屠艷萍,滕 騰,王如明,鄭尚尚,許 晶

(1.山東省環(huán)境保護宣傳中心,山東 濟南 250012;2.山東環(huán)境科學學會,山東 濟南 250100;3.山東海美儂項目咨詢有限公司,山東 濟南 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)境保護宣傳中心,山東 濟南 250012;2.山東環(huán)境科學學會,山東 濟南 250100;3.山東海美儂項目咨詢有限公司,山東 濟南 250100)

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

城市污水廠;惡臭污染;來源;分布;濕式吸收氧化法;生物過濾法;防治措施

1 城市污水處理廠惡臭污染物來源及濃度分布

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

1.1 惡臭污染物來源

污水處理廠的惡臭氣味來源有很多,如污水泵站、粗格柵、細格柵等結(jié)構(gòu)部分,由于水流湍動劇烈,常會有含有H2S、NH3等惡臭氣味的氣體從污水中散逸;當污水進入沉淀池時,惡臭氣體會在初沉池的進、出水廊道等水流湍動處產(chǎn)生;生化處理單元的曝氣過程常常產(chǎn)生惡臭氣體,其惡臭強度雖然比前兩個階段弱,但如果曝氣不足,在流量超高時就會出現(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：第一類是含氮化合物,如氨氮、胺類、酰胺類以及吲哚類等;第二類是含硫化合物,如硫化氫、硫醇類、噻吩類等;第三類是含氧有機物,如醇、醛、酮、酚以及有機酸等[2];第四類是烴類化合物,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(均系國內(nèi)《惡臭污染物排放標準》所涉及的污染物)。

1.3 惡臭污染物濃度分布

我國城市污水處理廠所采用的工藝中,各種類型的活性污泥法仍為主流,占80%以上。在污水處理過程中,各工藝節(jié)點散發(fā)的臭氣強度是不同的,通過對我國現(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、儲泥池、污泥濃縮池以及污泥脫水機房。

城市污水處理廠內(nèi)的臭氣濃度隨著擴散距離的增大而衰減,不同污水處理工藝產(chǎn)生的臭氣強度也有所不同,一般較長泥齡污水處理工藝(如氧化溝)所產(chǎn)生的臭氣強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,以保證能夠達標排放,提高環(huán)境質(zhì)量。

2 城市污水處理廠衛(wèi)生防護距離的確定

惡臭污染物環(huán)境影響分析是污水處理廠環(huán)境影響評價的重點。一般來說,惡臭影響對環(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)劃來確定的,通過設置一定寬度的衛(wèi)生防護距離來隔離城市污水處理廠惡臭的影響,就目前我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平看,是經(jīng)濟可行的途徑。但由于惡臭的影響因素有多種,在確定衛(wèi)生防護距離時,一般根據(jù)污水處理廠的實際情況,比如規(guī)模、選擇的技術(shù)工藝路線和當?shù)厮趨^(qū)域的環(huán)境情況來確定。

本文依據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導則大氣環(huán)境》(HJ 2.2-2008),采用其推薦模式中的大氣環(huán)境防護距離模式來計算無組織源大氣環(huán)境防護距離[3]。表1為國內(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數(shù)據(jù)統(tǒng)計值,表2為各廠區(qū)邊界臭氣濃度計算表(計算時假定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結(jié)果

表2 城市污水處理廠區(qū)臭氣濃度檢測

根據(jù)G B 14554—93《惡臭污染物排放標準》,高碑店污水處理廠下風向100m惡臭強度能達到2級標準,200m處能到到1級標準;福州祥坂污水處理廠和邯鄲市東郊污水處理廠下風向200m處惡臭強度能達到2級標準,300m處能達到1級標準。臭氣濃度隨擴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)基本無影響。一般的污水處理廠衛(wèi)生防護距離都在100～300m之間。目前多數(shù)設計單位和環(huán)評單位在確定衛(wèi)生防護距離時采用300m的距離,基本都能夠滿足要求[5]。但是對300m衛(wèi)生防護距離的確定,我國基本沒有明確的法律規(guī)定。

