环卫设施除臭技术研究

王月 李留民

（1 天津博创环保科技有限公司 天津 300042 2 中国市政工程华北设计研究总院有限公司 天津 300074）

引言

当前，我国社会主义基础设施建设取得了巨大成就，人们生活水平迈入小康，美好生活需求日益增长，因此对环卫工作的重视程度也在不断提升。据有关部门统计，全国大中城市污水处理厂就有近三千座，污水年处理量为5572782 万立方米；城区公共厕所数量达37 万余座，生活垃圾处理量每年约为22750 万吨[1]；虽然人文居住环境配套设施在不断完善，城市环卫设施的数量在逐年增加，但是仍然存在一些环卫工程污染问题，比如臭气，需要相关部门下大力气解决和改善。

1 环卫设施恶臭产生的原因

在垃圾处理、污水和污泥处理、化工制药、印染以及牲畜养殖等过程中都会产生恶臭气体。环卫设施包括垃圾处理站、厕所、污水站等，因工业、生活等产生的废水、垃圾等废物处理不当，都会产生恶臭物质，导致臭气生成；公共厕所、生活垃圾转运站及生活垃圾无害化处理厂等环卫设施运行过程也会产生臭味。其反应原理通常是有机物在厌氧或者缺氧环境下发生还原反应的产物，例如，蛋白质、氨基酸发生脱羧、脱氨的反应。不同的恶臭物质主要产生于不同的环卫处理过程，如含硫臭气主要从垃圾渗沥液处理、污水处理厂初沉池中产生；污泥池中会产生氨气和其它易挥发物质；氨、硫化氢、甲硫醇、三甲胺等致臭物会从城市公厕中产生；在垃圾收集和填埋过程中会产生氨气、硫化物、芳香族和二甲基硫等致臭物[2]。以上可以看出，恶臭成分复杂，产生范围较大，高温高湿环境时更为明显。

2 恶臭的危害

恶臭不但造成环境污染，而且影响着人们的身体健康。恶臭能刺激人体嗅觉器官，闻到后会使人们食欲不振、头昏脑胀、恶心、呕吐；硫化氢、硫醇、胺类、氨等可直接对呼吸系统及神经系统产生危害；还会引起人们呼吸障碍、心血疾病以及神经功能减退等，对人的心理影响尤为严重。恶臭环境持续存在时，还会伤害人们的自尊心；使人们心生抱怨。如1994 年美国就有两个州的生活垃圾处理厂因没有设置恶臭封闭、控制系统，持续产生恶臭，被公众投诉，遭当地政府关停[3]。恶臭具有大气污染和有害气体污染的两重性，因此，臭味去除是环卫工程中比较重要的课题。

3 除臭技术的研究

3.1 传统的除臭方法

（1）气洗法。气洗法的原理是将具有水溶性、碱性、酸性的恶臭气体通入水、酸、碱、强氧化剂等溶液中，在溶液中发生氧化、中和、络合等化学反应，反应产物为无味的分子。采用的设施包括流动式吸收塔、喷洒塔、气泡塔、填充塔及各种洗涤器等。该方法的适用对象主要有水溶性恶臭成分。该方法除臭效率不高，存在二次污染，适用范围有限。

（2）吸附法。吸附法是将恶臭气体通入多孔性强吸附能力物质，进行吸附的原理进行除臭的方法；可以选用活性炭、硅胶、活性白土、沸石等。它适用于低浓度碳氢化合物的臭气处理，设备较简易，除臭效果好。该方法一次性投入少，但介质使用寿命短（吸附剂饱和后需再生或者更换），且对恶臭分子浓度小、而臭气浓度强度大的物质无明显效果。

（3）焚烧法。焚烧法是将恶臭气体直接送入高温燃烧室进行燃烧，产物为水和二氧化碳等无机物。该方法适用对象为可燃性恶臭物质；并应使用防爆风机收集可燃臭气。其该方法可采用直接、催化、或浓缩燃烧法进行除臭。该方法除臭效果好，但废气着火点一般在100～720℃之间，因此需要添加燃料辅助恶臭成分燃烧，导致其相关设备和运行费用高。一般用来处理高浓度气量小的有机臭气，不适用于臭味的控制。

