摘要：餐廚垃圾處理車間內(nèi)，垃圾處理過程不可避免會產(chǎn)生惡臭氣體，若不采取有效措施進行收集和換氣，則將嚴(yán)重影響車間內(nèi)人員的身體健康。為了節(jié)約投資，大部分餐廚垃圾處理項目只考慮處理車間內(nèi)臭氣的排出，忽略送風(fēng)的重要性，導(dǎo)致處理車間排風(fēng)不暢，氣體流動性差，車間內(nèi)環(huán)境惡劣。本文選取2個典型的國內(nèi)大型餐廚垃圾處理項目進行對比，分析不同送排風(fēng)模式、不同送排風(fēng)管布置形式對臭氣收集、車間環(huán)境的影響。研究表明，餐廚垃圾處理項目需要同時考慮車間內(nèi)的送風(fēng)及排風(fēng)，送排風(fēng)風(fēng)量需要匹配，送排風(fēng)風(fēng)管需要統(tǒng)籌布置，保證車間內(nèi)及垃圾處理設(shè)備內(nèi)為負(fù)壓，且車間內(nèi)負(fù)壓值小于垃圾處理設(shè)備內(nèi)負(fù)壓值，氣體流向為車間外新鮮氣體→車間內(nèi)低濃度臭氣區(qū)域→車間內(nèi)高濃度臭氣區(qū)域→臭氣處理裝置，做到臭氣不擴散，車間內(nèi)環(huán)境良好，廠區(qū)無臭味。

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；點源；面源；送風(fēng)；排風(fēng)；補風(fēng)

中圖分類號：X799.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）03-0-06

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.03.036

Abstract： In the kitchen waste treatment workshop， the waste treatment process inevitably produces foul smelling gases， if effective measures are not taken for collection and ventilation， it will seriously affect the physical health of personnel in the workshop. In order to save investment， most kitchen waste treatment projects only consider the discharge of odor in the treatment workshop， ignoring the importance of air supply， resulting in poor ventilation， poor gas flow， and a harsh environment in the treatment workshop. This paper compares two typical large-scale domestic kitchen waste treatment projects and analyzes the impact of different air supply and exhaust modes and different layout forms of air supply and exhaust pipes on odor collection and workshop environment. Research has shown that kitchen waste treatment projects need to consider both air supply and exhaust in the workshop， match the air supply and exhaust， and coordinate the layout of air supply and exhaust ducts to ensure negative pressure in the workshop and waste treatment equipment， and that the negative pressure value in the workshop is less than that in the waste treatment equipment， and the gas flow direction is fresh gas outside the workshop → low concentration odor area inside the workshop → high concentration odor area inside the workshop → odor treatment device， ensuring that odor does not diffuse， the environment inside the workshop is good， and there is no odor in the factory area.

Keywords： kitchen waste; point source; area source; air supply; air exhaust; air make-up

餐廚垃圾是城市垃圾的重要組成部分，是餐飲垃圾和廚余垃圾的統(tǒng)稱[1]，主要來源于居民區(qū)、餐飲服務(wù)行業(yè)、各種企事業(yè)單位食堂及食品加工廠等。隨著中國城市化的發(fā)展以及人口數(shù)量的迅速增長，餐廚垃圾的產(chǎn)生源頭更加集中，產(chǎn)生量也逐年增加，2022年全國餐廚垃圾總量超過1億t，約為1.2億t。目前，國內(nèi)多個城市已經(jīng)相繼開始建設(shè)大中型餐廚垃圾處理項目，對餐廚垃圾進行分類收集、運輸及處理。

目前，國內(nèi)大中型餐廚垃圾處理項目的工藝以“機械預(yù)處理+厭氧發(fā)酵”為主，該工藝具有資源化、無害化、減量化的特點[2-4]。機械預(yù)處理設(shè)備主要包括篩分設(shè)備、破碎設(shè)備、分選設(shè)備和輸送機等，設(shè)備通常集中布設(shè)于車間內(nèi)，而餐廚垃圾處理過程會產(chǎn)生大量臭氣，如硫化氫、氨氣、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、乙酸乙酯等[5-6]，這些氣體揮發(fā)性較大，臭味重，而且部分氣體有毒，刺激性氣味大，極易造成人體感官不適。為了保證車間內(nèi)工作環(huán)境良好，臭氣的收集以及車間內(nèi)的通風(fēng)設(shè)計至關(guān)重要。本文選取2個典型的國內(nèi)大型餐廚垃圾處理項目進行對比分析，為同類項目車間建筑設(shè)計、送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計提供借鑒和指導(dǎo)。

