污水處理廠惡臭污染治理

王秀杰 金 曉

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司 天津 300381）

引言

污水處理廠作為市政集中處理環(huán)保工程，運(yùn)營(yíng)期產(chǎn)生的惡臭污染是主要環(huán)境影響之一。尤其在夏季，惡臭產(chǎn)生量尤為顯著，對(duì)廠內(nèi)工作人員及廠區(qū)周邊居民的工作、生活環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響，并將進(jìn)一步影響廠內(nèi)運(yùn)營(yíng)狀況。若惡臭污染處理不到位，不僅可能引起諸多環(huán)保投訴、妨礙污水廠正常建設(shè)運(yùn)營(yíng)等問(wèn)題，還會(huì)危害人體健康、破壞生態(tài)環(huán)境。

本文通過(guò)簡(jiǎn)述污水處理廠的主要惡臭污染治理措施，并以天津市幾座大型污水處理廠為例，給出各除臭工藝對(duì)主要惡臭污染物質(zhì)NH3、H2S 的實(shí)際處理效率。

1 污水處理廠惡臭來(lái)源

污水處理廠處理單元一般包括污水預(yù)處理區(qū)、生化處理區(qū)、深度處理區(qū)及污泥處理區(qū)。其中，污水預(yù)處理區(qū)（包括粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及沉砂池、調(diào)節(jié)池等）及污泥處理區(qū)（包括貯泥池、污泥濃縮池、脫水機(jī)房等）是產(chǎn)生惡臭氣體的主要來(lái)源。惡臭氣體主要污染物包括硫化物（H2S、硫醇、硫醚等）、氮化物（NH3、胺類等）、鹵代烴、芳香烴及含氧有機(jī)物等，其中以NH3、H2S 為主。原水水質(zhì)是影響惡臭產(chǎn)生的關(guān)鍵因素，同時(shí)，污水處理廠污水處理過(guò)程惡臭產(chǎn)生主要由柵渣、污泥的沉淀、累積、攪動(dòng)、發(fā)酵等過(guò)程引起。

不同污水處理構(gòu)筑物惡臭產(chǎn)生的影響因素不同[1]，詳見(jiàn)表1。

表1 污水處理廠主要產(chǎn)臭構(gòu)筑物影響因素

2 惡臭污染治理措施

2.1 集中收集處理

污水處理廠惡臭最為有效的末端治理措施是通過(guò)對(duì)惡臭主要產(chǎn)生環(huán)節(jié)采取如加蓋或封閉設(shè)計(jì)等的密閉措施，將惡臭氣體通過(guò)管道統(tǒng)一收集至廢氣凈化裝置，惡臭污染物經(jīng)處理后通過(guò)排氣筒集中排放。處理方法主要有生物濾池除臭、離子除臭等。

（1）生物濾池除臭

除臭原理：生物濾池除臭系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)為微生物除臭，該工藝中生物填料具有巨大的比表面積，生物填料表面生長(zhǎng)有大量的活性微生物，可吸附、吸收惡臭污染物質(zhì)并利用自身細(xì)胞將其轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳等小分子物質(zhì)排出體外，從而實(shí)現(xiàn)惡臭氣體的無(wú)害化。生物濾池除臭主要分為三個(gè)過(guò)程：首先，惡臭污染物質(zhì)經(jīng)集中收集后被導(dǎo)入水中，并在水中得以溶解；然后，溶解進(jìn)入水中的惡臭污染物質(zhì)被生物填料表面附著的大量微生物吸附并吸收，實(shí)現(xiàn)惡臭污染物質(zhì)從水中到微生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移過(guò)程；最后，微生物在外界充分供氧條件下，將吸收入體內(nèi)的惡臭污染物質(zhì)作為自身所需營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化并利用，形成自身能量，并將最終產(chǎn)生的無(wú)害物質(zhì)排出體外。

圖1 生物濾池除臭工藝惡臭污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程

以天津市兩座污水處理廠為例：

A 污水處理廠污水處理主體工藝采用“預(yù)處理+Bardenpho 生物池+磁絮凝+纖維轉(zhuǎn)盤濾池+臭氧氧化+次氯酸鈉消毒”，污泥處理采用 “濃縮+脫水”工藝，進(jìn)水水質(zhì)以生活污水為主，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/599-2015）A 標(biāo)準(zhǔn)。為有效減少惡臭氣體排放，對(duì)格柵機(jī)采用不銹鋼骨架配陽(yáng)光板的密封罩，粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及旋流沉砂池分別采用玻璃鋼平蓋板加蓋，濃縮池采用固定式反吊氟碳纖維膜密閉，并由引風(fēng)機(jī)統(tǒng)一將粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及旋流沉砂池、污泥濃縮池產(chǎn)生的惡臭氣體收集后，集中進(jìn)入生物濾池除臭裝置處理達(dá)標(biāo)后，通過(guò)1 根15m 高的排氣筒P1 排放；污泥脫水機(jī)房采用不銹鋼骨架配陽(yáng)光板的密封罩，由引風(fēng)機(jī)將其產(chǎn)生的惡臭氣體收集后，進(jìn)入生物除臭裝置處理達(dá)標(biāo)后，通過(guò)1 根15m 高的排氣筒P2排放。

