微生物除臭劑對生活垃圾集裝化轉運過程中的惡臭控制效果評估

(1.上海市環境工程設計科學研究院有限公司，上海 200232；2.上海市廢棄物管理處，上海 200063)

微生物除臭劑對生活垃圾集裝化轉運過程中的惡臭控制效果評估

邰俊1余召輝1程炬2金寧奔1

(1.上海市環境工程設計科學研究院有限公司，上海 200232；2.上海市廢棄物管理處，上海 200063)

以上海徐浦碼頭和虎林路碼頭2個生活垃圾轉運站集裝箱為研究對象，考察了微生物除臭藥劑噴灑對臭氣濃度和VOCs組分和濃度的變化的影響。研究發現，噴灑藥劑后24h和48h時段的兩個轉運站集裝箱中實驗組的臭氣濃度均較空白組有明顯的降低，但僅虎林路碼頭的實驗組和空白組的臭氣濃度存在顯著差異；不同的集運碼頭、采樣時間、是否噴灑微生物除臭劑，對最終檢出的VOCs物質種數影響不明顯，但噴灑藥劑48h時段對兩個轉運站集裝箱中甲硫醇、甲硫醚等含硫化合物的濃度降低效果均較為明顯，實驗組和空白組間的差異顯著，表明微生物除臭劑的除臭效果的實現需要經過一定的初始時間。

微生物除臭劑；生活垃圾；臭氣濃度；揮發性有機物

目前對于生活垃圾惡臭的控制手段主要集中在末端處理環節，而生活垃圾在集裝化轉運過程中，經過12～24小時的厭氧消化過程，將產生和釋放大量的刺激性氣體，在末端傾倒時將會集中排放，給環境和周邊居民的健康帶來不利的影響。陸文龍等就微生物除臭劑對上海老港填埋場和徐浦垃圾中轉站中生活垃圾惡臭產生的抑制效果進行了研究，對比分析了微生物除臭劑對轉運環節和末端處置環節的惡臭消除效果，為解決生活垃圾在轉運和處理過程中的惡臭消除問題提供了理論依據[1]。羅永華等人針對廣州市生活垃圾壓縮轉運站中微生物除臭劑消除惡臭的效果進行了評估，將生活垃圾惡臭控制的關注點前移至轉運環節[2]。

本文就上海徐浦碼頭和虎林路碼頭生活垃圾集裝化轉運過程中微生物除臭劑對集裝箱中惡臭消除的效果進行了對比分析和評估，同時就微生物除臭劑對惡臭主體即揮發性有機物(VOCs)的濃度和組分變化影響進行了分析，為在轉運環節集裝箱內噴灑微生物除臭劑削減末端惡臭污染影響提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 微生物除臭劑的組成

本研究所用微生物除臭菌劑由4株具有降解多種污染物的強耐受性菌株作為除臭菌群中的主要組成。四株菌株分別為：惡臭假單胞菌pseudomonas putida SJD1和pseudomonas putida SJD2；凝結芽孢肝菌bacillus coagulans SJD1和 bacillus coagulans SJD2。惡臭假單胞菌pseudomonas putida可以降解對硝基苯酚、烷烴、硝基苯等，凝結芽孢桿菌bacillus coagulans對于硫化氫、氨等有降解作用[3]。

1.2 除臭劑的噴灑參數選擇

在虎林路垃圾轉運碼頭進行小規模中試試驗，定量分析該微生物除臭劑對惡臭降低效果。隨機選取3個集裝箱，1#為對照組，2#、3#分別噴灑微生物除臭劑0.8kg/t垃圾和0.4kg/t垃圾，稀釋比例均為1∶10。如表1所示，實施噴藥后，2#、3#集裝箱內的臭氣濃度、H2S濃度均較對照組明顯降低，藥劑用量大的2#箱臭氣濃度低于藥劑用量少的3#箱臭氣濃度。本次試驗選擇每噸垃圾噴灑0.8 kg微生物藥劑，藥劑稀釋比例為1∶10。

