城市污水處理廠惡臭濃度分布規(guī)律及其防治措施

屠艷萍,滕 騰,王如明,鄭尚尚,許 晶

(1.山東省環(huán)境保護(hù)宣傳中心,山東 濟(jì)南 250012;2.山東環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì),山東 濟(jì)南 250100;3.山東海美儂項(xiàng)目咨詢(xún)有限公司,山東 濟(jì)南 250100)

城市污水處理廠惡臭濃度分布規(guī)律及其防治措施

屠艷萍1,滕 騰2,王如明3,鄭尚尚2,許 晶2

(1.山東省環(huán)境保護(hù)宣傳中心,山東 濟(jì)南 250012;2.山東環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì),山東 濟(jì)南 250100;3.山東海美儂項(xiàng)目咨詢(xún)有限公司,山東 濟(jì)南 250100)

城市污水處理廠的主要大氣污染物之一為惡臭污染,惡臭問(wèn)題已經(jīng)成為環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。惡臭污染物的來(lái)源主要是初沉池等水流湍動(dòng)處,其成分主要是含氮化合物、含硫化合物、含氧有機(jī)物等。分析了惡臭污染物的來(lái)源、成分和濃度分布等,對(duì)確定城市污水處理廠的衛(wèi)生防護(hù)距離進(jìn)行了討論,并介紹了目前國(guó)內(nèi)外主要惡臭污染防治措施。濕式吸收氧化法和生物過(guò)濾法這兩種技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展和應(yīng)用的方向。

城市污水廠;惡臭污染;來(lái)源;分布;濕式吸收氧化法;生物過(guò)濾法;防治措施

1 城市污水處理廠惡臭污染物來(lái)源及濃度分布

惡臭是指大氣、水、土壤、廢棄物等物質(zhì)中的異味物質(zhì),通過(guò)空氣介質(zhì)作用于人的嗅覺(jué)器官,并有害人體健康的一類(lèi)公害氣態(tài)污染物質(zhì)。惡臭不僅給人帶來(lái)嗅覺(jué)上的不適,長(zhǎng)期生活于惡臭污染的環(huán)境中,還會(huì)引起厭食、失眠、記憶力下降、心情煩躁等功能性疾病。

1.1 惡臭污染物來(lái)源

污水處理廠的惡臭氣味來(lái)源有很多,如污水泵站、粗格柵、細(xì)格柵等結(jié)構(gòu)部分,由于水流湍動(dòng)劇烈,常會(huì)有含有H2S、NH3等惡臭氣味的氣體從污水中散逸;當(dāng)污水進(jìn)入沉淀池時(shí),惡臭氣體會(huì)在初沉池的進(jìn)、出水廊道等水流湍動(dòng)處產(chǎn)生;生化處理單元的曝氣過(guò)程常常產(chǎn)生惡臭氣體,其惡臭強(qiáng)度雖然比前兩個(gè)階段弱,但如果曝氣不足,在流量超高時(shí)就會(huì)出現(xiàn)厭氧區(qū),從而產(chǎn)生H2S、NH3、乙酸、硫醇等惡臭性氣體[1];在污泥處理階段,由于污泥中污染物質(zhì)濃度比較大,因此產(chǎn)生惡臭的強(qiáng)度也非常大。

1.2 污水處理系統(tǒng)臭氣的成分

污水處理系統(tǒng)臭氣中的許多成分都已被確定,逸出的臭味氣體從組成看可以分為4類(lèi)：第一類(lèi)是含氮化合物,如氨氮、胺類(lèi)、酰胺類(lèi)以及吲哚類(lèi)等;第二類(lèi)是含硫化合物,如硫化氫、硫醇類(lèi)、噻吩類(lèi)等;第三類(lèi)是含氧有機(jī)物,如醇、醛、酮、酚以及有機(jī)酸等[2];第四類(lèi)是烴類(lèi)化合物,如烯烴、烷烴、炔烴以及芳香烴等。臭氣中的主要成分是硫化氫、氨和甲硫醇(均系國(guó)內(nèi)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》所涉及的污染物)。

1.3 惡臭污染物濃度分布

我國(guó)城市污水處理廠所采用的工藝中,各種類(lèi)型的活性污泥法仍為主流,占80%以上。在污水處理過(guò)程中,各工藝節(jié)點(diǎn)散發(fā)的臭氣強(qiáng)度是不同的,通過(guò)對(duì)我國(guó)現(xiàn)有污水處理廠的調(diào)研,不難發(fā)現(xiàn),污水處理廠惡臭發(fā)生源主要是格柵井、曝氣池、儲(chǔ)泥池、污泥濃縮池以及污泥脫水機(jī)房。

