北塘污水處理廠防毒技術工程應用

王長金　崔永利

摘要：天津市濱海新區北塘污水處理廠設計日處理量15萬噸每天，采用先進的AAO+深床濾池工藝，有效地改變污泥脫水機房的環境，在受限空間作業時，采用先進的檢測設備、作業防護工具，確保水廠無中毒事故。文章對北塘污水處理廠的防毒技術工程應用進行了探討。

關鍵詞：硫化氫；氨；除臭；防毒；污水處理廠；AAO+深床濾池工藝 文獻標識碼：A

中圖分類號：S611 文章編號：1009-2374（2015）06-0092-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0473

1 水廠工藝簡介

北塘污水處理廠日處理污水15萬噸每天，采用AAO+深床濾池工藝，污泥處理采用污泥直接濃縮脫水工藝。生物池設置厭氧池以提高生物除磷效果，缺氧區完成硝酸鹽反硝化即脫氮，好氧區完成生物脫碳及硝化。通過綜合、類比等分析，該廠涉毒的職業危害因素主要是硫化氫及微量氨，具體區域有進水泵房及粗格柵、細格柵及沉砂池、初次沉淀池、生物池、污泥濃縮脫水機房設備間等。

2 污水工藝場所毒氣分析

該廠所涉及硫化氫、氨等危害因素，主要是市政生活、工業廢水在管道深井停留時由于厭氧細菌等作用釋放，所產生的惡臭氣體大致有魚腥臭[胺類CH3NH2，（CH3）3N]、氨臭（氨NH3-N）、腐肉臭[二元胺類NH2（CH2）4NH2]、腐蛋臭（硫化氫H2S）、腐甘藍臭[有機硫化物（CH3）2S]、糞臭（甲基吲哚C8H5NHCH3）以及某些生產廢水的特殊臭味。臭氣中的主要成分是硫化氫、氨和甲硫醇。從惡臭危害來看，硫化氫最嚴重（檢測濃度在10～50ppm之間），其次是氨、甲硫醇。而硫化氫、甲硫醇的惡臭強度最高。由于上游泵站供水量，居民、工業廢水性質不宜控制等，所以該廠的防毒技術主要依靠新防毒除臭工藝技術的應用而控制。

3 污泥處理工藝毒氣分析

該廠初沉池的污泥和二沉池的剩余污泥通過污泥泵將污泥送至污泥均質池充分攪拌混合，再送入離心濃縮脫水機脫水，脫水后污泥通過外運，污水回流至進水泵房。該區域的惡臭毒氣主要來自初次沉淀池生污泥排放和二次沉淀池熟泥長時間停留厭氧產生，產生的量受生污泥的排量和熟污泥的停留時間決定，檢測濃度在20～100ppm之間，因而必須通過工藝控制、先進的防毒除臭技術和新的污泥離心脫水工藝技術應用而控制。

4 水廠主要毒氣控制標準

根據《工作場所有害因素職業接觸限值 第1部分：化學有害因素》（GBZ2.1-2007），北塘污水處理廠除臭系統，排出的氨、硫化氫等污染物，需達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中大氣污染物排放標準的二級標準。其中硫化氫在工作場所最高容許濃度為10mg/m3，廠界為0.06mg/L，氨的廠界控制濃度為1.5mg/L，時間加權平均容許濃度為20mg/m3，短時間接觸容許濃度為30mg/m3。

5 防毒技術簡介

該廠用于除臭的生物凈化系統可去除臭氣中的細菌、可吸入顆粒物等有害物質，對硫化氫、氨同樣具有分解作用。防毒新工程技術措施主要有：（1）預處理區域及生物池厭氧、缺氧構筑物應用改良濾池除臭工藝；（2）污泥處理工藝采用處理過程幾乎完全封閉的污泥濃縮離心脫水機工藝和改良濾池除臭工藝；（3）為檢維修人員配置毒物實時監測裝置和長管正壓式空氣呼吸器等技術措施。

5.1 預處理區除臭工藝應用實踐

5.1.1 水廠除臭工藝簡介。水廠除臭工藝采用的是改良生物過濾法，在粗格柵、細格柵、進水泵房等區域主要利用溝渠的特性和上覆玻璃鋼蓋板、玻璃鋼管道等構成區域內密閉的集氣與輸氣系統通關變頻風機將臭毒氣引入1號箱式生物除臭系統；在面積較大的初次沉淀池、生物池厭氧及缺氧池則預制的水泥混凝土面封閉區域，預留必要的檢修孔也通過小型的玻璃鋼蓋板密閉，臭毒氣通過大型引風機由玻璃鋼管道輸送至2號箱式生物除臭系統。

