的监测结果更具有参考价值。典型生活垃圾转运站处理装置进、出口主要污染物浓度实际监测结果如表1和表2所示。转运站1和转运站2的生活垃圾转运量分别为600 t/d和 400 t/d。

表1典型垃圾转运站废气处理装置进口污染物监测结果Tab.1 Monitoring results of pollutants at the entrance of the waste gas treatment devices of typical domestic garbage transfer stations

表2典型垃圾转运站处理装置出口污染物浓度监测结果Tab.2 Monitoring results of pollutants at the exit of the waste gas treatment devices of typical domestic garbage transfer stations

根据监测结果,处理装置进口处氨的产生源强为 33.6～52.4 g/h,硫化氢的产生源强为 3.53～8.39 g/h；处理装置出口处氨的排放源强为 17.2～42.8 g/h,硫化氢的排放源强为0.334～0.498 g/h。从污染物的处理效果来看,两个转运站末端均采用植物液洗涤工艺,该工艺对硫化氢的处理效率可达90%～94%左右,但对氨的处理效率仅为35%～40%,对臭气浓度的综合处理效率约为80%～85%。

2 垃圾转运站恶臭气体控制措施

生活垃圾转运站的恶臭气体控制措施可以分为恶臭气体的收集控制和末端治理两方面[6]。其中比较常见的末端治理方式包括生物法、吸附法、化学洗涤法和植物液洗涤法[7]。选址较为敏感的转运站,一般在上述处理工艺后再加一级活性炭吸附加强恶臭气体的处理效果。对于设计合理且正常维护、运行的垃圾转运站末端废气处理装置,其出口的恶臭污染物排放速率和排放浓度基本可以达标排放[8]。

但在生活垃圾转运站废气处理装置开启的情况下,厂界处臭气浓度超标的情况却时有发生[9]。这正是由于恶臭气体没有得到有效收集形成无组织排放造成的。相对于排气筒这类高架源,无组织排放属于低矮源,对垃圾站周边近距离的大气环境影响更加明显。因此,相对于末端治理措施而言,恶臭气体的收集控制显得更为重要。

目前,针对垃圾转运站恶臭气体的收集控制措施主要包括加强对卸料、压缩等操作空间的臭气收集,进入车间的主要入口、车道设置风幕等。

全地下生活垃圾转运站可以较好地克服上文提出的恶臭气体收集控制的难处。全地下设计除车辆出入口及人员主要出入口外,其他设施均处于地下,进风和排风均通过机械送、排风,为实现全密闭负压排风创造了良好的条件。同时由于主要设施位于地下,地面以上仅布置出入口、进出车道、透气井和排气筒等设施,在设计时可通过绿植设计将地上设施隐藏,为生活垃圾转运站的环境友好设计提供了更多的可能性。

根据相关规范,在全封闭负压排风的条件下,地下生活垃圾转运站对恶臭污染物的捕集效率可以达到95%,而传统的地上生活垃圾转运站的负压排风或者局部排风,捕集效率仅为40%～75%[10]。全地下垃圾转运站设计可大大提高对臭气的捕集效率。

3 垃圾转运站恶臭影响分析

3.1 源强设定

传统垃圾转运站和全地下垃圾转运站的排放源组成均为有组织和无组织排放源,有组织排放源即排气筒的排放高度为15 m,无组织排放源尺寸为55 m×60 m,传统垃圾转运站无组织源强高度为5 m,全地下垃圾转运站无组织源强高度为1.5 m。

选取氨和硫化氢作为预测因子,假定传统地上垃圾转运站臭气收集效率为60%,全地下垃圾转运站臭气收集效率95%,末端废气处理系统对氨和硫化氢的去除效率按照40%和90%计。

