六里屯垃圾填埋場臭味氣體處理方案0701

六里屯垃圾填埋場III期填埋區(qū)的臭味氣體處理方案年1月日目錄1概述................................................21.1現(xiàn)有臭味氣體的主要成分和治理方法...............21.2生物處理技術(shù)的特點(diǎn).............................31.3現(xiàn)有的生物處理技術(shù).............................41.4幾種生物處理技術(shù)的比較..........................71.5臭味氣體生物處理工藝的選擇.....................82六里屯垃圾填埋場臭味氣體處理技術(shù)與設(shè)施.............103六里屯垃圾填埋場臭味氣體處理方案...................113.1已封場的垃圾填埋區(qū)（I期）.....................113.2填埋場工作區(qū)（II.........................1311設(shè)步伐加快，城市生活垃圾問題已日益凸顯。六里屯垃圾填埋場消納的是未經(jīng)處理的生活垃圾，有機(jī)成分多，在填埋一段時間后，會產(chǎn)生大量的氣體，其主要成分是甲烷。甲烷濃度在——15%之間極易發(fā)生爆炸，對填埋場是一大隱患。因此，需要用收集導(dǎo)管導(dǎo)出排放。沼氣又是一種溫室氣體，其溫室效應(yīng)為二氧化碳的40倍，對空氣破壞力極強(qiáng)。同時，產(chǎn)生氣體還含有硫醇類、硫化氫、氨等氣體，異味嚴(yán)重，不僅產(chǎn)生強(qiáng)烈的感官刺題。1.1現(xiàn)有臭味氣體的主要成分和治理方法硫醇、硫醚類；②含氮化合物，如氨、胺類；③低級脂肪酸，如乙酸、丙酸；④烴類物質(zhì)，如苯乙烯等。其中硫化氫、氨和硫醇是主要的臭味物質(zhì)。臭味氣體的處理方法有很多，主要有物理法、燃燒法、化學(xué)氧化法、吸收法、吸附法、生物法等。燃燒法可以將臭味氣體中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水，有機(jī)物破壞機(jī)理包括氧化、熱裂解、熱分解。這種方法適于高濃度的臭味氣體處理，其缺點(diǎn)是能耗高，處理不完全會造成二次污染。利用某些固態(tài)多孔性吸附劑對氣態(tài)污染物具有很強(qiáng)吸附能力以達(dá)到吸附分2工藝復(fù)雜。利用發(fā)臭污染物在某些液態(tài)溶劑或溶液中具有很好溶解度以達(dá)到分離污染染物轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品。但是吸收劑需要再生，工藝復(fù)雜，還會產(chǎn)生二次污染。生物法處理臭味氣體具有成本低、操作簡便、技術(shù)清潔、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因而更多地受到關(guān)注，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。荷蘭的J．VanGroenestijn對幾種廢氣處理方法，在投資及運(yùn)行費(fèi)用方面進(jìn)行了比較，結(jié)果如表1所示。與普通物理、化學(xué)處理技術(shù)相比，生物處理技術(shù)的投資及運(yùn)行費(fèi)用是最低的。表1幾種廢氣處理方法的投資及運(yùn)行費(fèi)用的比較處理技術(shù)投資費(fèi)用（荷蘭盾，按每小時1000m3單位進(jìn)氣量計）8-15氣量計）0.50-52.5-256-8生物濾池化學(xué)吸收法焚燒法10-20025-150催化焚燒法33-9514-181.2生物處理技術(shù)的特點(diǎn)臭味氣體的生物處理方法是利用微生物將臭味氣體中發(fā)臭污染物降解或轉(zhuǎn)與物理化學(xué)處理方法相比，生物法用于處理臭味氣體中污染物的主要優(yōu)點(diǎn)3是：1、微生物可將臭味氣體中的污染物氧化和分解，達(dá)到去除的目的,并且污染物不會被轉(zhuǎn)移到其它地方，不產(chǎn)生二次污染。2、適用范圍廣，可以縮短工藝流程，利用比較簡單的工業(yè)設(shè)備，有效地對3、微生物通常是在低營養(yǎng)條件下進(jìn)行的，所生成的剩余污泥少。4、設(shè)備簡單，操作簡便，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。1.3現(xiàn)有的生物處理技術(shù)的。