深圳市利源水務(wù)設(shè)計(jì)咨詢有限公司 曹岳

一、引言

城鎮(zhèn)污水原水及其生物、化學(xué)、物理處理過程中，其含有的污染物發(fā)生化學(xué)、生物化學(xué)反應(yīng)并伴隨著相態(tài)變化，污水及污泥轉(zhuǎn)化形成不同類型的惡臭污染物，嚴(yán)重影響廠內(nèi)職工及廠界周邊居民的身心健康，污水處理廠產(chǎn)生的臭氣成為居民重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)境問題。國家生態(tài)環(huán)境部公布的2019年度環(huán)保舉報(bào)情況統(tǒng)計(jì)中，惡臭和異味投訴比例在大氣污染環(huán)境舉報(bào)中達(dá)到33.2%，將近60%的污水處理廠收到惡臭異味投訴，僅次于垃圾填埋場(chǎng)及垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站[1]。

深圳市人口密度大，城鎮(zhèn)污水處理廠大部分建在城區(qū)，污水處理廠需設(shè)置除臭系統(tǒng)，保障周邊環(huán)境衛(wèi)生，控制大氣污染物排放，保護(hù)周邊居民的身體健康和生活環(huán)境。深圳市寶安區(qū)某污水處理廠擬配套高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的除臭設(shè)施，要求臭氣經(jīng)過處理后，污水處理廠廠界達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，有組織排放口滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）中惡臭污染物15米排氣筒排放標(biāo)準(zhǔn)值。本文結(jié)合該除臭工程，重點(diǎn)闡述了除臭設(shè)計(jì)和施工中臭源密封系統(tǒng)、惡臭氣體收集和處理系統(tǒng)的做法和要點(diǎn)分析，以期為同類項(xiàng)目提供技術(shù)參考。

二、除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和范圍

除臭工程設(shè)計(jì)遵循的主要原則包括：（1）穩(wěn)定可靠去除惡臭，處理后應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）（見表1），有組織排放口應(yīng)滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）中惡臭污染物15m排氣筒排放標(biāo)準(zhǔn)值（見表2）。（2）水泵和風(fēng)機(jī)的降噪減震設(shè)計(jì)、系統(tǒng)排水返回廠區(qū)污水管網(wǎng)的環(huán)保原則。（3）充分考慮除臭設(shè)備布置與站區(qū)建筑物相結(jié)合的節(jié)約用地原則。（4）系統(tǒng)布置遵循美觀大方、實(shí)用安全的原則。（5）設(shè)備和藥劑的選用遵循節(jié)能降耗的原則。（6）自動(dòng)化程度高，方便管理。

表1 污水處理廠廠界惡臭污染物濃度限值

表2 15米有組織排放惡臭污染物排放限值

廠區(qū)的主要大氣污染物為污水和污泥處理過程中產(chǎn)生的惡臭氣體，主要成分是硫化氫、氨和臭氣等。除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍包括：（1）預(yù)處理區(qū)：預(yù)沉池、粗格柵渠、粗格柵間、泵坑、細(xì)格柵、細(xì)格柵間、沉砂池、出渣間，預(yù)處理除臭設(shè)備均位于沉砂池蓋上。（2）生化區(qū)：污泥再生池、厭氧池、缺氧池、好氧池、污泥泵房，污泥區(qū)除臭設(shè)備均位于脫水車間二層。（3）污泥區(qū)：儲(chǔ)泥池、撇水池、調(diào)理池、疊螺機(jī)、板框壓濾機(jī)及干化車間和污泥料倉和污泥外運(yùn)車間等，生化區(qū)除臭設(shè)備均位于好氧池蓋上。

三、臭氣種類和設(shè)計(jì)濃度

城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣組分復(fù)雜，各類有害氣體在各污水處理區(qū)域的初始濃度差異較大。廣州典型污水處理廠檢測(cè)出合計(jì)80種揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile organic compounds，VOCs），其中54種VOC是揮發(fā)性惡臭有機(jī)物（Malodorous Volatile Organic Compounds， MVOC）[2]。 另有報(bào)道，廣州典型城鎮(zhèn)污水廠六個(gè)處理車間的空氣中檢測(cè)出70種VOC，其中30種屬于MVOC。污水處理廠致臭物質(zhì)大致可分為含硫化合物、含氮化合物、烴類有機(jī)物、含氧有機(jī)化合物、鹵素及其衍生物五大類[3]。

