文/周素靜 高成杰

近年來，惡臭已經(jīng)逐漸成為一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)和環(huán)境問題。隨著人們生活水平的提高和生活觀念的改變，人們對(duì)生活環(huán)境的要求越來越高，因而對(duì)各種各樣的臭味也越來越不能容忍。污水處理是惡臭的重要來源，當(dāng)前我國(guó)污水處理設(shè)施建設(shè)有較快發(fā)展。截至2014年3月底，全國(guó)城鎮(zhèn)累計(jì)建成污水處理廠3622座，但日前，污水處理廠及其相關(guān)設(shè)施的建設(shè)極少考慮臭氣的處理問題。

惡臭的概念以及在污水處理廠中的來源

惡臭的概念

《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》GB14554—93種定義惡臭為：一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)?？梢?，惡臭是人的嗅覺對(duì)氣味產(chǎn)生不愉快的感覺。這種感覺是很難進(jìn)行物理量化的，因此，一直以來在惡臭認(rèn)知乃至惡臭治理上都存在困惑。

《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)制限制的有8種。源于城市污水處理設(shè)施的臭氣與污水的來源有關(guān)。城市污水處理廠逸出的惡臭物質(zhì)一般可以分為以下五類：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。

城市污水處理廠惡臭的來源

城市污水處理廠的惡臭氣體主要來源于污水和污泥的處理單元。各個(gè)處理單元在產(chǎn)生的臭氣量和臭氣排放強(qiáng)度上存在明顯差異。2004年，F(xiàn)rechen報(bào)道了城市污水處理廠各個(gè)污染源惡臭排放強(qiáng)度的調(diào)查結(jié)果見表1。以上的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，城市污水處理廠的污泥處理區(qū)（污泥濃縮池、污泥脫水間等）與污水進(jìn)水區(qū)(進(jìn)水泵站、格柵、曝氣沉砂池等)產(chǎn)生的惡臭氣體無論在臭氣量上，還是在排放強(qiáng)度上均高于其他處理單元。因此，對(duì)城市污水處理廠的惡臭污染進(jìn)行治理，應(yīng)首先對(duì)污泥處理區(qū)和污水進(jìn)水區(qū)的惡臭氣體進(jìn)行有效控制。

通過分析比較現(xiàn)在污水廠的惡臭污染情況，可以看出：污水處理廠惡臭發(fā)生源主要是儲(chǔ)泥池、污泥濃縮池、污泥脫水機(jī)房以及曝氣池和格柵井處；污水處理廠臭氣中的主要成分是硫化氫、氨和甲硫醇（均系我國(guó)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》所涉及的污染物），其實(shí)際測(cè)定值超出了標(biāo)準(zhǔn)中的濃度限值，已構(gòu)成了臭氣控制對(duì)象；臭氣濃度隨擴(kuò)散距離的增大而衰減，100m外其影響明顯減弱，距惡臭源300m基本無影響；不同的污水處理工藝產(chǎn)生的臭氣強(qiáng)度有所不同，長(zhǎng)泥齡污水處理工藝（如氧化溝)所產(chǎn)生的臭氣濃度低于短泥齡處理工藝，如曝氣池）；在臭氣影響范圍內(nèi)必須采取惡臭治理措施，以保證達(dá)標(biāo)排放，提高環(huán)境質(zhì)量。

污水處理廠惡臭處理措施與技術(shù)

污水處理廠的各個(gè)過程幾乎都會(huì)散發(fā)臭氣，但主要集中在曝氣生化處理及其前段處理設(shè)施和污泥處理設(shè)施等，尤其是曝氣過程需向污水充入和排出大量氣體，這些源源不斷的氣體就是惡臭的源泉。污水處理廠惡臭處理包括密閉收集系統(tǒng)、管道輸送系統(tǒng)和臭氣處理系統(tǒng)三大部分。

密閉收集系統(tǒng)

