关于城市污水处理厂恶臭污染问题的探讨_论文发表__墨水学术,论文

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:271

副标题#e#
　　关于城市污水处理厂恶臭污染问题的探讨
　　林永启1陈建军2
　　1满城县环保局2地球物理勘查院河北保定
　　摘要：城市污水处理厂恶臭源头分析，及对环境造成的影响，并探讨了城市污水处理厂恶臭控制措施及相关的卫生防护距离。
　　关键词：城市污水处理厂恶臭控制措施
　　为了落实《渤海碧海行动计划》和《渤海流域污染治理规划》确定的污染防治任务，华北地区城镇污水处理厂建设进度加快，但随着城市污水处理厂的建设，污水处理厂本身产生的废气污染尤其是恶臭已一定程度上影响了所在地区的环境空气质量，近年污水处理厂选址不当造成的环境纠纷和污染事件时有发生。因此，对城市污水处理厂恶臭污染物的控制和影响分析成为环境影响评价过程中的重要章节，其结论成为城市污水处理厂选址的重要组成因素之一。
　　1.城市污水处理厂恶臭污染源分析
　　通过对保定、定州、安国污水处理厂等项目的环境影响评价分析及类比调查中发现，城市污水处理厂的恶臭污染源主要来自格栅、进水泵房、沉砂池、生化反应池等设施，恶臭的主要成分是硫化氢、氨、挥发酸、硫醇类等。
　　1.1产生臭味的物质
　　臭味的产生与污水的收集、处理过程和处理系统的操作有关。在生活污水以及被厌氧微生物占据的固体上都产生臭味。这些微生物消耗有机物、硫和氮。通常生活污水包含足够的有机硫和无机盐，臭味的成分包括有机、无机分子，两种主要的无机气体是硫化氢和氨。有机臭味通常是生物体活动的结果，它们分解有机物形成了由各种有机气体组成的恶臭。
　　硫化氢气体是污水收集和处理系统中最常见的异味气体，有氢气体是在厌氧条件下细菌还原硫而形成的。
　　在pH为9左右，99%以上的硫化物溶解在水中，如果pH保持在8以上，硫化氢气体不会释放。低于这个pH值，会从污水中释放出来，而pH大于9时会释放出氨气。
　　1.2恶臭污染源
　　在污水处理厂中，恶臭浓度最高处为污泥处置工段，恶臭逸出量最大的工段是好氧曝气池，在曝气过程中恶臭物质逸入空气。
　　在采用厌氧消化池处理工艺的污泥处理单元，排放气体的主要成分为甲烷和一氧化碳，硫化物的比例仅为0.01-1%，氮的比例为2-6%。
　　1.3恶臭物质逸出方式
　　污水处理厂的恶臭物质逸出量受污水量、污泥量、污水中溶解氧量、污泥稳定程度、污泥堆存方式及数量、日照、气温、湿度、风速等多种因素影响。恶臭物质扩散有两种形式的衰减，一种是三维空间的物理衰减，另一种是恶臭物质在日照、紫外线等作用下经过一定时间的化学衰减。恶臭的排放形式与污水处理厂的设计有关，分无组织有组织排放。就目前城市污水处理厂的工艺和恶臭控制措施下，一般情况恶臭以无组织面源形式排放。
　　1.4污水处理设施臭气主要成分的物质浓度
　　地域不同，水质各异，产生臭气的物质和浓度随着季节的更替，各污水厂处理工艺、工段（设施设备）的不同而变化。设计臭气处理设施，首先需要了解臭气的主要成分及其浓度。
　　根据国内污水处理厂多年运行监测的数据显示，污水处理厂产生恶臭的工程环节主要是曝气沉砂池、曝气池、污水泵房及污泥脱水机房。以天津纪庄子污水处理厂作类比进行实地监测，监测结果见表3。
　　表3纪庄子污水处理厂恶臭监测结果
　　取样地点 臭气浓度（无量纲） 恶臭强度（级）
　　泵房进口 41.6 3.5
　　曝气沉砂池 65.0 4.5
　　曝气池 56.0 4.5
　　污泥脱水机房 14.6 2.5
　　处理厂正门 1.5 ─
　　泥区各处理构筑物硫化氢散发情况见表4。
　　表4泥区各处理构筑物硫化氢散发情况
　　构筑物 硫化氢平均浓度(mg/L) 温度（℃） 采样时天气情况
　　污泥浓缩池 0.0047 32 多云
　　贮泥池 3.0119 33 晴
　#p#副标题#e#　脱水机房 0.0039 33 晴
　　1.5恶臭污染物环境影响分析