在生活污水和工業(yè)污水收集和輸送過程中，由于污水在無法補(bǔ)充足夠溶解氧的管網(wǎng)中長(zhǎng)時(shí)間停留形成厭氧條件，污水中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)被厭氧微生物利用進(jìn)行合成和分解，從而形成惡臭氣體向周圍區(qū)域發(fā)散。污水脫離排水管道中的厭氧環(huán)境后，進(jìn)入污水廠的配水區(qū)域。水流在經(jīng)過進(jìn)水提升泵房時(shí)發(fā)生劇烈擾動(dòng)，不斷釋放原本已溶解在污水中的惡臭污染物。污水在途經(jīng)格柵和沉砂池時(shí)，較大懸浮物會(huì)被截留，而其中的有機(jī)物在較長(zhǎng)的截流停留時(shí)間內(nèi)不斷發(fā)酵，產(chǎn)生大量惡臭氣體，主要以含硫物質(zhì)為主[4]。

污水處理區(qū)惡臭污染源泵房、格柵、沉砂池、生化池、脫水車間等構(gòu)筑物處惡臭污染物濃度指標(biāo)可參照表3參考取值。

表3 惡臭污染物參考值

四、除臭系統(tǒng)組成

污水處理廠除臭系統(tǒng)主要包括各產(chǎn)生臭氣的處理單位的密封系統(tǒng)、收集風(fēng)管系統(tǒng)以及臭氣處理系統(tǒng)[5]。除臭系統(tǒng)對(duì)全廠產(chǎn)生惡臭的構(gòu)筑物進(jìn)行加蓋除臭，采用生物除臭工藝，對(duì)污泥脫水間可輔以離子換風(fēng)系統(tǒng)。廠區(qū)污水、污泥及除臭系統(tǒng)流程見圖1。

圖1 廠區(qū)污水、污泥及除臭系統(tǒng)流程

將廠區(qū)內(nèi)惡臭區(qū)域的臭氣加以收集、吸附、分解，同時(shí)對(duì)封閉空間進(jìn)行通風(fēng)、換風(fēng)。臭氣收集系統(tǒng)通常在調(diào)節(jié)池、污泥池、污泥濃縮池等場(chǎng)地，通過拼裝式的方式進(jìn)行密封系統(tǒng)的截?cái)嗝婵刂?。?duì)臭氣收集系統(tǒng)通過半密閉結(jié)構(gòu)，在所有的儲(chǔ)泥池上空安裝密閉結(jié)構(gòu)。通過安裝引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、牽引機(jī)等，將產(chǎn)生的臭氣通過自然流動(dòng)進(jìn)行集中處理[2]。

對(duì)于污泥脫水車間，一般情況下如果污泥脫水車間體積大，整體除臭造價(jià)高，此時(shí)可以考慮采用主要污染源局部處理的方法。將脫水車間中的調(diào)理池部分和板框機(jī)部分局部隔離，再針對(duì)每個(gè)分部的工藝特點(diǎn)設(shè)置除臭工藝。首先集中控制主要污染源，將調(diào)理池及前后污泥儲(chǔ)泥池加蓋，將池內(nèi)的污染氣體排出，同時(shí)將板框機(jī)單獨(dú)加蓋密封后也將廢氣排出。

結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各處理構(gòu)筑物換氣次數(shù)推薦如下：（1）提升泵房及污水預(yù)處理區(qū)的換氣次數(shù)為5次/h。（2）生化區(qū)按除臭面積采用換氣系數(shù)厭氧區(qū)采用2m3/（m2·h）。（3）缺氧及好氧區(qū)采用1m3/（m2·h）。（4）污泥泵房、污泥調(diào)節(jié)池及吸泥井的通風(fēng)換氣次數(shù)為5次/h。（5）污泥濃脫水車間及污泥料倉換氣次數(shù)為7次/h。

五、臭氣處理工藝系統(tǒng)

