廚余垃圾堆肥過程中惡臭物質分析
摘要:惡臭污染已成為生活垃圾堆肥過程中的主要環境問題。以大類粗分后的廚余垃圾作為研究對象,利用嗅覺測定法和GC-MS分析了不同階段堆肥尾氣的臭氣濃度和惡臭化合物的種類及其排放濃度,并對不同堆肥階段臭氣濃度和惡臭物質排放濃度的相關性進行分析。結果表明,廚余垃圾堆肥過程中共檢測到43種揮發性有機物,其中含硫臭氣物質5種,烴類化合物22種,芳香烴類化合物11種,其它物質5種。通過相關性分析,發現硫化氫、甲硫醇、1,3-二甲基苯和鄰二甲苯與臭氣濃度極顯著相關(P<0.01),二甲二硫和對二甲苯與臭氣濃度顯著相關(P<0.05),因此在廚余垃圾堆肥過程中要對這6種臭氣物質進行重點監測和控制。
關鍵詞:廚余垃圾,堆肥,惡臭污染物,監測,控制
在北京等特大型城市,廚余垃圾所占比例高達60%,最高可達80%以上。廚余垃圾具有含水率高、有機成分多、易腐爛、熱值低、有害成分少等特點,因此,廚余垃圾的處理與資源化越來越引起全社會的關注。目前,國內外普遍采用堆肥化無害化處理廚余垃圾,這樣不僅可以將廚余垃圾中有機物質轉化為穩定的腐殖質物質,生產高營養價值的肥料,避免營養物質的損失,還可以減少生活垃圾的處理量和成本。然而在廚余垃圾堆肥過程中,由于含水率和堆體密度較高,在堆體局部厭氧區會形成惡臭分子,主要包括大量含氮、硫化合物的惡臭氣體,不僅給操作人員帶來不快感,可引起人和家畜的呼吸道疾病,而且進入大氣后可造成酸雨和增加自然生態系統中氮、硫的負荷。
目前國內外學者對廢棄物堆肥過程中的臭氣組成進行了大量研究,王新娟等研究表明沈陽分類后的有機垃圾(混有15%的其它垃圾)在堆肥過程中產生的主要臭氣物質為氨氣、硫化氫、甲硫醇等;Wu和Kim等發現食品廢棄物堆肥過程中的主要惡臭物質是甲硫醚和二甲二硫。Dimitris等研究表明不同有機廢棄物堆肥過程中產生的臭氣物質不同。受生活習慣和發展水平的影響,不同地區廚余垃圾的組成差別較大,因此堆肥過程中產生的臭氣物質不盡相同。
本研究主要以北京市分類后的廚余垃圾作為對象,通過全面分析廚余垃圾堆肥過程中排放的臭氣物質,并進行定量分析。在此基礎上,通過臭氣物質的種類、排放濃度和臭氣濃度的關系,明確廚余垃圾堆肥過程中對臭氣濃度貢獻較大的臭氣物質,以期為廚余垃圾堆肥過程中臭氣物質的監測與優先控制惡臭物質的篩選提供理論依據。

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