污水處理廠后評(píng)估大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)研究

陳穎慜

污水處理廠后評(píng)估大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)研究

陳穎慜

福州市環(huán)境科學(xué)研究院

對(duì)城市污水處理廠惡臭源頭進(jìn)行分析，研究為確定污水處理廠大氣環(huán)境防護(hù)距離需如何設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)城市污水處理廠后評(píng)估大氣監(jiān)測(cè)工作中存在的一些疑難問(wèn)題進(jìn)行探討。

污水處理廠 后評(píng)估 大氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

0 前言

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，截至2012年5月底，福州市區(qū)已建有3座城市污水廠投入運(yùn)營(yíng)，處理能力達(dá)42.5萬(wàn)噸/日，這些污水處理廠在很大程度上改善了水環(huán)境，但是污水及污泥處理處置過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭污染卻越來(lái)越嚴(yán)重。由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，多數(shù)污水處理廠在設(shè)計(jì)和建廠時(shí)估計(jì)不足，有些污水處理廠被城區(qū)包圍或臨近城區(qū)，且多數(shù)污水處理廠基本采用敞開(kāi)式處理構(gòu)筑物露天運(yùn)行，污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的惡臭污染已經(jīng)對(duì)周邊環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，環(huán)保部門(mén)收到的居民投訴日益增多，惡臭問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

1 惡臭來(lái)源

污水處理廠的臭氣產(chǎn)生源主要分為污水處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)。污水處理系統(tǒng)中的臭氣源主要分布在進(jìn)水泵房、預(yù)處理、初級(jí)處理、污泥處理上清液等，曝氣池的攪拌和充氧也會(huì)產(chǎn)生部分臭氣。污泥處理系統(tǒng)中的臭氣來(lái)源主要分布在污泥濃縮、厭氧消化后的污泥脫水和污泥堆放、外運(yùn)過(guò)程，由于對(duì)不穩(wěn)定污泥進(jìn)行壓縮、剪切作用，產(chǎn)生蛋白質(zhì)類生物高聚物，其分解產(chǎn)生大量臭氣。惡臭物質(zhì)主要是氨、硫化氫、甲硫醚和甲硫醇等。

1.1 惡臭成分

生活污水包含足夠的有機(jī)硫和無(wú)機(jī)鹽，微生物消耗有機(jī)物、硫和氮，分解有機(jī)物形成了各種有機(jī)氣體組成的惡臭，惡臭中主要的無(wú)機(jī)氣體是硫化氫和氨氣。

硫化氫氣體是污水收集和處理系統(tǒng)中最常見(jiàn)的異味氣體，有氫氣體是在厭氧條件下細(xì)菌還原硫而形成的SO42-+ 有機(jī)物→S2-+ H2O +CO2，S2-+2 H+→H2S。在pH為9左右，99%以上的硫化物溶解在水中，硫以沒(méi)有異味的HS形式存在，如果pH保持在8以上，硫化氫氣體不會(huì)釋放，低于這個(gè)pH值，會(huì)從污水中釋放出來(lái)，而pH大于9時(shí)會(huì)釋放出氨氣。

污水中的固體顆粒經(jīng)過(guò)厭氧消化和好氧消化產(chǎn)生大量的氨氣。正常pH值條件下，氨氣在水中溶解度較大，但當(dāng)pH值升高時(shí)，氨氣極易揮發(fā)，因此在使用苛性堿作為調(diào)節(jié)劑的污泥處理過(guò)程中產(chǎn)生的氨氣濃度通常很高。

1.2 惡臭污染源

在污水處理廠中，惡臭濃度最高處為污泥處置工段，惡臭逸出量最大的工段是好氧曝氣池，在曝氣過(guò)程中惡臭物質(zhì)逸入空氣。表1為一般城市污水處理廠各處理單元排放氣體中硫化物的百分比。惡臭物質(zhì)的逸出主要來(lái)源于預(yù)曝氣池和曝氣池，所占比例和曝氣設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)。

表1 城市污水處理廠排放氣體中硫化物的百分比

1.3 惡臭物質(zhì)逸出方式

污水處理廠的惡臭物質(zhì)逸出量受污水量、污泥量、污水中溶解氧量、污泥穩(wěn)定程度、污泥堆存方式及數(shù)量、日照、氣溫、濕度、風(fēng)速等多種因素影響。惡臭物質(zhì)擴(kuò)散有兩種形式的衰減，一種是三維空間的物理衰減，另一種是惡臭物質(zhì)在日照、紫外線等作用下經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的化學(xué)衰減。惡臭的排放形式與污水處理廠的設(shè)計(jì)有關(guān)，可以是無(wú)組織排放，也可以是有組織排放。目前城市污水廠的惡臭一般以無(wú)組織面源形式排放。

