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摘 要
●惡臭/異味氣體種類繁多,主要來源包括工業(yè)廢氣、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖廢氣、生活垃圾、污水處理和有機(jī)物等,它們具有刺激性氣味,能夠刺激人們穩(wěn)定,甚至在高度濃度下對人體產(chǎn)生有害物質(zhì)。
●惡臭/異味污染物排放面臨的“達(dá)標(biāo)擾民”問題,是公眾投訴強(qiáng)烈、不可忽視的民生問題。
●惡臭/異味定義“難以量化”, 生活服務(wù)區(qū)缺乏排放標(biāo)準(zhǔn)限制。在處理群眾投訴時(shí),難以及時(shí)、有效采集到污染樣品;對于惡臭產(chǎn)業(yè)集中的地區(qū),有時(shí)難以有效溯源。
●基于惡臭/異味污染物、溫室氣體和其他污染物的共存特征,有序開發(fā)高效、環(huán)境友好的協(xié)同治理技術(shù)。
一、前言
惡臭/異味污染具有多源、多組分和地域差異等特點(diǎn),是受公眾投訴強(qiáng)烈的環(huán)境問題之一。我國高度重視惡臭/異味污染的防控與治理,不斷加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和指導(dǎo),《中共中央 國務(wù)院關(guān)于深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》(2021年)、《空氣質(zhì)量持續(xù)改善行動(dòng)計(jì)劃》(2023年)、《中共中央 國務(wù)院關(guān)于全面推進(jìn)美麗中國建設(shè)的意見》(2023年)等文件均明確要求加大惡臭/異味治理力度。
惡臭/異味源主要可以分為生活源、農(nóng)業(yè)源和工業(yè)源,涉及行業(yè)門類廣泛。惡臭/異味污染物超過4000種,不同惡臭/異味污染源的氣體組分存在差異。目前,已在垃圾、污水處理、餐飲、畜牧、工業(yè)制造等行業(yè)開展了惡臭/異味污染物成分、時(shí)空分布以及主要致臭/異味物質(zhì)識別等方面的研究,制定了與惡臭/異味污染相關(guān)的檢(監(jiān))測、控制和排放等標(biāo)準(zhǔn),發(fā)展和應(yīng)用物理、化學(xué)、生物技術(shù)來治理惡臭/異味污染。
二、惡臭/異味污染治理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
惡臭/異味污染治理技術(shù)可分為物理、化學(xué)和生物方法及其組合工藝:物理方法可以細(xì)分為惡臭/異味源覆蓋、密閉和物理吸附;化學(xué)方法主要包括化學(xué)吸收、光催化氧化和低溫等離子體等;生物方法主要包括生物過濾、生物滴濾和生物洗滌。隨著惡臭/異味污染物排放標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán),多級組合工藝的應(yīng)用更加廣泛。
(一) 在物理方法方面
在物理方法方面,惡臭/異味源覆蓋適用于污水處理池和垃圾填埋區(qū)域等,惡臭/異味源密閉適用于垃圾處理設(shè)備等,通過物理隔離,減少惡臭/異味污染物逸散,實(shí)現(xiàn)局部重點(diǎn)收集,減小臭氣收集風(fēng)量。對于末端治理工藝,活性炭可以利用多孔結(jié)構(gòu)吸附多種惡臭/異味污染物,在吸附初期對污染物的去除率可達(dá)90%以上。
但是,在吸附過程中,活性炭的吸附能力逐漸趨于飽和,對污染物的去除效率也隨之降低。由于吸附飽和后的活性炭需要再生或者作為危險(xiǎn)廢物處置,該工藝一般適用于處理低濃度氣體,且通常作為組合工藝的最后一級。
(二)在化學(xué)方法方面
在化學(xué)方法方面,化學(xué)吸收通常采用酸、堿和氧化劑作為吸收劑,如硫酸等酸性吸收劑適用于處理氨和三甲胺等堿性污染物,氫氧化鈉等堿性吸收劑適用于處理硫化氫和揮發(fā)性脂肪酸等酸性污染物,次氯酸鈉等氧化性吸收劑適用于處理甲硫醇等還原性污染物?;瘜W(xué)吸收的處理效果與惡臭/異味污染物的酸堿性、還原性和溶解性、運(yùn)行參數(shù)等因素有關(guān),理想情況下對惡臭/異味污染物的去除率可達(dá)100%,但也存在去除率低于10%,甚至為負(fù)值的情況。化學(xué)吸收設(shè)備的占地面積相對較小,適用風(fēng)量和濃度范圍較廣。