1.3.1生物濾池（Biofilter）生物濾池是最早被研究和使用的一種處理揮發(fā)性有機(jī)污染物和除臭的生物技術(shù)。1923年Bach就曾利用土壤過濾床去除污水處理廠散發(fā)的含硫化氫等惡臭面。生物濾池（見圖1）內(nèi)部充填活性填料，臭味氣體經(jīng)加壓預(yù)濕后，從底部進(jìn)入生物濾池，與填料上附著生長的生物膜（微生物）接觸，被生物膜吸收，最終降解為水和二氧化碳，處理過的氣體從生物濾池的頂部排出。生物濾池處理技術(shù)的特點(diǎn)是生物相和液相都是不流動的，而且只有一個反應(yīng)器，氣-液接觸面積大、運(yùn)行和啟動容易、運(yùn)行費(fèi)用低。適于處理的發(fā)臭污染物范圍廣，因而應(yīng)用最廣泛。4排放)臭味)水圖11.3.2生物洗滌塔（Bioscrubber）生物洗滌塔通常由一個裝有填料的洗滌器和一個具有活性污泥的生物反應(yīng)器構(gòu)成（見圖2的，在兩個分開部分連續(xù)循環(huán)。這有利于控制反應(yīng)條件，便于添加營養(yǎng)液、緩沖劑和更換液體，除去多余的產(chǎn)物。其反應(yīng)的溫度和pH值等因素也可以監(jiān)測、控制。制有關(guān)條件，如溫度，pH值，碳、氮、磷之間比率，以確保微生物在最佳條件下發(fā)揮作用。在洗滌塔中，VOCs5生物反應(yīng)器相比，氣液的傳質(zhì)效率尤為重要。一般，親水性物質(zhì)的傳質(zhì)效率高于疏水性物質(zhì)的傳質(zhì)效率。生物洗滌塔適用于處理親水性的污染物質(zhì)。)水圖21.3.3生物滴濾池（Biotrickling）液體循環(huán))水)圖36染物的吸收和生物降解同時發(fā)生在一個反應(yīng)裝置內(nèi)（見圖3但生物滴濾池填料的比表面積（即單位柱體積接觸面積）比較低，為100-300mm，它不適于處理含水溶性差的污染物的臭味氣體。2-31.4幾種生物處理技術(shù)的比較生物濾池、生物洗滌塔和生物滴濾池各有其特點(diǎn)和應(yīng)用條件（表2應(yīng)根據(jù)廢氣中污染物的特性和條件，選擇適宜的處理技術(shù)。表2廢氣生物處理技術(shù)特點(diǎn)比較特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)生物氣/液表面積比值高；濾池和液相固定。設(shè)備簡單；運(yùn)行費(fèi)用氣濃度發(fā)生變化適應(yīng)低。慢；占地面積大。生物兩個反應(yīng)器;微生物設(shè)備緊湊;低壓力損傳質(zhì)表面積低;需大量洗滌懸浮于液體中;液相失;反應(yīng)條件易于控提供氧才能維持高降塔流動。制。解率;需處理剩余污泥;投資和運(yùn)行費(fèi)用高。生物單個反應(yīng)器;微生物與生物洗滌塔相比設(shè)傳質(zhì)表面積低;需處理滴濾固定,液相流動。備簡單。剩余污泥;運(yùn)行費(fèi)用池高。71.5臭味氣體生物處理工藝的選擇括：含硫化合物、含氮化合物、羧酸類、烷烴類、醛類、醇類、酮類、酯類、醚類、烯烴類、以及多數(shù)芳烴類化合物等。一般認(rèn)為，用生物法處理惡臭物質(zhì)需經(jīng)過以下三個階段：1.污染物由氣相轉(zhuǎn)移到液相；2.進(jìn)入液相中的污染物被微生物吸收；3.轉(zhuǎn)化為無害的無機(jī)物質(zhì)。物處理系統(tǒng)的關(guān)鍵。臭味氣體中的污染物可分為疏水性和親水性兩類物質(zhì)。疏水性物質(zhì)不溶于判斷。根據(jù)亨利定律：P=CHl(1)對于理想氣體:因此:P=CRTg(2)H=(C/C)RT=HRTg(3)(4)lcH=H/）cC—l式中某污染物在液相中的濃度(molm);-3C—g某污染物在氣相中的濃度(molm);-3P某污染物在氣相中的分壓力(Pa);H—亨利系數(shù)(Pammol);3-1H—c用某污染物在氣相中的濃度與液相中的濃度之比表示的亨利系H=C/C）;cglRT—?dú)怏w常數(shù)(8.314PammolK);3-1-1—溫度(K)C由式(3)可知,,當(dāng)較小,即某污染物在液相中的濃度l8H較低時,亨利系數(shù)較高;當(dāng)較大,即某污染物在液相中的濃度較高時,亨利系ClH數(shù)較低。在實際中，通常使用無量綱的代替判斷氣體的溶解度大小。HHHccHRT與可通過式(2-4)298K25℃時，值為2.48KPammol3-1H資料表明,當(dāng)亨利系數(shù)較低（≤0.01）,易溶于水的污染物質(zhì)適于用生物cH洗滌塔處理;亨利系數(shù)較高(≥1),難溶于水的污染物質(zhì)適于用生物濾池處理;cH溶解性介于兩者之間的污染物質(zhì)(0.01<<1)則可用生物滴濾池處理。