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        上海城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣治理的運行思考

        2019-06-29 06:34:42
        城市道橋與防洪 2019年6期
        關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)

        呂 燕

        (上海城投污水處理有限公司,上海市 201203)

        0 引言

        城鎮(zhèn)污水處理廠在改善城市水環(huán)境、減少水體污染方面發(fā)揮著重要的作用,但在污水、污泥的處理過程中會因為散發(fā)出來惡臭物質(zhì)而對周邊環(huán)境產(chǎn)生二次污染,因此開展城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物的治理具有重大現(xiàn)實意義。

        1 上海市城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)的提升

        1.1 上海市城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)情況

        惡臭污染對社會經(jīng)濟環(huán)境的影響一直受到環(huán)保部門的關(guān)注,污水處理廠的惡臭問題是大氣污染物治理的重要組成部分,上海市正在著力建設(shè)生態(tài)型城市,為充分發(fā)揮污水處理廠的綜合環(huán)境效益,控制臭氣污染,促進城鎮(zhèn)污水廠臭氣治理技術(shù)的進步,上海市于2016年發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/982—2016),于2017年發(fā)布《惡臭(異味)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/1025—2016)。目前國家城鎮(zhèn)污水處理廠大氣類污染物有組織排放執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554—1993),無組織排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)。

        1.2 新版地方標(biāo)準(zhǔn)中主要指標(biāo)的變化

        《城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/982—2016)與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)相比,增加了4個排氣筒指標(biāo)的要求,增加了1個廠界甲硫醇的指標(biāo)要求,同時《城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/982—2016)中細(xì)化了硫化氫、氨、臭氣濃度四種污染物的監(jiān)控點位和方法,強化了設(shè)施密閉、臺賬記錄、自行檢測、應(yīng)急預(yù)案等具體的運行管與監(jiān)控要求,對大氣環(huán)境管理的要求更加嚴(yán)格與規(guī)范。《惡臭(異味)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 31/1025—2016)與《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554—1993)相比,對于非工業(yè)區(qū)排氣筒既有最高排放速率的要求又增加了最高允許排放濃度的要求,指標(biāo)由9項增加至23項,同時各項指標(biāo)提出更高的標(biāo)準(zhǔn);非工業(yè)區(qū)廠界指標(biāo)也由國標(biāo)中的9項增加到23項,對于甲硫醇這一指標(biāo)統(tǒng)一提升至國標(biāo)中新擴改建的三級標(biāo)準(zhǔn)0.002 mg/m3,比城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(DB 31/982—2016)中廠界甲硫醇的指標(biāo)要求更為嚴(yán)格。

        1.3 與現(xiàn)行國內(nèi)、國際大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的對比分析

        通過對國家標(biāo)準(zhǔn)(有組織排放執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 14554—93),無組織排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002))、國內(nèi)地方標(biāo)準(zhǔn)(北京市大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(DB 11/501—2007)、天津市惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(DB 12-059-95)新源、臺灣《固定污染源空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》)和國際發(fā)達國家的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(美國以《康涅狄格州異味控制環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》為例)和上海地方標(biāo)準(zhǔn)中的各類污染物排放速率與濃度限值對比,上海地方標(biāo)準(zhǔn)中僅有有組織排放的氨最高允許速率高于瑞士、德國和無組織排放的硫化氫最高排放濃度高于美國外,其他臭氣污染物指標(biāo)排放限值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國內(nèi)、國際現(xiàn)行的各個標(biāo)準(zhǔn)。同時上海地方標(biāo)準(zhǔn)中將廠界定義為企業(yè)邊界,相對于國內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的廠界定義要求更高,見表1。

        表1 國內(nèi)、國際大氣污染物現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對比情況

        2 治理技術(shù)

        2.1 污水廠臭氣治理技術(shù)概述

        污水廠臭氣治理最為常用和有效的除臭技術(shù)措施通常由臭氣收集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)構(gòu)成。臭氣收集系統(tǒng)的優(yōu)劣是影響到整個除臭系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟效果及效益的關(guān)鍵。臭氣收集系統(tǒng)一般為密閉后的微負(fù)壓排風(fēng)收集,形式、材質(zhì)、特點多樣,并且處于不斷的發(fā)展過程中。臭氣處理技術(shù)在污水廠的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟,常用的技術(shù)有活性炭吸附、化學(xué)洗滌、生物濾池、生物滴濾池以及生物滴濾池與活性炭吸附復(fù)合技術(shù)。一些學(xué)者的經(jīng)濟分析[1]表明,生物技術(shù)更適合于污水廠除臭,而生物技術(shù)與吸附聯(lián)用的復(fù)合技術(shù)在應(yīng)對濃度波動等各類變化時效果更有保證。

        2.2 達到標(biāo)準(zhǔn)主要的技術(shù)難點

        在兩個新地標(biāo)中,主要的污染物治理技術(shù)難點為甲硫醇的達標(biāo)排放和最高排放濃度與最高排放速率同時達標(biāo)。

        2.2.1 甲硫醇的去除分析

        除氨極易溶于水、硫化氫和丙烯酸可溶于水外,其余新標(biāo)準(zhǔn)中19項污染物均難溶于水。水溶性差的污染物采用水洗等常規(guī)工藝難以去除,處理難度大。其中甲硫醇為污水廠臭氣中惡臭強度最大的氣體[2],微溶于水,在常用的藥劑洗滌、生物除臭、物化除臭及組合工藝除臭的情況下,對甲硫醇的去除效果有限,仍較難達到上海市地標(biāo)中的排放標(biāo)準(zhǔn)[3]。一般需采用堿液吸收后氧化劑氧化或電化學(xué)吸收氧化方法達到有效的去除效果。

