城鎮(zhèn)污水處理廠惡臭污染特點(diǎn)及防治措施探討

徐 杰

上海市環(huán)境保護(hù)事業(yè)發(fā)展有限公司

0 引言

城鎮(zhèn)污水處理廠是重要的環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著城鎮(zhèn)污水凈化和處理工作，對(duì)城市發(fā)展和環(huán)境保護(hù)起到了重要作用。國務(wù)院2015 年4 月2 日印發(fā)的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中要求加快城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)與改造，要求到2020 年，全國所有縣城和重點(diǎn)鎮(zhèn)具備污水收集處理能力，縣城、城市污水處理率分別達(dá)到85%、95%左右。

然而，城鎮(zhèn)污水處理廠在運(yùn)行過程中不可避免的產(chǎn)生了一些二次污染問題。其中，惡臭污染，如惡臭的散發(fā)，直接引起人們感官的不適，成為較為典型和突出的一個(gè)問題。特別是由于城市化進(jìn)程的不斷加快，原本遠(yuǎn)離城市生活區(qū)的污水處理廠周圍也建設(shè)起新的生活區(qū)，而居民環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)也使惡臭問題更受關(guān)注和更加敏感，相關(guān)投訴和糾紛屢有發(fā)生[1]。

為對(duì)惡臭物質(zhì)的排放進(jìn)行控制，《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中規(guī)定了氨、硫化氫、臭氣濃度等指標(biāo)的廠界排放最高允許濃度。因此，如何消除或最大程度地減小惡臭對(duì)環(huán)境的影響是城鎮(zhèn)污水處理廠在運(yùn)行過程中極需要關(guān)注的一個(gè)重要問題。

1 城鎮(zhèn)污水處理廠惡臭污染和污染特征

1.1 惡臭物質(zhì)來源及種類

城鎮(zhèn)污水處理廠涉及的惡臭物質(zhì)主要是城鎮(zhèn)污水中含硫、含氮物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、硫酸鹽等，在厭氧或缺氧環(huán)境下通過微生物作用產(chǎn)生。其種類繁多，且會(huì)隨著污水水質(zhì)的變化而變化。惡臭物質(zhì)主要分為三類：含硫化合物：包括硫化氫、甲硫醇等；含氮化合物：包括氨、吲哚、胺類物質(zhì)等；含羰基化合物：包括乙醛、酮類物質(zhì)等[2，3]，其中，最具有代表性的惡臭物質(zhì)為硫化氫和氨。

1.2 主要惡臭污染源

主要惡臭污染源包括：污水處理流程中的主要污染源和污泥處理流程中的主要污染源

1）污水處理流程中的主要污染源

城鎮(zhèn)污水處理廠污水處理流程主要污染源來自格柵間、沉砂池、生化池、二沉池、出水池等構(gòu)筑物?？傮w而言，各構(gòu)筑物的惡臭物質(zhì)濃度隨處理流程依次減小，主要的污染源集中在格柵間和沉砂池[2，3]。依次減小原因主要為：構(gòu)筑物中的惡臭物質(zhì)基本來自于市政管網(wǎng)進(jìn)水的輸入，在各處理單元的處理過程中依次逐漸得到釋放；此外，在處理過程中，污水中的含硫、含氮有機(jī)物逐漸被降解為硫酸鹽、硝酸鹽等無機(jī)物，且污水從缺氧環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚醐h(huán)境，基本不再通過微生物的作用再次產(chǎn)生惡臭物質(zhì)。

2）污泥處理流程中的主要污染源

城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理流程主要污染源來自污泥濃縮池、污泥脫水間等構(gòu)筑物。由于污泥中有機(jī)物濃度較高，容易轉(zhuǎn)變?yōu)槿毖醐h(huán)境，從而導(dǎo)致各類惡臭物質(zhì)的產(chǎn)生。因此污泥濃縮池、污泥脫水間等也是城鎮(zhèn)污水處理廠的一個(gè)主要惡臭污染源。