2 無(wú)組織排放廢氣監(jiān)測(cè)

污水處理廠惡臭主要以無(wú)組織形式排放，無(wú)組織監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的設(shè)置是污水處理廠后評(píng)估大氣監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵，《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）、《大氣污染物無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T58-2000）和《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》（HJ2.2-2008）規(guī)定了設(shè)置的原則和方法。但實(shí)際監(jiān)測(cè)中會(huì)遇到各種各樣的情形，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定具體的監(jiān)測(cè)方案。

2.1 采樣點(diǎn)位的設(shè)置

在監(jiān)測(cè)前需全面了解企業(yè)的基本情況，收集環(huán)評(píng)及批復(fù)、竣工驗(yàn)收及批復(fù)、氣象等有關(guān)資料，了解污染源的產(chǎn)生位置和影響情況，從而為監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的設(shè)置提供依據(jù)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位應(yīng)包括周界濃度最高點(diǎn)或排放源下風(fēng)向的濃度最高點(diǎn)。需結(jié)合無(wú)組織排放廢氣的顏色、嗅味和地形等特點(diǎn)來(lái)判斷待測(cè)污染物的運(yùn)動(dòng)狀況和可能的濃度最高點(diǎn)，并據(jù)此設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，設(shè)置的基本原則為：(1)一般監(jiān)控點(diǎn)設(shè)在周界外10m范圍內(nèi)，與排放源的距離為2~50m，采樣口高度為1.5m。(2)當(dāng)采樣口周圍有樹(shù)木、圍墻等障礙物時(shí)，須將采樣口抬高，并高出阻礙物20~30m。(3)有多個(gè)不同種類無(wú)組織排放源多處排放點(diǎn)時(shí)，應(yīng)在不違反原則的前提下科學(xué)合理地給予解決。安排無(wú)組織廢氣的種類，與排放源的距離設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，并結(jié)合企業(yè)的平面布置，盡可能減少監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)目。

污水處理廠的大氣環(huán)境防護(hù)距離一般為100~300m，首先應(yīng)根據(jù)環(huán)評(píng)結(jié)論、現(xiàn)場(chǎng)嗅聞?wù){(diào)查預(yù)估大概的大氣環(huán)境防護(hù)距離，在下風(fēng)向離廠界10m，50m，100m，150m……300m處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位應(yīng)包括無(wú)組織排放濃度影響最高點(diǎn)。

2.2 監(jiān)測(cè)時(shí)間選取

應(yīng)選擇不利于污染物擴(kuò)散和稀釋的氣象條件。采樣時(shí)段應(yīng)選擇上午9點(diǎn)之前，16時(shí)之后，熏煙天氣以上午8時(shí)～10時(shí)之間最為適宜，同時(shí)要注意避開(kāi)陽(yáng)光較強(qiáng)烈的天氣和時(shí)段。

3 監(jiān)測(cè)實(shí)例

下面以福州某污水處理廠為例，說(shuō)明無(wú)組織廢氣監(jiān)測(cè)的點(diǎn)位設(shè)置原則。

3.1 惡臭來(lái)源

污水處理廠惡臭主要來(lái)自粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、污泥濃縮池及儲(chǔ)泥池、污泥脫水機(jī)房。主要污染物為氨氣和硫化氫。

3.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、環(huán)評(píng)結(jié)論及當(dāng)時(shí)氣象條件，決定布設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在廠界外10m、50m、100m各設(shè)一個(gè)點(diǎn)，并在8時(shí)、16時(shí)、20時(shí)取樣監(jiān)測(cè)，見(jiàn)圖1。

圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位示意圖

3.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果

監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 監(jiān)測(cè)結(jié)果一覽表 單位：mg/m3

由監(jiān)測(cè)結(jié)果可以得出：H2S濃度均符合TJ36-79《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》居住區(qū)大氣中最高容許濃度，即0.01 mg/m3，而NH3濃度在50m范圍內(nèi)均超標(biāo)，因此該污水處理廠大氣環(huán)境防護(hù)距離為100m，和環(huán)評(píng)結(jié)論一致。

4 結(jié)論

由以上分析可知，在實(shí)踐工作中要做好污水處理廠后評(píng)估大氣環(huán)境防護(hù)距離的確定，需找出無(wú)組織廢氣的排放源，選擇合適的氣象條件，結(jié)合環(huán)評(píng)結(jié)論和現(xiàn)場(chǎng)踏勘，科學(xué)合理設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果可劃定大氣環(huán)境防護(hù)距離。

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