        2.2.2 排放濃度與排放速率同時達標(biāo)分析

        表2和表3分別是對50 000 m3/h和5 000 m3/h處理氣量的設(shè)備的模擬計算結(jié)果,通過模擬計算結(jié)果可以看出,即使排放速率達到標(biāo)準(zhǔn)要求,但是可能由于進氣濃度不夠高而導(dǎo)致處理設(shè)備不達標(biāo)。特別是排氣量很低時,需要達到如此高的進氣濃度很難,因此會存在工程建設(shè)方集中建設(shè)大型除臭設(shè)備的可能,因此在設(shè)計時應(yīng)重點考慮技術(shù)的經(jīng)濟性。

        表2 處理氣量50 000 m3/h的設(shè)備模擬計算

        表3 處理氣量5 000 m3/h的設(shè)備模擬計算

        2.3 上海市市區(qū)污水廠臭氣治理的現(xiàn)狀

        上海市市區(qū)污水廠目前臭氣治理設(shè)計采用的技術(shù)主要是藥劑洗滌、生物除臭、物化除臭、活性炭除臭及其各種組合的除臭工藝,在污水處理過程中可能散發(fā)產(chǎn)生臭氣的設(shè)施全部加蓋收集。市區(qū)已建污水廠大部分仍未完成廠界最新地標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)工程,目前僅有石洞口污水廠污水區(qū)域完成新排放標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)并在調(diào)試中,工程效果還無法確定。

        3 上海市市區(qū)污水廠臭氣治理運行情況及優(yōu)化建議

        曲陽、天山等中心區(qū)污水廠主要對預(yù)處理、生化池和污泥處理區(qū)域采用了陽光板或玻璃鋼加蓋密封的收集系統(tǒng),使用生物除臭、植物液噴淋等除臭技術(shù),采用以上措施可以滿足國標(biāo)二級排放標(biāo)準(zhǔn)。由于除臭系統(tǒng)建設(shè)時間較長,存在設(shè)備腐蝕、漏氣、處理效率下降、檢修停運等情況,除臭不斷效果下降。目前除臭技術(shù)多樣,可采用多種除臭工藝聯(lián)合以達到處理效果,但由于污水廠產(chǎn)生散發(fā)臭氣的源較多,同時占地面積較大,臭氣治理關(guān)鍵點在于收集系統(tǒng)。

        臭氣的收集系統(tǒng)通常是采用抽風(fēng)機抽風(fēng),將臭氣收集后輸送至后續(xù)治理設(shè)施[4]。由于污水廠臭氣中含有酸性氣體,在密閉加蓋區(qū)域?qū)怏w收集管道、蓋體等有腐蝕作用,因此保證密封區(qū)域全面空氣流動,無死角,保證整個密封系統(tǒng)為負(fù)壓收集,是臭氣收集并可有效去除的前提。

        在預(yù)處理區(qū)常見的是對沉砂池進行池體加蓋和加蓋空間內(nèi)臭氣收集處理,但未對沉砂池洗砂機進行加罩密閉,會存在臭氣泄露,同時在加罩密閉整體空間內(nèi)也存在臭氣的積聚,對沉砂池上部建筑腐蝕嚴(yán)重,運行巡視檢修人員的工作環(huán)境較差。例如石洞口廠原除臭收集系統(tǒng)中對預(yù)處理區(qū)域的密封,只考慮了格柵機和池體下部空間,對格柵進水閘門、進水泵房出水閘門等位置的密封未考慮,因此對于在收集生產(chǎn)車間進行密封時,在單體密封外部再增加一層密封,將臭氣密封在較小范圍內(nèi),提高臭氣收集效率。

        污水廠產(chǎn)生臭氣最大的占地面積源在生物反應(yīng)池,需要布置大量的收集風(fēng)管,在外界環(huán)境變化、風(fēng)量調(diào)節(jié)等因素作用下,需要考慮采用變頻風(fēng)機以降低除臭風(fēng)管內(nèi)阻力變化導(dǎo)致除臭罩內(nèi)負(fù)壓不穩(wěn)帶來的影響,同時大量收集支管的布置會增加內(nèi)部阻力,同時需要考慮在收集系統(tǒng)的末端增加風(fēng)量保重氣體的流動。

        對于污泥脫水系統(tǒng)這一類的大空間廠房、作業(yè)區(qū)密封時盡量采取雙層隔離密封,對于臭氣源產(chǎn)生點有針對性的單獨密封收集,巡視通道與人員操作空間與臭氣源進行隔離,并保證有新鮮風(fēng)源進行換氣。

        4 結(jié)語

        (1)上海市大氣及惡臭污染物兩份排放標(biāo)準(zhǔn)地標(biāo)相較于國內(nèi)外現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),在指標(biāo)數(shù)量和限值上提出更高的要求。

        (2)為保證達到新地標(biāo)中的指標(biāo)排放要求,需要采用多級串聯(lián)組合的除臭工藝,以及可能需要建設(shè)大型除臭設(shè)備,在經(jīng)濟性上應(yīng)重點考慮。

        (3)除臭治理的關(guān)鍵在于臭氣的收集與系統(tǒng)密封,對于不同臭氣源的設(shè)施應(yīng)采用針對性的收集與密封系統(tǒng),保證收集效率與處理效率。

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