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餐厨垃圾处理工艺中排放VOCs的研究

2018-05-09张秀明

科学与财富 2018年8期
关键词:戊烷芳香烃烷烃

张秀明

摘 要:本次研究针对餐厨垃圾处理过程当中的VOCs释放特征进行研究,首先针对相关的垃圾处置企业进行采样,之后测定其中的含量。经过研究,其结论为在餐厨垃圾处理的过程当中,一共大约可以产生七十几种VOCs,其中含量较高的有烷烃、烯烃、芳香烃等等,其中芳香烃和卤代烃大多在原始垃圾当中产生,在后续处理当中主要产生的有烯烃和萜烃。在芳香烃当中,甲苯释放具有最高的浓度。更多的研究结果如下文所述。关键词:餐厨垃圾;VOCs;释放特征现阶段人们的生活水平不断提高,同时人口数量也在不断增加,在这种情况下,餐厨垃圾的增长速度也越来越快。餐厨垃圾本身既是能源,也是一种污染物,现在很多人将其作为能源使用,但也往往会造成一定的破坏,其中最为典型的垃圾就是渗滤液和各种气体污染物,其中可挥发的有机污染物的排量非常大,现在也已经得到了人们的重视。在垃圾处理过程当中,可挥发有机物直接对人体健康造成影响,其能够被人们在呼吸道和消化道吸收,在严重时甚至会出现致癌反应。现阶段城市地面臭氧的处理也已经成为一项非常困难的问题,现在很多学者都已经对这项内容展开探讨,在近年来,我国也已经提出了明确要求来控制常规污染物,对于vocs也提出了一些明确指标,为了能够让环境质量得到提高,还将很多相关技术应用到企业当中,在这种背景之下,针对vocs的产生进行细致研究就显得尤其重要。1 关于处理过程当中vocs的组成情况本次实验布设了四个采样点,并且针对整个工艺流程进行监测,其中污染的种类有七十多种,并且可以分为七个类别。对于整个餐厨垃圾处理的过程当中,vocs的主要成分为含氧化合物,其在每个工艺流程当中占比非常均衡,紧随其后的就是芳香烃和含硫化合物以及烷烃,具体的结果如图1所示。和卸料仓相比,在后续的处理当中萜类物质的含量会明显增加,所以可以认为在后续处理当中才产生了较多萜类。其实仅仅针对各类化合物占比进行探讨并不能完全将其释放规律阐释出来,下面挑选几种较为重要的vocs浓度进行比较。 2 烷烃 根据分析出来的物质可以看出,烷烃类化合物主要以短链烃的形式存在,在4个不同的工艺阶段中,均是戊烷和异丁烷的释放量较大,其中发酵仓的戊烷释放质量浓度达到最大值0.3639mg/m3,湿热处理口的异丁烷释放质量浓度达到最大值0.1281mg/m3。有研究表明,戊烷是烹饪过程中部分氢化的大豆油热降解的一种产物。不同单元烷烃质量浓度见图2。由图2可见,卸料仓和发酵仓2个环节总释放的质量浓度相互接近,说明原始垃圾中携带了大量的此类物质。在湿热处理口很可能是餐厨垃圾自身携带的或者有部分混入的其它非食品垃圾在高温高压的作用下发生了一定的物理化学变化,促进了烷烃类化合物的释放。3 烯烃各工艺阶段烯烃化合物的质量浓度见表1。由表1可见,烯烃类化合物检测出的种类较稀少,主要以丙烯为主,其释放质量浓度达到最大值0.1483mg/m3,其它组分并没有明显的释放。从整体看,已检测到的3种物质在2个高温工艺段的释放质量浓度都比前期预处理的浓度高,说明在热水解和发酵等后续处理过程中产生的大量烯烃类物质占主导地位。4 结论(1)经过研究我们发现,在整个餐厨垃圾处理的过程当中有很多种vocs产生,其类型约为七十种以上,其中可以分为七个类别,分别是烷烃、烯烃、萜烯、芳香烃以及卤代烃等等类别,其主要成分均为含氧化和物,其所占比例很高,已经达到4/5。(2)在餐厨垃圾处理的过程当中所释放的vocs里,烷烃物质类型当中戊烷和异丁烷占据了最大比例的释放量,在发酵仓当中,戊烷的浓度最高,经过测定,其浓度已经达到了0.36毫克每立方米。在烯烃化合物当中,丙烯的成分比重最大,在湿热口的释放值浓度最高,已经达到了每立方米0.15毫克;萜烯类化合物中柠檬烯含量最高,大约在破碎口的排放量最大,并且可以被微生物分解。含硫化合物之中的一硫化二氢在是热处理口的浓度达到最高,约为0.77毫克每立方米;卤代烃中的二氯甲烷产生量最多,在卸料仓产生量最高,在芳香烃当中,甲苯含量最高,汉阳化合物当中乙醇的浓度最大。(3)总结各类物质的质量浓度和相关规律,我们不难发现,芳香烃、烷烃以及卤代烃大多是来自于垃圾自身携带,所以我们应该在处理的前期进行分离,在垃圾处理的过程当中其他四类的vocs的产生量较高,所以首先需要采取有效手段进行收集,之后再进行排放。参考文献[1]商细彬,孟洁,张妍,等.餐厨垃圾处理工艺中排放VOCs的研究[J].环境科技,2017,30(1):5-9.[2]张正雍.典型废弃物处置地区排放VOCs污染特征及其风险控制研究[D].中国科学院大学,2013.[3]徐丽,刘鑫,王灏瀚.关于VOCs有机废气处理技术进展研究[J].环境保护与循环经济,2016,36(4).[4]郑彦云.挥发性有機物VOCs与处理技术分析[J].工程技术:文摘版,2016(10):00268-00268.[5]刘全,王跃思,吴方堃,等.长沙大气中VOCs研究[J].环境科学,2011,32(12):3543-3548.[6]孙杰,王跃思,吴方堃,等.唐山市和北京市夏秋季节大气VOCs组成及浓度变化[J].环境科学,2010,31(7):1438-1443.

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