臭氣處理工藝選擇與污水廠惡臭物質(zhì)產(chǎn)生的影響因素有關(guān)，常用的臭氣處理工藝包括洗滌處理、生物處理、活性炭吸附、等離子處理和植物液處理等。進(jìn)水濃度、處理工藝、水溫、水中酸堿值及降雨都可能影響污水廠內(nèi)不同構(gòu)筑物所排放的惡臭污染物濃度值。大規(guī)模污水處理廠惡臭現(xiàn)象更為明顯，污水處理廠內(nèi)部密閉的構(gòu)筑物惡臭濃度明顯更高。惡臭物質(zhì)的排放隨著污水生物處理過程的延伸而有所緩和，好氧池由于溶解氧較高，部分惡臭污染物的排放濃度顯著低于預(yù)處理區(qū)域污泥處置過程中的濃度，由于有機(jī)負(fù)荷率升高，臭氣污染更加嚴(yán)重[4]。

化學(xué)洗滌法即化學(xué)吸收法、濕式吸收氧化法等，是結(jié)合酸堿中和反應(yīng)以及氧化反應(yīng)的原理，利用吸收塔作為反應(yīng)裝置。填料塔循環(huán)液流動(dòng)方式有逆流循環(huán)式和錯(cuò)流循環(huán)式，逆流循環(huán)式應(yīng)用較多。當(dāng)惡臭污染物濃度高、性質(zhì)復(fù)雜時(shí)，需要兩個(gè)或以上的填料塔串聯(lián)，惡臭氣體自下向上流動(dòng)，洗滌液先從下到上再從上到下循環(huán)流動(dòng)，通過惡臭氣體與洗滌液反復(fù)接觸反應(yīng)生成無味物質(zhì)。洗滌處理設(shè)施包括洗滌塔、洗滌液循環(huán)系統(tǒng)、投藥系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、富液處理系統(tǒng)和除霧裝置。

常見的生物除臭技術(shù)主要有堿液噴淋工藝、生物過濾工藝和生物噴淋洗滌工藝，惡臭氣體中的有害成分來自污水，利用微生物將污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行消化分解[6]。生物填料塔基本原理微生物在填料層中掛膜而形成微生物膜，臭氣經(jīng)過微生物膜，有機(jī)惡臭成分被微生物吸收、消化、降解成為二氧化碳和水等無害產(chǎn)物[6]，該項(xiàng)目采用的是生物除臭法。

活性炭吸附法是一種物理除臭方法，活性炭（AC）具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、高比表面積、豐富的表面活性基團(tuán)，能夠?qū)撼粑镔|(zhì)特異性吸附，除臭效率比其他物理法高，能夠有效地去除吲哚、硫化物等多種物質(zhì)[1]。

等離子體臭氣凈化器是采用高壓發(fā)生器產(chǎn)生低溫等離子體，通過凈化器的惡臭有機(jī)廢氣分子轉(zhuǎn)化成各種活性粒子后與空氣中的O2結(jié)合生成H2O和CO2等而得到凈化。等離子體除臭方法在應(yīng)用時(shí)，應(yīng)使臭氣中的可燃成分總濃度低于混合爆炸下限，含硫化氫及反應(yīng)產(chǎn)物含腐蝕性成分的臭氣處理，離子反應(yīng)器不得與臭氣接觸。

在非封閉空間或者需要改善空氣質(zhì)量的空間，可考慮采用植物液霧化處理。植物液除臭是采用專門的除臭設(shè)備將植物除臭劑霧化，形成細(xì)微的霧狀顆粒，利用霧滴巨大的比表面積，高效吸附空氣中的惡臭污染物，被吸附的惡臭分子與植物液中的酸性緩沖液發(fā)生反應(yīng)生成無機(jī)鹽。從數(shù)百種自然植物中提取出汁液，植物液無毒、無燃燒性、無刺激性，根據(jù)臭氣成分的選用。

六、結(jié)語

城鎮(zhèn)污水處理廠在改善水體污染及城市環(huán)境的同時(shí)又產(chǎn)生新的氣體污染物危害，針對(duì)不同構(gòu)筑物釋放惡臭氣體的濃度和排放特征，進(jìn)一步研究惡臭污染物收集、凈化處理技術(shù)，優(yōu)化污水處理系統(tǒng)的除臭設(shè)計(jì)尤為必要。