典型工艺下餐厨垃圾处理厂挥发性有机物释放特征分析

环境卫生工程2019年4月第27卷第2期醛类、含硫化合物等会大量产生，这类污染物被统称为挥发性有机化合物(VOCs)E孓4]。部分VOCs臭阈值低，不但对暴露人群产生潜在的威胁[“]，而且在一定的气象条件下可以通过光化学反应生成0。等强氧化物质，从而会改变区域或城市大气氧化性，导致出现异常天气[]。CJJ184-_2012餐厨垃圾处理技术规范[10]已于“十二五”期间开始实施，这无疑对餐厨垃圾处理和资源化行业的发展具有巨大的推动作用。然而，与之配套的风险控制和污染控制技术规范的研究相对滞后，尚未形成成果。究其原因，这与餐厨垃圾处理设施污染状况现场监测和污染排放清单的缺失有直接关系，特别是对于VOCs类污染物监测及其大气活性的评价，明显落后于工业固定源和污水厂VOCs释放等方面的研究[11。H]。另外，目前多数报道只针对餐厨垃圾处理某一核心工艺单元VOCs释放规律的实验室模拟或现场实验，而忽略了实际餐厨垃圾处理厂餐厨垃圾管理全过程VOCs的释放情况EMl5]，低估了该类污染源对于大气涪陛的贡献，相关研究有待开展。因此，本研究选取华中地区某城市餐厨垃圾处理厂进行现场采样，监测了该厂餐厨垃圾处理全过程VOCs的释放特征，并对餐厨垃圾处理厂VOCs大气活性贡献进行了估算。在此基础上，选择合适的分子标志物，建立了餐厨垃圾处理厂污染指示图谱。结合之前的研究成果[妊]，旨在为完善餐厨垃圾处理厂VOCs排放清单提供科学依据，为今后餐厨垃圾处理厂风险评估和恶臭污染控制技术规范的编制提供数据支持。1材料与方法1．1餐厨垃圾处理厂工艺简介餐厨垃圾处理厂主要工艺单元如图1所示，其具体工艺参数见“u等[17]的研究。金属、塑料．V()咏玻璃等杂物VOCsVO▲C8V(圯‘0÷蝌堆一圈一同相剩余物挎浙撇图1餐厨垃圾处理工艺流程和采样点分布0本研究选取的餐厨垃圾处理厂核心工艺为湿热水解+好氧发酵组合工艺，目前处理能力为300dd。该工艺组合符合cJJ184--2012餐厨垃圾处理技术规范有关要求，运行时间较长，管理经验丰富，有进一步推广的可能性。1．2样品采集该餐厨垃圾处理厂采取半密闭式车间布局，该设计可以有效控制VOCs污染物向外界环境的扩散，但是会增加气体在室内的停留时间，对职工的健康产生更严重的危害。分别在选定的处理单元室内设置采样点，依次为：1储料仓、2分选／破碎单元、3湿热水解仓和4好氧发酵仓(图1)。其中1、2采样点VOCs主要来自于污染物无组织排放；3、4采样点VOCs主要来自于设备呼吸阀逸散。同时，将下风向距离厂界50m处设为采样点5，作为VOCs排放受体环境。连续5d对上述采样点进行采样分析，采样频率2次／d。气体样品通过8LBOPET聚酯采样袋(天津)进行收集。空气采样泵为bucklibraL一4(美国)，流量为0．1L／min，连续采样1h，采样体积约为6L。样品采集后密封避光，并随机选取2d的样品进行VOCs的全组分分析，共计20个样品。1．3样品分析样品委托国家环境保护恶臭污染控制重点实验室进行VOCs全组分分析。400mL样品经三级预浓缩系统脱除水分和CO：等物质后，直接进入气相色谱一质谱联用系统(GC—MS)。其中，GC搭载的色谱柱为DB一5型(60mX0．32mill×1．0¨m)，载气为氦气(1．5mE／min)。色谱柱起始温度为35℃，保持10min后，以4。C／min升值至140oC，随后以15℃／min升温至250℃，保留5min。质谱检测器采用全扫描(Scan)和离子扫描(SIM)同步进行，扫描范围为15。300U，扫描时间<1s，电离方式为EI离子源(70eV)。采用内标法进行定量分析，并给出峰面积的对应值。2结果与讨论2．1餐厨垃圾处理厂VOCs排放的定性描述研究共对121种VOCs气体进行了检测，检出的VOCs包括烷烃17种、烯烃4种、醇类1种、脂类1种、萜烯化合物2种、含硫有机化合物5种、苯系物14种、含氯化合物13种，共计57种。不同种类VOCs所占比例如图2所示。万方数据倪哲．等．典型丁艺下餐厨垃圾处理厂挥发性有机物释放特征分析堡船求(3o>烷烃烯烃，含氧化合物．脂类萜烯化合物含硫化合物醇类苯系物储料仓分选／破砰湿热水解仓好氧发酵仓单元处理单元图2不同处理单元'vOCs种类分布从图2可以看出，不同处理单元表现出类似的VOCs分布情况。其中醇类占到总VOCs浓度的42％一70％，是最多的一类VOCs；其次为萜烯类化合物和含硫化合物，分别占VOCs总浓度的8％一20％和5％。16％。整个处理过程中苯系物、含氯化合物、脂类、烷烃和烯烃释放比例相对较少。相似的VOCs组成也在之前以生物质为底物的好氧／厌氧反应或者生活垃圾填埋VOCs排放现场或模拟检测中有所体现[4,15,18-19】。而本研究检测得到的VOCs