密閉收集系統(tǒng)的作用主要是封閉臭氣源，將其變?yōu)橛薪M織的排放源；對(duì)于已有建筑物，可通過引風(fēng)方式使其達(dá)到密閉效果；對(duì)于敞開式結(jié)構(gòu)，則需采取覆蓋結(jié)合引風(fēng)的方式進(jìn)行了密閉。

表1 污水處理單元空氣中惡臭物質(zhì)濃度

已有建筑物。對(duì)于泵房、格柵間、污泥脫水間、廠房等已有建筑物，應(yīng)對(duì)整個(gè)建筑或所需控制部分進(jìn)行機(jī)械引風(fēng)，引風(fēng)量由門窗縫隙等無組織進(jìn)風(fēng)予以補(bǔ)充，使建筑物保持負(fù)壓狀態(tài)。一般情況下是控制換氣次數(shù)，根據(jù)不同的工作環(huán)境，其換氣次數(shù)要求為：①經(jīng)常性操作環(huán)境，換氣次數(shù)5-8次/h；②非經(jīng)常性操作環(huán)境，換氣次數(shù)24次/h；③無操作要求環(huán)境，換氣次數(shù)1-2次/h。在考慮解決惡臭問題同時(shí)，還應(yīng)注意房間內(nèi)是否放散余熱、余濕和其他有害物質(zhì)，并據(jù)此對(duì)換氣次數(shù)進(jìn)行校核，取其中最大值。

敞開式結(jié)構(gòu)。對(duì)于敞開式結(jié)構(gòu)，如水池、罐等，應(yīng)采取覆蓋方式進(jìn)行密閉，覆蓋形式一般采用平坦結(jié)構(gòu)，盡量減小空間，從而盡可能減少風(fēng)量；蓋板材質(zhì)，可用混凝土、鋼板、彩鋼板、玻璃鋼等。專門設(shè)計(jì)制造的玻璃鋼成型蓋板最經(jīng)常被采用，它具有美觀、耐腐、輕便、可拆卸、氣密性好等綜合特性，并阻燃和抗靜電。玻璃鋼的色彩可以與材料形成本色，所以不會(huì)脫落，而且耐光性好，可以被制成各種顏色和形狀的產(chǎn)品；有時(shí)半透明形式也是可以采取的，但應(yīng)注意沉淀池等設(shè)施不宜采用，因?yàn)榇┩傅墓饩€可能滋長(zhǎng)藻類。

利用成型玻璃鋼蓋板，在確保輕便、美觀的同時(shí)，還保證了密閉系統(tǒng)的強(qiáng)度要求，能夠承受正常情況下的荷載，并在蓋板結(jié)構(gòu)形態(tài)設(shè)計(jì)上充分考慮有效減少密閉空間，追求氣量最小化。成型玻璃鋼蓋板可以充分考慮其他專業(yè)設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)需要而與之相配合，并設(shè)置觀察口、呼吸閥等設(shè)施。如專業(yè)密閉公司的玻璃鋼密閉系統(tǒng)還可隨處理設(shè)施進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)惡臭控制要求，按照不同池型及罐的種類，設(shè)置密閉系統(tǒng)的引風(fēng)口和風(fēng)管，并配備調(diào)風(fēng)閥進(jìn)行操作控制。對(duì)于各池、罐等控制點(diǎn)的引風(fēng)量，可據(jù)該點(diǎn)空氣容積，按1-2次/h的換氣次數(shù)計(jì)算，同時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)總引風(fēng)量進(jìn)行核算，使其能夠滿足高空排放或后續(xù)處理的要求。

對(duì)敞開式結(jié)構(gòu)的密閉處理，還帶來了如下好處：防止天氣的影響，如風(fēng)、雪、雨、冰雹、低溫等；防止污染，如灰塵、樹葉、風(fēng)沙等；防止蒸發(fā)；防止噪聲；防止由于鳥類而引起的疾病傳播。