表1 源頭噴灑微生物除臭劑的中試監測數據

1.3 采樣方法

在徐浦碼頭、虎林路碼頭各抽取3個空白對照集裝箱和3個試驗集裝箱。如表2所示，噴灑除臭劑的生活垃圾裝入集裝箱后，在30min內進行第一次采樣，然后記錄編號，裝船運往老港；噴灑除臭劑24h后，在老港碼頭將指定編號的集裝箱搬運至試驗用空地，進行第二次采樣，然后停放一天；48h后，再次對這批集裝箱進行第3次采樣。試驗過程，不噴藥的對照組和噴藥的試驗組同時進行，采樣方法相同。

表2 集裝箱惡臭氣體采樣點

1.4 分析方法

臭氣濃度采用三點比較式臭袋法測定，NH3采用溶液吸收-分光光度法測定。

VOCs采用氣相色譜法測定，單位均為mg/m3，VOCs含量的分析方法是HJ 732-2014和USEPA TO-15(1999)兩種方法，其中HJ 732-2014(PAMS)包含57種化合物，USEPA TO-15方法包含50種化合物，再加上含硫化合物(硫化氫、甲硫醚、甲硫醇、二甲二硫)、含氮化合物(NH3)，共112種物質。將此次氣體樣品分析方法中的112種惡臭物質分為含硫化合物、含氮化合物、烴類化合物、鹵代烴化合物、苯系化合物、酮醚類化合物和酯類化合物等七類。

差異性分析采用SPSS 22.0，正態性檢驗采用獨立樣本t檢驗，非正態資料比較采用非參數檢驗，正態資料相關分析使用pearson相關，非正態資料相關分析使用spearman等級相關，定義檢驗水準ɑ=0.05，P≤0.05差異具有統計學意義。

2 結果與討論

2.1 微生物除臭劑對臭氣濃度變化的影響

2.1.1 不同碼頭集裝箱臭氣濃度變化特征

生活垃圾集裝箱在關閉箱門30min內，已能被感知到惡臭。從圖1可知，生活垃圾剛壓縮裝入集裝箱后，兩個碼頭的對照組和試驗組的箱體內臭氣濃度基本相同，范圍在1738～2317之間。經過24h后，集裝箱內的生活垃圾在近似厭氧的環境中發酵，產生惡臭氣體，且濃度均開始升高，試驗組集裝箱內的臭氣濃度為977～2317，對照組集裝箱內臭氣濃度升高到2317～7328。在噴藥48h后，試驗組集裝箱臭氣濃度為1303～2317，對照組臭氣濃度為2317～9772，說明噴藥后的生活垃圾散發出的臭氣濃度明顯較低于未噴藥時的臭氣濃度。

2.1.2 除臭效果的差異性分析

統計分析結果見表3，虎林路碼頭24h、48h時段的臭氣濃度對照組與試驗組比較，p≤0.05，拒絕H0，接受H1，說明差異具有統計學意義。可以推出24h、48h時段虎林路碼頭臭氣濃度均為試驗組低于對照組，表明噴灑微生物除臭藥劑對于降低集裝箱臭氣濃度有顯著意義。徐浦碼頭的統計分析結果表明未能得出噴灑除臭劑后臭氣濃度存在顯著差異，追溯分析試驗組的3個樣本檢測結果，主要原因為1#集裝箱樣本出現了極值情況，影響了統計分析的結果，但從數據的直接對比來看，徐浦碼頭試驗組的臭氣濃度在24h、48h均等于或小于對照組的臭氣濃度，因此，可以推出噴灑除臭劑還是具有一定抑制作用。

圖1 集裝箱內臭氣濃度變化情況

徐浦碼頭30min24h48h虎林路碼頭30min24h48h對照組1738.005495.005495.002317.007328.005495.00試驗組2317.002317.002317.002317.002317.002317.00統計量-0.745-1.623-1.623-1.581-1.993-1.993P0.4560.1050.1050.1140.0460.046

2.2 微生物除臭劑對VOCs變化的影響

2.2.1 除臭劑對VOCs濃度和組分的影響

從檢出物質類型來看，對照組和試驗組檢出的VOCs組分在40-69種之間。如圖2所示，不同的集運碼頭、采樣時間、是否噴灑微生物除臭劑，對最終檢出的VOCs物質種數影響差異特征不明顯。

圖2 集裝箱內VOCs檢出物質種數

從圖3中VOCs的總濃度來看，除徐浦對照組的48h時段外，徐浦試驗組、徐浦對照組、虎林試驗組、虎林對照組在不同時段的優勢組分均為烴類化合物。在0.5h時段，烴類化合物濃度占比在60.9%～90.9%之間，隨著時間的增加，緩慢降低至29.5%～51.7%，而含硫化合物、苯系化合物的濃度則逐漸增加。

