超大型垃圾中转站恶臭预测及工艺分析

第３７卷第３期　２０１４年３月　合肥工业大学学报（自然科学版）　ＪＯＵＲＮＡＩ　ＯＦ　ＨＥＦＥＩ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．３　Ｍａｒ．２０１４　

Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—５０６０．２０１４．０３．０２１　

超大型垃圾中转站恶臭预测及工艺分析　

熊鸿斌，程潇君　

（合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥２３０００９）　

摘要：超大型生活垃圾中转站的污染控制要求高，对其污染源的分析、环境影响预测及各种污染控制措施也　区别于以往中小型垃圾中转站。文章以日处理垃圾量达到１０００　ｔ的合肥市某超大型中转站为个案，重点预　测超大型中转站对大气环境的影响，采用导则推荐的Ｓｃｒｅｅｎ３Ｍｏｄｅｌ估算模式定量计算恶臭源强，结合恶臭强　度定级等方法，与同类型中转站进行对比分析，提出可行的微生物和植物液组合式脱臭除尘处理工艺污染对　策，为同类型超大型生活垃圾中转站工艺设计和污染控制提供参考。　关键词：生活垃圾；超大型垃圾中转站；恶臭；环境预测；控制工艺　中图分类号：Ｘ５１２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—５０６０（２０１４）０３—０３５３—０６　

Ｓｔｅｎｃｈ　ｅｆｆｅｃｔ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　

ｏｆ　ｕｌｔｒａ　ｌａｒｇｅ　ｌｉｆｅ　ｗａｓｔｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　

ＸＩＯＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｂｉｎ。　ＣＨＥＮＧ　Ｘｉａｏ－ｊ　ｕｎ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ　２３０００９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｌｔｒａ　１ａｒｇｅ　ｗａｓｔｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ａ　ｈｉｇｈ　ｄｅｍａｎｄ　ｏｆ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎａｌ—　

ｙｓｉｓ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｉｍｐａｃｔ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｌｔｒａ　ｌａｒｇｅ　ｗａｓｔｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　

ａｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｄｉｕｍ　ａｎｄ　ｓｍａｌｌ　ｗａｓｔｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎｓ．Ｔａｋｉｎｇ　ａｎ　ｕｌｔｒａ　ｌａｒｇｅ　ｗａｓｔｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ａ　ｄａｉｌｙ　ｄｉｓｐｏｓａｌ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　１　０００　ｔ　ｉｎ　Ｈｅｆｅｉ　Ｃｉｔｙ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ。ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｌｔｒａ　ｌａｒｇｅ　ｗａｓｔｅ　

ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｎ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｉｓ　ｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ．Ｔｈｅ　Ｓｃｒｅｅｎ３Ｍｏｄｅｌ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｏｄｏｕｒ　

ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｇｒａｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃａｌｃｕｌａｔｅ　ｓｔｅｎｃｈ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　

ｗｉｔｈ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓａｍｅ　ｔｙｐｅ．Ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｌｅ　ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ　ａｎｄ　ｐｌａｎｔｓ　ｆｌｕｉｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｄｅｏｄｏｒｉ—　

ｚａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｌｔｒａ　ｌａｒｇｅ　ｌｉｆｅ　ｗａｓｔｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓａｍｅ　ｔｙｐｅ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｒｅｆｕｓｅ；ｕｌｔｒａ　ｌａｒｇｅ　ｗａｓｔｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ；ｓｔｅｎｃｈ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｆｏｒｅｃａｓｔ；ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　