對(duì)用于覆蓋材料的其他要求有：需要抗候性和具備抗紫外線能力；抗腐蝕性，如酸、堿；極好的力學(xué)特性，能夠保證可以制作大尺寸系統(tǒng)；質(zhì)量輕，因此，極少需要大型起重設(shè)備。

引風(fēng)系統(tǒng)

引風(fēng)系統(tǒng)的作用是以適量空氣作為載體，與需控制的臭氣源相混合后，隨管道系統(tǒng)排入高空稀釋，或進(jìn)入后續(xù)工序處理，系統(tǒng)應(yīng)考慮如下內(nèi)容：根據(jù)惡臭的專業(yè)要求，確定所需的引風(fēng)量；合理布置引風(fēng)系統(tǒng)，即主風(fēng)管盡量位于負(fù)荷中心，各支分管的風(fēng)量、長(zhǎng)度相差不大，易于達(dá)到平衡；在風(fēng)管分支處設(shè)置手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)閥。特殊情況下可用電動(dòng)風(fēng)閥，如閥門需要經(jīng)常調(diào)節(jié)及閥門所處位置人員難以接近等，確保滿足每一個(gè)引風(fēng)點(diǎn)所需的引風(fēng)量及方便系統(tǒng)的調(diào)節(jié)；主風(fēng)管、支風(fēng)管內(nèi)流速應(yīng)盡量取規(guī)范中低值，一般主風(fēng)管風(fēng)速應(yīng)控制在6-8m/s；支風(fēng)管應(yīng)控制在4-5m/s。由支風(fēng)管上引出的短節(jié)，其風(fēng)速不應(yīng)超過4m/s。以便控制運(yùn)行噪聲、減小陰力及運(yùn)行費(fèi)用；管材應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)和處理介質(zhì)情況，并結(jié)合投資狀況，選用玻璃鋼、鋼板涂漆或不銹鋼材質(zhì)；風(fēng)機(jī)視情況采用防暴型電機(jī)；風(fēng)管法平密封墊片應(yīng)視處理介質(zhì)情況，選用相應(yīng)材料。

臭氣處理系統(tǒng)

根據(jù)Weber-Fechner（韋伯一費(fèi)希納）定律，惡臭給人的感覺量即惡臭強(qiáng)度，是與惡臭物質(zhì)對(duì)人嗅覺的刺激量的對(duì)數(shù)成正比。這就是說，當(dāng)惡臭濃度降低97%，臭味強(qiáng)度只減少50%，這也就決定了防治惡臭比防治其它大氣污染物更為困難，要消除惡臭，比達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)還要嚴(yán)格。

與其他空氣污染物的治理目的不同，對(duì)不同情況惡臭的處理應(yīng)采取不同的方法，尤其是在現(xiàn)階段，治理惡臭的目的還只足為了減少惡臭對(duì)周圍主體的影響，以及為了減少和避免人們對(duì)惡臭問題的投訴，因此，通過高空排放進(jìn)行擴(kuò)散稀釋是一種最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法。但受當(dāng)?shù)貧庀蟮葪l件的限制，大氣稀釋的能力往往是有限的，這時(shí)就需要采取其他如掩蔽、吸附以及生物處理等治理方法來達(dá)到控制惡臭的目的。惡臭處理方法的比較見表2。

生物除臭法是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的新的惡臭處理方法，所需設(shè)備簡(jiǎn)中、費(fèi)用低廉、不需要再生和后續(xù)處理、能耗少、管理維護(hù)方便，是惡臭治理的一個(gè)重要方向。生物除臭法主要包括生物濾池、生物滴濾池和生物洗滌塔3種形式，詳見表3。

表2 惡臭處理方法比較

表3 生物除臭法比較

表4 處理效果

圖1 一種生物濾池除臭工藝原理圖

實(shí)際上，也可以將生物法分為三代：第一代為土壤過濾；第二代為生物堆肥濾池法；第三代為生物滴濾法含生物洗滌。

土壤過濾是最先用來進(jìn)行臭氣治理的，其天然的工藝條件使得整體費(fèi)用低廉、操作管理方便，但是，由于土壤中生物量相對(duì)較少，使得該法占地面積過大。