城市污水處理廠內(nèi)的臭氣濃度隨著擴(kuò)散距離的增大而衰減,不同污水處理工藝產(chǎn)生的臭氣強(qiáng)度也有所不同,一般較長(zhǎng)泥齡污水處理工藝(如氧化溝)所產(chǎn)生的臭氣強(qiáng)度低于較短泥齡處理工藝(如曝氣池)。但是在其影響范圍內(nèi),必須采取相關(guān)處理措施,以保證能夠達(dá)標(biāo)排放,提高環(huán)境質(zhì)量。

2 城市污水處理廠衛(wèi)生防護(hù)距離的確定

惡臭污染物環(huán)境影響分析是污水處理廠環(huán)境影響評(píng)價(jià)的重點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō),惡臭影響對(duì)環(huán)境的敏感程度,與污水處理廠所在地環(huán)境情況有直接關(guān)系。大部分城市污水處理廠的位置,是根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃來(lái)確定的,通過(guò)設(shè)置一定寬度的衛(wèi)生防護(hù)距離來(lái)隔離城市污水處理廠惡臭的影響,就目前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平看,是經(jīng)濟(jì)可行的途徑。但由于惡臭的影響因素有多種,在確定衛(wèi)生防護(hù)距離時(shí),一般根據(jù)污水處理廠的實(shí)際情況,比如規(guī)模、選擇的技術(shù)工藝路線和當(dāng)?shù)厮趨^(qū)域的環(huán)境情況來(lái)確定。

本文依據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》(HJ 2.2-2008),采用其推薦模式中的大氣環(huán)境防護(hù)距離模式來(lái)計(jì)算無(wú)組織源大氣環(huán)境防護(hù)距離[3]。表1為國(guó)內(nèi)幾家不同生產(chǎn)規(guī)模和工藝的城市污水處理廠臭氣檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)值,表2為各廠區(qū)邊界臭氣濃度計(jì)算表(計(jì)算時(shí)假定NH3排放速率為0.05kg/h,H2S排放速率為0.002kg/h[4])。

表1 城市污水處理廠檢測(cè)結(jié)果

表2 城市污水處理廠區(qū)臭氣濃度檢測(cè)

根據(jù)G B 14554—93《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,高碑店污水處理廠下風(fēng)向100m惡臭強(qiáng)度能達(dá)到2級(jí)標(biāo)準(zhǔn),200m處能到到1級(jí)標(biāo)準(zhǔn);福州祥坂污水處理廠和邯鄲市東郊污水處理廠下風(fēng)向200m處惡臭強(qiáng)度能達(dá)到2級(jí)標(biāo)準(zhǔn),300m處能達(dá)到1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。臭氣濃度隨擴(kuò)散距離的增大而減少,100m外臭氣影響明顯減弱,距惡臭源300m則已經(jīng)基本無(wú)影響。一般的污水處理廠衛(wèi)生防護(hù)距離都在100～300m之間。目前多數(shù)設(shè)計(jì)單位和環(huán)評(píng)單位在確定衛(wèi)生防護(hù)距離時(shí)采用300m的距離,基本都能夠滿足要求[5]。但是對(duì)300m衛(wèi)生防護(hù)距離的確定,我國(guó)基本沒(méi)有明確的法律規(guī)定。

3 國(guó)內(nèi)外惡臭污染防治措施

目前我國(guó)多數(shù)污水處理廠主要的惡臭污染源均為敞開(kāi)式管理,大部分污水處理廠還未對(duì)惡臭污染進(jìn)行有效控制。惡臭氣體如果未經(jīng)處理直接排放,其源強(qiáng)就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554-93)中的有關(guān)規(guī)定。人民生活水平的提高,對(duì)環(huán)境水平的要求也越來(lái)越高。對(duì)惡臭污染,僅僅依靠增設(shè)衛(wèi)生防護(hù)距離是不夠的?，F(xiàn)行的惡臭處理法,從脫除原理上可以大致概括為物理法、化學(xué)法和生物處理法三種。[6]。

物理脫臭法通常用作脫臭處理工藝的前處理,效果比較好的方法有大氣稀釋法和吸附法。其優(yōu)點(diǎn)是管理方便,可回收所吸附的有用物質(zhì),吸附無(wú)選擇性,負(fù)荷變化影響小;缺點(diǎn)是不能從根本上根除惡臭,只是轉(zhuǎn)移,尚需對(duì)富集的惡臭物質(zhì)進(jìn)行后續(xù)處理,吸附法受臭氣中水分的影響,費(fèi)用高。