1.3 主要污染特征

從季節(jié)上看，夏季污水中的臭氣濃度明顯高于冬季，這是因?yàn)橄募靖邭鉁貙?dǎo)致微生物活性較大，產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)較多[2]，致使污水中污染物濃度更高，這在粗格柵臭氣濃度隨季節(jié)變化表現(xiàn)得最為明顯，而細(xì)格柵和沉砂池則與粗格柵表現(xiàn)出相反的變化規(guī)律。這主要是因?yàn)橄募镜臍庀髼l件更適合污水中各類惡臭物質(zhì)的釋放，因此惡臭物質(zhì)在粗格柵的釋放比例遠(yuǎn)高于冬季，到細(xì)格柵、沉砂池時(shí)已基本全部釋放。而在冬季，惡臭物質(zhì)從污水中釋放較為緩慢，因此細(xì)格柵、沉砂池的臭氣濃度反而高于夏季。

從各主要構(gòu)筑物污染源強(qiáng)度看，格柵間、沉砂池和污泥濃縮池、污泥脫水間的惡臭污染物濃度遠(yuǎn)大于生化池、二沉池等其他處理構(gòu)筑物。

從排放形式看，由于早期建設(shè)的城鎮(zhèn)污水處理廠主要處理構(gòu)筑物均為敞開式，且建設(shè)時(shí)未考慮惡臭污染問題，因此大量惡臭物質(zhì)未經(jīng)處理直接排放，對(duì)環(huán)境造成了較大影響。

2 惡臭污染主要防治措施

2.1 合理選址

由于夏季惡臭污染問題較為顯著，因此，城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)盡量選址在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，這樣可最大限度地減輕夏季污水處理廠對(duì)城鎮(zhèn)的惡臭污染。同時(shí)，由于惡臭物質(zhì)在空氣中有一定距離的擴(kuò)散，因此城鎮(zhèn)污水處理廠在選址時(shí)應(yīng)考慮周邊設(shè)置防護(hù)距離的條件。

但是，由于城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建設(shè)用地中很難找到最為合理的選址，只能綜合各方面因素進(jìn)行相對(duì)合理的選址。

2.2 廢氣收集

為避免惡臭的無組織污染，需將惡臭污染物收集后進(jìn)行集中處理和排放。根據(jù)污水處理廠各構(gòu)筑物惡臭污染物產(chǎn)生的規(guī)律可知，主要需將格柵間、沉砂池和污泥濃縮池、污泥脫水間的廢氣進(jìn)行收集，有條件的情況下也可將生化池等其他構(gòu)筑物的廢氣收集。

對(duì)格柵間、污泥脫水間等，可設(shè)置引風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)在運(yùn)行時(shí)盡量關(guān)閉門窗，使空間內(nèi)形成負(fù)壓環(huán)境，提高廢氣收集效率。對(duì)沉砂池、污泥濃縮池等敞開構(gòu)筑物，首先需在池面加蓋形成封閉環(huán)境，再設(shè)置引風(fēng)系統(tǒng)，使空間內(nèi)形成負(fù)壓環(huán)境。

對(duì)新建的污水處理廠，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌考慮廢氣收集問題。

設(shè)置廢氣收集系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮將廢氣分類，如格柵間、污泥脫水間等廢氣濃度較高、但氣量較小，生化池廢氣濃度較低、但氣量大，則不宜統(tǒng)一收集，以免影響后續(xù)處理效果。

2.3 處理技術(shù)