生物濾池法是在土壤過濾法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。采用有機(jī)堆肥濾料可獲得較土壤法為多的微生物量，故其處理效果和負(fù)荷均比土壤法好，占地面積也小了很多。

生物滴濾池等方法屬第三代生物脫臭法，其采用營(yíng)養(yǎng)液輔助的方式可獲得更高的微生物量。研究表明，生物滴濾池的中單位體積填料層內(nèi)的微生物量較大，其處理臭氣的能力是相應(yīng)生物濾池的2-3倍。而且，采用無機(jī)填料壽命長(zhǎng)、孔隙率大、氣體通道大、壓降小，還可通過調(diào)整循環(huán)營(yíng)養(yǎng)液的pH值和溫度來控制濾池的工藝條件。但由于該法正處于研究階段，存在微生物生長(zhǎng)速度與污染物濃度、生物量之間的定量關(guān)系等問題，尚需摸索，使得實(shí)際應(yīng)用受到限制。

上述3種生物方法中，迄今應(yīng)用最多的是生物濾池，且對(duì)該法的研究也最多，技術(shù)相對(duì)成熟。生物濾池除臭工藝原理見圖1，處理效果見表4。

下面介紹一套生物加吸收的兩段惡臭生物處理工藝。該工藝采用生物濾池作為生物處理技術(shù)，另外，引用第二個(gè)吸附床來達(dá)到進(jìn)一步的脫臭。同時(shí)，整個(gè)上程設(shè)備中采用最先進(jìn)的微電腦和最新代的感應(yīng)器來控制填料的含水量，具有很高的自動(dòng)化控制程度。

該工藝采用獨(dú)特配方技術(shù)，以樹皮、樹片經(jīng)過堆肥等技術(shù)處理以及生物接種技術(shù)而生成的有機(jī)填料，這種高效濾料有較好的通氣性、適度的通水與持水性，以及完整的微生物群落系統(tǒng)，因此，處理效率較高，占地面積不大。

該工藝具有以下特點(diǎn)。

①以最新、專有的監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)，控制生物濾床的水分。生物濾池技術(shù)遇到的最大問題就是如何保持填料的濕度，濕度太低，會(huì)使微生物失活，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致填料干燥收縮而產(chǎn)生氣體短流；濕度太高，會(huì)使運(yùn)行阻力增大，停留時(shí)間降低，而且由于空氣水界面的減少引起供氧不足，形成厭氧區(qū)域而產(chǎn)生臭味，降解速率降低。②建設(shè)成本投入低，運(yùn)行成本低于其他所有方法。③真正的綠色方法，不使用化學(xué)藥品，能源需求低廉，不產(chǎn)生二次污染物，最后的產(chǎn)物是良性的，屬環(huán)境友好技術(shù)。④增加掩蔽功能，真正從惡臭理念上進(jìn)行惡臭治理。⑤處理效率高，去除效果明顯。⑥生物濾床劃分多個(gè)系列，增加操作彈性，方便維護(hù)、檢修；而且每個(gè)系列生物濾池還可采用集裝箱式設(shè)計(jì)，占地少，安裝簡(jiǎn)便，生物的接種和培養(yǎng)可在工廠完成，調(diào)試時(shí)間短。

結(jié)語

目前，惡臭污染的治理問題在我國(guó)己受到越來越多的關(guān)注，嚴(yán)格執(zhí)行惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)惡臭的監(jiān)測(cè)與治理是污水處理廠今后的發(fā)展要求，探索城市生活污水廠惡臭的影響以及針對(duì)惡臭而采用切實(shí)可行的措施具有很強(qiáng)的實(shí)際意義，同時(shí)加強(qiáng)污水處理廠除臭措施的落實(shí)以及除臭技術(shù)的研究，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境技術(shù)本身的生態(tài)化，從而提高廣大群眾參與環(huán)保事業(yè)的積極性。