化學(xué)法主要有濕法化學(xué)吸收法和燃燒處理法兩種。燃燒處理法對(duì)于高濃度的臭氣處理一般采用直接燃燒法,但其燃料費(fèi)用高,燃燒后的氣體會(huì)存有NO等化學(xué)成分,可能導(dǎo)致二次污染,因此燃燒處理法一般不適用于污水處理廠?；瘜W(xué)氧化法是濕法化學(xué)吸收法的一種重要方法,常用氧化劑包括臭氧和活性氧等?；瘜W(xué)法優(yōu)點(diǎn)是高新技術(shù),發(fā)展前景廣闊;光電化學(xué)技術(shù),作用快速、高效,易于自動(dòng)控制;缺點(diǎn)是高級(jí)氧化技術(shù)仍處于研發(fā)階段,僅在室內(nèi)空氣凈化方面等有實(shí)際應(yīng)用。

生物除臭法因其簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理方便、效果好等優(yōu)勢(shì)而發(fā)展較快;其缺點(diǎn)是占地面積相對(duì)較大,需要生物培養(yǎng),系統(tǒng)啟動(dòng)費(fèi)時(shí)。生物除臭法主要包括廢氣通入曝氣池法、生物土壤法、生物洗滌法、生物過(guò)濾法和生物滴濾法等。當(dāng)前應(yīng)用較多的生物除臭法是生物土壤法和生物過(guò)濾法[7]。

借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn),加之參考目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)成功進(jìn)行除臭改造的工程,不難看出現(xiàn)在應(yīng)用比較廣的方法是生物除臭法、土壤除臭法、活性炭除臭法、化學(xué)除臭法和高能離子除臭法等。在國(guó)內(nèi),青島、廣州、大連等城市就有很多污水廠除臭改造成功的案例(見(jiàn)表3)[8]。

表3 污水處理廠除臭成功案例

表3中,廣州市大坦沙污水廠因?yàn)橐幚韽霓D(zhuǎn)運(yùn)站輸送過(guò)來(lái)的高濃度垃圾滲濾液,故投資費(fèi)用較大。比較不同工藝的投資費(fèi)用可以看出,生物過(guò)濾除臭法是比較經(jīng)濟(jì)、適用,能夠進(jìn)行推廣的方法。選取何種方法對(duì)臭氣進(jìn)行處理還要根據(jù)污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)裝抗、處理對(duì)象、臭氣流量、臭氣的性質(zhì)特征及強(qiáng)度等因素來(lái)決定。對(duì)于污水處理量較大并且臭氣成分穩(wěn)定的污水處理廠,大多采用生物處理法或者化學(xué)吸收法進(jìn)行凈化處理;對(duì)于中小型以及逸出臭氣成分差異比較大的污水處理廠,可采用活性炭吸附。

4 結(jié)論

目前,惡臭污染的治理在國(guó)內(nèi)已受到越來(lái)越多的關(guān)注。執(zhí)行嚴(yán)格的惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn),加大監(jiān)測(cè)與治理的強(qiáng)度,是今后的發(fā)展要求。選擇最適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?則要根據(jù)惡臭氣體的性質(zhì)、濃度、處理量和來(lái)源等因素共同決定。濕式吸收氧化法和生物過(guò)濾法這兩種技術(shù)則是當(dāng)前發(fā)展和應(yīng)用的方向[9],處理氣量大、濃度高、操作穩(wěn)定、效率高和占地面積小等優(yōu)點(diǎn),使其成為主流和首選技術(shù)。在廠區(qū)占地面積不受限的情況下,生物過(guò)濾法也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。但是,不管選用哪一種技術(shù)方案,都必須聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)整個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)生的惡臭來(lái)源、特性和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況做出全面、科學(xué)的調(diào)查、研究及分析,才能做出最正確的決策。

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Analysis on Stench Concentration Distribution and Treatment Technology for City Wastewater Treatment Plant

Tu Yanping1,Teng Teng2,Wang Ruming3,Zheng Shangshang2,Xu Jing2
(1.Center f or Environmental Protection Communications of Shandong Province,Jinan Shandong250012;2.S handong Society for Environmental Sciences,J inan Shandong250100;3.Shandong Harmony Project Consulting Co.,L td.,Jinan Shandong255040)

One of the major air pollutants in city wastewater treatment plant is stench,which has become an important environmental research object.Major sources of stench is the primary sedimentation tank and other water turbulence office,the main components are nitrogen compounds,sulfur compounds,oxygenated organic compounds,etc..This article analyzed the source,composition and concentration distribution of stench,discussed the determination of health protection distance in wastewater treatment plant,and introduced the present major domestic and aboard control measures for stench.At present,the wet oxidation and biological filtration absorption method are the current direction of the development and application.

wastewater treatment plant;stench;source;distribution;treatment technology

X505

A

1008-813(2010)05-0036-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2010.05.012

2010-09-12

屠艷萍(1968—),女,山東諸城人,畢業(yè)于山東師范大學(xué)漢語(yǔ)言文學(xué)專(zhuān)業(yè),現(xiàn)從事環(huán)保宣傳工作。