堆肥场致臭气体去除试验研究

王敦球 张学洪 解庆林
（桂林工学院资源与环境工程系）

　　摘　要：针对堆肥厂的致臭气体进行了分析，通过试验对主要的致臭气体NH３．Ｈ２Ｓ．和SO2进行了去除试验，结果表明去除效果良好，可以达到相应的国家标准。
　　关键词：堆肥厂 致臭气体 试验

　　在利用城市污水厂污泥、城市生活垃圾和粉煤灰堆肥过程中，由于微生物对有机质的分解会产生大量的水分和CO2，同时，还会伴随产生大量致臭气体，如，NH3、H2S、SO2以及烷烃类气体。在堆肥场，这些致臭气体会随着水蒸汽和CO2一起排出，致使堆肥场上空的空气和周边环境受到污染。一方面使人们的感觉上难以接受；另一方面也滋生蚊蝇传染疾病，使工作环境变得比较恶劣。在一些城市和地方，堆肥场中大量致臭气体的存在已直接影响到堆肥场的生存，因此 ，如何有效地解决堆肥场产生的致臭气体是堆肥工艺必须要解决的问题之一。有鉴于此，本文设计了一套装置，即能去除堆肥过程中产生的臭气，净化了环境，又能回收氮，为堆肥提供了一定的氮原料。

１　致臭气体的处理现状

　　对于污泥和城市垃圾堆肥产生的臭气，我国的技术研究较晚，大概在20世纪80年代末期才开始研究^[1]，90年代有一些学者也作了一些研究^[2～5]。国内的堆肥厂在堆肥过程中，一般都伴随着二氧化碳的产生和热的释放分解过程，复合无机分子被水解，同时发酵产生羧酸、酒精、二氧化碳、氨和水，这些中间产物的某些成分进一步分解而生成醋酸、水和二氧化碳，这些物质被甲烷菌通过代谢的形式产生甲烷、二氧化碳和其它少量的物质释放出来。这些少量物质成分较为复杂，其中有机成分有100多种，有许多可以归为挥发性有机组分（VOCs），这些气体可能有毒，并对公众健康构成威胁^[6]。进年来，国外已有许多工作致力于对这些气体的研究，在荷兰作为可再生资源回收利用研究^[7]。我国的部分学者^[8]也对这些气体的经济利用作了一些工作，但目前国内利用的基础数据较少，尚未开展大规模的研究。

2　试验装置及工作原理

2.1　试验装置：
　　该装置的示意图见图1。
2.2　工作原理
　　本装置的工作原理为：首先利用雾状水将废气降温，吸收废气中的可溶物和粉尘，再通过三层吸附剂层（由桐麸、菜子麸或可作为有机肥料掺合料的其他原料）对废气中臭气和其他不可溶气体进行吸收，最后通过除臭剂层（由活化沸石组成）吸附残余臭气，以达到最终排放的气体无毒无臭，除臭效果达到国家或地方环保管理部门对臭气排放标准的要求。回收臭气中的氮使吸附剂中的氮含量提高，从而当吸附剂用做堆肥掺合料时，不仅增加堆料中有机质（碳）的含量，而且也增加了堆料中原始氮的含量。除臭后集水池中的水经冷却后可以循环使用，随着循环次数的增加，其吸附效率逐渐下降，这部分水可以经处理后排放，也可以部分回用于堆肥中。

图示：1、循环水塔；2、排水阀；3、水泵；4、汽水管；5；吸附池；6、喷水嘴；7、汽水管；8、金属网袈；9、11、13、15、尼龙网纱上垫稻草；10、第一吸附层；12、第二吸附层；14、第三吸附层；16、除臭剂层；17、尼龙网；18、导气删；19、引风机；20、滤网；21、水泵；22、冷却管；23、废气进气口。

图1 废气除臭及回收装置示意图

3　净化效果

　　本次研究中自制了一套致臭气体净化装置，对进、出废气净化装置的气体中的NH₃、H₂S、S₂O进行了采样测定，以对堆肥过程中产生的废气进行净化效果试验，结果如表1。

表1 废气净化效果

项目

NH₃（mg/m³）

H₂S（mg/m³）

SO₂（mg/m³）

采样编号

进口

出口

进口

出口

进口

出口

1^#

3.85

0.10

0.126

0.008

0.98

0.12

2^#

5.26

0.18

0.096

0.006

0.92

0.17

3^#

7.39

0.19

0.101

0.007

1.05

0.14

平均

5.50

0.16

0.108

0.007

0.98

0.14

净化效率

97.1%

93.5%

85.7%

国家标准^*

0.20

0.01

0.50

　　注：（1）气体进口温度55～70℃。
　　　　（2）进水温度为20℃。
　　　　（3）气体出口温度为26～30℃。
　　　　（4）*国家标准为《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)的规定
　　通过实验表明，该试验装置对NH₃、H₂S、SO₂的去除效率分别为97.1%、93.5%和85.7%，在设备正常运转的情况下，在堆肥过程中产生的NH₃、H₂S、SO₂等废气经净化装置处理后达到堆肥厂的环境要求,即符合现行国家标准《工业企业设计卫生标准》的规定。排放出来尾气的臭味由极强转为无明显臭味。

4　结论

　　该废气净化装置的用水可由污水厂净化处理后排放的废水作为添加水源。利用循环水塔进行循环再利用。经济上可节约大量自来水，同时具有良好的环境效益和社会效益，气体净化装置的排放水可以进行农业利用或重新进入污水厂的进水口进行处理也可以用于生产有机复合肥过程中的添加水。
　　总的来看，该致臭气体去除试验装置能较好的去除堆肥场中产生的臭气，而且用吸附剂回收氮以后，可重新用于堆肥中，较好的解决了堆肥中的环境保护问题。

参考文献：

　　[1] 蒋建国，王伟，吴学龙 等，粪渣污泥处理处置过程恶臭气体的产生及控制，环境卫生工程，2001，9（1）：3-5。
　　[2] 于尔杰，生物脱臭技术发展趋势，哈尔滨建筑大学学报，1998，31（1）：58。
　　[3] 张兰英， 垃圾和粪便快速除臭方法研究，长春科技大学学报，1998，28（4）：475。
　　[4] 马红，李国建，固定化微生物处理含氨臭气的研究，中国环境科学，1995，15（4）：302。
　　[5] 荆治严，恶臭与恶臭污染，环境杂志丛刊，1990，11（4）：1—10。
　　[6] 刘富强，唐薇，聂永丰，城市生活垃圾填埋场气体的产生、控制及利用综述，重庆环境科学，2000，22（6）：72-76。
　　[7] 杨卫国，垃圾填埋气体作为可再生能源在荷兰的利用，世界环境，2001，（1）：33-34。
　　[8] 陈绍伟，史祈龙，蔡伟娜，城市垃圾填埋气体利用模拟实验研究，化学世界，2000，增刊：83-85。