光催化氧化和低溫等離子體均屬于高級氧化工藝,前者利用光能激發(fā)半導(dǎo)體催化劑產(chǎn)生羥基自由基,后者通過電場放電產(chǎn)生高能電子、自由基和臭氧等;這兩種工藝對惡臭/異味污染物的去除率為20%~100%,適用于處理中低濃度氣體,但是需要注意次生污染問題。
(三)在生物方法方面
在生物方法方面,生物處理工藝?yán)米责B(yǎng)或者異養(yǎng)微生物降解惡臭/異味污染物,處理效果受填料類型、溫度、負(fù)荷、微生物組成等因素影響,對惡臭/異味污染物的去除率可接近100%,但也會(huì)出現(xiàn)處理后污染物濃度不降反升的情況。
受限于占地面積,生物過濾工藝適用于中低風(fēng)量惡臭/異味氣體處理。與生物過濾設(shè)備相比,生物滴濾設(shè)備的占地面積小,可有效處理高濃度氣體。生物洗滌在惡臭/異味治理領(lǐng)域的應(yīng)用較少。
三、惡臭/異味污染治理面臨的問題與挑戰(zhàn)
(一)惡臭/異味污染相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系仍需進(jìn)一步完善
揮發(fā)性有機(jī)物和惡臭/異味污染物之間存在交集,但揮發(fā)性有機(jī)物不等同于惡臭/異味污染物,不同行業(yè)的主要致臭/異味物質(zhì)存在差異且不一定是揮發(fā)性有機(jī)物。
惡臭/異味控制產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)在制定/修訂過程中,存在缺少評價(jià)指標(biāo)或者評價(jià)指標(biāo)不合理的問題。以《生活垃圾除臭劑技術(shù)要求》(CJ/T 516—2017)為例,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將硫化氫、氨、甲硫醇和甲硫醚的去除率作為除臭劑的性能指標(biāo),這與靶向除臭存在一定的矛盾。
(二)次生污染控制和多污染物協(xié)同治理存在不足
惡臭/異味污染在治理過程中,可能產(chǎn)生次生污染。由于污染物的性質(zhì)差異,惡臭/異味控制技術(shù)對其他污染物的去除效果可能不佳;目前尚缺乏惡臭/異味污染物與其他類型污染物協(xié)同治理的研究。
污染源可能同時(shí)釋放惡臭/異味污染物、微塑料、抗生素、抗生素抗性基因、揮發(fā)性有機(jī)物、致病菌等多種污染物以及溫室氣體。例如,在廚余垃圾厭氧消化廠除臭系統(tǒng)收集的氣體中,不僅檢出了含硫化合物等惡臭/異味污染物,還檢出了濃度高達(dá)536.1 mg/m3的甲烷和3.6 mg/m3的氧化亞氮,說明了減污降碳的必要性。
四、惡臭/異味污染治理策略
基于現(xiàn)存的惡臭/異味污染治理面臨的問題與挑戰(zhàn),我們出了惡臭/異味污染控制策略(見下圖),以期為解決現(xiàn)有問題、科學(xué)提升惡臭/異味污染治理效果提供參考。
相比于溫室氣體、微塑料和生物氣溶膠,惡臭/異味污染物具有易被感知的特點(diǎn)。因此,在發(fā)展惡臭/異味污染物和溫室氣體及其他污染物協(xié)同治理技術(shù)時(shí),優(yōu)先保證惡臭/異味治理效果。在此基礎(chǔ)上,逐步提高溫室氣體和其他污染物的協(xié)同去除率。
在實(shí)現(xiàn)高效除臭的基礎(chǔ)上,針對惡臭/異味污染物和溫室氣體及其他污染物協(xié)同治理問題,需要調(diào)研不同行業(yè)惡臭/異味污染物和溫室氣體及其他污染物共存的情況,針對共存物質(zhì)的類型和性質(zhì),發(fā)展和選擇治理技術(shù)。已有研究表明,化學(xué)吸收工藝可以協(xié)同去除惡臭/異味污染物和微塑料,低溫等離子體技術(shù)兼具減少惡臭/異味污染物和滅活氣溶膠微生物的作用。
處理多種污染物共存的氣體,宜采用組合工藝,但是,組合工藝并非處理級數(shù)越多越好,需要針對性地選擇處理工藝,分級去除污染物,并且充分考慮處理成本和次生污染。
綜上所述,惡臭污染的防治措施涉及多個(gè)方面需要政府、企業(yè)和公眾共同努力,通過源頭減排、技術(shù)治理、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)、清潔生產(chǎn)推廣、農(nóng)業(yè)管理加強(qiáng)、垃圾處理完善、排水系統(tǒng)維護(hù)和除臭技術(shù)應(yīng)用等措施的綜合運(yùn)用,可以有效降低惡臭污染物的排放濃度,保護(hù)環(huán)境和人體健康。
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