城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭污染源強(qiáng)監(jiān)測及治理

郝愛榮

（禹州市環(huán)境監(jiān)測站 河南禹州 461670）

引言

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，為滿足日益增長的污水處理需求，我國加快了城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)規(guī)模和數(shù)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019 年12 月底，我國累計(jì)建成4119 座污水處理廠，全國污水處理能力達(dá)1.82 億噸/日，主要集中于人口、工業(yè)發(fā)展迅速的河南、廣東、山東、江蘇和浙江等省份。此外，我國的城市垃圾歷史積累的存量已經(jīng)超過了60 億噸，約有2/3 的城市不同程度地受到垃圾的包圍和影響。雖然城鎮(zhèn)污水處理廠的興建和投入使用使污水排放總量得到有效控制，處理率逐年攀升，但其在運(yùn)營過程中產(chǎn)生大量惡臭氣體給周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響卻不容忽視。

污水處理廠處理工藝有多模式AA/O 生化處理工藝+深度處理、多模式A/A/O+深度處理和高濃度A/A/O+MBR、氧化溝等，不同地方的污水處理廠根據(jù)其水質(zhì)、水量的不同，選擇不同的處理工藝，污水處理工藝的選擇會(huì)對污水處理廠廢水中含硫惡臭氣體收集、分析、處理產(chǎn)生一定影響[1]。本文依據(jù)我國出臺的《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）對河南省鄭州市某城鎮(zhèn)污水處理廠建成運(yùn)營初期三甲胺、二硫化碳、苯乙烯、甲硫醚、甲硫醇、氨、硫化氫、二甲二硫等8 種惡臭污染物進(jìn)行了監(jiān)測，并系統(tǒng)分析了氣體污染物濃度及來源，為相應(yīng)治理措施的選用提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。

1 研究資料

1.1 基本情況

河南省鄭州市某城鎮(zhèn)污水處理廠二期工程于2019 年12 月建成，處理工藝為“曝氣除油沉砂池+水解沉淀池+曝氣生物濾池（DN/CN）”，設(shè)計(jì)日處理能力25 萬m3/d。進(jìn)水主要來自周邊城鎮(zhèn)居民的生活污水，排水水質(zhì)按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（18918-2002）一級A 排放標(biāo)準(zhǔn)。主要設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 某污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì) mg·L-1

1.2 樣品采集

采用聚四氟乙烯氣體采集袋分別從惡臭污染物暴露源頭處、50m、100m、150m、200m、300m 處取氣（廠界上風(fēng)向設(shè)對照點(diǎn)位1 個(gè)，下風(fēng)向設(shè)對照點(diǎn)位4 個(gè)）。采樣時(shí)氣象條件為：靜風(fēng)，晴，氣溫20-30℃、大氣壓100-110kPa。

1.3 監(jiān)測結(jié)果

運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對硫化氫、甲硫醇、乙硫醇、等8種含硫惡臭污染物進(jìn)行了定性準(zhǔn)確的和定量分析，具體監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 廠界無組織含硫廢氣監(jiān)測結(jié)果 mg/m3

2 惡臭源強(qiáng)分析

2.1 惡臭污染特點(diǎn)

城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭污染具有氣味復(fù)雜性、低閾值、持續(xù)性等特點(diǎn)。首先是氣味復(fù)雜性。城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭污染源主要來自廢水中有機(jī)物分解及復(fù)合過程中產(chǎn)生的，惡臭污染物達(dá)數(shù)十種，不同物質(zhì)的發(fā)臭機(jī)理及強(qiáng)度也不盡相同，且不同源的復(fù)合臭氣特點(diǎn)不同；其次是閾值低[2]。從城鎮(zhèn)污水處理廠的含硫惡臭氣體監(jiān)測來看，每立方米達(dá)數(shù)十微克，即可感覺到氣味；再次是持續(xù)性[3]。城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭氣體的排放、散發(fā)具有持續(xù)性，且隨著溫度、距離的變化而變化，影響著不同區(qū)域，給周邊產(chǎn)生持續(xù)的影響。

2.2 污染源位置

從監(jiān)測結(jié)果來看，該污水處理廠主要來自惡臭氣體污水處理區(qū)、污水進(jìn)水水區(qū)。含硫惡臭氣體組分復(fù)雜，硫酸鹽濃度高、含鹽量大、惡臭氣體點(diǎn)位分散且眾多。其中，污水處理區(qū)的含硫惡臭氣體主要集中于污泥脫水間、污泥濃縮池區(qū)域；進(jìn)水區(qū)的含硫惡臭氣體主要來自格柵、泵站和沉砂池。

2.3 污染源強(qiáng)

從含硫惡臭氣體的表現(xiàn)形式來看，含硫惡臭氣體的逸出量受到了污水處理廠污水性質(zhì)、氣溫高低、日照長短等方面的影響，且含硫惡臭氣體擴(kuò)散向周邊呈現(xiàn)出物理衰減形式，即，受到城鎮(zhèn)污水處理廠三維空間逐漸向四周稀釋擴(kuò)散，隨著離污染源距離越遠(yuǎn)，含硫惡臭氣體污染物濃度逐漸降低的特點(diǎn)；化學(xué)衰減則主要表現(xiàn)為在日照和紫外線等作用下，其含量濃度不斷的呈現(xiàn)出稀釋擴(kuò)散的特點(diǎn)。