1 工程案例概況

案例1和案例2的餐飲垃圾處理規(guī)模均為400 t/d，廚余垃圾處理規(guī)模均為400 t/d，垃圾處理工藝流程分別如圖1、圖2所示。車間內(nèi)主要處理設(shè)備分為2條線，分別是餐飲垃圾處理線和廚余垃圾處理線，主要設(shè)備均位于餐廚垃圾綜合處理車間，對應(yīng)的處理設(shè)備布置如圖3、圖4所示。按照《餐廚垃圾處理技術(shù)規(guī)范》（SZDB/Z 252—2017）[7]的要求，餐廚垃圾卸料、暫存、輸送與處理等各個產(chǎn)生臭氣的環(huán)節(jié)均采取密閉措施，無跑冒滴漏現(xiàn)象。2個案例處理規(guī)模相當(dāng)，處理設(shè)備類型、車間設(shè)備布置等基本相似，具有可對比性。

2 送、排風(fēng)設(shè)計方案

案例1采用門窗等縫隙自然補風(fēng)、除臭風(fēng)機排風(fēng)的方式，未設(shè)計機械送風(fēng)，共設(shè)計5套臭氣收集處理系統(tǒng)，各系統(tǒng)對應(yīng)的收集區(qū)域及風(fēng)量如表1所示。

案例2采用門窗等縫隙自然補風(fēng)、機械送風(fēng)、除臭風(fēng)機排風(fēng)的方式，共設(shè)計5套除臭系統(tǒng)、2套送風(fēng)系統(tǒng)，各系統(tǒng)對應(yīng)的收集區(qū)域及風(fēng)量如表2、表3所示。

餐廚垃圾綜合處理車間、污泥脫水及干化車間等空間區(qū)域的臭味主要來源于處理設(shè)備檢修、維護時打開設(shè)備而散發(fā)，或從密封不良的設(shè)備縫隙里散發(fā)，非連續(xù)穩(wěn)定釋放，由于范圍廣，易擴散，產(chǎn)生源多變，難以單獨密封和定點收集，將其定義為面源臭氣，且由于空間大，臭味會擴散稀釋，一般為低濃度臭氣。滾筒篩、破碎機、分選機、接料斗、漿料池、瀝水池和均質(zhì)罐等垃圾處理設(shè)施連續(xù)穩(wěn)定釋放臭氣，且均可單獨密封，定點收集，將其定義為點源臭氣，且臭氣直接來源于暴露的垃圾，一般為高濃度臭氣。

案例1與案例2對比，有3個相似之處。主要垃圾處理設(shè)備均放置于綜合處理車間，車間中間為主通道，左右兩側(cè)分2條線，分別是餐飲垃圾處理線和廚余垃圾處理線，靠外墻側(cè)門窗縫隙自然補風(fēng)；設(shè)計除臭排風(fēng)管，對面源臭氣、點源臭氣進行收集；計算除臭排風(fēng)量時，換氣次數(shù)選取依據(jù)一致，如表4所示。

案例1與案例2對比，有3個不同之處。案例1車間立柱較少，車間內(nèi)部較高，無法固定排風(fēng)立管，基本采用車間頂部吊裝排風(fēng)口的方式，案例2車間內(nèi)部立柱較多，沿柱下伸排風(fēng)立管至靠近地面處，立管上不同高度設(shè)置多個除臭排風(fēng)口，多方位收集空間臭氣，排風(fēng)口形式如圖5所示；案例2除自然補風(fēng)外，另設(shè)置有機械送風(fēng)，送風(fēng)量約為排風(fēng)量的60%，沿柱、外墻下伸送風(fēng)立管至靠近地面處，送風(fēng)管采用多孔立管，三面送風(fēng)，送風(fēng)均勻，高度基本覆蓋人員頻繁活動區(qū)域，送風(fēng)口形式如圖5所示，案例1未設(shè)置機械送風(fēng)，僅依靠自然補風(fēng)；案例1空間面源除臭排風(fēng)口多沿設(shè)備、水池頂部布置，用于沿線收集設(shè)備檢修維護或者泄漏的臭氣，案例2空間面源除臭排風(fēng)口布置于餐飲垃圾處理線中部及廚余垃圾處理線中部，送風(fēng)風(fēng)管沿外墻及車間中線布置，設(shè)備產(chǎn)生的臭氣隨送風(fēng)被吹至排風(fēng)管處收集，氣流流向如圖3、圖4所示。

