污水處理廠后評估大氣環境監測點位布設研究

陳穎慜

污水處理廠后評估大氣環境監測點位布設研究

陳穎慜

福州市環境科學研究院

對城市污水處理廠惡臭源頭進行分析，研究為確定污水處理廠大氣環境防護距離需如何設置監測點位，結合實際經驗，對城市污水處理廠后評估大氣監測工作中存在的一些疑難問題進行探討。

污水處理廠 后評估 大氣監測點位

0 前言

根據統計資料，截至2012年5月底，福州市區已建有3座城市污水廠投入運營，處理能力達42.5萬噸/日，這些污水處理廠在很大程度上改善了水環境，但是污水及污泥處理處置過程中產生的惡臭污染卻越來越嚴重。由于經濟快速發展和人口的增長，多數污水處理廠在設計和建廠時估計不足，有些污水處理廠被城區包圍或臨近城區，且多數污水處理廠基本采用敞開式處理構筑物露天運行，污水處理過程中產生的惡臭污染已經對周邊環境造成了嚴重影響，環保部門收到的居民投訴日益增多，惡臭問題越來越受到人們的關注。

1 惡臭來源

污水處理廠的臭氣產生源主要分為污水處理系統和污泥處理系統。污水處理系統中的臭氣源主要分布在進水泵房、預處理、初級處理、污泥處理上清液等，曝氣池的攪拌和充氧也會產生部分臭氣。污泥處理系統中的臭氣來源主要分布在污泥濃縮、厭氧消化后的污泥脫水和污泥堆放、外運過程，由于對不穩定污泥進行壓縮、剪切作用，產生蛋白質類生物高聚物，其分解產生大量臭氣。惡臭物質主要是氨、硫化氫、甲硫醚和甲硫醇等。

1.1 惡臭成分

生活污水包含足夠的有機硫和無機鹽，微生物消耗有機物、硫和氮，分解有機物形成了各種有機氣體組成的惡臭，惡臭中主要的無機氣體是硫化氫和氨氣。

硫化氫氣體是污水收集和處理系統中最常見的異味氣體，有氫氣體是在厭氧條件下細菌還原硫而形成的SO42-+ 有機物→S2-+ H2O +CO2，S2-+2 H+→H2S。在pH為9左右，99%以上的硫化物溶解在水中，硫以沒有異味的HS形式存在，如果pH保持在8以上，硫化氫氣體不會釋放，低于這個pH值，會從污水中釋放出來，而pH大于9時會釋放出氨氣。

污水中的固體顆粒經過厭氧消化和好氧消化產生大量的氨氣。正常pH值條件下，氨氣在水中溶解度較大，但當pH值升高時，氨氣極易揮發，因此在使用苛性堿作為調節劑的污泥處理過程中產生的氨氣濃度通常很高。

1.2 惡臭污染源

在污水處理廠中，惡臭濃度最高處為污泥處置工段，惡臭逸出量最大的工段是好氧曝氣池，在曝氣過程中惡臭物質逸入空氣。表1為一般城市污水處理廠各處理單元排放氣體中硫化物的百分比。惡臭物質的逸出主要來源于預曝氣池和曝氣池，所占比例和曝氣設計參數有關。

表1 城市污水處理廠排放氣體中硫化物的百分比

1.3 惡臭物質逸出方式

污水處理廠的惡臭物質逸出量受污水量、污泥量、污水中溶解氧量、污泥穩定程度、污泥堆存方式及數量、日照、氣溫、濕度、風速等多種因素影響。惡臭物質擴散有兩種形式的衰減，一種是三維空間的物理衰減，另一種是惡臭物質在日照、紫外線等作用下經過一定時間的化學衰減。惡臭的排放形式與污水處理廠的設計有關，可以是無組織排放，也可以是有組織排放。目前城市污水廠的惡臭一般以無組織面源形式排放。

2 無組織排放廢氣監測

污水處理廠惡臭主要以無組織形式排放，無組織監測點位的設置是污水處理廠后評估大氣監測的關鍵，《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）、《大氣污染物無組織排放監測技術導則》（HJ/T58-2000）和《環境影響評價技術導則大氣環境》（HJ2.2-2008）規定了設置的原則和方法。但實際監測中會遇到各種各樣的情形，應根據實際情況確定具體的監測方案。

2.1 采樣點位的設置

在監測前需全面了解企業的基本情況，收集環評及批復、竣工驗收及批復、氣象等有關資料，了解污染源的產生位置和影響情況，從而為監測點位的設置提供依據。

監測點位應包括周界濃度最高點或排放源下風向的濃度最高點。需結合無組織排放廢氣的顏色、嗅味和地形等特點來判斷待測污染物的運動狀況和可能的濃度最高點，并據此設置監測點，設置的基本原則為：(1)一般監控點設在周界外10m范圍內，與排放源的距離為2~50m，采樣口高度為1.5m。(2)當采樣口周圍有樹木、圍墻等障礙物時，須將采樣口抬高，并高出阻礙物20~30m。(3)有多個不同種類無組織排放源多處排放點時，應在不違反原則的前提下科學合理地給予解決。安排無組織廢氣的種類，與排放源的距離設置監控點，并結合企業的平面布置，盡可能減少監控點的數目。

污水處理廠的大氣環境防護距離一般為100~300m，首先應根據環評結論、現場嗅聞調查預估大概的大氣環境防護距離，在下風向離廠界10m，50m，100m，150m……300m處設置監測點位。監測點位應包括無組織排放濃度影響最高點。

2.2 監測時間選取

應選擇不利于污染物擴散和稀釋的氣象條件。采樣時段應選擇上午9點之前，16時之后，熏煙天氣以上午8時～10時之間最為適宜，同時要注意避開陽光較強烈的天氣和時段。

3 監測實例

下面以福州某污水處理廠為例，說明無組織廢氣監測的點位設置原則。

3.1 惡臭來源

污水處理廠惡臭主要來自粗格柵及進水泵房、細格柵及曝氣沉砂池、污泥濃縮池及儲泥池、污泥脫水機房。主要污染物為氨氣和硫化氫。

3.2 監測點位布設

根據現場踏勘、環評結論及當時氣象條件，決定布設5個監測點，在廠界外10m、50m、100m各設一個點，并在8時、16時、20時取樣監測，見圖1。

圖1 監測點位示意圖

3.3 監測結果

監測結果見表2。

表2 監測結果一覽表 單位：mg/m3

由監測結果可以得出：H2S濃度均符合TJ36-79《工業企業設計衛生標準》居住區大氣中最高容許濃度，即0.01 mg/m3，而NH3濃度在50m范圍內均超標，因此該污水處理廠大氣環境防護距離為100m，和環評結論一致。

4 結論

由以上分析可知，在實踐工作中要做好污水處理廠后評估大氣環境防護距離的確定，需找出無組織廢氣的排放源，選擇合適的氣象條件，結合環評結論和現場踏勘，科學合理設置監測點位，根據監測結果可劃定大氣環境防護距離。

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