3 國內(nèi)外惡臭污染防治措施

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,大部分污水處理廠還未對惡臭污染進行有效控制。惡臭氣體如果未經(jīng)處理直接排放,其源強就會遠遠超過《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-93)中的有關(guān)規(guī)定。人民生活水平的提高,對環(huán)境水平的要求也越來越高。對惡臭污染,僅僅依靠增設衛(wèi)生防護距離是不夠的。現(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)點是管理方便,可回收所吸附的有用物質(zhì),吸附無選擇性,負荷變化影響小;缺點是不能從根本上根除惡臭,只是轉(zhuǎn)移,尚需對富集的惡臭物質(zhì)進行后續(xù)處理,吸附法受臭氣中水分的影響,費用高。

化學法主要有濕法化學吸收法和燃燒處理法兩種。燃燒處理法對于高濃度的臭氣處理一般采用直接燃燒法,但其燃料費用高,燃燒后的氣體會存有NO等化學成分,可能導致二次污染,因此燃燒處理法一般不適用于污水處理廠。化學氧化法是濕法化學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法優(yōu)點是高新技術(shù),發(fā)展前景廣闊;光電化學技術(shù),作用快速、高效,易于自動控制;缺點是高級氧化技術(shù)仍處于研發(fā)階段,僅在室內(nèi)空氣凈化方面等有實際應用。

生物除臭法因其簡單、投資省、運行費用低、維護管理方便、效果好等優(yōu)勢而發(fā)展較快;其缺點是占地面積相對較大,需要生物培養(yǎng),系統(tǒng)啟動費時。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、生物過濾法和生物滴濾法等。當前應用較多的生物除臭法是生物土壤法和生物過濾法[7]。

借鑒國外的經(jīng)驗,加之參考目前國內(nèi)已經(jīng)成功進行除臭改造的工程,不難看出現(xiàn)在應用比較廣的方法是生物除臭法、土壤除臭法、活性炭除臭法、化學除臭法和高能離子除臭法等。在國內(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為要處理從轉(zhuǎn)運站輸送過來的高濃度垃圾滲濾液,故投資費用較大。比較不同工藝的投資費用可以看出,生物過濾除臭法是比較經(jīng)濟、適用,能夠進行推廣的方法。選取何種方法對臭氣進行處理還要根據(jù)污水處理系統(tǒng)的運行維護裝抗、處理對象、臭氣流量、臭氣的性質(zhì)特征及強度等因素來決定。對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吸收法進行凈化處理;對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內(nèi)已受到越來越多的關(guān)注。執(zhí)行嚴格的惡臭污染物排放標準,加大監(jiān)測與治理的強度,是今后的發(fā)展要求。選擇最適當?shù)奶幚矸椒?則要根據(jù)惡臭氣體的性質(zhì)、濃度、處理量和來源等因素共同決定。濕式吸收氧化法和生物過濾法這兩種技術(shù)則是當前發(fā)展和應用的方向[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,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,生物過濾法也是一個不錯的選擇。但是,不管選用哪一種技術(shù)方案,都必須聘請專業(yè)人員對整個項目產(chǎn)生的惡臭來源、特性和現(xiàn)場的實際情況做出全面、科學的調(diào)查、研究及分析,才能做出最正確的決策。

[1]王建明,袁武建,陳剛,等.污水處理廠惡臭污染物控制技術(shù)的研究[J].安全與環(huán)境工程,2005,12(3)：33-34,38.

[2]鄧恩建.污水處理廠惡臭治理現(xiàn)狀與展望[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2008,34(4)：45-46.

[3]朱國營,劉俊新.污水處理的生物濾池除臭技術(shù)[J].中國給水排水,2003,19(8)：23-25.

[4]蔡錦錢.污水廠除臭技術(shù)及其應用[J].科技資訊,2006,35：116.

[5]郭靜,匡穎,王召,等.復合床生物反應器處理惡臭氣體和污水[J].中國給水排水,2001,17(9)：10-13.

[6]張榮賢.惡臭的測定與評價[J].化工環(huán)保,1996,(5).

[7]尹軍,譚學軍.污水污泥處理處置與資源化利用[M].北京：化學工業(yè)出版社,2005.

[8]馬濤,刁銳.城市污水處理廠惡臭對大氣環(huán)境的影響與防治措施研究[J].內(nèi)蒙古環(huán)境科學,2009,24(4)：82-84.

[9]徐曉軍,宮磊,楊虹.惡臭氣體生物凈化理論與技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社,2005.

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)于山東師范大學漢語言文學專業(yè),現(xiàn)從事環(huán)保宣傳工作。