綜上，從惡臭污染源位置來看，含硫惡臭氣體主要來自水解沉淀池、污泥脫水間、濃縮池等區(qū)域；從時(shí)間上來看，含硫惡臭氣體的污染源強(qiáng)表現(xiàn)出夏季因溫度高，蒸發(fā)快，硫酸鹽濃度較低，但也超過了200mg/L，冬季因氣溫低、蒸發(fā)慢，硫酸鹽濃度較高，一般達(dá)到了500mg/L；從硫酸鹽濃度變化情況來看，從城鎮(zhèn)污水處理廠的進(jìn)水再到沉砂池，經(jīng)處理工藝處理之后，出水經(jīng)水解池水解酸化，污水中的硫酸鹽濃度含量逐步降低[4]。因此，水解池能夠很好地發(fā)揮著水解、酸化的效果，從而達(dá)到降低惡臭氣體中的含硫物，使含硫惡臭氣體隨著污水逸出污水處理廠周邊環(huán)境。

3 污水處理廠惡臭氣體治理措施

目前，處理城鎮(zhèn)污水廠含硫惡臭氣體的工藝方法主要有物理工藝、化學(xué)工藝、生物工藝，以及各種工藝的組合。不同工藝具有其應(yīng)用特點(diǎn)，相比于物理工藝、化學(xué)工藝，例如，可采用“生物洗滌+生物滴濾”復(fù)合生物法、生物濾床、生物洗滌法、生物土壤法、洗滌式活性污泥法等等。其中，生物工藝技術(shù)處理污水處理廠含硫惡臭氣體具有易管理、成本低、無二次污染等特點(diǎn)。該污水處理廠選用“洗滌+生物床過濾”組合法除臭工藝。

3.1 工藝內(nèi)容

針對該污水處理廠的含硫惡臭氣體主要來自格柵間、泵站、沉砂池、生物濾池等區(qū)域，因此，需要選用相應(yīng)的構(gòu)筑物，做好密閉。然后再利用相應(yīng)管道，將密閉區(qū)域的含硫惡臭氣體輸送至獨(dú)立除臭工藝環(huán)節(jié)，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放。

3.2 工藝運(yùn)用

根據(jù)對該污水處理廠的惡臭氣體排放量的調(diào)查和計(jì)算，以及排放的時(shí)間特點(diǎn)，最終選用“洗滌+生物過濾”作為除臭設(shè)備。該除臭設(shè)備主要用以收集相關(guān)區(qū)域的含硫惡臭氣體[5]。該污水處理廠預(yù)洗段選用塑料空心球內(nèi)填海綿填料，生物濾床則選用掛膜有機(jī)木料，洗滌段則選用塑料空氣球內(nèi)填海綿填料。在水解生物濾池與水解池均采用工業(yè)膜加蓋，選擇強(qiáng)防腐膜材料，膜材料中間選高強(qiáng)聚酯纖維，纖維表面涂聚氯乙烯合金涂層，使其具有很好的抗菌、耐腐蝕、耐酸等功能[6]。將污水處理廠內(nèi)的各個(gè)格柵都選用鋁合金框架，采用加蓋形式，預(yù)留部分檢修窗。室內(nèi)風(fēng)管選用UPVC 材質(zhì)，室外風(fēng)管選用FRP 材質(zhì)，根據(jù)內(nèi)外風(fēng)管口徑及部位的不同，配置相應(yīng)的支架和橋架。

3.3 處理效果

經(jīng)過一段時(shí)間處理后并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)測，該污水處理廠廠界周邊已無感官上明顯硫化氫惡臭氣味。根據(jù)所規(guī)定的監(jiān)測方法，經(jīng)監(jiān)測，除臭構(gòu)筑物外圍6m 內(nèi)環(huán)側(cè)，以及廠界取樣監(jiān)測，滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）二級排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了預(yù)期除臭效果。

結(jié)語

綜上，城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭氣體的無組織排放，隨著距離的增加，含硫惡臭氣體的濃度也會(huì)逐漸的由大變小，并且其含硫惡臭氣體排放濃度也受到城鎮(zhèn)污水處理廠的垃圾堆體體積、堆放時(shí)間、處理工藝、日照、濕度等各種因素影響[7]。文中所研究的城鎮(zhèn)污水廠處理含硫惡臭氣體，選用“洗滌+生物濾床過濾”聯(lián)合除臭工藝，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行和現(xiàn)場監(jiān)測，達(dá)到了《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）二級排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足了廠界惡臭污染物控制要求，降低惡臭氣味對污水處理廠周圍環(huán)境的影響，達(dá)到了預(yù)期的處理效果[8]。但鑒于惡臭氣體排放所產(chǎn)生的硫化氫等具有較強(qiáng)的腐蝕性，因此，在城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)過程中，選用合適的器材設(shè)備時(shí)，尤其要更加注重污水處理廠除臭設(shè)備材質(zhì)的選擇時(shí)，應(yīng)選擇具有較強(qiáng)耐腐蝕性材質(zhì)的器材設(shè)備，以最大限度地減少后期城鎮(zhèn)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)營成本。