城鎮污水處理廠(chǎng)惡臭污染特點(diǎn)及防治措施探討
摘要：惡臭污染是城鎮污水處理廠(chǎng)一個(gè)二次污染問(wèn)題。針對此問(wèn)題，分析了污水處理廠(chǎng)涉及的主要惡臭原因，如惡臭物質(zhì)、污染源和污染特點(diǎn)等。根據這些原因，從選址、廢氣收集、處理技術(shù)等方面進(jìn)行了探討，提出了較為適用的防治措施。
0 引言
城鎮污水處理廠(chǎng)是重要的環(huán)境保護基礎設施，承擔著(zhù)城鎮污水凈化和處理工作，對城市發(fā)展和環(huán)境保護起到了重要作用。國務(wù)院2015 年4 月2 日印發(fā)的《水污染防治行動(dòng)計劃》中要求加快城鎮污水處理設施建設與改造，要求到2020 年，全國所有縣城和重點(diǎn)鎮具備污水收集處理能力，縣城、城市污水處理率分別達到85%、95%左右。
然而，城鎮污水處理廠(chǎng)在運行過(guò)程中不可避免的產(chǎn)生了一些二次污染問(wèn)題。其中，惡臭污染，如惡臭的散發(fā)，直接引起人們感官的不適，成為較為典型和突出的一個(gè)問(wèn)題。特別是由于城市化進(jìn)程的不斷加快，原本遠離城市生活區的污水處理廠(chǎng)周?chē)步ㄔO起新的生活區，而居民環(huán)保意識的不斷增強也使惡臭問(wèn)題更受關(guān)注和更加敏感，相關(guān)投訴和糾紛屢有發(fā)生。
為對惡臭物質(zhì)的排放進(jìn)行控制，《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》（GB18918-2002）中規定了氨、硫化氫、臭氣濃度等指標的廠(chǎng)界排放最高允許濃度。因此，如何消除或最大程度地減小惡臭對環(huán)境的影響是城鎮污水處理廠(chǎng)在運行過(guò)程中極需要關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題。
1 城鎮污水處理廠(chǎng)惡臭污染和污染特征
1.1 惡臭物質(zhì)來(lái)源及種類(lèi)
城鎮污水處理廠(chǎng)涉及的惡臭物質(zhì)主要是城鎮污水中含硫、含氮物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、硫酸鹽等，在厭氧或缺氧環(huán)境下通過(guò)微生物作用產(chǎn)生。其種類(lèi)繁多，且會(huì )隨著(zhù)污水水質(zhì)的變化而變化。惡臭物質(zhì)主要分為三類(lèi)：含硫化合物：包括硫化氫、甲硫醇等；含氮化合物：包括氨、吲哚、胺類(lèi)物質(zhì)等；含羰基化合物：包括乙醛、酮類(lèi)物質(zhì)等[2 ，3]，其中，最具有代表性的惡臭物質(zhì)為硫化氫和氨。
1.2 主要惡臭污染源
主要惡臭污染源包括：污水處理流程中的主要污染源和污泥處理流程中的主要污染源
1）污水處理流程中的主要污染源
城鎮污水處理廠(chǎng)污水處理流程主要污染源來(lái)自格柵間、沉砂池、生化池、二沉池、出水池等構筑物�？傮w而言，各構筑物的惡臭物質(zhì)濃度隨處理流程依次減小，主要的污染源集中在格柵間和沉砂池。依次減小原因主要為：構筑物中的惡臭物質(zhì)基本來(lái)自于市政管網(wǎng)進(jìn)水的輸入，在各處理單元的處理過(guò)程中依次逐漸得到釋放；此外，在處理過(guò)程中，污水中的含硫、含氮有機物逐漸被降解為硫酸鹽、硝酸鹽等無(wú)機物，且污水從缺氧環(huán)境轉變?yōu)楹醚醐h(huán)境，基本不再通過(guò)微生物的作用再次產(chǎn)生惡臭物質(zhì)。
