城市污水處理廠惡臭控制研究探討分析
摘要：在污水處理過程中會有大量的惡臭氣體產(chǎn)生，主要含有硫化氫和氨等發(fā)臭物質(zhì)。這些臭味物質(zhì)逸散到空氣中，易對污水處理廠及其周邊的空氣環(huán)境造成危害。本文分析了城市污水處理廠惡臭的產(chǎn)生及控制技術(shù)現(xiàn)狀，并對惡臭控制技術(shù)的影響因素和衛(wèi)生防護(hù)距離等進(jìn)行了探討分析。
關(guān)鍵詞：污水處理廠 生物除臭 惡臭氣體
一、前言
根據(jù)統(tǒng)計資料，截至2008年3月底，我國有1320座城市污水廠投入運(yùn)營，處理能力達(dá)9725萬噸/日[1]，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程中產(chǎn)生的惡臭污染卻越來越嚴(yán)重。由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口的增長，多數(shù)污水處理廠在設(shè)計和建廠時估計不足，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式處理構(gòu)筑物露天運(yùn)行，污水處理過程中產(chǎn)生的惡臭污染已經(jīng)對周邊環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，環(huán)保部門收到的居民投訴日益增多，惡臭問題越來越受到人們的關(guān)注。
二、惡臭的產(chǎn)生及控制技術(shù)現(xiàn)狀
污水處理廠在污水的輸送和處理過程中，以及污泥的處理過程中均有惡臭氣體產(chǎn)生。郝薇、艾德鴻等在相關(guān)文獻(xiàn)中認(rèn)為污水處理廠的惡臭污染源主要是進(jìn)水泵房、沉砂池、曝氣池、污泥脫水機(jī)房及污泥濃縮池等構(gòu)筑物，其中以污泥處理系統(tǒng)為主要污染源[2、3]。2004年，F(xiàn)rechen F B報道了城市污水處理廠各個污染源惡臭排放強(qiáng)度的調(diào)查結(jié)果[4]。對惡臭污染源，國內(nèi)外學(xué)者也做了相應(yīng)調(diào)查統(tǒng)計，得出的結(jié)果是一樣的。由此可知，污水泵房、沉砂池、曝氣池以及污泥處理設(shè)施是惡臭產(chǎn)生的主要來源。
根據(jù)相關(guān)資料[5]，污水處理廠逸出的惡臭物質(zhì)一般可分為五類[4]：第一類是含硫化合物，如硫化氫、硫醇類、硫醚類等；第二類是含氮化合物，如氨氣、胺類等；第三類是烴類化合物，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等；第四類是含氧有機(jī)物，如醇、醛、酮、酚以及有機(jī)酸等；第五類是鹵素及其衍生物，如氯代烴等。目前，多數(shù)污水處理廠關(guān)注和監(jiān)測的為第一類和第二類，且以硫化氫和氨氣為主。
在污水處理過程中產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)主要由碳、氮和硫元素組成。大多數(shù)的惡臭物質(zhì)是有機(jī)化合物，有活性基團(tuán)，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是被氧化。當(dāng)活性基團(tuán)被氧化后，氣味就消失[6]。針對產(chǎn)生臭氣的污染源不同，除臭方法可分為物理除臭、化學(xué)除臭和生物除臭等幾類，如吸附、吸收、焚燒、催化燃燒、化學(xué)氧化、生物處理等。而比較常用的惡臭控制技術(shù)主要是生物除臭，在生物法中，目前國內(nèi)外污水處理廠采用的方法主要有生物濾池法和土壤處理法等，除臭效果較好[7]。
生物除臭因具有簡單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理方便、效果好等優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展很快。生物脫臭簡單、經(jīng)濟(jì)、高效，吸收率達(dá)90％以上；低投資，操作和維護(hù)費(fèi)用低，運(yùn)行、維護(hù)量最；不產(chǎn)生二次污染。
三、惡臭控制技術(shù)影響因素及研究分析
污水處理廠惡臭控制技術(shù)影響因素主要是溫度、濕度、流速以及停留時間和惡臭物質(zhì)濃度等。
1、溫度
生物除臭主要依靠微生物，其生長需要充足的營養(yǎng)和適宜溫度，在生物除臭控制系統(tǒng)中，溫度對于微生物活性來說是非常重要的。一般地，溫度高，生物反應(yīng)器的去除能力也高。但是，過高過低的溫度均會降低微生物的代謝速率和生長速率。
在其它條件相同的情況下，惡臭氣體的去除隨溫度的升高而增大，在25℃左右時達(dá)到最大。溫度對硫化氫的去除效果有明顯的影響[8]，國內(nèi)多數(shù)實驗研究也證明了這點(diǎn)。
2、濕度
濕度對惡臭氣體的去除也是非常明顯的，多數(shù)微生物菌種在潮濕的環(huán)境下，比較活躍，對惡臭氣體的降解比較高，濕度與惡臭去除效果關(guān)系在其它條件相同的情況下，生物除臭對硫化氫和氨氣的去除率隨著濕度的升高而增加。而濕度較低的情況下，惡臭氣體的去除效率也較低。
3、流速
對惡臭氣體的去除，流速是影響運(yùn)行效果的重要因素之一。流速不僅影響氣體的處理量，而且影響惡臭的去除效率。流速越小，處理量小，去除效率高；而當(dāng)流速過大時，惡臭氣體得不到有效降解，去除率低。
四、關(guān)于污水處理廠惡臭衛(wèi)生防護(hù)距離的討論
