城市污水处理厂恶臭浓度分布规律及其防治措施

屠艳萍,滕 腾,王如明,郑尚尚,许 晶

(1.山东省环境保护宣传中心,山东 济南 250012;2.山东环境科学学会,山东 济南 250100;3.山东海美侬项目咨询有限公司,山东 济南 250100)

城市污水处理厂恶臭浓度分布规律及其防治措施

屠艳萍1,滕 腾2,王如明3,郑尚尚2,许 晶2

(1.山东省环境保护宣传中心,山东 济南 250012;2.山东环境科学学会,山东 济南 250100;3.山东海美侬项目咨询有限公司,山东 济南 250100)

城市污水处理厂的主要大气污染物之一为恶臭污染,恶臭问题已经成为环境领域的一个重要研究课题。恶臭污染物的来源主要是初沉池等水流湍动处,其成分主要是含氮化合物、含硫化合物、含氧有机物等。分析了恶臭污染物的来源、成分和浓度分布等,对确定城市污水处理厂的卫生防护距离进行了讨论,并介绍了目前国内外主要恶臭污染防治措施。湿式吸收氧化法和生物过滤法这两种技术是当前发展和应用的方向。

城市污水厂;恶臭污染;来源;分布;湿式吸收氧化法;生物过滤法;防治措施

1 城市污水处理厂恶臭污染物来源及浓度分布

恶臭是指大气、水、土壤、废弃物等物质中的异味物质,通过空气介质作用于人的嗅觉器官,并有害人体健康的一类公害气态污染物质。恶臭不仅给人带来嗅觉上的不适,长期生活于恶臭污染的环境中,还会引起厌食、失眠、记忆力下降、心情烦躁等功能性疾病。

1.1 恶臭污染物来源

污水处理厂的恶臭气味来源有很多,如污水泵站、粗格栅、细格栅等结构部分,由于水流湍动剧烈,常会有含有H2S、NH3等恶臭气味的气体从污水中散逸;当污水进入沉淀池时,恶臭气体会在初沉池的进、出水廊道等水流湍动处产生;生化处理单元的曝气过程常常产生恶臭气体,其恶臭强度虽然比前两个阶段弱,但如果曝气不足,在流量超高时就会出现厌氧区,从而产生H2S、NH3、乙酸、硫醇等恶臭性气体[1];在污泥处理阶段,由于污泥中污染物质浓度比较大,因此产生恶臭的强度也非常大。

1.2 污水处理系统臭气的成分

污水处理系统臭气中的许多成分都已被确定,逸出的臭味气体从组成看可以分为4类：第一类是含氮化合物,如氨氮、胺类、酰胺类以及吲哚类等;第二类是含硫化合物,如硫化氢、硫醇类、噻吩类等;第三类是含氧有机物,如醇、醛、酮、酚以及有机酸等[2];第四类是烃类化合物,如烯烃、烷烃、炔烃以及芳香烃等。臭气中的主要成分是硫化氢、氨和甲硫醇(均系国内《恶臭污染物排放标准》所涉及的污染物)。

1.3 恶臭污染物浓度分布

我国城市污水处理厂所采用的工艺中,各种类型的活性污泥法仍为主流,占80%以上。在污水处理过程中,各工艺节点散发的臭气强度是不同的,通过对我国现有污水处理厂的调研,不难发现,污水处理厂恶臭发生源主要是格栅井、曝气池、储泥池、污泥浓缩池以及污泥脱水机房。

城市污水处理厂内的臭气浓度随着扩散距离的增大而衰减,不同污水处理工艺产生的臭气强度也有所不同,一般较长泥龄污水处理工艺(如氧化沟)所产生的臭气强度低于较短泥龄处理工艺(如曝气池)。但是在其影响范围内,必须采取相关处理措施,以保证能够达标排放,提高环境质量。

2 城市污水处理厂卫生防护距离的确定

恶臭污染物环境影响分析是污水处理厂环境影响评价的重点。一般来说,恶臭影响对环境的敏感程度,与污水处理厂所在地环境情况有直接关系。大部分城市污水处理厂的位置,是根据城市发展规划来确定的,通过设置一定宽度的卫生防护距离来隔离城市污水处理厂恶臭的影响,就目前我国社会经济发展水平看,是经济可行的途径。但由于恶臭的影响因素有多种,在确定卫生防护距离时,一般根据污水处理厂的实际情况,比如规模、选择的技术工艺路线和当地所在区域的环境情况来确定。

本文依据《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ 2.2-2008),采用其推荐模式中的大气环境防护距离模式来计算无组织源大气环境防护距离[3]。表1为国内几家不同生产规模和工艺的城市污水处理厂臭气检测数据统计值,表2为各厂区边界臭气浓度计算表(计算时假定NH3排放速率为0.05kg/h,H2S排放速率为0.002kg/h[4])。

表1 城市污水处理厂检测结果

表2 城市污水处理厂区臭气浓度检测

根据G B 14554—93《恶臭污染物排放标准》,高碑店污水处理厂下风向100m恶臭强度能达到2级标准,200m处能到到1级标准;福州祥坂污水处理厂和邯郸市东郊污水处理厂下风向200m处恶臭强度能达到2级标准,300m处能达到1级标准。臭气浓度随扩散距离的增大而减少,100m外臭气影响明显减弱,距恶臭源300m则已经基本无影响。一般的污水处理厂卫生防护距离都在100～300m之间。目前多数设计单位和环评单位在确定卫生防护距离时采用300m的距离,基本都能够满足要求[5]。但是对300m卫生防护距离的确定,我国基本没有明确的法律规定。

