城鎮污水處理廠含硫惡臭污染源強監測及治理

郝愛榮

（禹州市環境監測站 河南禹州 461670）

引言

隨著工業化、城鎮化進程加快，為滿足日益增長的污水處理需求，我國加快了城鎮污水處理廠建設規模和數量。據統計，截至2019 年12 月底，我國累計建成4119 座污水處理廠，全國污水處理能力達1.82 億噸/日，主要集中于人口、工業發展迅速的河南、廣東、山東、江蘇和浙江等省份。此外，我國的城市垃圾歷史積累的存量已經超過了60 億噸，約有2/3 的城市不同程度地受到垃圾的包圍和影響。雖然城鎮污水處理廠的興建和投入使用使污水排放總量得到有效控制，處理率逐年攀升，但其在運營過程中產生大量惡臭氣體給周邊生態環境造成嚴重影響卻不容忽視。

污水處理廠處理工藝有多模式AA/O 生化處理工藝+深度處理、多模式A/A/O+深度處理和高濃度A/A/O+MBR、氧化溝等，不同地方的污水處理廠根據其水質、水量的不同，選擇不同的處理工藝，污水處理工藝的選擇會對污水處理廠廢水中含硫惡臭氣體收集、分析、處理產生一定影響[1]。本文依據我國出臺的《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）對河南省鄭州市某城鎮污水處理廠建成運營初期三甲胺、二硫化碳、苯乙烯、甲硫醚、甲硫醇、氨、硫化氫、二甲二硫等8 種惡臭污染物進行了監測，并系統分析了氣體污染物濃度及來源，為相應治理措施的選用提供精準指導。

1 研究資料

1.1 基本情況

河南省鄭州市某城鎮污水處理廠二期工程于2019 年12 月建成，處理工藝為“曝氣除油沉砂池+水解沉淀池+曝氣生物濾池（DN/CN）”，設計日處理能力25 萬m3/d。進水主要來自周邊城鎮居民的生活污水，排水水質按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（18918-2002）一級A 排放標準。主要設計進水、出水水質指標見表1。

表1 某污水處理廠設計進、出水水質 mg·L-1

1.2 樣品采集

采用聚四氟乙烯氣體采集袋分別從惡臭污染物暴露源頭處、50m、100m、150m、200m、300m 處取氣（廠界上風向設對照點位1 個，下風向設對照點位4 個）。采樣時氣象條件為：靜風，晴，氣溫20-30℃、大氣壓100-110kPa。

1.3 監測結果

運用氣相色譜-質譜聯用儀對硫化氫、甲硫醇、乙硫醇、等8種含硫惡臭污染物進行了定性準確的和定量分析，具體監測結果見表2。

表2 廠界無組織含硫廢氣監測結果 mg/m3

2 惡臭源強分析

2.1 惡臭污染特點

城鎮污水處理廠含硫惡臭污染具有氣味復雜性、低閾值、持續性等特點。首先是氣味復雜性。城鎮污水處理廠含硫惡臭污染源主要來自廢水中有機物分解及復合過程中產生的，惡臭污染物達數十種，不同物質的發臭機理及強度也不盡相同，且不同源的復合臭氣特點不同；其次是閾值低[2]。從城鎮污水處理廠的含硫惡臭氣體監測來看，每立方米達數十微克，即可感覺到氣味；再次是持續性[3]。城鎮污水處理廠含硫惡臭氣體的排放、散發具有持續性，且隨著溫度、距離的變化而變化，影響著不同區域，給周邊產生持續的影響。

2.2 污染源位置

從監測結果來看，該污水處理廠主要來自惡臭氣體污水處理區、污水進水水區。含硫惡臭氣體組分復雜，硫酸鹽濃度高、含鹽量大、惡臭氣體點位分散且眾多。其中，污水處理區的含硫惡臭氣體主要集中于污泥脫水間、污泥濃縮池區域；進水區的含硫惡臭氣體主要來自格柵、泵站和沉砂池。

2.3 污染源強

從含硫惡臭氣體的表現形式來看，含硫惡臭氣體的逸出量受到了污水處理廠污水性質、氣溫高低、日照長短等方面的影響，且含硫惡臭氣體擴散向周邊呈現出物理衰減形式，即，受到城鎮污水處理廠三維空間逐漸向四周稀釋擴散，隨著離污染源距離越遠，含硫惡臭氣體污染物濃度逐漸降低的特點；化學衰減則主要表現為在日照和紫外線等作用下，其含量濃度不斷的呈現出稀釋擴散的特點。