對污水處理廠惡臭除了從技術(shù)加以控制外，另外一個控制措施就是設(shè)計衛(wèi)生防護(hù)距離。而對衛(wèi)生防護(hù)距離的界定，多數(shù)設(shè)計單位和環(huán)評單位在確定衛(wèi)生防護(hù)距離時存在很大差異，有些污水處理廠一直采用300米的衛(wèi)生防護(hù)距離。對300米衛(wèi)生防護(hù)距離的確定，經(jīng)查我國基本沒有明確的法律規(guī)定，僅在中國建筑工業(yè)出版社1986年出版的《給水排水設(shè)計手冊》第5冊（城市排水）及中國建筑工業(yè)出版社1992年出版的高等學(xué)校（城市規(guī)劃專業(yè)學(xué)生用）試用教材《城市給水排水》中均規(guī)定“廠址應(yīng)與城鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)、居住區(qū)保持約300米以上距離”。在部分省市的地方文件中也有“城市集中污水處理廠應(yīng)當(dāng)與居住區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)保持300米以上的防護(hù)距離”。對于為何定300米，300米衛(wèi)生防護(hù)距離是否合理，還有很多地方值得商榷。
惡臭衛(wèi)生防護(hù)距離確定的原則：須按最大計算結(jié)果確定，在多種惡臭物質(zhì)共同存在的情況下，應(yīng)按照污染物最大的衛(wèi)生防護(hù)距離結(jié)果確定[9]。同時應(yīng)考慮多種惡臭物質(zhì)的疊加作用。衛(wèi)生防護(hù)距離的估算應(yīng)采用國家推薦的模式類比調(diào)查得出。
根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 大氣環(huán)境》（HJ2.2-2008），采用推薦模式中的大氣環(huán)境防護(hù)距離模式計算各無組織源大氣環(huán)境防護(hù)距離；計算大氣環(huán)境防護(hù)距離的污染物排放源強(qiáng)應(yīng)采用消減達(dá)標(biāo)后的源強(qiáng)。根據(jù)推薦的模式，采用最大的源面積以及達(dá)標(biāo)的源強(qiáng)進(jìn)行估算，是無須設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)距離的。而目前我國多數(shù)污水處理廠主要的惡臭污染源均為敞開式管理，排放的惡臭氣體未經(jīng)處理直接排放，其源強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）中的有關(guān)規(guī)定，有些污水處理廠設(shè)置300米的衛(wèi)生防護(hù)距離也是無奈之舉。
對污水廠產(chǎn)生的惡臭問題，除了采用有效的惡臭控制技術(shù)進(jìn)行控制外，最佳的環(huán)境管理實踐（BEMP，Best Environmental Management Practice）也是非常必須的：
1）城鎮(zhèn)污水處理廠污泥預(yù)處理工藝應(yīng)根據(jù)污水處理工藝的要求，選擇設(shè)立集泥池、濃縮池、污泥泵房、污泥脫水機(jī)房和污泥堆儲場(間)等預(yù)處理設(shè)施。污泥預(yù)處理構(gòu)筑物個數(shù)采用兩個系列設(shè)計。
2）城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)在污泥產(chǎn)生、貯存和處理各單元（如初沉池、集泥池、濃縮池、污泥脫水機(jī)房等）均設(shè)置計量裝置，以便實施有效的管理。
3）城鎮(zhèn)污水處理廠污泥預(yù)處理階段的集泥池、濃縮池、脫水機(jī)房、污泥泵房等排放源應(yīng)達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554)中的相關(guān)要求。
4）在城鎮(zhèn)污水處理廠位于敏感地區(qū)時，應(yīng)從污水以及污泥的收集、轉(zhuǎn)輸及處理全過程著手，控制臭氣污染。構(gòu)筑物應(yīng)密閉，敏感建筑物采用微負(fù)壓設(shè)計，由抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，并應(yīng)滿足空間的通風(fēng)要求；局部惡臭源可設(shè)吸風(fēng)口，收集到的惡臭氣體由風(fēng)機(jī)和風(fēng)管輸送至后續(xù)處理設(shè)施。污泥在城鎮(zhèn)污水處理廠預(yù)處理后應(yīng)及時密閉運(yùn)輸或連接后續(xù)處理。
五、結(jié)論及建議
① 污水處理廠中的污水泵房、沉砂池、曝氣池以及污泥處理設(shè)施是惡臭產(chǎn)生的主要來源。生物除臭是污水處理廠比較常用的除臭技術(shù)。
②污水處理廠惡臭控制技術(shù)影響因素主要是溫度、濕度、流速以及停留時間和惡臭物質(zhì)濃度等。除臭濾池的濕度、惡臭氣體的相對濕度以及氣體溫度、氣體流速等因素對除臭效果有不同程度的影響。溫度升高，濕度增大，有利于惡臭氣體有效去除。
③污水處理廠惡臭除了從技術(shù)加以控制外，還應(yīng)通過合理預(yù)測和計算，確定衛(wèi)生防護(hù)距離。在土地緊張，惡臭控制技術(shù)成熟的當(dāng)今社會，300米的衛(wèi)生防護(hù)距離有待商榷，合理的衛(wèi)生防護(hù)距離應(yīng)通過合理預(yù)測計算得出。
④須采用推薦模式中的大氣環(huán)境防護(hù)距離模式以及采用消減達(dá)標(biāo)后的源強(qiáng)計算各無組織源大氣環(huán)境防護(hù)距離。
⑤為有效控制城市污水處理廠惡臭對周邊環(huán)境的影響，除了采用有效的惡臭控制進(jìn)行控制外，最佳的環(huán)境管理實踐也是非常必須的。
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