圖3 集裝箱內VOCs組分物質濃度

2.2.2 除臭劑對VOCs中主要致臭化合物的影響

(1)受控污染物分析

選取《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93) 中受控的7種惡臭物質進行分析，計算這些物質的理論臭氣濃度(TOC)。由于含硫化合物的嗅閾值極低(見表4)，在七類物質的14種優勢化合物中，甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫這三種含硫化合物對總TOC的貢獻達99%以上(見表5)，說明含硫化合物是導致氣體惡臭的主要化合物。其中由于甲硫醇的嗅閾值最低(0.0001mg/m3)，因此其TOC遠遠大于其他組分的TOC，因而在同一個氣體樣品中，甲硫醇是主要致臭物。

(2)優勢污染物分析

由于國標受控惡臭物質在氣體樣品的含量并不是最高的，每一類VOCs物質均含有2～3種的優勢化合物，這幾種優勢化合物的濃度占到該類物質濃度的90%以上，甚至達到99%以上。對這些優勢化合物的TOC進行分析，以研究物質濃度與氣體的惡臭強度之間的關系。如表5所示，在徐浦集裝箱臭氣濃度測試中，第48 h采集的樣品中，不噴藥集裝箱內甲硫醇的TOC達到846萬，同時期噴灑過微生物除臭劑的集裝箱內，甲硫醇TOC僅為31.9萬，可見，噴灑微生物菌劑后，集裝箱內氣體的臭氣濃度大大減弱。同理，在虎林路集裝箱臭氣濃度測試中，不噴藥和噴藥兩組中收集的氣體樣品中，甲硫醇的TOC分別為29.6萬、16.6萬，進一步論證了噴灑微生物除臭劑可以明顯降低TOC。同時，由于氣體采樣具有偶然性，樣品中的甲硫醇、硫化氫等氣體并不是在每個樣品中均被檢出，這也導致一些樣品氣體的TOC為零。

集裝箱內七類VOCs物質中，含硫化合物對氣體惡臭貢獻最大(見表5)。從虎林路碼頭的集裝箱試驗數據可以看出，對生活垃圾噴灑除臭劑后30 min、24h、48h進行三次監測，結果發現集裝箱內氣體的TOC急劇升高。噴灑微生物除臭劑后，3個試驗組集裝箱在24h的監測數據幾乎都低于對照組24h時的數據，可見噴藥后集裝箱內氣體臭氣濃度明顯降低，而且垃圾在集裝箱內的存儲時間越長，微生物除臭劑對惡臭產生過程的抑制就越明顯。同時也說明，在惡臭控制效果分析中，可以把含硫化合物，尤其是甲硫醇、甲硫醚的濃度作為主要的監控指標。如果這兩種物質的濃度降低，則表明氣體的臭氣濃度得到降低。

表4 集裝箱內VOCs優勢化合物的濃度(單位：mg/m3)

表5 集裝箱內VOCs優勢化合物的理論臭氣濃度(TOC)(單位：無量綱)

(3)優勢化合物去除的差異性分析

24h時段，徐浦碼頭集裝箱對照組與試驗組各指標進行比較發現(見表6)，只有乙酸乙酯的p≤0.05，拒絕H0，接受H1，差異具有統計學意義，因此，可以得出乙酸乙酯試驗組含量低于對照組。虎林路碼頭集裝箱24h對照組與試驗組的各指標比較結果顯示(見表7)，p>0.05，不拒絕H0，說明優勢化合物指標在對照組和試驗組之間差異不明顯。

在48h時段，徐浦碼頭集裝箱對照組與試驗組相比較，甲硫醇、甲硫醚、甲苯、乙酸乙酯的p≤0.05、拒絕H0、接受H1，差異具有統計學意義，表明徐浦碼頭集裝箱噴灑微生物除臭藥劑后，這4種化合物的含量明顯低于未噴灑除臭劑的集裝箱。虎林路碼頭集裝箱對照組與試驗組相比較，甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、氨氣、甲苯的p≤0.05，拒絕H0，接受H1，差異具有統計學意義，表明虎林路碼頭集裝箱噴灑微生物除臭藥劑后，這5種化合物的含量明顯低于未噴灑除臭劑的集裝箱。

