城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭污染源強(qiáng)的防治

熊付春 張 超

（1 四川攀枝花生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 四川攀枝花 617000 2 攀枝花市應(yīng)急管理局 四川攀枝花 617000）

引言

隨著全國(guó)污水排放量的不斷增加，面臨著較大水資源污染壓力，水體環(huán)境惡化風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020 年全國(guó)污水處理廠數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了2679 座，污水處理廠建設(shè)規(guī)模還在不斷增長(zhǎng)，日處理城市污水能力達(dá)1.92 億立方米，較2019 年增長(zhǎng)了7%。各級(jí)政府相繼加大了環(huán)保行業(yè)投入和支持力度，污水治理行業(yè)也取得了快速發(fā)展。2020 年以來，相繼出臺(tái)了一系列政策，如，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范水處理通用工序》，住建部與國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》，國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合10 部門發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》等等。這些政策措施的陸續(xù)出臺(tái)，為我國(guó)城市污水處理提供了政策保障[1]。但由于城市污水處理廠污染源排放規(guī)律缺乏正確認(rèn)識(shí)，污染物堆場(chǎng)設(shè)置不夠科學(xué)，以及污水處理廠除臭工藝 選擇適當(dāng)或工藝運(yùn)行效率較低，影響了除臭效果。因此，做好城市污水處理廠惡臭污染源強(qiáng)的監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握城市污水處理廠惡臭污染物及其排放特點(diǎn)和規(guī)律，為選擇合適除臭工藝，做好惡臭污染防治提供第一手資料。1993年，我國(guó)出臺(tái)了惡臭污染物排放相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定將氨、三甲胺、苯乙烯、硫化氫、二甲二硫、二硫化碳、甲硫醇、甲硫醚等八種惡臭污染物排放具體標(biāo)準(zhǔn)。其中，含硫類惡臭污染物占62.5%，達(dá)5種。通過污水處理廠含硫惡臭污染源強(qiáng)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握污水處理廠周邊及工藝環(huán)節(jié)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況，指導(dǎo)做好大氣污染防治奠定基礎(chǔ)。

1 研究資料

1.1 污水處理廠概況

以某城市已經(jīng)投入運(yùn)行的污水處理廠為研究對(duì)象。該污水處理廠設(shè)計(jì)日處理污水能力為30 萬m3，處理的污水主要來自周圍居民的生活污水。設(shè)計(jì)的出水水質(zhì)按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)排放。具體來說，設(shè)計(jì)的進(jìn)、出水水質(zhì)詳見表1。

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

根據(jù)資料收集，該污水處理廠所選取的主要工藝應(yīng)用為：

曝氣除油沉砂池+水解沉淀池+曝氣生物濾池（DN/CN）工藝（見圖1）。

圖1 某污水處理廠污水處理工藝

1.2 分析方法應(yīng)用

根據(jù)《惡臭污染物環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ905-2017），每2h采集一次，采集4 次，取其最大測(cè)定值，測(cè)量某污水處理廠所在地環(huán)境溫度（25-35℃）、大氣壓力（105-150kPa），選擇晴、靜風(fēng)條件下取樣。選用真空瓶、氣袋采樣。真空瓶采樣預(yù)稀釋：K=，式中：V1為真空瓶現(xiàn)場(chǎng)采集的含硫惡臭氣體樣品體積；V2為注入的空氣體積；K 則表示樣品的稀釋倍數(shù)；稀釋后的樣品實(shí)際濃度再按照公式：C=C分析×K 計(jì)算，式中：K 表示樣品的稀釋倍數(shù)，C分析，表示樣品的分析濃度；C 則表示樣品實(shí)際濃度。含硫惡臭氣體污染物選用氣譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行分析（GC-MS）。