污染物排放强度按照上文估算的最大源强取值,即传统垃圾转运站排气筒尾气中氨和硫化氢的排放速率分别为42.8 g/h和0.498 g/h,根据上述设定的废气收集效率和处理效率,反算得到垃圾转运站的氨和硫化氢的总产生速率为0.119 kg/h和8.30 g/h,传统垃圾转运站氨和硫化氢无组织排放速率分别为47.6 g/h和3.32 g/h。

为保证预测结果可比性,全地下垃圾转运站氨和硫化氢的总产生速率与传统垃圾转运站取值相同。根据设定的废气收集效率和处理效率,全地下垃圾转运站排气筒尾气中氨和硫化氢的排放速率分别为67.8 g/h和0.789 g/h,氨和硫化氢的无组织排放速率分别为5.94 g/h和0.415 g/h。

3.2 模式选择

采用文献[11]推荐模式清单中的AREMOD模型对上述设定的传统生活垃圾转运站和全地下生活垃圾转运站的恶臭气体大气环境影响进行预测分析。氨和硫化氢1 h平均质量浓度限值参考文献[10],分别为0.2 mg/m3和0.01 mg/m3。气象数据选用上海市某区2018年全年地面气象数据。预测范围区取污染源周边1 km的圆形范围,计算步长取为20 m。模型地表参数取值如表3所示。

表3地表参数取值Tab.3 Values of surface parameters

3.3 预测结果分析

不同垃圾转运站恶臭气体影响的预测结果如表4所示。根据预测结果,地下垃圾转运站外排的氨和硫化氢最大落地1 h平均浓度的占标率分别为32.02%和 44.71%,而全地下垃圾转运站两种污染物的最大落地1 h平均浓度的占标率则分别为17.39%和24.28%,占标率较传统垃圾转运站约1/2。可见地下垃圾转运站由于对恶臭气体的控制效果优于传统垃圾转运站,其环境影响也明显小于传统垃圾转运站。

表4转运站恶臭因子预测结果对比Tab.4 Comparison of the environmental impact prediction results of domestic garbage transfer stations

4 结论与建议

生活垃圾转运站恶臭末端处理技术较为成熟,但城镇居民对生活环境要求的日益提高对生活垃圾转运站恶臭气体控制措施提出了更高的要求。全地下生活垃圾转运站相比传统的地上转运站,在臭气控制方面具有较大的优势,全地下设计为实现全负压密闭抽风提供了先决条件,从而大大提高了恶臭气体的收集效率。通过AREMOD模型预测结果可知,相比传统地上垃圾转运站,在同等规模和末端处理措施的条件下,全地下垃圾转运站可以更好地控制恶臭气体的无组织排放,对周边大气环境影响更小。不过恶臭气体的收集和处理措施只是“硬件设施”,要真正实现生活垃圾转运站的运转对环境更加友好,眼光不应只局限在转运站本身,而更应该延伸到垃圾收集、转运的全过程管理,同时应在“软件”上加强科学运营和管理,对此提出以下建议:

(1)应加强垃圾运输过程中转运车量的管理,确保生活垃圾全密闭运输,减少运输过程中跑冒滴漏。

(2)利用车辆定位、管理辅助软件等手段科学调度垃圾转运车辆,优化转运站运行管理,避免高峰时期入场车辆排队,造成入场路段恶臭逸散。

(3)加强垃圾转运站入站前环境的管理,如入站前道路应配置冲洗设施以及冲洗废水的收集和处理措施,在不可避免发生车辆排队时,可及时清洗车辆及排队道路上滴漏的渗滤液等臭气污染源,加强臭气控制。

(4)转运站内封闭空间设置负压监控装置,实时监控负压的稳定性和有效性。

(5)排气筒艺术化、景观化设计,避免突兀而形成视觉污染,使其更好融入周边城市环境中。

(6)转运站周边设置恶臭物质在线监测设备,做好关键环境数据的公示,开设公众日,加强与居民的互动,使得居民对转运站的运行和功能有更深入的了解,并及时获知周边居民对转运站运行的意见,减少厂群矛盾。