某生活垃圾卫生填埋场填埋作业区覆膜抽气除臭试验研究
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摘要：本文采用三种不同的覆膜抽气模式对填埋场作业面进行除臭试验研究，结果表明：覆膜1.0mm+3台负压车、2条负压管比单层覆膜0.3mm+1台负压抽气车、2条临负压管或覆膜0.3mm+3台负压车对氨气、硫化氢和臭气浓度的去除效果都要更好;但覆膜抽气法对总挥发性有机物（Total Volatile Organic Compounds， TVOC）的去除效果较之前更差，这主要是由于TVOC主要为分子量较大的有机物，扩散较慢，且垃圾堆体在厌氧条件下产生的TVOC浓度更高。
关键词：填埋作业面;氨气;硫化氢;臭气浓度;TVOC
中图分类号：X799.3 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）02-00-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.052
Abstract：Three different film extraction modes are used to conduct deodorization experiments on the landfill working surface.The results show that 1.0mm + 3 negative pressure vehicles with two negative pressure tubes，0.3mm + 1 negative pressure suction truck with 2 layers of negative pressure，2 negative pressure tubes or 0.3mm + 3 negative pressure films Pressing the car has a better effect on the concentration of ammonia，hydrogen sulfide and odor.However，the removal effect of Total Volatile Organic Compounds （TVOC） by the film-covered pumping method is worse than before.This is mainly because TVOCs are mainly organic compounds with large molecular weights，which diffuse slowly， and the waste piles are tired Higher TVOC concentrations are produced under oxygen conditions.
Key words：Landfill working surface;Ammonia; hydrogen sulfide;Odor concentration;TVOC
卫生填埋是当前我国城市生活垃圾的主要处理方式。生活垃圾中含有较多有机物，在填埋降解过程中会产生大量的填埋气体和少量的恶臭气体。填埋气体以甲烷和二氧化碳为主，恶臭气体则可根据其组成分为五类，含硫化合物如硫化氢等、含氮化合物如氨气等、卤素及衍生物、炔类及芳香炔、含氧有机物。恶臭会引起人类感官不适，更会危害人们的身体健康、影响周围的经济发展（张彦敏等， 2016）。同时生活垃圾填埋场与居民生活区距离不断缩近，垃圾填埋场恶臭气体污染投诉案例日益趋多，已成为了一个严峻的环境和社会问题（黄仁华， 2018）。
本次研究的生活垃圾卫生填埋场是所在城市中重要的垃圾处理设施，承担三个区的生活垃圾处理和全市应急处理任务，日填埋处理垃圾3000t/d，累计填埋垃圾1070万余t。随着城市的不断发展，填埋场周边敏感点逐渐增多，并呈现出向填埋场方向逐渐逼近的现象，周边居民对填埋场臭气投诉越来越多，填埋场臭气控制压力与日俱增。为减少垃圾填埋臭气对周边居民生活的影响，自2014年下半年开始，该填埋场实施臭气治理提升工程，在填埋区采取了覆膜密闭及填埋气收集处理。上述工程实施完成后，填埋场臭气浓度有所降低，周边居民的臭气投诉量也有所降低，取得了良好的除臭效果。但由于该填埋场每日垃圾填埋量较大，在夏季不利的气象条件下，填埋场臭气对居民仍有一定程度的影响。生活垃圾填埋场相关研究表明，填埋场臭气主要来自填埋作业区、调节池和生化池。本研究针对填埋作业区进行三种不同模式的覆膜抽气除臭试验，以期提升现有的控臭效果，进一步降低填埋场臭气对周边居民的影响。