而當(dāng)污染c物質(zhì)的亨利系數(shù)大于10，極難溶于水時，由于其界面?zhèn)髻|(zhì)速率低而不適于用生物方法處理。當(dāng)然，處理技術(shù)的選擇并不是絕對的,某些污染物既可以用生物[4]H滴濾池處理也可以用生物濾池處理;對于某些>10的污染物質(zhì),還可利用真菌進(jìn)c行降解。92常規(guī)的除臭生物反應(yīng)器，主要采用細(xì)菌作為微生物的主體，細(xì)菌適合于在水會得到很好的去除效果。但是，對于在水中溶解度低的物質(zhì)，細(xì)菌表面的水層將影響傳質(zhì)速率，導(dǎo)致處理效率降低。真菌降解疏水性或水溶性差的污染物的效率高于細(xì)菌，可在較干燥的環(huán)境中生長，無需連續(xù)噴灑水來維持濕潤環(huán)境，這就使得臭味物質(zhì)可直接與微生物接觸pH值為3-6堿調(diào)整pH值。實際上，臭氣中所含的污染物是多樣而復(fù)雜的，既有疏水性物質(zhì)，也有親水性物質(zhì)，單一地利用細(xì)菌或真菌都難以同時有效地去除。針對垃圾填埋場排放的氣體的特點(diǎn)，本方案采用中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究除臭的目的。本技術(shù)設(shè)備簡單、運(yùn)行操作簡便、運(yùn)行成本低、處理效果穩(wěn)定。臭味氣體處理工藝如圖1所示。氣體收集臭味氣體生物除臭系統(tǒng)排放氣泵圖1垃圾填埋場臭味處理工藝流程圖103為了有針對性地處理已封場的垃圾填埋區(qū)、垃圾填埋場作業(yè)區(qū)的臭味氣體，在本方案中分別采用不同的方式。3.1II蓋膜與地面有一定的空間，保證氣體的流動通暢。土梗的高度在5cm左右即可。3.1.1產(chǎn)氣量估算封場的垃圾填埋區(qū)（I350萬噸，總填埋高度為28m,占地面積160×10m，中期封場約1年時間，沼氣收集系統(tǒng)，于2006年842月建成并使用，燃燒沼氣約2400~5100m/天。33.1.2覆蓋膜方案（已經(jīng)組織施工）I期填埋區(qū)于2006年8月前，完成了土壤覆蓋，平均覆土厚度為600mm，造成空氣倒流進(jìn)入垃圾堆體，形成爆炸隱患。因此采用高密度聚乙烯（HDPE）膜（厚1.0mm）進(jìn)行臨時覆蓋，施工工期約為1個月。HDPE土工膜是綜合性能優(yōu)良的防滲膜，其機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕性、抗老化性、抗戳穿、易鋪設(shè)、防水0.3～0.5垃圾堆體的表面沒有尖銳的物體。11土壤中的微生物等也會因為水分低、溫度高而失去活性，截留臭氣的能力減弱。另外垃圾氣體向上逸出后在HDPE膜下積聚，由于HDPE膜致密的不透氣性，形成沼氣積累，有爆炸的潛在危險?；谏鲜鲈颍采wHDPE膜后，應(yīng)及時把膜下積聚氣體抽出凈化后排放。3.1.3處理方案本方案主要是解決HDPE膜下積聚氣體。為了保證抽氣效率，同時，考慮到因HDPE膜破損，抽氣時空氣會進(jìn)入膜下，處理臭氣量將高于實際產(chǎn)生量。建立10套同樣大小的處理系統(tǒng)，分區(qū)域處理。設(shè)計每套系統(tǒng)處理臭味氣體量為100m3/h,每日運(yùn)行8小時，每套系統(tǒng)的氣體日處理量為800m3，10套系統(tǒng)每日處理氣體8000m3。1.44m3（長寬高=2.5×1.8×1.8效體積6.1m3；停留時間為3.66min4.5m2。生物除臭系統(tǒng)，包括：生物除臭反應(yīng)器、氣泵、清水泵、水箱（3.0m3回閥、管道，保溫系統(tǒng)，數(shù)字微控機(jī)，發(fā)電機(jī)等，總占地面積約10m2。3.1.4投資經(jīng)費(fèi)估算臭味氣體處理工藝主要設(shè)備費(fèi)用估算如下表所示。表3臭味處理工藝主要設(shè)備投資費(fèi)用（單位：萬元）))××))m/h用)))123.2填埋場工作區(qū)（IIII16×104m2,考慮到運(yùn)輸車進(jìn)出場道路約占2×104m21×104m2，每周必須的作業(yè)區(qū)域約為2×104m2HDPE膜覆蓋的區(qū)域約為11×104m2。由于II期垃圾填埋采用臨時覆蓋，即堆體4m高時，進(jìn)行20~30cm的黃土覆蓋，60cm.6000m2的區(qū)域進(jìn)行先期除臭效果試驗。3.2.1處理面積：11×10平方米，填埋深度8-10m(部分16m)。43.2.1.1覆蓋膜與地面之間的空間計算11×104平方米，按覆蓋膜距地面10cm計算，覆蓋膜與地面空間為：11×104×0.10=11000（m