綜上，從惡臭污染源位置來看，含硫惡臭氣體主要來自水解沉淀池、污泥脫水間、濃縮池等區域；從時間上來看，含硫惡臭氣體的污染源強表現出夏季因溫度高，蒸發快，硫酸鹽濃度較低，但也超過了200mg/L，冬季因氣溫低、蒸發慢，硫酸鹽濃度較高，一般達到了500mg/L；從硫酸鹽濃度變化情況來看，從城鎮污水處理廠的進水再到沉砂池，經處理工藝處理之后，出水經水解池水解酸化，污水中的硫酸鹽濃度含量逐步降低[4]。因此，水解池能夠很好地發揮著水解、酸化的效果，從而達到降低惡臭氣體中的含硫物，使含硫惡臭氣體隨著污水逸出污水處理廠周邊環境。

3 污水處理廠惡臭氣體治理措施

目前，處理城鎮污水廠含硫惡臭氣體的工藝方法主要有物理工藝、化學工藝、生物工藝，以及各種工藝的組合。不同工藝具有其應用特點，相比于物理工藝、化學工藝，例如，可采用“生物洗滌+生物滴濾”復合生物法、生物濾床、生物洗滌法、生物土壤法、洗滌式活性污泥法等等。其中，生物工藝技術處理污水處理廠含硫惡臭氣體具有易管理、成本低、無二次污染等特點。該污水處理廠選用“洗滌+生物床過濾”組合法除臭工藝。

3.1 工藝內容

針對該污水處理廠的含硫惡臭氣體主要來自格柵間、泵站、沉砂池、生物濾池等區域，因此，需要選用相應的構筑物，做好密閉。然后再利用相應管道，將密閉區域的含硫惡臭氣體輸送至獨立除臭工藝環節，經處理達標后排放。

3.2 工藝運用

根據對該污水處理廠的惡臭氣體排放量的調查和計算，以及排放的時間特點，最終選用“洗滌+生物過濾”作為除臭設備。該除臭設備主要用以收集相關區域的含硫惡臭氣體[5]。該污水處理廠預洗段選用塑料空心球內填海綿填料，生物濾床則選用掛膜有機木料，洗滌段則選用塑料空氣球內填海綿填料。在水解生物濾池與水解池均采用工業膜加蓋，選擇強防腐膜材料，膜材料中間選高強聚酯纖維，纖維表面涂聚氯乙烯合金涂層，使其具有很好的抗菌、耐腐蝕、耐酸等功能[6]。將污水處理廠內的各個格柵都選用鋁合金框架，采用加蓋形式，預留部分檢修窗。室內風管選用UPVC 材質，室外風管選用FRP 材質，根據內外風管口徑及部位的不同，配置相應的支架和橋架。

3.3 處理效果

經過一段時間處理后并經現場監測，該污水處理廠廠界周邊已無感官上明顯硫化氫惡臭氣味。根據所規定的監測方法，經監測，除臭構筑物外圍6m 內環側，以及廠界取樣監測，滿足《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）二級排放標準，達到了預期除臭效果。

結語

綜上，城鎮污水處理廠含硫惡臭氣體的無組織排放，隨著距離的增加，含硫惡臭氣體的濃度也會逐漸的由大變小，并且其含硫惡臭氣體排放濃度也受到城鎮污水處理廠的垃圾堆體體積、堆放時間、處理工藝、日照、濕度等各種因素影響[7]。文中所研究的城鎮污水廠處理含硫惡臭氣體，選用“洗滌+生物濾床過濾”聯合除臭工藝，經實際運行和現場監測，達到了《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）二級排放標準，滿足了廠界惡臭污染物控制要求，降低惡臭氣味對污水處理廠周圍環境的影響，達到了預期的處理效果[8]。但鑒于惡臭氣體排放所產生的硫化氫等具有較強的腐蝕性，因此，在城鎮污水處理廠建設過程中，選用合適的器材設備時，尤其要更加注重污水處理廠除臭設備材質的選擇時，應選擇具有較強耐腐蝕性材質的器材設備，以最大限度地減少后期城鎮污水處理廠的實際運營成本。