在国内类似的生活垃圾填埋场相关研究中，上海老港综合填埋场也是使用覆膜抽气法控制膜下气体扩散，陈善平等研究記录了不同季节覆膜下及垃圾散发的主要恶臭物质浓度（陈善平等，2017）。杭州市天子岭垃圾填埋场采用覆土改良材料除臭技术。其余填埋场覆膜抽气研究仅记录了覆膜内恶臭气体浓度（李琳等，2016）。综上，目前在覆膜抽气模式对比试验研究方面仍有待深入研究。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 填埋场作业区
填埋作业区现场实验条件分为三种模式。模式一试验位置位于库区中部，该区域垃圾体量大，产气量大，窜气现象严重，揭膜面积为3102m2;模式二试验位置位于库区东北侧临近老砖渣堆场处，该处垃圾已经填埋多年，产气量较小，揭膜处向作业区的气体扩散较弱，揭膜面积为2511m2;模式三试验位置位于库区中部，该区域垃圾体量大，产气量大，窜气现象严重，揭膜面积为3102m2。
1.1.2 主要实验材料及数量
根据该垃圾填埋场现阶段臭气控制措施及其材料使用情况，本次实验所需材料主要包括：覆盖膜（包括0.3mm覆盖膜、1.0mm HDPE覆盖膜）;缝合线;胶水;管道。
1.1.3 实验设备 实验配备的主要实验设备包括0.3mm覆盖膜高速手提缝包机、1.0mm HDPE覆盖膜双轨焊机。
1.2 实验方法
生活垃圾卫生填埋场填埋作业区覆膜抽气试验步骤包括：结膜作业、堆填垃圾、喷洒除臭药剂、覆盖PVC膜、埋设管道、通过抽气风机导入收气系统。
揭膜及推填作业：早间6：30临时作业面开始揭开0.3mm膜，同时辅以撒石灰、喷洒EM菌、开启风炮等方式进行控臭。
不同模式覆膜抽气实验方法包括三种模式。模式一的密闭方式为单层0.3mm膜进行覆盖，接合处采用缝包机进行缝合，坡脚处0.3 mm膜与1.0mm HDPE膜采用刷胶密闭，现场投入3台负压车收集作业区域臭气，收气量2524.853 m3/h;模式二的密闭方式为单层0.3mm膜进行覆盖，接合处采用缝包机进行缝合，坡脚处0.3mm膜与1.0mm HDPE膜采用刷胶密闭，现场投入1台负压抽气车+2条临时收气管（开启度为50%），实际收气量为1266.246 m3/h;模式三的密闭方式为采用单层0.3mm膜及1.0mm膜进行覆盖，1.0接合处采用双轨焊接，现场投入3台负压车、2条负压管收集作业区域臭气，收气量4316.13m?/h。
氨、硫化氢、臭气浓度以及总挥发性有机物（Total Volatile Organic Compounds， TVOC）监测点位分布在作业区的东西两侧。检测时间分别在揭膜前后、盖膜前后、盖膜抽气后。
1.3 分析方法
氨的浓度采用纳氏试剂分光光度法进行测定，参照标准HJ533-2009，使用的仪器为UV-5100分光光度计，检出限为0.01mg/m3。
臭气浓度采用三点式比较臭袋法进行测定，参照标准GB/T14675-1993，检出限为10。
硫化氢采用亚甲基蓝分光光度法进行测定，参照《空气和废气监测分析方法》（第四版增补版）国家环境保护总局2003年亚甲基蓝分光光度法（B）3.1.11（2），使用的仪器为UV-5100分光光度计，检出限为0.001mg/m3。
TVOC采用热解吸收进样气相色谱法，参照标准CB/T 18883-2002，使用的仪器为GC 2010pro气相色谱，检出限为5×10-4mg/m3。
2 结果与讨论
2.1 不同覆膜抽气模式对氨的去除效果
