异味活度值系数法及其在垃圾场异味评价中应用研究

发布时间：2017-12-25 00:04

本文关键词：异味活度值系数法及其在垃圾场异味评价中应用研究　出处：《北京科技大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：垃圾填埋场和垃圾处理厂作为市政固废垃圾的主要处理设施,其异味散发直接影响公众生活和身心健康而成为关注焦点。当前国内外对垃圾填埋场、垃圾处理厂等典型污染源的异味评价主要是基于仪器分析和嗅觉分析方法测定污染物浓度水平,通过异味活度值加和(SOAV)解析异味贡献(Pi)等,尚缺乏综合分析异味污染物的化学浓度和异味浓度或强度的时-空分布特征,以及混合物中各污染物间的异味相互作用;同时,异味活度值加和(SOAV)由于未考虑混合物中的异味相互作用,对异味浓度预测准确度低,限制了其在界定异味贡献和预测异味浓度中的推广应用。因此,本论文将通过典型垃圾场的异味污染分析,引入当量异味浓度(EOC)模型和异味活度值系数(γ)方法,表征混合物中各组分的嗅觉灵敏度差异和组分间的异味相互作用,从而校正异味活度值加和(SOAV),并将异味活度值系数法实际应用于准确解析异味贡献和预测异味浓度。(1)结合仪器分析和嗅觉分析方法,按季节四次采集分析了北京市2个典型垃圾场的10处工作区域的气体样品。结果表明垃圾处理厂气体样品的异味浓度(COD)范围是253-6000 OUE/m3,异味强度(OI)在2.1-4.5级之间。垃圾填埋场含氮化合物(649.8 μg/m3)和含氧化合物(604.4 μg/m3)浓度最高,渗滤液箱和暴露作业区的样品异味浓度是其他区域的1.4-11.8倍;异味浓度、污染物化学浓度与气温显著相关(p0.05,n = 24)。(2)使用符合欧盟(EN 13725:2003)和美国(ASTME679-04)标准的"动态稀释嗅觉仪法"测定了垃圾场51种检出组分的异味阈值(COT),并应用于异味活度值和异味贡献解析。结果表明硫化物、醛类、三甲胺和苯酚具有较低的异味阈值(0.28-26 μg/m3),而芳香族化合物和萜烯的异味阂值较高(283-2680μg/m3)。采用"动态稀释嗅觉仪法"测定的异味阈值平均比日本Nagata等报道的采用"三点比较式臭袋法"测定的异味阈值高14.7倍,差异主要由嗅觉分析方法不同所导致。极低的异味阈值致使硫化物和含氮化合物在垃圾填埋场的异味贡献分别达82.0%和9.4%;垃圾处理厂内的主要致臭物质也是硫化氢(Pi = 60.3%)和三甲胺(Pi = 22.8%)。(3)引入当量异味浓度(EOC)模型和异味活度值系数(γ)表征混合物中各组分的嗅觉灵敏度差异和组分间的异味相互作用,测定垃圾场关键异味物质的异味活度值系数。基于异味强度-异味活度值关系,建立当量异味浓度模型(EOCref=Σ10ki/kref×logOAVi),研究混合物中各组分的嗅觉灵敏度差异。在EOC模型基础上,提出异味活度值系数方法(γ=OAVPure/OAVMixed),通过研究混合前后物质产生异味能力的变化,分析异味相互作用对混合物中物质异味活度值的影响。测定混合前后物质异味强度-异味活度值的变化规律,建立了异味活度值系数与异味强度的关系(logγ=k'OLTarget + d')。(4)将异味活度值系数法实际应用于分析垃圾场异味污染物中的异味相互作用类型和程度,修正异味活度值,准确评价异味贡献和预测异味浓度。垃圾场异味气体样品中,三甲胺、硫化氢、柠檬烯、乙苯和苯乙烯受到4.74-18.25倍的协同作用;氨受到累加作用(混合前后异味活度值不受影响);苯酚则受到2.32-6.67倍的拮抗作用,其相互作用的程度与异味强度相关。硫化氢和三甲胺由于受到协同作用,异味贡献分别增加了 6.1%和4.9%,苯酚由于拮抗作用影响,异味贡献从8.4%下降至0.1%。异味活度值系数法对垃圾处理厂实际样品异味浓度的预测结果准确度达80.0 ± 5.7%,是SOAV和EOC模型预测准确度的10倍和2倍,表明采用异味活度值系数法分析混合物中的异味相互作用,能够更加准确地解析异味贡献和预测异味浓度。
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X705;X820

【参考文献】