（4）化学氧化法。化学氧化法是将恶臭物质与氧化剂发生氧化反应，进而去除臭味。氧化剂可以选用氯、次氯酸钙、二氧化氯、臭氧等物质。该方法对工作环境要求较高，且氧化剂费用高，导致该方法处理费用高。其主要用于易氧化分解的恶臭物质，对中低浓度的恶臭成分净化效率高。

（5）掩蔽法。掩蔽法是在恶臭的周围喷洒具有芳香等气味更强的掩蔽剂，以抑制臭气源异味扩散。该方法的原理包括掩盖和氧化两个方面，掩蔽剂多采用植物提取液配置而成，并以细雾状喷至臭气源上，一方面起掩盖作用，一方面与臭气分子发生氧化还原反应，从而消除臭气。该方法适用对象为低浓度恶臭成分。

（6）人工雾化植物液方法。经调研，雾霾发生时，空气流动性降低时，臭气扩散不利，气味更浓烈。所以，可利用雾气对流加快臭气扩散，同时整合植物液的吸附作用来进行净化；即人工雾化植物液处理法。植物液的成本较低廉，经过雾化处理，可加快气体流动，分解有害气体。它可弥补吸附处理法的不足，避免二次污染，可适用于室内外环境。人工雾化植物液法消耗水量较大，并且雾气增加了周围空气湿度，导致用电设备受潮、腐蚀。雾化的植物液极易通过呼吸入人体，损害人体健康。因此，此法不适宜在人员密集场所使用。

（7）水气强制交换净化方法。此方法将除臭剂安装在立体格栅组，利用臭气、雾气逆向流通，臭气被带过格栅组，与除臭剂接触反应，通过多次循环达到净化目的。该项技术既可使用单机对卫生间除臭，也可联机对大型垃圾转运站除臭[4]。

3.2 现代除臭技术

传统除臭方式主要原理是通风和吸附，虽然可以较快的处理重污染气味，但是不能从根本达到除臭效果。现代除臭技术主要代表有生物除臭技术与纳米除臭技术，两种除臭方式虽有差异，但是两种方法都产生了较好的除臭效果，有力支撑了现代化环卫工程建设。

（1）生物法除臭技术。生物除臭分三个过程：由于臭味的成分主要是低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类以及芳香族的氮化物或硫化物，可溶性臭气首先由气相转移至液相，利用微生物将恶臭物质分解成硫酸、硝酸、二氧化碳、水等无机物；分解产物形成的酸性环境会控制腐败微生物产生[4]，最终恶臭气味就消失了。此方法要求臭味物质易溶于水。生物法除臭技术包括生物过滤、生物洗涤等类型。生物滤池法在池内设置微生物滤层填料，分为气体扩散和生化反应两步。生物滤池法除臭效率高，是常用的生物脱臭方法，适合大气量低浓度的废气处理；但所需场地大，并定期更换填料。生物洗涤法包括吸附和生物降解两个处理过程，首先将有机臭气通入洗涤器，与惰性填料上的微生物以及由生化反应器过来的泥水混合物进行传质，部分有机物在此被降解，而液相中的大部分有机物进入生化反应器，通过悬浮污泥的代谢作用被降解掉。生物洗涤池主要适用于各种低负荷的水溶性恶臭气体，去除效果较好。在以前污水处理厂常采用的是生物过滤法，除臭效率达到70%左右；而生物洗涤法臭味去除率可以达到95%以上，并使用设备维护成本较低，填料无损耗；从环保的角度考虑，采用更加全面的生物洗涤法是比较好的。生物除臭新技术正在开发新的填充材料、筛选高效除臭菌、微生物菌群除臭剂，在未来环卫工程除臭有较为广阔的应用[5]。