B 污水處理廠污水處理主體工藝采用“預(yù)處理+多級(jí)AO 生物反應(yīng)池+臭氧高級(jí)催化氧化+紫外線消毒”，污泥處理采用“機(jī)械濃縮脫水”工藝，進(jìn)水水質(zhì)以生活污水為主，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/599-2015）A 標(biāo)準(zhǔn)。為有效減少惡臭氣體排放，預(yù)處理區(qū)的粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵、精細(xì)格柵及曝氣沉砂池等構(gòu)筑物均采用加蓋密閉或設(shè)置獨(dú)立站房密閉，廢氣統(tǒng)一收集后，經(jīng)管道收集系統(tǒng)進(jìn)入生物濾池除臭系統(tǒng)，臭氣經(jīng)處理后由1根15m 高排氣筒P1 外排；污泥儲(chǔ)池和污泥濃縮池均設(shè)置為頂部加蓋的鋼筋混凝土水池，污泥脫水機(jī)房中污泥脫水機(jī)加罩密閉，污泥處理區(qū)構(gòu)筑物的廢氣統(tǒng)一收集后，經(jīng)管道收集系統(tǒng)進(jìn)入生物濾池除臭系統(tǒng)，臭氣經(jīng)處理后由1 根15m 高排氣筒P2 外排。

惡臭處理效果監(jiān)測(cè)期間，兩座污水廠均處于滿負(fù)荷狀態(tài)，惡臭集中生物濾池除臭系統(tǒng)均正常運(yùn)行，監(jiān)測(cè)所得惡臭處理效果見(jiàn)表2。

表2 生物濾池除臭效果工程實(shí)例

從表2 實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，生物濾池除臭效率較高，對(duì)NH3的處理效率可達(dá)70%以上、H2S 除臭效率可達(dá)60%以上。該除臭工藝具有除臭效率高、不產(chǎn)生二次污染的特點(diǎn)。

（2）離子除臭

除臭原理：在離子除臭系統(tǒng)的離子氧發(fā)生裝置內(nèi)，具有一定能量的電子與空氣中氧分子發(fā)生碰撞產(chǎn)生反應(yīng)，形成O+、O-及活性極強(qiáng)的高密度氧離子群，氧離子群碰撞并迅速激活各類惡臭污染物質(zhì)分子，斷開(kāi)惡臭污染物質(zhì)的化學(xué)鍵使其分子結(jié)構(gòu)被破壞，通過(guò)反應(yīng)最后將惡臭污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳等小分子物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)惡臭物質(zhì)無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)味的轉(zhuǎn)化。

以天津市一座污水處理廠為例：C 污水處理廠污水處理采用“預(yù)處理+高效AO 工藝+深度處理”的工藝，消毒工藝采用接觸消毒池中投加二氧化氯進(jìn)行消毒，污泥處理采用“機(jī)械濃縮脫水+好氧發(fā)酵”的處理工藝，進(jìn)水水質(zhì)以生活污水為主，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/599 -2015）A 標(biāo)準(zhǔn)。為有效減少惡臭氣體排放，對(duì)污泥處理區(qū)的污泥儲(chǔ)池加蓋密閉，與污泥脫水機(jī)房、污泥發(fā)酵車間的惡臭氣體統(tǒng)一由引風(fēng)機(jī)收集至離子除臭系統(tǒng)，臭氣經(jīng)處理后由1 根15m 高排氣外排。

惡臭處理效果監(jiān)測(cè)期間，污水廠處于滿負(fù)荷狀態(tài)，惡臭集中離子除臭系統(tǒng)正常運(yùn)行，監(jiān)測(cè)所得惡臭處理效果見(jiàn)表3。

表3 離子除臭效果工程實(shí)例

根據(jù)表3 實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，離子除臭效率相對(duì)偏低，針對(duì)天津市某座C 污水處理廠中NH3的處理效率在30%以上、最高可達(dá)60.9%，H2S 除臭效率可達(dá)60%以上、最高可達(dá)79.3%。相對(duì)于生物濾池除臭，離子除臭效果偏低。