為了避免氣味源氣味擴散，擴散源進行封閉，并使它處于負壓狀態。吸氣量的大小根據室內是否進人，按2～8次/小時換氣量計算；有人長時間工作的空間，空氣交換量為4～8次/小時。收集到的氣體被送到生物過濾池處理，為去除廢氣中的小顆粒、灰塵和油分，我們改良噴灑水霧系統，既增加空氣濕度，又起到凈化作用，運行中根據風壓變頻調節噴水量，維持洗滌器中氣體所要求達到的濕度。

5.1.2 除臭工藝原理。在適宜的條件下，箱式生物除臭系統內，微生物長在木屑等固體濾料上，載體上生長的微生物承擔了物質轉換的任務，臭毒氣先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成毒氣的除臭過程。箱式生物濾池可使微生物保持高的活性，并提供足夠的有機養分、適宜的濕度、pH值、氧氣含量、溫度和營養成分等。

除臭防毒過程大概有三個同時進行的過程，首先臭毒氣進入加濕區加濕，完成了對臭氣水的吸收、除塵及加濕的預處理，再者未清除的惡臭氣體進入生物濾床過濾區，通過過濾層時，污染物從氣相中轉移到生物膜表面，進入固相生物膜的惡臭成分被氧化分解去除，同時微生物把吸收的惡臭成分作為能量來源，用于進一步的繁殖。

通過綜合生物鏡檢，發現固體載體上含有大量的綜合性復合細菌種群，其降解惡臭毒氣的效果隨著時間推移，效果越好。臭氣中的硫化氫在自養硫化細菌作用下被氧化分解成S、SO32-、SO42-，氨在消化細菌的作用下則被氧化分解成NH4+、NO2-、NO3-。在濾料上輔以的適宜溫度、濕度、酸堿度、氧以及營養物質，使得起凈化作用的多種微生物能夠共同繁殖，同時達到處理多種臭氣污染物的目的。微生物代謝毒臭氣后大量生長繁殖，為原生動物提供大量養料，促進了原生動物的生長繁殖，形成“細菌——藻類——原生動物”一條食物鏈，并保持了系統的良性循環。當在菌膜中出現原生動物，如草履蟲、鞭毛蟲、變形蟲等，表明惡臭去除效果明顯。

5.2 除臭系統與離心式污泥濃縮脫水機系統的聯合應用

該廠脫水機采用的是離心式脫水機，污泥被輸送至離心濃縮脫水機，全過程幾乎封閉式運行，脫水后廢液通過排水管道排走，無需另外增設封閉罩。該脫水車間設置除臭系統一套，空氣交換量為8次/小時，為24小時運行；事故通風機系統一套，通過車間內部的3臺在線硫化氫探測儀實行自動連鎖運行，保證脫水機房發生毒氣泄露時自動啟用事故排風，保證工作場所毒氣低于10mg/m3。

5.3 先進的作業檢測等防護裝備及自動化應用

為做好放空清理和維修，污水廠配備2臺復合型便攜式氣體檢測儀、2臺長管正壓式空氣呼吸器，在受限空間作業時按照有關國家標準執行先審批再檢測后作業原則實施，一般進行此操作維修時硫化氫含量控制在8mg/m3以下，設有監護人、檢測人，佩戴正壓式防毒面具，同時佩戴保險繩等安全措施，通過該標準化的作業程序，確保廠區施工維修人員不發生中毒事故。

該廠污水處理全過程采用PLC全自動控制系統控制，各在線監測毒臭氣的探頭將實時監測數據傳至中央控制室，若探頭檢測某種毒氣超標時在現場的變送器發出“滴滴”警報聲，提示現場人員做好相關措施，同時中控室控制主機發出警報，由中央控制室調度實施生產調度，避免現場人員誤入有毒氣體環境。

參考文獻

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作者簡介：王長金（1982-），男，山東臨沂人，天津濱海新區環塘污水處理有限公司助理工程師，研究方向：污水處理廠安全管理。

（責任編輯：黃銀芳）