（2）纳米光触媒除臭技术。纳米光触媒具有抗菌杀菌及空气净化等功能，日益广泛地应用于建材等领域，在公厕等环卫设施除臭也得到应用，效果比较理想；在中国和日本都得到了广泛发展和应用。目前所用的光触媒催化活性最高的是纳米级二氧化钛，它无毒价廉，且不产生光腐蚀，得到了较多使用。纳米光触媒除臭技术的原理主要是利用光催化剂纳米催化剂涂布于基材表面，通过特定波长的紫外线照射下，激活纳米催化剂，生成负极电子-正极空穴对，与空气中水分子、氧气分子发生作用，结合生成氢氧自由基，破坏有机物中C-C、C-O、C-H、C-N、N-H 键，可使很多污染物、臭气、有机物、细菌、真菌等氧化分解成水和二氧化碳等物质[6]。光催化氧化处理装置在除臭的同时，还能处理有机废气。纳米光触媒技术在污水处理、空气净化及抗菌等领域具有巨大的应用潜力，在环卫设施除臭应用过程需要尽量保持室内空气流通、紫外线等光照充足。UV 光解空气净化器便是利用这一原理，特制的高能UV 紫外线光束，高效去除各种恶臭味，脱臭效率可达99%以上。相比与传统技术，光触媒技术速度快、效果好、污染治理彻底。但是在空气无法流通的环境里，恶臭物质无法与光触媒接触，将导致分解速度减慢，降低恶臭处理效果。

3.3 各种臭气处理工艺对比

从臭气处理工艺对比表格（表1）可以看出，无论从设备操作管理，还是从运行后二次污染情况来看，生物法和纳米光触媒除臭技术，都有很大的优势；也是城市管理者应重点考虑推广使用的技术。下面对当前我国城市环卫工程使用的除臭方法进行探讨。

表1 各种臭气处理工艺对比

3.4 环卫设施的除臭方法

城市环卫工程包括公共厕所、生活垃圾转运站、生活垃圾处理厂、污水处理厂、粪便处理厂等设施，都是散发恶臭气体的设施。我国城市生活垃圾恶臭处理问题比较突出，臭气成份复杂，处理过程要考虑处理的有效性，还需考虑占地面积、设备成本和运行成本等因素，要尽量在占地最小的前提下实现最大的处置效果。

（1）公共厕所。公共厕所通过使用喷洒除臭剂法、抽气排味法、掩蔽法等简易方法去除臭味。例如用喷壶在厕所墙壁、地板、角落每天多次喷洒除臭剂，采用84 含氯消毒液等擦洗大小便槽。掩蔽剂可以通过喷洒空气清新剂、点燃熏香、加樟脑丸等散发的浓郁气味来掩蔽恶臭。还可以使用雾化器加药系统添加稀释后的植物萃取型除臭剂，自动控制开停。每天晚上在化粪池加入强效分解剂[7]，促进臭味去除。同时也可以结合纳米光触媒技术，在公共厕所内的隔间墙壁上都安装通风汇管，公共厕所内的各种气体通过汇管进行收集，然后经过总管到达除臭机，除臭机再利用纳米光触媒技术将公共厕所内的异味气体进行分解，净化臭味[8]。多家公司已经开发出了公共厕所高能离子除臭净化器，已经得到推广使用。

（2）生活垃圾转运站。生活垃圾转运站按设计日转运垃圾能力分为大型、中型、小型3 类。不同规模的生活垃圾转运站对除臭系统的要求不同。因为转运作业的需要，这里有大面积的敞开恶臭释放面。针对臭味的源头，小型生活垃圾转运站主要采取水冲洗方式，并通过地下排水设施汇流到下水道；站房内喷洒植物提取液，采用人工雾化植物液方法。中、大型生活垃圾中转站作业区域一般为封闭式车间，应设置独立的抽排风/除臭系统[10]；卸料泊位上方设置气体收集系统，通过汇管连接至除尘脱臭系统，臭气收集并经处理后有组织排放；在启动风机收集臭气前，应先检测可燃气组分浓度，当浓度超过可燃气报警浓度下限时，应先进行自然通风；待浓度降低符合要求后，再开启风机。储料区设置除臭剂喷淋系统，臭气分子经除臭剂包裹吸附并降解，减少臭味外排。垃圾转运站采用的除臭方法包括:负压化学和喷淋除尘除臭系统、负压生物和喷雾除尘除臭系统、纳米光触媒除臭技术等，包含了物理法、物理化学法和生物法。经研究，纳米光触媒技术对于垃圾臭气的治理效果显著而且运行稳定，去除率可达80%以上。利用纳米光触媒技术降解垃圾臭气中污染物的开发项目是一项具有广阔应用前景的新型处理技术[9]。