城市生活垃圾具有量大、成分复杂、肮脏等特　点，同时其有机物质易受到微生物的作用而腐烂　

发酵，产生一定量的氨、硫化氢、有机胺、甲烷等既　有异味又有害的气体，其环境污染问题显得更加　突出、复杂。目前对于垃圾中的恶臭气体的产生　

量预测研究都是针对污水处理厂和垃圾填埋　场Ｉ１≈］，而对于中转站的恶臭气体研究多集中于对　产生的恶臭气体进行现场实测和现状分析ｌｌ４　］，对　

超大型中转站的恶臭气体产生源强计算和污染影　

响预测的相关研究甚少。根据文献Ｅ６］，生活垃圾　中转站的规模可分为小型、中型和大型。转运量　小于１５０　ｔ／ｄ为小型，转运量为１５０～４５Ｏ　ｔ／ｄ为　

中型，转运量大于４５０　ｔ／ｄ为大型中转站，国内这　

一分类对于垃圾中转站的大小区分度并不明显，　

在相关文献中，天津某大型中转站（１×１０。ｔ／ｄ），　经监测发现压缩车间内的ＴＳＰ、ＰＭ　ｏ、恶臭３项　

污染物指标均大大超过国家标准，其中最严重项　超标２８０倍［　；文献［４］对上海市区的某３个中转　站（Ａ、Ｂ、Ｃ　３个中转站处理量分别为１．７×１０。ｔ、　１．５×１０。ｔ、０．５×ｌＯａ　ｔ）分别进行臭气的采集和　

收稿日期：２０１３—０４—２７；修回日期：２０１３—１０—０９　作者简介：熊鸿斌（１９６３一），男，安徽合肥人，博士，

合肥工业大学教授，硕士生导师　３５４　合肥工业大学学报（自然科学版）　第３７卷　

分析，通过对比发现，Ｃ中转站的污染程度最小，　

Ａ和Ｂ中转站的污染程度相近，这主要体现在主　要污染物的浓度上，其原因可能和它们之间的日　

处理量有关。为了对大型垃圾中转站进行深入研　

究，本文把大型中转站进一步细分，拟定日处理垃　

圾量达到１×１０。ｔ的中转站属于超大型垃圾中转　站。本研究以正在规划建设中的日处理垃圾量达　

到１×１０。ｔ的合肥市某超大型生活垃圾中转站为　例，分析超大型垃圾中转站处理环节可能产生的　

臭气污染源，利用Ｓｃｒｅｅｎ３Ｍｏｄｅｌ估算模式、恶臭　强度定级等方法，与同类型中转站进行对比分析，　

预测垃圾释放的臭气对环境的影响，根据预测结　

果提出污染治理措施和处理工艺优化，旨在为超　大型垃圾中转站恶臭污染的控制提供理论基础和　实践参考。　

１某中转站臭气来源、组分及源强　

垃圾中转站不同于一般的工业企业，多建设　

于城市中心的商业、居民等混合区中，各种垃圾混　

杂在一起造成强烈的恶臭，这种臭气组成复杂，　缺乏规律性＿８］。一般地，超大型垃圾中转站的臭　

气主要来源和产生原因如下：　

（１）运送垃圾的垃圾收集车。大量集中进出　

的收集车密封性差或外表不洁，散发出臭气。　（２）卸料大厅和压缩车间。由于垃圾混杂压　

缩在一起发生厌氧发酵，产生硫化氢、有机硫和氨　

等恶臭气体。　

（３）站内的垃圾污水预处理装置。例如曝气　沉砂池，如果进水ＢＯＤ质量浓度较高，会造成缺　

氧，产生大量还原性恶臭物质ｌ＿ｇ］。　

某超大型中转站位于合肥市瑶海区，项目占　

地面积７　３０４　ｍ。，总建筑面积４　６５０　ｍ　，具体位置　如图１所示。　

Ｎ　

１．朱砖井污水处理厂２．新安江路３．垃圾中转站　４．龙岗静安新城　５．二十埠河６．长乐路　图１某超大型垃圾中转站位置示意图　垃圾中有机物腐败分解产生的臭气在中转站　