3 不同排風(fēng)模式對車間環(huán)境的影響

案例1的3#、4#排風(fēng)系統(tǒng)均位于餐廚垃圾綜合處理車間，排風(fēng)管布置如圖3所示。以3#、4#排風(fēng)系統(tǒng)為例，對比面源排風(fēng)開、關(guān)兩種模式對車間環(huán)境的影響，（模式1為3#面源排風(fēng)系統(tǒng)開，4#點源排風(fēng)系統(tǒng)開，模式2為3#面源排風(fēng)系統(tǒng)關(guān)，4#點源排風(fēng)系統(tǒng)開），得出結(jié)論。

模式1的車間臭味濃度大于模式2，原因可能有兩點。一是當(dāng)無足量新鮮空氣補入車間，車間又不斷排風(fēng)時，車間內(nèi)負(fù)壓逐漸增大，當(dāng)大于垃圾處理設(shè)備內(nèi)部負(fù)壓時，點源臭氣排風(fēng)系統(tǒng)能力不足[8]，面源排風(fēng)系統(tǒng)將高濃度臭氣從垃圾處理設(shè)備、水池等密封不良的縫隙處抽出至車間，造成車間內(nèi)臭味重。二是當(dāng)關(guān)閉車間排風(fēng)，僅開啟車間內(nèi)設(shè)備排風(fēng)時，垃圾處理設(shè)備內(nèi)部負(fù)壓大于車間，車間內(nèi)低濃度臭氣由設(shè)備補風(fēng)口、密封不良的縫隙等處進入設(shè)備，由設(shè)備點源排風(fēng)管排出，保證設(shè)備內(nèi)高濃度臭味不會逸散至車間，污染車間環(huán)境。

4 機械送風(fēng)對車間環(huán)境的影響

餐廚垃圾綜合處理車間面積最大，臭源最多且分散，送、排風(fēng)量大，代表性強，故以此車間為例進行分析。2個案例各區(qū)域的送、排風(fēng)風(fēng)管布置如圖3、圖4所示。

4.1 排風(fēng)系統(tǒng)開啟，送風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉

案例1、案例2除臭排風(fēng)系統(tǒng)均開啟，關(guān)閉案例2機械送風(fēng)系統(tǒng)，各自運行72 h后進行對比。結(jié)果顯示，案例1、案例2車間內(nèi)為負(fù)壓狀態(tài)，車間外廠區(qū)無臭味，說明車間內(nèi)排風(fēng)量可以使車間內(nèi)形成負(fù)壓，臭氣不外逸，廠區(qū)無臭味。

案例1車間內(nèi)各區(qū)域均較臭，案例2由中間主通道、外墻至左右兩邊處理區(qū)中線，臭味逐漸減弱。經(jīng)分析，原因可能有兩點。一是案例1車間內(nèi)除臭排風(fēng)口位于頂部，且基本接近均布，整個車間各區(qū)域均有排風(fēng)口，當(dāng)各排風(fēng)口均排風(fēng)時，車間內(nèi)臭氣四處流動，不臭的區(qū)域也被抽吸的臭氣污染，導(dǎo)致車間各區(qū)域均較臭。相反，案例2排風(fēng)口集中布設(shè)于餐飲垃圾處理線、廚余垃圾處理線中部，該區(qū)域為臭源集中區(qū)域，臭味濃度最高，外墻處過道、中間主通道等處無臭源設(shè)備，臭味濃度低，當(dāng)排風(fēng)口排風(fēng)時，臭氣由低濃度流向高濃度，最終由排風(fēng)管送入除臭裝置，故臭味沿中間主通道、外墻至左右兩邊處理區(qū)中線逐漸減弱。二是車間內(nèi)有地面處的水池、設(shè)備，也有靠近車間中上部的處理設(shè)備，所以臭味成分分布在車間各個高度，而案例1主要依靠車間頂部吊裝的排風(fēng)口排風(fēng)，車間內(nèi)部高度大于10 m，導(dǎo)致車間中下部臭氣收集效果差，臭氣無法有效排出車間。案例2沿柱體下伸立管，在立管不同高度開設(shè)百葉排風(fēng)口，可以較好地收集不同高度的臭氣排出車間，收集效率高于案例1。