2.2 全過(guò)程除臭

除臭原理：該工藝在污水處理廠的生物池中安裝有組合生物填料的培養(yǎng)箱，生物填料經(jīng)培養(yǎng)后可促進(jìn)除臭微生物的生長(zhǎng)并誘導(dǎo)、加速其增殖，強(qiáng)化微生物的除臭作用，然后污泥回流泵將生物池內(nèi)培養(yǎng)后的活性污泥混合液導(dǎo)入污水處理廠進(jìn)水區(qū)域，除臭微生物通過(guò)與污水中惡臭污染物質(zhì)吸附、凝聚并進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化、降解等過(guò)程，短時(shí)間內(nèi)（一般五分鐘內(nèi)）即可將污水處理廠各構(gòu)筑物內(nèi)惡臭污染物質(zhì)去除，從而實(shí)現(xiàn)污水處理廠惡臭的全過(guò)程控制。該除臭工藝對(duì)污水處理廠出水水質(zhì)無(wú)負(fù)面影響，從源頭上除臭，目前已廣泛應(yīng)用于天津市中心城區(qū)及環(huán)城四區(qū)的污水處理系統(tǒng)。

根據(jù)某污水處理廠提供的工作場(chǎng)所職業(yè)性有害因素檢驗(yàn)報(bào)告監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及某污水廠全過(guò)程除臭處理技術(shù)小試中試研究，全過(guò)程除臭效率約98%左右。全過(guò)程除臭工藝臭氣為無(wú)組織排放，實(shí)際工程中通常將其與集中收集處理措施結(jié)合使用，提高污水處理廠除臭效率。

由表4 可看出，通過(guò)采用“全過(guò)程除臭+集中收集除臭”的綜合除臭系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)污水處理廠99%以上的除臭效果，大幅度降低了惡臭污染物質(zhì)的排放。

表4 綜合除臭計(jì)算效率

2.3 其他措施

（1）合理規(guī)劃布局

合理規(guī)劃廠區(qū)總平面布置圖，將主要產(chǎn)臭單元（進(jìn)水區(qū)、預(yù)處理區(qū)及污泥處理區(qū)）集中布局并設(shè)在常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向處，遠(yuǎn)離廠內(nèi)辦公生活區(qū)及周邊敏感點(diǎn)。

（2）設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)距離

廠區(qū)周邊合理設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)距離，防護(hù)距離范圍內(nèi)不得規(guī)劃建設(shè)居民區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等敏感目標(biāo)，已建敏感目標(biāo)應(yīng)進(jìn)行搬遷或拆除。

（3）綠化措施

在污水處理廠周邊及建構(gòu)筑物、廠區(qū)道路兩側(cè)栽種綠化植被，如種植高大喬灌木等，可有效降低惡臭污染物的擴(kuò)散。

（4）管理措施

強(qiáng)化污水廠運(yùn)營(yíng)期間管理措施，如：①污泥脫水后及時(shí)清運(yùn)處理，運(yùn)送污泥的車輛在駛離廠區(qū)前要做消毒處理，污泥運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)使用密閉的專用罐車運(yùn)輸，污泥運(yùn)輸間的地面應(yīng)進(jìn)行防腐、防滲漏處理；②除臭設(shè)施定期檢修，確保凈化效率，臭氣處理設(shè)施保證全年都能有效運(yùn)行，惡臭氣體禁止未經(jīng)處理直接排放；③池體停產(chǎn)檢修時(shí)，及時(shí)清除池底積泥；④污泥濃縮控制發(fā)酵等。

結(jié)語(yǔ)

（1）以天津市幾座大型污水廠為工程實(shí)例，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，生物濾池除臭對(duì)NH3的凈化效率可達(dá)70%以上、H2S 凈化效率可達(dá)60%以上；離子除臭對(duì)NH3的處理效率在30%以上、最高可達(dá)60.9%，H2S除臭效率可達(dá)60%以上、最高可達(dá)79.3%。生物濾池除臭效率較高，離子除臭凈化效果相對(duì)偏低。污水處理廠應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)，通過(guò)全面分析進(jìn)水水質(zhì)及處理工藝特點(diǎn)，合理選擇惡臭集中治理措施，保證惡臭氣體達(dá)標(biāo)排放。

（2）全過(guò)程除臭工藝中臭氣為無(wú)組織排放，根據(jù)某污水處理廠提供的工作場(chǎng)所職業(yè)性有害因素檢驗(yàn)報(bào)告監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及某污水廠全過(guò)程除臭處理技術(shù)小試中試研究，全過(guò)程除臭效率約98%左右。實(shí)際工程中全過(guò)程除臭通常與其他集中除臭措施結(jié)合使用，除臭效率可達(dá)99%以上，大幅降低了惡臭污染物質(zhì)的排放。

（3）污水處理廠惡臭污染除采取末端治理措施外，還應(yīng)從合理規(guī)劃布局、設(shè)置適當(dāng)衛(wèi)生防護(hù)距離、加強(qiáng)廠區(qū)及周邊綠化、強(qiáng)化日常管理運(yùn)營(yíng)措施等方面有效降低惡臭氣體產(chǎn)生及排放，多方位促進(jìn)惡臭污染物質(zhì)減排、降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的不利影響。