常見的惡臭處理技術(shù)主要包括吸收法、吸附法、燃燒法、低溫等離子法、除臭藥劑噴灑法、生物法等[3，4，5，6]。

1）吸收法

吸收法主要是利用惡臭物質(zhì)易溶于水或某種溶液的特性，將廢氣中的惡臭污染物轉(zhuǎn)移到水或溶液中，實(shí)現(xiàn)除臭。該方法在應(yīng)用中需根據(jù)惡臭物質(zhì)的不同選擇相應(yīng)的吸收劑，如對(duì)硫化氫、氨等極易溶于水的物質(zhì)，可選擇水作為吸收劑；對(duì)酸性氣體或堿性氣體占比較大的廢氣，可相應(yīng)選擇堿性溶液和酸性溶液作為吸收劑。但由于惡臭物質(zhì)種類繁多，單一或混合吸收劑的簡(jiǎn)單組合均無法達(dá)到對(duì)大部分惡臭物質(zhì)的去除，且被吸收的污染物只是轉(zhuǎn)移到水或溶液中，可能會(huì)揮發(fā)再次進(jìn)入廢氣，因此該方法從總體來看效率不高。

2）吸附法

吸附法主要是利用活性炭等吸附劑的多孔結(jié)構(gòu)吸附惡臭物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污染物的去除。但活性炭對(duì)不同惡臭物質(zhì)的吸附率差別較大，很難保證良好的吸附效果，如需提高吸附效果，需要根據(jù)具體的污染物種類對(duì)活性炭進(jìn)行改性。此外，由于收集的廢氣濕度普遍較大，也會(huì)影響活性炭的吸附效率，且吸附飽和后的活性炭也面臨著再生或處置問題。

3）燃燒法

燃燒法主要包括直接燃燒和催化燃燒。

直接燃燒是在800 ℃以上的高溫下將各類惡臭污染物徹底氧化。但由于臭氣的熱值較低，因此，在直接燃燒過程中需添加大量的燃料。

催化燃燒是在催化劑的作用下，在溫度350 ℃左右將各類惡臭污染物氧化。但催化燃燒存在催化劑失效、需添加燃料等問題。

總體而言，燃燒法存在投資高、運(yùn)行費(fèi)用大的問題。

4）低溫等離子體法

低溫等離子體法主要通過兩個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)除臭：一是通過高能電子的瞬時(shí)作用直接分解惡臭污染物；二是通過大量的高能電子、離子和自由基的作用將惡臭污染物氧化分解。該方法對(duì)各類污染物有較好的適用性，且除臭效率較高、分解較徹底，但投資成本和運(yùn)行管理難度高。

5）除臭藥劑噴灑法

該方法是利用某些天然植物提取液或人工合成物質(zhì)作為除臭劑，將其霧化后噴灑到廢氣中，利用小液滴表面吸附惡臭污染物，并與其發(fā)生聚合、取代反應(yīng)等特點(diǎn)，改變分子結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)除臭。但該方法受環(huán)境因素影響較大，且效果不夠穩(wěn)定。

6）生物法

生物法是利用附著在填料上的微生物自身新陳代謝的作用去除惡臭物質(zhì)的方法。該方法具有運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果較好的特點(diǎn)，但受環(huán)境因素影響較大，需對(duì)微生物進(jìn)行一定的馴化，使其適應(yīng)環(huán)境。該方法投資成本和運(yùn)行費(fèi)用均較低。

綜上所述，對(duì)一般城鎮(zhèn)污水處理廠而言，生物法是一種較為適用的除臭技術(shù)，但各地也應(yīng)根據(jù)不同的實(shí)際情況評(píng)估各種處理技術(shù)，當(dāng)單一技術(shù)無法取得理想效果時(shí)，可考慮將兩種甚至多種技術(shù)聯(lián)合使用。

3 結(jié)語

惡臭污染是城鎮(zhèn)污水處理廠重要的二次污染來源，所涉及的惡臭物質(zhì)主要包括含硫化合物、含氮化合物、含羰基化合物等，其中最具代表性的為硫化氫和氨。污水處理廠內(nèi)的格柵間、沉砂池和污泥濃縮池、污泥脫水間為惡臭的主要污染源。為有效防治惡臭污染，應(yīng)著重從合理選址、高效收集和有效處理等方面綜合考慮，使污水處理廠惡臭污染問題得到妥善解決。