案例1、案例2餐廚垃圾綜合處理車間內(nèi)除臭排風(fēng)量均達(dá)不到設(shè)計風(fēng)量，空氣流動性較差，房間內(nèi)溫度高，悶熱。經(jīng)分析，原因可能有兩點。一是實際運營時，案例1和案例2車間門窗均關(guān)閉，車間無其他補風(fēng)口，除臭排風(fēng)機的動力一部分用于從門窗縫隙、垃圾處理設(shè)備縫隙抽風(fēng)，一部分對門、窗等彈性部位做功，導(dǎo)致門窗吸憋、變形等，排風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計值。由于補風(fēng)量不足，排風(fēng)量小，車間內(nèi)氣流流動基本處于非常緩慢的狀態(tài)，通風(fēng)性差。二是餐飲垃圾處理系統(tǒng)含有高溫提油設(shè)備，提油時，溫度可達(dá)120 ℃[9]，另外，車間內(nèi)設(shè)備較多，運行時也會產(chǎn)生較多熱量，當(dāng)無足量補風(fēng)進入車間時，排風(fēng)量小，導(dǎo)致高溫氣體無法排出車間，車間溫度較高。總體來看，車間內(nèi)未達(dá)到良好的風(fēng)平衡、熱平衡[8]。

4.2 排風(fēng)系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)均開啟

案例2除臭排風(fēng)系統(tǒng)及機械送風(fēng)系統(tǒng)均開啟，運行72 h。結(jié)果顯示，車間外廠區(qū)無臭味，說明車間內(nèi)即便有送風(fēng)，送排風(fēng)量比例合理，依然可以使車間內(nèi)形成負(fù)壓，臭氣不外逸。

車間內(nèi)排風(fēng)量達(dá)到設(shè)計值，臭味大幅減弱。經(jīng)分析，原因可能有4點。一是當(dāng)有足量新風(fēng)送入車間時，除臭排風(fēng)機易抽取空間氣體，不再作用于克服門窗的阻力，主要用于抽取新風(fēng)并將其與車間內(nèi)臭味混合后排出車間，送入臭氣處理裝置處理，排風(fēng)量達(dá)到設(shè)計值。二是當(dāng)實際排風(fēng)量達(dá)到設(shè)計排風(fēng)量時，車間內(nèi)臭味被新風(fēng)稀釋，臭味大幅減弱，同時臭味被排出車間送入除臭裝置處理，不會在車間內(nèi)積聚。三是當(dāng)有足量新風(fēng)送入車間時，車間處于負(fù)壓狀態(tài)，但它低于垃圾處理設(shè)備內(nèi)負(fù)壓，設(shè)備內(nèi)高濃度臭氣被點源排風(fēng)系統(tǒng)收集輸送至對應(yīng)除臭裝置處理，不會被車間排風(fēng)管“拔出”設(shè)備進入車間，污染車間環(huán)境。四是車間內(nèi)為微負(fù)壓狀態(tài)，從門窗縫隙進入車間的自然補風(fēng)以及由外部送風(fēng)機送至車間的新風(fēng)由車間外墻、中間主通道穿過餐飲垃圾、廚余垃圾處理設(shè)備，與臭氣混合后，最終被位于餐飲垃圾、廚余垃圾處理設(shè)備區(qū)域排風(fēng)管的負(fù)壓收集，并排出車間送入臭氣處理裝置。氣流流向為新鮮空氣→低濃度臭氣區(qū)域→高濃度臭氣區(qū)域→臭氣處理裝置，高濃度臭氣未擴散，未污染車間其他區(qū)域，整體氣流組織合理，臭氣被有效收集，同時機械送風(fēng)至人員活動頻繁的過道、中間主通道，改善工作環(huán)境。

車間內(nèi)氣流流動性強，通風(fēng)良好。監(jiān)測結(jié)果顯示，車間總送風(fēng)量為10.2萬m3/h，總排風(fēng)量為18萬m3/h，車間換氣次數(shù)達(dá)到4次/h，氣流穿過整個車間，流動性強。車間內(nèi)溫度適宜，氧含量正常。經(jīng)分析，車間內(nèi)達(dá)到設(shè)計換風(fēng)次數(shù)及換風(fēng)量時，高溫氣體被新鮮室外低溫空氣置換，氧含量恢復(fù)正常。