3 国内外恶臭污染防治措施

目前我国多数污水处理厂主要的恶臭污染源均为敞开式管理,大部分污水处理厂还未对恶臭污染进行有效控制。恶臭气体如果未经处理直接排放,其源强就会远远超过《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)中的有关规定。人民生活水平的提高,对环境水平的要求也越来越高。对恶臭污染,仅仅依靠增设卫生防护距离是不够的。现行的恶臭处理法,从脱除原理上可以大致概括为物理法、化学法和生物处理法三种。[6]。

物理脱臭法通常用作脱臭处理工艺的前处理,效果比较好的方法有大气稀释法和吸附法。其优点是管理方便,可回收所吸附的有用物质,吸附无选择性,负荷变化影响小;缺点是不能从根本上根除恶臭,只是转移,尚需对富集的恶臭物质进行后续处理,吸附法受臭气中水分的影响,费用高。

化学法主要有湿法化学吸收法和燃烧处理法两种。燃烧处理法对于高浓度的臭气处理一般采用直接燃烧法,但其燃料费用高,燃烧后的气体会存有NO等化学成分,可能导致二次污染,因此燃烧处理法一般不适用于污水处理厂。化学氧化法是湿法化学吸收法的一种重要方法,常用氧化剂包括臭氧和活性氧等。化学法优点是高新技术,发展前景广阔;光电化学技术,作用快速、高效,易于自动控制;缺点是高级氧化技术仍处于研发阶段,仅在室内空气净化方面等有实际应用。

生物除臭法因其简单、投资省、运行费用低、维护管理方便、效果好等优势而发展较快;其缺点是占地面积相对较大,需要生物培养,系统启动费时。生物除臭法主要包括废气通入曝气池法、生物土壤法、生物洗涤法、生物过滤法和生物滴滤法等。当前应用较多的生物除臭法是生物土壤法和生物过滤法[7]。

借鉴国外的经验,加之参考目前国内已经成功进行除臭改造的工程,不难看出现在应用比较广的方法是生物除臭法、土壤除臭法、活性炭除臭法、化学除臭法和高能离子除臭法等。在国内,青岛、广州、大连等城市就有很多污水厂除臭改造成功的案例(见表3)[8]。

表3 污水处理厂除臭成功案例

表3中,广州市大坦沙污水厂因为要处理从转运站输送过来的高浓度垃圾渗滤液,故投资费用较大。比较不同工艺的投资费用可以看出,生物过滤除臭法是比较经济、适用,能够进行推广的方法。选取何种方法对臭气进行处理还要根据污水处理系统的运行维护装抗、处理对象、臭气流量、臭气的性质特征及强度等因素来决定。对于污水处理量较大并且臭气成分稳定的污水处理厂,大多采用生物处理法或者化学吸收法进行净化处理;对于中小型以及逸出臭气成分差异比较大的污水处理厂,可采用活性炭吸附。

4 结论

目前,恶臭污染的治理在国内已受到越来越多的关注。执行严格的恶臭污染物排放标准,加大监测与治理的强度,是今后的发展要求。选择最适当的处理方法,则要根据恶臭气体的性质、浓度、处理量和来源等因素共同决定。湿式吸收氧化法和生物过滤法这两种技术则是当前发展和应用的方向[9],处理气量大、浓度高、操作稳定、效率高和占地面积小等优点,使其成为主流和首选技术。在厂区占地面积不受限的情况下,生物过滤法也是一个不错的选择。但是,不管选用哪一种技术方案,都必须聘请专业人员对整个项目产生的恶臭来源、特性和现场的实际情况做出全面、科学的调查、研究及分析,才能做出最正确的决策。

[1]王建明,袁武建,陈刚,等.污水处理厂恶臭污染物控制技术的研究[J].安全与环境工程,2005,12(3)：33-34,38.

[2]邓恩建.污水处理厂恶臭治理现状与展望[J].工业安全与环保,2008,34(4)：45-46.

[3]朱国营,刘俊新.污水处理的生物滤池除臭技术[J].中国给水排水,2003,19(8)：23-25.

[4]蔡锦钱.污水厂除臭技术及其应用[J].科技资讯,2006,35：116.

[5]郭静,匡颖,王召,等.复合床生物反应器处理恶臭气体和污水[J].中国给水排水,2001,17(9)：10-13.

[6]张荣贤.恶臭的测定与评价[J].化工环保,1996,(5).

[7]尹军,谭学军.污水污泥处理处置与资源化利用[M].北京：化学工业出版社,2005.

[8]马涛,刁锐.城市污水处理厂恶臭对大气环境的影响与防治措施研究[J].内蒙古环境科学,2009,24(4)：82-84.

[9]徐晓军,宫磊,杨虹.恶臭气体生物净化理论与技术[M].北京：化学工业出版社,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

屠艳萍(1968—),女,山东诸城人,毕业于山东师范大学汉语言文学专业,现从事环保宣传工作。