2）污泥處理流程中的主要污染源
城鎮污水處理廠(chǎng)污泥處理流程主要污染源來(lái)自污泥濃縮池、污泥脫水間等構筑物。由于污泥中有機物濃度較高，容易轉變?yōu)槿毖醐h(huán)境，從而導致各類(lèi)惡臭物質(zhì)的產(chǎn)生。因此污泥濃縮池、污泥脫水間等也是城鎮污水處理廠(chǎng)的一個(gè)主要惡臭污染源。
1.3 主要污染特征
從季節上看，夏季污水中的臭氣濃度明顯高于冬季，這是因為夏季高氣溫導致微生物活性較大，產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)較多[2]，致使污水中污染物濃度更高，這在粗格柵臭氣濃度隨季節變化表現得最為明顯，而細格柵和沉砂池則與粗格柵表現出相反的變化規律。這主要是因為夏季的氣象條件更適合污水中各類(lèi)惡臭物質(zhì)的釋放，因此惡臭物質(zhì)在粗格柵的釋放比例遠高于冬季，到細格柵、沉砂池時(shí)已基本全部釋放。而在冬季，惡臭物質(zhì)從污水中釋放較為緩慢，因此細格柵、沉砂池的臭氣濃度反而高于夏季。
從各主要構筑物污染源強度看，格柵間、沉砂池和污泥濃縮池、污泥脫水間的惡臭污染物濃度遠大于生化池、二沉池等其他處理構筑物。
從排放形式看，由于早期建設的城鎮污水處理廠(chǎng)主要處理構筑物均為敞開(kāi)式，且建設時(shí)未考慮惡臭污染問(wèn)題，因此大量惡臭物質(zhì)未經(jīng)處理直接排放，對環(huán)境造成了較大影響。
2 惡臭污染主要防治措施
2.1 合理選址
由于夏季惡臭污染問(wèn)題較為顯著(zhù)，因此，城鎮污水處理廠(chǎng)應盡量選址在夏季主導風(fēng)向的下風(fēng)向，這樣可最大限度地減輕夏季污水處理廠(chǎng)對城鎮的惡臭污染。同時(shí)，由于惡臭物質(zhì)在空氣中有一定距離的擴散，因此城鎮污水處理廠(chǎng)在選址時(shí)應考慮周邊設置防護距離的條件。
但是，由于城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建設用地中很難找到最為合理的選址，只能綜合各方面因素進(jìn)行相對合理的選址。
2.2 廢氣收集
為避免惡臭的無(wú)組織污染，需將惡臭污染物收集后進(jìn)行集中處理和排放。根據污水處理廠(chǎng)各構筑惡臭污染物產(chǎn)生的規律可知，主要需將格柵間、沉砂池和污泥濃縮池、污泥脫水間的廢氣進(jìn)行收集，有條件的情況下也可將生化池等其他構筑物的廢氣收集。
對格柵間、污泥脫水間等，可設置引風(fēng)系統，同時(shí)在運行時(shí)盡量關(guān)閉門(mén)窗，使空間內形成負壓環(huán)境，提高廢氣收集效率。對沉砂池、污泥濃縮池等敞開(kāi)構筑物，首先需在池面加蓋形成封閉環(huán)境，再設置引風(fēng)系統，使空間內形成負壓環(huán)境。
對新建的污水處理廠(chǎng)，在設計時(shí)應統籌考慮廢氣收集問(wèn)題。
設置廢氣收集系統時(shí)應考慮將廢氣分類(lèi)，如格柵間、污泥脫水間等廢氣濃度較高、但氣量較小，生化池廢氣濃度較低、但氣量大，則不宜統一收集，以免影響后續處理效果。
2.3 處理技術(shù)
常見(jiàn)的惡臭處理技術(shù)主要包括吸收法、吸附法、燃燒法、低溫等離子法、除臭藥劑噴灑法、生物法等。
