固体废物处理设施恶臭影响研究及案例分析

由于我国城市生活垃圾分类体系尚不完善，厨余果皮等易腐垃圾混合收集，处理处置过程中极易释放挥发性有机化合物（VOCs）和硫化氢（H2S）、氨气（NH3）等无机化合物，引起严重的恶臭污染。此外，随着城市化进程的加快发展，原本位于郊区的大部分固废处理设施（生活垃圾填埋场、好氧堆肥设施、垃圾运输车和中转站等）正逼近城市人口稠密区，使得受恶臭影响的人群范围不断扩大，处理设施邻避效应突出，社会公众影响恶劣。固废处理设施释放的恶臭物质具有种类多、成分复杂、宏量和微量混合、点面线源结合等特点，其混合性和时变性完全不同于一般工业源的臭气排放，亟需对固废处理设施释放的恶臭源强进行系统、精准的研究。此外，固废处理设施的恶臭释放和迁移扩散受多种因素交互影响，污染范围波动显著，准确模拟恶臭物质在大气中的迁移扩散规律是开展恶臭污染评估与管理的重要前提。

本书笔者及其团队对各类固废处理设施的恶臭源强和迁移扩散进行了大量的现场测试和模型模拟研究，为恶臭污染的科学评估与卫生防护距离的划定奠定了理论基础。全书内容分为5章：第1章介绍了恶臭的产生及其危害，并基于恶臭物质的嗅阈值，建立了针对市政固体废物处理处置设施的恶臭污染评估指标体系；第2章阐述了不同垃圾处理处置设施中，不同工艺过程与工艺环节的恶臭源强及其产生、释放和扩散规律，揭示了恶臭物质随工艺过程等因素的变化特征和机制，并利用第1章获得的恶臭污染评估指标体系，识别了相应设施的指标性恶臭物质；第3章介绍了不同类型餐厨垃圾生化处理设施恶臭物质的释放特征，并通过餐厨垃圾两相厌氧发酵模拟实验，明确其恶臭物质的释放规律，获得了餐厨垃圾生化处理设施源强估算公式并进行了验证；第4章介绍了污泥处理设施的恶臭污染特征；第5章论述了固体废物处置设施源恶臭物质迁移模拟软件系统的使用模拟结果，并实测验证。全书具有较强的技术性和针对性，可供从事固体废物处理处置及恶臭污染控制、风险评估等领域的工程技术人员、科研人员及管理人员参考，也供高等学校环境工程、市政工程及相关专业的师生参阅。

本书融入了笔者以及清华大学环境学院固体废物控制研究所多年的研究成果，对我国固废处理设施的恶臭污染特征开展了系统研究，主要集中在源强解析和污染迁移扩散两方面，源强解析旨在明确造成恶臭污染的物质种类和嗅味特征，并为污染迁移的计算模拟提供基础数据；污染迁移扩散则是研究特定源强所造成的污染影响范围。本书由陆文静、王洪涛、赵岩等编著，具体编著分工如下：第1章由陆文静等编著；第2章由赵岩等编著；第3章由张妍等编著；第4章由郑国砥等编著；第5章由刘彦君等编著。全书*后由陆文静统稿并定稿。另外，本书内容涵盖多名博士研究生和硕士研究生的研究工作，也结合了参加环保公益重点项目各合作单位的研究成果，参与单位包括清华大学、北京师范大学、天津市环境保护科学研究院、国家环境保护恶臭污染控制重点实验室、中国科学院地理科学与资源研究所等，对于他们对本书的编写、材料的提供和整理所做的贡献，在此表示衷心的感谢。

限于编著者水平及编著时间，书中不足和疏漏之处在所难免，敬请读者提出修改意见。

陆文静

2020年6月于清华园

本书共分5章，分别介绍了生活垃圾处理处置现状及恶臭污染评估指标体系、生活垃圾处理处置设施恶臭污染评价技术、餐厨垃圾生化处理设施的恶臭污染评价技术、污泥处理设施的恶臭污染特征及固体废物处理设施源恶臭物质迁移模拟软件系统，为恶臭污染的科学评估与卫生防护距离的划定奠定了理论基础。

本书具有较强的技术性和针对性，可供从事固体废物处理处置及恶臭污染控制、风险评估等领域的工程技术人员、科研人员及管理人员参考，也可供高等学校环境工程、市政工程及相关专业师生查阅。