会随垃圾的压缩倾倒而释放，产生臭气污染，臭气　成分复杂、产量大。据研究，臭气物质主要有含硫　

化合物，如ＨｚＳ、ＳＯ　、硫醇等；含氮化合物，如氨　

气、胺类、吲哚等；卤素及衍生物，如氯气、卤代烃　

等；烃类及香烃，以及含氧有机物，如醇、酚、醛、酮　等＿１　。ＮＨ。、ＨｚＳ是恶臭最主要成分，且对人感　

官刺激强烈，均属于有毒气体，同时也是垃圾转运　

站臭气检测中的常规项目。空气中氨的嗅觉阈值　低至０．Ｉ１４　ｒａｇ／ｍａ，同时其来源广泛，可能普遍存　

在；硫化氢有典型的臭鸡蛋恶臭味，其嗅觉阈值极　

低，约为０．８×１０。ｍｇ／ｍ。，两者均为有可能影响　垃圾站臭味的恶臭物质［１　，所以针对生活垃圾中　

转站，常常选取氨（ＮＨ。）、硫化氢（ＨｚＳ）质量浓度　

作为恶臭污染状况的代表指标。超大型垃圾中转　

站虽然采取的是封闭式操作方式，但是垃圾臭气　是间歇式无组织排放，臭气成分随垃圾种类的不　

同而呈现一定的差异，故用不同方法估算的结果　

与实际情况会有一定偏差。参照文献ＥＩＢ］中对生　

活垃圾污染因子的确定和源强的计算，设计超大　型中转站垃圾预留量约１０　ｔ，转运量是１　０００　ｔ／ｄ，　

中转站中的压缩站面积为５７．７４　ｍ×６３．１４　ｍ，有　效高度为９　ｍ，处理后排气筒高度为１５　ｍ，从而　

可得中转站未进行处理的恶臭气体无组织排放源　强，ＮＨ。产生速率为１２．０５　ｋｇ／ｈ，产生量为　

１０５．５６　ｔ／ａ；Ｈ　Ｓ产生速率为０．３５　ｋｇ／ｈ，产生量　

为３．０９　ｔ／ａ。根据文献［１３］，若排气筒高度为　

１５　ｍ，ＮＨ。和Ｈ　Ｓ的排放限值分别为４．９、　

０．３３　ｋｇ／ｈ。　

２某中转站恶臭影响预测研究　

２～Ｓｃｒｅｅｎ３Ｍｏｄｅｌ估算模式及恶臭强度预测　

对于ＮＨ。和Ｈ　ｓ，采用文献［１４］推荐模式清　

单中的估算模式计算下风向轴线质量浓度，如图　

２所示。预测范围为某超大型中转站周围　

１　０００　ｍ范围内。　在实际过程中，对臭气强度的计算，国内外　

常采用韦伯一费希纳（Ｗｅｂｅｒ—Ｆｅｃｈｅｒ）公式。它是　

表明物质质量浓度和臭气强度之间关系的定律，　

即为了描述连续意义上物质浓度和臭气强度的关　系［１５－１６］。恶臭物质的浓度和臭气强度之间的关系　

符合韦伯一费希纳公式：　

Ｙ—ｋｌｇ（２２．４Ｘ／Ｍｒ）４－Ｏｄ　（１）　其中，ｙ为臭气强度；Ｘ为恶臭的质量浓度；志、ａ为　

常数；Ｍ　为恶臭污染物的相对分子质量。

　第３期　熊鸿斌，等：超大型垃圾中转站恶臭预测及工艺分析　３５５　

毛　

距离，ｍ　图２恶臭气体质量浓度随距离的变化预测　

硫化氢的臭气强度经验公式Ｅ＂］为：　

Ｙ：＝＝０．９５０１ｇＸ＋４．１４　（２）　上述研究成果只对典型恶臭物质臭气强度与　

物质质量浓度的关系进行了研究，下面以上述硫　

化氢对应距离所得出的估算质量浓度，再结合　Ｈｚ　Ｓ臭气强度经验公式，将预测的臭气质量浓度　

转化为臭气强度，可间接得出距离与Ｈ。Ｓ臭气　强度的关系。用硫化氢臭气强度来预测当时的环　

境质量如图３所示。　的一次值为１．１３３、０．０３３　ｍｇ／ｍ。，均未超过文献　

Ｅｌ３］厂界标准中的二级排放标准值１．５、　

０．０６　ｍｇ／ｍ。，分别占其７５．５３　和５５．２８　；距恶　臭排放源下风向最近２００　ｒｎ内，ＮＨ。和Ｈ　Ｓ质　

量浓度均超过厂界二级标准，并在ｌ　１７　ｍ处达到　

下风向最大质量浓度；２００￣４００　１ＴＩ范围内随着距　离增加，２个污染因子的质量浓度下降趋势极其　

明显；在６００￣１　０００　ｍ处，下降趋势减缓。　

结合表１，按照恶臭强度法来预测，以２．５作　为超大型中转站允许最大强度，由图３可知，随距　

离增加，恶臭强度逐渐减小，５００　１ＴＩ之内下风向区