1）吸收法
吸收法主要是利用惡臭物質(zhì)易溶于水或某種溶液的特性，將廢氣中的惡臭污染物轉移到水或溶液中，實(shí)現除臭。該方法在應用中需根據惡臭物質(zhì)的不同選擇相應的吸收劑，如對硫化氫、氨等極易溶于水的物質(zhì)，可選擇水作為吸收劑；對酸性氣體或堿性氣體占比較大的廢氣，可相應選擇堿性溶液和酸性溶液作為吸收劑。但由于惡臭物質(zhì)種類(lèi)繁多，單一或混合吸收劑的簡(jiǎn)單組合均無(wú)法達到對大部分惡臭物質(zhì)的去除，且被吸收的污染物只是轉移到水或溶液中，可能會(huì )揮發(fā)再次進(jìn)入廢氣，因此該方法從總體來(lái)看效率不高。
2）吸附法
吸附法主要是利用活性炭等吸附劑的多孔結構吸附惡臭物質(zhì)，實(shí)現污染物的去除。但活性炭對不同惡臭物質(zhì)的吸附率差別較大，很難保證良好的吸附效果，如需提高吸附效果，需要根據具體的污染物種類(lèi)對活性炭進(jìn)行改性。此外，由于收集的廢氣濕度普遍較大，也會(huì )影響活性炭的吸附效率，且吸附飽和后的活性炭也面臨著(zhù)再生或處置問(wèn)題。
3）燃燒法
燃燒法主要包括直接燃燒和催化燃燒。
直接燃燒是在800 ℃以上的高溫下將各類(lèi)惡臭污染物徹底氧化。但由于臭氣的熱值較低，因此，在直接燃燒過(guò)程中需添加大量的燃料。
催化燃燒是在催化劑的作用下，在溫度350 ℃左右將各類(lèi)惡臭污染物氧化。但催化燃燒存在催化劑失效、需添加燃料等問(wèn)題。
總體而言，燃燒法存在投資高、運行費用大的問(wèn)題。
4）低溫等離子體法
低溫等離子體法主要通過(guò)兩個(gè)途徑實(shí)現除臭：一是通過(guò)高能電子的瞬時(shí)作用直接分解惡臭污染物；二是通過(guò)大量的高能電子、離子和自由基的作用將惡臭污染物氧化分解。該方法對各類(lèi)污染物有較好的適用性，且除臭效率較高、分解較徹底，但投資成本和運行管理難度高。
5）除臭藥劑噴灑法
該方法是利用某些天然植物提取液或人工合成物質(zhì)作為除臭劑，將其霧化后噴灑到廢氣中，利用小液滴表面吸附惡臭污染物，并與其發(fā)生聚合、取代反應等特點(diǎn)，改變分子結構，實(shí)現除臭。但該方法受環(huán)境因素影響較大，且效果不夠穩定。
6）生物法
生物法是利用附著(zhù)在填料上的微生物自身新陳代謝的作用去除惡臭物質(zhì)的方法。該方法具有運行費用低、處理效果較好的特點(diǎn)，但受環(huán)境因素影響較大，需對微生物進(jìn)行一定的馴化，使其適應環(huán)境。該方法投資成本和運行費用均較低。
綜上所述，對一般城鎮污水處理廠(chǎng)而言，生物法是一種較為適用的除臭技術(shù)，但各地也應根據不同的實(shí)際情況評估各種處理技術(shù)，當單一技術(shù)無(wú)法取得理想效果時(shí)，可考慮將兩種甚至多種技術(shù)聯(lián)合使用。
3 結語(yǔ)
惡臭污染是城鎮污水處理廠(chǎng)重要的二次污染來(lái)源，所涉及的惡臭物質(zhì)主要包括含硫化合物、含氮化合物、含羰基化合物等，其中最具代表性的為硫化氫和氨。污水處理廠(chǎng)內的格柵間、沉砂池和污泥濃縮池、污泥脫水間為惡臭的主要污染源。為有效防治惡臭污染，應著(zhù)重從合理選址、高效收集和有效處理等方面綜合考慮，使污水處理廠(chǎng)惡臭污染問(wèn)題得到妥善解決。
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