1.3 污水處理廠含硫惡臭污染源強(qiáng)及位置

污水處理廠含硫惡臭氣體污染源強(qiáng)與廢水濃度、溫度、距離等因素密切相關(guān)。從污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)含量來看，由于進(jìn)水水質(zhì)中硫酸鹽濃度含量高，廢水中含有大量含鹽成分，且惡臭氣體呈分散、多點(diǎn)位擴(kuò)散態(tài)勢(shì)[1]。進(jìn)水水質(zhì)污染物濃度含量高，其惡臭氣體中的含硫污染物含量較高。從污染源強(qiáng)的位置來看，水解沉淀池，原水沉淀預(yù)處理工藝環(huán)節(jié)的硫酸鹽物質(zhì)含量濃度較高，且惡臭氣體中的硫化物含量也會(huì)隨著季節(jié)溫度的變化而變化。從實(shí)際監(jiān)測(cè)的情況來看：

（1）季節(jié)性變化。冬季溫度低，氣體中的污染物不易擴(kuò)散，惡臭氣體中含硫物質(zhì)濃度高，而夏季溫度高，氣體中污染物在高溫下易向四周擴(kuò)散，惡臭氣體中污染物濃度會(huì)隨之降低。（2）主要位置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，硫酸鹽濃度從原水經(jīng)沉砂池，出水經(jīng)水解池水解酸化，雖然其他點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)結(jié)果中也有硫化物監(jiān)測(cè)成分，且監(jiān)測(cè)的結(jié)果也可以看出，各個(gè)點(diǎn)位濃度差異較大，且呈現(xiàn)出較為明顯的分散態(tài)勢(shì)。從污水處理的環(huán)節(jié)來看，惡臭氣體的主要發(fā)生點(diǎn)位位于污水處理廠的進(jìn)水泵、曝氣沉砂池，以及攔截大分子物質(zhì)的格柵處，從廠界監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，惡臭氣體中二氧化硫、甲硫醇、硫化氫、二乙硫醚等含硫污染物濃度隨著污染源距離的變化而變化，呈現(xiàn)出反向關(guān)系。即距離越遠(yuǎn)，污染物濃度監(jiān)測(cè)值越低。從污水處理廠惡臭氣體現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)獲取的數(shù)據(jù)來看，惡臭氣體變化規(guī)律主要表現(xiàn)為：隨著采樣距離的不斷增加，采樣氣體中的含量惡臭濃度不斷降低，且惡臭氣體濃度受空間影響而擴(kuò)散稀釋。水體中的硫酸鹽濃度含量呈現(xiàn)出逐漸降低的態(tài)勢(shì)。因此，從惡臭氣體發(fā)生的各個(gè)點(diǎn)位來看，該污水處理工藝中使用到的水解池能夠有效降低污水中的硫酸鹽濃度，經(jīng)水解、酸化，水解池中的硫化物（如硫酸鹽）會(huì)轉(zhuǎn)化為含硫惡臭氣體，逐步朝著污水處理廠周圍散逸，從而呈現(xiàn)出惡臭氣體污染物濃度不斷呈下降趨勢(shì)。（3）工藝處理效果。根據(jù)該污水處理廠所選用的處理工藝分析，在水解池中，該處的惡臭氣體中硫化物濃度有一定提升，這是由于污水處理過程中經(jīng)沉砂池曝氣而導(dǎo)致污水中的硫化物向周邊揮發(fā)，空氣中硫化物揮發(fā)量超過污水處理中硫酸鹽還原而產(chǎn)生的量[2]。可見，在該工藝使用過程中，水解池厭氧反應(yīng)，污水中的硫酸鹽經(jīng)還原生產(chǎn)硫化物，從而導(dǎo)致水解池中硫化物明顯要高于出水水質(zhì)中的硫化物濃度，故出水環(huán)節(jié)的惡臭氣體中的硫化物含量低。