表6 徐浦碼頭集裝箱VOCs優勢化合物差異性分析結果(24h)

表7 虎林路碼頭集裝箱VOCs優勢化合物差異性分析結果(24h)

與其他除臭劑相比較，微生物除臭劑的作用時間相對較長。崔玉雪等將生活垃圾填埋場的污泥和滲濾液中分離和篩選出來的有效除臭菌劑，復配成高效復合菌劑，通過實驗室小試發現，微生物符合菌劑的除臭效果隨著時間的延長逐漸上升，至48小時后對臭氣濃度的去除率維持在20%～30%[4]。本研究中，微生物除臭劑在噴灑48小時時段對以含硫化合物為主的VOCs組分去除呈現出顯著差異性，表明微生物除臭劑的作用實現需要經過一定的初始時間。上海市生活垃圾集裝化轉運至老港的時間在24～48小時，如遇垃圾增加及極端不利天氣時需要48～72小時，在轉運站環節噴灑微生物除臭劑，可以將除臭效果由集裝箱環節延長到填埋場，可以實現集裝箱內控制優勢污染物的目標。

3 結 論

該微生物除臭劑對生活垃圾集裝化轉運過程中的惡臭產生具有明顯的抑制作用，但效果的實現需要經過一定的初始時間。噴灑藥劑后24h和48h時段的兩個轉運站集裝箱中實驗組的臭氣濃度均較空白組有明顯的降低，但僅虎林路碼頭的實驗組和空白組的臭氣濃度存在顯著差異。不同的集運碼頭、采樣時間、是否噴灑微生物除臭劑，對最終檢出的VOCs物質種數影響不明顯，但噴灑藥劑48h時段對兩個轉運站集裝箱中甲硫醇、甲硫醚等含硫化合物的濃度降低效果均較為明顯，實驗組和空白組間的差異顯著。

[1]陸文龍，崔廣明，陳浩泉，蘇良湖.微生物除臭劑對污泥和生活垃圾臭氣抑制效果的中試研究[J].環境衛生工程，2012，20(2)：23-25.

[2]羅永華，方向平，曹渭，鐘小燕，孫國平.微生物除臭劑消除垃圾壓縮中惡臭的效果評估[J].微生物學雜志，2004，24(5)：103-105.

[3]唐春燕，李巍，葉秋霞，李軼.惡臭假單胞菌降解苯酚的動力學研究[J].環境工程學報，2011，5(10)：2364-2368.

[4]崔玉雪，郭廣寨，黃皇，王文婷，陳浩泉，謝冰.用于填埋場惡臭氣體控制的微生物除臭劑篩選及其除臭機制研究[J].環境污染與防治，2014，36(1)：60-64.

EvaluationofOdorControlbyMicrobialDeodorizerinContainerizationProcessofMunicipalSolidWaste

TAI Jun1YU Zhaohui1CHENG Ju2JIN Ningben1

(1.Shanghai Environmental Engineering Design Research Institute，Shanghai 200232，China； 2.Shanghai Municipal Solid Waste Division，Shanghai 200063，China)

The effects of chemical spraying on the concentration of odor，components and concentration of VOCs in 2 domestic waste transfer stations in Shanghai named Xupu and Hulin road were investigated.The study found that odor concentration in containers of experimental groups had significantly decreased comparing with those of the control groups in both two transfer station，after 24 h and 48 h when microbial deodorant added. but there is significant differences between odor concentration of the experimental group and the control group only in Hulin road transfer stations；effects of different kind of cargo wharf，sampling time，spraying microbial deodorant or not on the detection of VOCs species were not obvious，but reduction effect of sulfur compounds concentrations such as methanethiol and dimethyl sulfide in containers of both two transfer stations is very obvious after spraying of 48 h，the difference between the experimental group and control group were very significant，showed that the realization of deodorization effect of microbial deodorant need to go through a certain time.

Microbial deodorants；municipal solid waste；odor concentration；volatile organic compounds

邰俊，博士，高級工程師，研發方向為固廢處理和資源化

文獻格式：邰 俊 等.微生物除臭劑對生活垃圾集裝化轉運過程中的惡臭控制效果評估[J].環境與可持續發展，2017，42(6)：91-95.

X21

A

1673-288X(2017)06-0091-05