5 排風(fēng)管布置對臭氣收集效果的影響

對于案例1，污泥脫水、干化車間共用1套收集風(fēng)管，即5#臭氣收集處理系統(tǒng)，該車間靠近外墻，依靠門窗縫隙處的補風(fēng)可以達(dá)到送排風(fēng)量平衡。但經(jīng)現(xiàn)場實測，5#臭氣收集處理系統(tǒng)的點源臭氣排風(fēng)口風(fēng)量依然遠(yuǎn)低于設(shè)計風(fēng)量。對于案例2的1#、2#臭氣收集處理系統(tǒng)，面源臭氣與點源臭氣也共用1套收集風(fēng)管，當(dāng)送排風(fēng)量平衡時，經(jīng)現(xiàn)場實測，點源臭氣排風(fēng)口風(fēng)量可以達(dá)到設(shè)計風(fēng)量。原因可能有兩點。一是案例1的5#臭氣收集處理系統(tǒng)多個點源排風(fēng)口與面源排風(fēng)口交叉并聯(lián)于同一根排風(fēng)干管，點源排風(fēng)口從密閉處理設(shè)備上抽風(fēng)，管徑小，支管長，阻力損失大，面源排風(fēng)口從空間抽風(fēng)，管徑大，支管短，阻力損失小，因此排風(fēng)機優(yōu)先從阻力更小的面源排風(fēng)口抽氣，導(dǎo)致點源排風(fēng)口風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計風(fēng)量，阻力損失計算參照相關(guān)規(guī)范[10]。二是不同于案例1（5#臭氣收集處理系統(tǒng)的多個點源、面源排風(fēng)口并聯(lián)設(shè)置于同一條排風(fēng)干管），案例2的1#、2#臭氣收集處理系統(tǒng)所有點源臭氣單獨設(shè)置于一條排風(fēng)干管，面源臭氣單獨設(shè)置排風(fēng)干管，各排風(fēng)干管并聯(lián)匯合于排風(fēng)母管，各排風(fēng)干管設(shè)置風(fēng)閥，分別調(diào)節(jié)，達(dá)到阻力平衡。點源排風(fēng)干管上各并聯(lián)排風(fēng)點之間的阻力損失差別小，因此各排風(fēng)口均可以有效收集臭氣，達(dá)到設(shè)計排風(fēng)量。

6 結(jié)論

不同工況下，車間內(nèi)臭味強弱的排序為：車間、設(shè)備排風(fēng)+自然補風(fēng)＞設(shè)備排風(fēng)+自然補風(fēng)＞車間及設(shè)備排風(fēng)+自然補風(fēng)+車間機械送風(fēng)。為保證車間環(huán)境清潔，當(dāng)自然補風(fēng)不足時，餐廚垃圾處理車間需要設(shè)計機械送風(fēng)系統(tǒng)。送、排風(fēng)風(fēng)量需要匹配，保持車間內(nèi)微負(fù)壓，且小于垃圾處理設(shè)備內(nèi)負(fù)壓，保證高濃度臭氣不會從垃圾處理設(shè)備、水池等密封不良的縫隙處抽出至車間，污染車間環(huán)境。氣流流向設(shè)計為新鮮空氣→低濃度臭氣區(qū)域→高濃度臭氣區(qū)域→臭氣處理裝置，保證臭氣被有效收集，未擴散污染車間其他區(qū)域，同時機械送風(fēng)至人員活動頻繁的過道、中間主通道，改善工作環(huán)境。送、排風(fēng)風(fēng)管管路需要統(tǒng)籌設(shè)計，整體氣流組織合理，避免車間內(nèi)均勻布置送風(fēng)口、排風(fēng)口，導(dǎo)致車間臭味與非臭味氣體混合，車間整體環(huán)境變差。車間不同高度設(shè)置排風(fēng)口的臭氣收集效果優(yōu)于僅車間頂部設(shè)置排風(fēng)口，建議車間建筑設(shè)計時，車間內(nèi)部設(shè)置立柱，沿立柱布設(shè)不同高度的送、排風(fēng)風(fēng)口。點源臭氣與面源臭氣分別單獨收集，各并聯(lián)管路需要保持阻力損失平衡。

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收稿日期：2024-01-01

作者簡介：楊青青（1989—），女，河南許昌人，工程師。研究方向：廢氣處理。