第1章生活垃圾处理处置现状及恶臭污染评估指标体系1

1.1我国生活垃圾产生及处置现状1

1.2恶臭与恶臭物质的定义及危害3

1.3恶臭污染的特征与测定技术4

1.4恶臭污染的表征参数4

1.4.1嗅阈值5

1.4.2恶臭物质嗅阈值确定5

1.4.3臭气浓度与阈稀释倍数5

1.5恶臭污染的评估指标体系6

1.5.1恶臭污染评估指标6

1.5.2指标恶臭物质7

1.5.3综合臭气指数8

参考文献8

第2章生活垃圾处理处置设施恶臭污染评价技术10

2.1生活垃圾初期降解的恶臭污染评价技术10

2.1.1生活垃圾初期降解恶臭物质排放特征10

2.1.2生活垃圾初期降解的指标恶臭物质28

2.1.3生活垃圾初期降解恶臭物质释放源强与综合污染评估29

2.2填埋场作业面恶臭污染评价技术39

2.2.1填埋场作业面恶臭物质浓度、组成及其季节性变化39

2.2.2典型填埋场作业面恶臭浓度表征及方法研究42

2.2.3填埋场作业面指标恶臭物质筛选48

2.2.4填埋场作业面与覆盖面恶臭物质浓度及比较48

2.2.5填埋场作业面与覆盖面恶臭释放特性比较52

2.2.6基于风道法的作业面恶臭释放速率研究58

2.2.7填埋场恶臭物质释放与填埋龄的关系66

2.3垃圾堆肥过程的恶臭污染评价技术71

2.3.1生活垃圾堆肥设施71

2.3.2堆肥气体采样71

2.3.3生活垃圾堆肥过程的特征恶臭物质分析72

2.3.4生活垃圾堆肥过程恶臭物质释放规律85

2.4本章小结88

参考文献88

第3章餐厨垃圾生化处理设施的恶臭污染评价技术94

3.1概述94

3.1.1我国餐厨垃圾产生及管理现状94

3.1.2我国餐厨垃圾处理企业发展现状96

3.1.3餐厨垃圾恶臭污染物监测方法96

3.2典型餐厨垃圾处理设施恶臭排放特征97

3.2.1江苏省某餐厨垃圾处理厂（J）的恶臭释放特征解析97

3.2.2北京市某餐厨垃圾处理厂（N）的恶臭释放特征解析100

3.2.3青海省某餐厨垃圾处理厂（Q）的恶臭释放特征解析102

3.2.4浙江省宁波市某餐厨垃圾处理厂（K）的恶臭释放特征解析104

3.3餐厨垃圾厌氧发酵恶臭产生规律与释放源强107

3.3.1餐厨垃圾厌氧发酵实验108

3.3.2餐厨垃圾两相厌氧发酵过程的恶臭产生规律109

3.3.3餐厨垃圾厌氧发酵的指标恶臭物质113

3.3.4餐厨垃圾厌氧处理设施恶臭物质释放源强的估算113

3.4本章小结120

参考文献134

第4章污泥处理设施的恶臭污染特征135

4.1概述135

4.1.1污泥处理技术的发展现状135

4.1.2污泥处理中恶臭污染的技术挑战136

4.2污泥处理设施恶臭气体的产生与释放137

4.2.1污泥处理设施的恶臭物质及浓度137

4.2.2污泥处理设施恶臭物质释放特征139

4.2.3污泥堆肥过程中恶臭气体产生的影响因素140

4.3典型污泥处置设施恶臭气体产生与排放特征141

4.3.1污泥脱水设施恶臭气体的产生与排放特征142

4.3.2污泥堆肥设施恶臭气体的产生与排放特征144

4.3.3污泥干化设施恶臭气体的产生与排放特征150

4.3.4污泥堆肥设施中臭气浓度与恶臭物质浓度的关系152

4.4污泥好氧堆肥挥发性有机化合物（VOCs）的产生特征153

4.4.1污泥堆肥过程中VOCs产生的动态变化153

4.4.2污泥堆肥不同阶段堆体内部和表面VOCs的浓度特征155

4.4.3污泥堆肥不同阶段VOCs的产生和释放速率158

4.4.4污泥堆肥过程中VOCs的产生和释放量变化162

4.4.5污泥堆肥过程中VOCs的产生浓度与温度的关系162

4.5污泥好氧堆肥过程中产生NH3的产生和释放163

4.5.1污泥堆肥过程中NH3产生的动态变化163

4.5.2污泥堆肥不同阶段堆体内部和表面NH3的浓度特征164

4.5.3污泥堆肥不同阶段NH3的释放速率特征166

4.5.4污泥堆肥过程中NH3的产生和释放量变化168

4.6本章小结170

参考文献170

第5章固体废物处置设施源恶臭物质迁移模拟软件系统172

5.1污染物一维扩散解析解174

5.1.1瞬时源排放一维扩散解174

5.1.2定浓度源排放一维扩散解175

5.1.3定通量源排放一维扩散解178

5.1.4给定源强度一维扩散解181

5.2污染物二维扩散解析解183

5.2.1点源给定源强度二维扩散解184

5.2.2线源给定源强度二维扩散解187

5.2.3面源给定源强度二维扩散解191

5.2.4给定上风边界源浓度二维扩散解194

5.2.5给定上风边界源通量二维扩散解197

5.3污染物三维扩散解析解202

5.3.1点源给定源强度三维扩散解202

5.3.2线源给定源强度三维扩散解202

5.3.3面源给定源强度三维扩散解202

5.3.4体源给定源强度三维扩散解202

5.3.5混合源（点、线、面、体）给定源强度三维扩散解203

5.3.6给定底边界或侧边界源浓度三维扩散解203

5.3.7给定上风边界源浓度三维扩散解203

5.3.8给定上风边界源通量三维扩散解203

5.3.9给定底边界源通量下二维风场中三维扩散解203

5.4恶臭气体大气扩散数值模型概述204

5.5求解恶臭气体三维大气扩散问题的有限差分法——非稳态问题204

5.5.1概述204

5.5.2假设条件和数学模型206

5.6求解恶臭气体三维大气扩散问题的有限差分法——稳态问题209

5.7诊断风场模式及其有限差分法209

5.7.1诊断风场模式的计算顺序与所需资料210

5.7.2原始风场的插值法计算210

5.7.3变分法风场调整的控制方程217

5.7.4风速场的调整结果219

5.7.5地表特征参数参考值222

5.8湍流扩散系数的计算232

5.9大气中污染物的清除作用232

5.9.1干沉降232

5.9.2湿沉降——降水清除作用233

5.9.3化学反应234

5.10ModOdor实测计算案例234

5.10.1某大型固废分选转运站恶臭污染的ModOdor模拟计算234

5.10.2污泥处理厂恶臭污染的ModOdor模拟计算238

5.10.3餐厨废物处理设施恶臭污染的ModOdor模拟计算245

5.11本章小结252

参考文献252