　　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，对其影响预测一般有模型计算和类比调查两种方法。
　　模型计算是根据工程污染源分析结果和类比实测数据，计算出具有代表性的恶臭污染物（如H2S、NH3）源强或以臭气浓度表示的臭气强度，利用选定的污染气象参数和大气扩散模型计算出不同方位、不同距离、不同气象条件下的臭气浓度和恶臭污染物浓度。
　　在许多污水处理厂评价中，臭气预测浓度值往往远低于标准值，但人们感觉臭味明显，主要原因是臭气是多种恶臭污染物和异味的综合反映，而浓度预测结果只是单一污染物的反映，因此在环境影响评价过程中还需要现场嗅闻对恶臭的环境影响进行必要的补充说明。
　　在众多恶臭类比监测中可以发现，随着距离的增加，臭气浓度也迅速下降。
　　现场调查嗅闻方法通常选择对同类规模和工艺的污水处理厂不同风向、不同距离对臭味的不同感觉进行统计分析，或者直接对厂区周围居民进行调查访问，了解他们嗅到臭味的情况，对现有污水处理厂恶臭环境影响进行的一些调查研究结果表明，正常运行时恶臭影响范围在恶臭源下风向100米距离处很容易感觉到臭味，到200米处影响已不显著，300米以外基本无影响。
　　在对保定市银锭庄污水处理厂二期扩建工程（16万立方米/日）恶臭嗅闻的类比调查中，由嗅闻结果统计可知，在污水处理设施下风向5米范围内可感觉到强烈的气味（4级），5-100米范围内很容易感觉到气味（2-4级），200米处气味很弱（2级），300米以外已闻不到臭味。
　　2.城市污水处理厂恶臭污染控制措施
　　我国在1994年1月15日由国家环保局批准实施了控制恶臭污染物的《恶臭污染物排放标准》GB14554－93，对恶臭污染物及臭气的排放浓度等做出了相关规定。
　　针对我国目前的情况，湿式吸收氧化法和生物过滤法两种技术是发展和应用的方向。
　　2.2.1湿式吸收氧化法
　　湿式吸收氧化法是一种被广泛应用于恶臭控制，非常成熟、稳定，有效的工艺方法。该工艺最适合于处理大气量，高浓度的恶臭气流，如污泥稳定、干化处理和焚烧过程所产生的恶臭等。常用的设备有填料塔、喷雾塔和文丘里洗涤塔。设计宗旨就是最大限度地增加液－气接触，增进传质速率，从而达到较高处理率。在该处理工艺中，恶臭气体首先被化学溶液吸收，然后被氧化，处理效果取决于恶臭气体在化学溶液中的溶解度。当恶臭气流中同时含有氨气，硫化氢和其它含硫气体时，通常需采用多级吸收系统，第一级用水或硫酸溶液吸收除去氨气，然后用氢氧化钠提升pH值，再由次氯酸钠等氧化剂溶液吸收和氧化其余的恶臭气体，如硫化氢，硫醇和二甲基硫等，最后经过除雾装置以后，直接排放或与干净空气混合稀释后排放到大气中去。
　　该方法的优点是通过两级或三级吸收系统，可以广泛地除去多种恶臭气体，并达到很高的去除效率。该系统可以通过调节加药量和溶液的循环流量来适应气流量和浓度的变化，因此具有较强的操作弹性。湿式吸收氧化法直接借用了化学工业里的单元操作理论和实践经验，具有非常成熟、可靠、有效，特别是占地面积小等优点，缺点是需要消耗大量的水和化学溶液，电力等。如果除雾装置设计不当，可能会在排放气体中夹带残留的氯化物，使得排气中有类似于漂白剂的气味。
　　2.2.2生物过滤法
　　生物过滤法处理过程是由天然滤料来吸附和吸收恶臭气流中的臭气，然后由生长在滤料中的细菌和其它微生物来氧化降解。通常情况下，这些天然滤料上本身固有的细菌和其它微生物就足以用来除去臭气，而非某些方法所谓细菌接种和添加化学药剂等额外工作。然而，滤料材料的选择至关重要，主要考虑因素是是否适合细菌和其它微生物的生长。可作为滤料的材料有：木屑，#p#副标题#e#垃圾堆肥过程的产物，沙、土壤、石头、贝壳等。近年来，有机或无机的人工合成材料也逐渐被开发和用作生物过滤料，特别是类似于填料塔中的有机物填料被用于生物过滤洗涤塔，由于人工合成材料的强度，比表面积和均一性等性能均优于多数天然材料，生物过滤洗涤塔的操作和处理能力上将会有一个大的飞跃，如可望将生化反应停留时间从传统的45到60秒缩短到6秒钟。这样，同样滤料通过面积的处理能力可增加7到10倍。