（3）生活垃圾填埋场。生活垃圾填埋场包含有垃圾中转区、填埋作业区、污水处理区和生活管理区。不同区域采取相应的除臭方法：在垃圾中转区，尽量减少垃圾停留时间，使用封闭式垃圾运输车辆和贮存设施，对陈腐餐厨垃圾迅速清除，定时喷洒除臭药剂，减少臭气外溢；填埋区应采取分区、分单元进行垃圾填埋作业，不得采取不分区全场敞开式作业方式；应按照填埋的不同阶段实施覆盖，应做到日覆盖、中间覆盖和终场覆盖[10]；应尽量快速地进行平铺、压实和覆土操作，缩短暴露时间。污水处理区主要对垃圾渗滤液处理，需对调节池、厌氧池、曝气池等构筑物进行密闭，配备有效的除臭控制措施，渗滤液处理过程产生的恶臭气体应进行收集并集中处理达标后排放。办公、生活等生活管理区应处于填埋场的上风向，其周围设置阻隔，并喷洒有掩蔽气味的药剂；宿舍、食堂、办公楼等封闭厂房开启通风循环，排出恶臭气味。

（4）污水处理厂。加盖密封是影响污水处理厂臭气控制好坏的关键；污水处理站内的调节池、生化池等构筑物均采取加盖封闭措施，要求密封盖采用耐腐蚀材料，抗紫外线照射；经连续抽气，通过引风机将气体收集；对污泥干化间产生恶臭的设备采取局部引风方式收集废气。恶臭废气经收集后，将产生的恶臭废气加压送除臭系统处理。一般污水处理厂臭气处理系统采用生物除臭装置，气味物质通过布满微生物的填料，先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，变成无害的二氧化碳，水和无机盐，实现恶臭气体净化。

（5）加强城市环境管理。作为城市管理方，应结合城市具体情况，制定合理的环境卫生管理制度；同时引导创建卫生城镇，发挥其示范引领作用，推动生态文明建设，保证城市环境的干净整洁。一方面确保环卫清洁设施配置齐全，如果皮箱、垃圾收集点等，并做好封盖，避免使用竹筐、纸箱等容器放置垃圾[11]；另一方面要求工作人员严格按照街道环卫清洁的要求进行操作，做好垃圾的分类处理和密闭运输，做到日产日清。

结语

综上可以看出，恶臭产生的来源有多方面，产生的危害范围和影响较大；是摆在环卫工作者前面的棘手问题。随着环境保护科技的迅猛发展，环卫设施的除臭工艺有了长足进步，并在实践中应用，获得了显著的推广效果；使我们能够从容应对恶臭治理，改善居住环境。城市环卫设施是城市现代化水平的重要标志，城市环境整治既是为了营造良好的发展环境，也是一项惠民工程。城市管理者应考虑加大投入，组织专业人员引进发达国家标准规范，提高环卫设施设计和建设标准，购置先进的环卫设备设施，达到与周边优良的绿化环境和谐统一。如：建设装配式公厕，加强城市公厕人性化设计，设置四色环保分类垃圾桶；对城市公厕和垃圾中转站进行检修、翻新、改造；实现垃圾中转站残液集中收集、外送至有相应处理能力的单位进行达标处置；并规范环卫工人作业程序，解决垃圾清运车辆在社区作业时的跑冒滴漏等问题，提高社区环卫保洁标准。同时，我们必须认识到，环境污染问题不能仅靠科学技术来解决，还必须从根本上提高保护环境的认识，社区街道和单位广泛组织开展环境卫生提升专项行动，科学规范环保分类设施，培养文明卫生习惯，保持好环境卫生；处理好发展和保护环境的关系，强化环境保护、勤俭节约和绿色出行的环保理念；实现环卫设施和周边人员居住环境和谐共生发展。