2 污水處理廠惡臭氣體原因及危害分析

2.1 原因分析

污水處理廠惡臭氣體污染源強(qiáng)與溫度、位置等密切相關(guān)。究其產(chǎn)生原因來看，鑒于污水處理廠多采用一級(jí)、二級(jí)處理，且二級(jí)處理去除有機(jī)物為主的特點(diǎn)。產(chǎn)生惡臭氣體主要因素有：（1）格柵及泵站。污水處理廠格柵長(zhǎng)期運(yùn)行積累大量柵渣，以及刮渣機(jī)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量惡臭氣體；厭氧細(xì)菌使集水池沉淀污泥產(chǎn)生大量惡臭氣體。（2）預(yù)處理裝置。污水處理廠通常選用兩級(jí)處理，預(yù)處理環(huán)節(jié)的曝氣沉砂池、沉淀池常由于缺氧等，當(dāng)進(jìn)水BOD濃度過高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量惡臭物。（3）生化處理裝置。污水處理廠在停留時(shí)間過短或曝氣量不足時(shí)會(huì)產(chǎn)生厭氧反應(yīng)，便會(huì)生成大量惡臭氣體。因此，采用厭氧處理工藝的污水處理廠，惡臭氣體產(chǎn)生在所難免。（4）污泥濃縮及脫水裝置。在污水處理廠過濾或濃縮等環(huán)節(jié)時(shí)間停留過長(zhǎng)，因缺氧、污泥濃縮等因素會(huì)引發(fā)惡臭氣體。（5）二次沉淀池。污水處理廠二級(jí)處理，污泥停留時(shí)間較長(zhǎng)或得不到及時(shí)排放，便會(huì)在二次沉淀池底部發(fā)生厭氧反應(yīng)，由此，也會(huì)產(chǎn)生大量臭氣。

2.2 現(xiàn)實(shí)危害

污水處理廠惡臭氣體的危害主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

一方面，惡臭氣體會(huì)給周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響，而且隨著污水處理廠規(guī)模的擴(kuò)大，便會(huì)影響到城市的發(fā)展，散發(fā)的惡臭氣體會(huì)隨著季風(fēng)影響到城郊，不利于城市軟環(huán)境提升。另一方面，惡臭氣體也會(huì)對(duì)周圍居民或工作人員產(chǎn)生刺激性，引起人的感覺公害，長(zhǎng)期在此環(huán)境下工作或生活，會(huì)引起食欲不振，最終危害人的身體健康。

3 污水處理廠惡臭氣體治理對(duì)策

近年來，物理法、化學(xué)法、生物法等工藝技術(shù)相繼應(yīng)用到污水處理中。其中，物理法主要有水洗法與活性炭法；化學(xué)法主要有惡臭氧化法、化學(xué)洗滌法和觸媒氧化法；生物法則主要有投加藥劑法、生物過濾法和生物吸收法等。隨著污水處理的現(xiàn)實(shí)需要，一些聯(lián)合工藝相繼投入到了污水處理過程中，一些先進(jìn)的除臭工藝技術(shù)應(yīng)用到污水處理中。例如，“噴淋吸附+生物過濾”除臭工藝技術(shù)，還有“植物+微生物除臭液催化氧化法”等等，對(duì)于污水處理廠的惡臭氣體治理起到良好效果。具體來說，主要通過相關(guān)儀器設(shè)備、加蓋工程等達(dá)到除臭工作[3]。首先，安裝相應(yīng)的除臭設(shè)備。例如，在選用洗滌+生物過濾除臭設(shè)備，收集各個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的惡臭氣體。另外，在污水處理廠中添加相關(guān)除臭物質(zhì)，如填海綿填料、生物過濾床掛膜有機(jī)木料等。其次，加蓋工程。選用工業(yè)膜覆蓋于水解池及水解生物濾池等惡臭氣體含量較高處。再次，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。對(duì)相關(guān)除臭效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握污水處理廠的各項(xiàng)除臭效果，并及時(shí)采取相應(yīng)措施。

結(jié)語

綜上，隨著污水產(chǎn)生量的逐年增加，做好污水處理廠惡臭氣體除臭工作，降低環(huán)境影響意義重大。既要掌握相應(yīng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，及時(shí)跟蹤、監(jiān)測(cè)污水處理廠的惡臭氣體排放情況，為相關(guān)部門采取相應(yīng)措施提供第一手資料，也要根據(jù)污水處理廠惡臭氣體的排放特點(diǎn)，采取更加有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)舉措，以達(dá)到預(yù)期效果。