　　2.3常用的恶臭控制技术方法
　　恶臭控制可以采用多种方法，表5总结了几种比较常用的技术。
　　表5各种恶臭处理方式概总
　　技术方法 应用 费用 优点 缺点 去除率
　　填料式湿法吸收塔 中至重度污染；中至大型设施 中等投资和运行成本 有效可靠；年限长 必须处理化学废水；消耗化学品 99%
　　细雾湿法吸收器 中至重度污染；中至大型设施 投资较大 化学品消耗低 需要软化用水，吸收器体积较大 ／
　　活性炭吸附器 低至中度污染；小至大型设施 取决于活性炭填料的置换和再生的次数 方法、结构简易 只适用于相对低浓度的臭气，难以确定活性炭使用寿命 ／
　　生物滤池 低至中度污染；小至大型设施 低投资和运行成本 简易、运行维护最少 不适合高浓度臭气 ＞95%
　　热氧化法 重度污染；大型设施 高投资和运行成本 对臭气很有效 只经济适于大型设施的高流量、难处理的臭气 ／
　　扩散至污泥处理池 低至中度污染；小至大型设施 适用于已有风机和扩散装置 简易、运行维护最少 易侵蚀风机，不适于高浓度臭气 90～95%
　　抗臭气剂 低至中度污染；小至大型设施 取决于化学品的消耗量 低投资 臭气去除效率有限（＜50%＝ ／
　　除臭设施的设计，应根据污水（泥）处理流程，针对臭气浓度高低、风量大小等参数的不同而区别考虑，不同设施适宜采用的除臭工艺见表6。
　　表6不同设施适宜采用的除臭工艺
　　臭气源 脱臭工艺
　　沉砂池、初沉池 活性碳吸附／土壤脱臭／活性污泥法脱臭
　　反应池 活性炭吸附（必要时）
　　二沉池 原则上不需脱臭
　　污泥浓缩、存储、脱水系统 填充塔式生物脱臭法＋活性炭吸附
　　污泥焚烧、熔融系统 燃烧脱臭或填充塔式生物脱臭法＋活性炭吸附
　　污泥堆肥系统 水洗法或填充塔式生物脱臭＋活性炭吸附
　　由于臭气是低浓度、多成份的气体物质，臭气浓度的嗅觉阈值在ppb以下，通常在不到ppm级的低浓度时，臭气就会使人感到不愉快和厌恶，并对人体健康产生危害。一些资料表明，当脱臭效率达到97％时，臭气强度只降低1／2，脱臭效率达到99％时，尚存1／3的臭气强度。因此，脱臭效率几乎要求达到100％时，才能基本达到无臭强度，可见恶臭是一种难于治理的大气污染物。
　　根据工程分析和臭气浓度影响预测分析，为减轻污水处理厂恶臭对周围环境影响程度，必须采取必要的管理、合理的规划布局和控制措施。采取必要的减臭措施，污泥处理设施建议设在非完全敞开式的建筑内；污水处理厂运行过程中要加强管理，控制污泥发酵。污泥脱水后要及时清运，定时清洗污泥脱水机；粗细格栅所截留的栅渣及时清运，清洗污迹；避免一切固体废弃物在厂内长时间堆放；在各种池子停产修理时，池底积泥会暴露出来散发臭气，应取及时清除积泥的措施来防止臭气的影响；提高厂区绿地面积，在主要臭气发生源周围种植抗害性强的乔灌木，如夹竹桃、棕榈等。厂界四周种植抗污能力综合值较大的乔木，如榕树、麻谏、女贞等，即能美化环境，又能净化空气，减少恶臭。
　　3.卫生防护距离确定方#p#副标题#e#法
　　恶臭影响的敏感程度，与污水处理厂的选址直接相关。大部分城市污水处理厂的位置，一般根据城市总体发展规划确定，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，但由于恶臭的影响范围受多种因素的影响，在确定卫生防护带的最小宽度要求时，一般根据污水处理厂的规模、选择的技术工艺路线和当地所在区域的环境条件分析决定。
　　卫生防护距离的确定一般根据恶臭污染物的浓度预测，按照《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》计算卫生防护距离，然后根据周围环境敏感点的情况，根据现场调查和嗅闻调查结果进行验证，并最终确定卫生防护距离。
　　参考文献
　　1.环境影响评价工程师职业资格登记培训系列教材《社会区域》，国家环保总局环评工程师登记管理办公室，2005年12月。
　　2.《城市污水处理厂环境影响评价探讨》，李彦武，李小敏，中国环境科学研究院环境影响评价中心。