垃圾填埋场原有覆膜对垃圾堆体产生的氨气有一定的阻隔作用，揭膜后填埋作业区上的氨气浓度从1.19mg/m3升至2.84mg/m3，原有的氨气阻隔作用约为58.1%。研究发现，盖膜前后在下风向1氨气浓度几乎没有降低，可能是由于覆膜时间不长，此处填埋作业区上方的氨气还未散去。下风向2处，盖膜前后氨气浓度从1.15mg/m3降至0.31mg/m3，氨气阻隔效果约为73.0%，比原有覆膜氨气阻隔效果强。除去20点时模式二下风向氨气浓度值高达3.02mg/m3，其余数值均在1.4mg/m3以下。在20点时，模式三的上风向和下风向1、2的氨气浓度均为最低，模式二的上风向和下风向1、2的氨气浓度均为最高。在2点时，模式三的上风向和下风向1处氨气浓度为最低，模式一的上风向和下风向1处氨气浓度均为最高。综合来看，模式三对氨气的去除效果最佳，这主要是由于模式三覆膜厚度较厚为1.0mm，膜不易破裂，且膜接缝处采用刷胶法，较模式一和二的缝线法密封性更好，且模式三抽气量也较模式一和二更大。
2.2 不同覆膜抽气模式对硫化氢的去除效果
由测试结果可知，垃圾填埋场原有覆膜和此次覆膜均对垃圾堆体产生的硫化氢有明显的阻隔作用，揭膜后填埋作业区上的硫化氢浓度从0.39mg/m3升至6.6mg/m3，原有的硫化氢阻隔作用约为94.1%。而盖膜后填埋作业区上的硫化氢浓度从3.21mg/m3降至0.14mg/m3，对硫化氢阻隔作用约为95.6%，硫化氢阻隔效果提升不明显，可能由于原有覆膜下硫化氢浓度积累较高，达到了6.6mg/m3，而覆盖新膜前的硫化氢浓度已经散去一些，降至了3.21mg/m3。就数值比较而言，盖新膜后的硫化氢浓度0.14mg/m3比原有覆膜时的硫化氢浓度0.39mg/m3降低了，也证明了新盖膜后对硫化氢的阻隔效果变好了。在20点时，模式三的上风向和下风向1、2的硫化氢浓度均为最低，模式一的上风向和下风向1、2的硫化氢浓度均为最高。在2点时，模式三的上风向和下风向1、2处硫化氢浓度均为最低，模式二的下风向1、2处硫化氢浓度均为最高。因此，模式三对硫化氢的去除效果最佳，主要原因一是模式三覆膜厚度较厚，二是膜接缝处采用刷胶法，较模式一和二的缝线法密封性更好，三是模式三抽气量也较模式一和二更大。
2.3 不同覆膜抽气模式对臭气浓度的去除效果
由测试结果可知，垃圾填埋场原有覆膜和此次覆膜均对垃圾堆体产生的臭气有较明显的阻隔作用，揭膜后填埋作业区上的臭气浓度从44升至326（臭气浓度无量纲），原有的臭气阻隔作用约为86.5%。而盖膜后填埋作业区上的臭气浓度从121降至27，对臭气阻隔作用约为77.7%，臭气阻隔效果降低，可能由于原有覆膜下臭气浓度积累较高（达326），而覆盖新膜前的臭气浓度已经散去了一些，降至了121。从臭气浓度来看，盖新膜后的臭气浓度27仍低于原有覆膜时浓度44。
覆膜抽气后的20点和2点的各监测点臭气浓度值分析可知，在20点时，模式三的上风向和下风向1、2的臭气浓度均为最低，模式一的上风向和下风向1、2的臭气浓度均为最高。在2点时，模式三的下风向1、2处臭气浓度为最低，模式一的下风向1、2处臭气浓度为最高。模式三对臭气的去除效果最佳，模式二次之，模式一对臭气的去除效果最差。且2点时的臭气浓度整体比20点时的臭气浓度更低，证明覆膜抽气法对臭气的去除较单独覆膜要好，且三种模式中模式三对于臭气的去除效果最佳。
3 结论
垃圾填埋場覆膜抽气降低填埋作业区上方氨气、硫化氢及臭气浓度的效果随着覆膜厚度增加或者抽气量加大均会变好，但覆膜抽气降低填埋作业区上方TVOC浓度的效果随着覆膜厚度增加或者抽气量加大而变差。
因此建议垃圾卫生填埋场，特别是含硫化合物、含氧化合物和苯系物含量较高（孙中涛，2016）的生活垃圾卫生填埋场，采用负压管对覆膜收集作业区域抽气时要控制收气量在合适范围内，收气量过低会使得氨气、硫化氢、臭气的扩散浓度偏高，收气量过高则可能会使得TVOC的扩散浓度偏高。
参考文献
[1]陈善平，余召辉，王晓东，等.大型生活垃圾填埋场恶臭综合控制措施及效果分析[J].环境卫生工程，2017，25（05）：74-76.
[2]黄仁华.基于生活垃圾填埋作业工艺控臭的研究[J].环境卫生工程，2018，26（06）：87-89.
[3]李琳，丁文杰，薛松，等.城市垃圾填埋场覆膜内的甲烷及恶臭物质特征研究[J].环境工程，2016，34（10）：128-132.
[4]张彦敏，王刚，吕丹丹，等.除臭剂对填埋场作业面臭气去除效果的试验研究[J].工业安全与环保，2016，42（04）：50-52.
收稿日期：2019-12-28
作者简介：黄建东（1968-），男，汉族，硕士学历，高级工程师，研究方向为固废处理、污水处理。
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