城鎮污水處理廠含硫惡臭污染源強的防治

熊付春 張 超

（1 四川攀枝花生態環境監測中心站 四川攀枝花 617000 2 攀枝花市應急管理局 四川攀枝花 617000）

引言

隨著全國污水排放量的不斷增加，面臨著較大水資源污染壓力，水體環境惡化風險持續增加。據統計，2020 年全國污水處理廠數量已經達到了2679 座，污水處理廠建設規模還在不斷增長，日處理城市污水能力達1.92 億立方米，較2019 年增長了7%。各級政府相繼加大了環保行業投入和支持力度，污水治理行業也取得了快速發展。2020 年以來，相繼出臺了一系列政策，如，生態環境部發布《排污許可證申請與核發技術規范水處理通用工序》，住建部與國家發改委聯合發布《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》，國家發改委聯合10 部門發布《關于推進污水資源化利用的指導意見》等等。這些政策措施的陸續出臺，為我國城市污水處理提供了政策保障[1]。但由于城市污水處理廠污染源排放規律缺乏正確認識，污染物堆場設置不夠科學，以及污水處理廠除臭工藝 選擇適當或工藝運行效率較低，影響了除臭效果。因此，做好城市污水處理廠惡臭污染源強的監測，及時掌握城市污水處理廠惡臭污染物及其排放特點和規律，為選擇合適除臭工藝，做好惡臭污染防治提供第一手資料。1993年，我國出臺了惡臭污染物排放相關標準，確定將氨、三甲胺、苯乙烯、硫化氫、二甲二硫、二硫化碳、甲硫醇、甲硫醚等八種惡臭污染物排放具體標準。其中，含硫類惡臭污染物占62.5%，達5種。通過污水處理廠含硫惡臭污染源強監測，實時掌握污水處理廠周邊及工藝環節大氣環境質量狀況，指導做好大氣污染防治奠定基礎。

1 研究資料

1.1 污水處理廠概況

以某城市已經投入運行的污水處理廠為研究對象。該污水處理廠設計日處理污水能力為30 萬m3，處理的污水主要來自周圍居民的生活污水。設計的出水水質按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A 標準排放。具體來說，設計的進、出水水質詳見表1。

表1 污水處理廠設計進、出水水質 mg·L-1

根據資料收集，該污水處理廠所選取的主要工藝應用為：

曝氣除油沉砂池+水解沉淀池+曝氣生物濾池（DN/CN）工藝（見圖1）。

圖1 某污水處理廠污水處理工藝

1.2 分析方法應用

根據《惡臭污染物環境監測技術規范》（HJ905-2017），每2h采集一次，采集4 次，取其最大測定值，測量某污水處理廠所在地環境溫度（25-35℃）、大氣壓力（105-150kPa），選擇晴、靜風條件下取樣。選用真空瓶、氣袋采樣。真空瓶采樣預稀釋：K=，式中：V1為真空瓶現場采集的含硫惡臭氣體樣品體積；V2為注入的空氣體積；K 則表示樣品的稀釋倍數；稀釋后的樣品實際濃度再按照公式：C=C分析×K 計算，式中：K 表示樣品的稀釋倍數，C分析，表示樣品的分析濃度；C 則表示樣品實際濃度。含硫惡臭氣體污染物選用氣譜-質譜聯用技術進行分析（GC-MS）。

1.3 污水處理廠含硫惡臭污染源強及位置

污水處理廠含硫惡臭氣體污染源強與廢水濃度、溫度、距離等因素密切相關。從污水處理廠的進水水質含量來看，由于進水水質中硫酸鹽濃度含量高，廢水中含有大量含鹽成分，且惡臭氣體呈分散、多點位擴散態勢[1]。進水水質污染物濃度含量高，其惡臭氣體中的含硫污染物含量較高。從污染源強的位置來看，水解沉淀池，原水沉淀預處理工藝環節的硫酸鹽物質含量濃度較高，且惡臭氣體中的硫化物含量也會隨著季節溫度的變化而變化。從實際監測的情況來看：

（1）季節性變化。冬季溫度低，氣體中的污染物不易擴散，惡臭氣體中含硫物質濃度高，而夏季溫度高，氣體中污染物在高溫下易向四周擴散，惡臭氣體中污染物濃度會隨之降低。（2）主要位置。根據現場的實際監測結果來看，硫酸鹽濃度從原水經沉砂池，出水經水解池水解酸化，雖然其他點位的監測結果中也有硫化物監測成分，且監測的結果也可以看出，各個點位濃度差異較大，且呈現出較為明顯的分散態勢。從污水處理的環節來看，惡臭氣體的主要發生點位位于污水處理廠的進水泵、曝氣沉砂池，以及攔截大分子物質的格柵處，從廠界監測結果來看，惡臭氣體中二氧化硫、甲硫醇、硫化氫、二乙硫醚等含硫污染物濃度隨著污染源距離的變化而變化，呈現出反向關系。即距離越遠，污染物濃度監測值越低。從污水處理廠惡臭氣體現場監測獲取的數據來看，惡臭氣體變化規律主要表現為：隨著采樣距離的不斷增加，采樣氣體中的含量惡臭濃度不斷降低，且惡臭氣體濃度受空間影響而擴散稀釋。水體中的硫酸鹽濃度含量呈現出逐漸降低的態勢。因此，從惡臭氣體發生的各個點位來看，該污水處理工藝中使用到的水解池能夠有效降低污水中的硫酸鹽濃度，經水解、酸化，水解池中的硫化物（如硫酸鹽）會轉化為含硫惡臭氣體，逐步朝著污水處理廠周圍散逸，從而呈現出惡臭氣體污染物濃度不斷呈下降趨勢。（3）工藝處理效果。根據該污水處理廠所選用的處理工藝分析，在水解池中，該處的惡臭氣體中硫化物濃度有一定提升，這是由于污水處理過程中經沉砂池曝氣而導致污水中的硫化物向周邊揮發，空氣中硫化物揮發量超過污水處理中硫酸鹽還原而產生的量[2]。可見，在該工藝使用過程中，水解池厭氧反應，污水中的硫酸鹽經還原生產硫化物，從而導致水解池中硫化物明顯要高于出水水質中的硫化物濃度，故出水環節的惡臭氣體中的硫化物含量低。

2 污水處理廠惡臭氣體原因及危害分析

2.1 原因分析

污水處理廠惡臭氣體污染源強與溫度、位置等密切相關。究其產生原因來看，鑒于污水處理廠多采用一級、二級處理，且二級處理去除有機物為主的特點。產生惡臭氣體主要因素有：（1）格柵及泵站。污水處理廠格柵長期運行積累大量柵渣，以及刮渣機運行會產生大量惡臭氣體；厭氧細菌使集水池沉淀污泥產生大量惡臭氣體。（2）預處理裝置。污水處理廠通常選用兩級處理，預處理環節的曝氣沉砂池、沉淀池常由于缺氧等，當進水BOD濃度過高時，會產生大量惡臭物。（3）生化處理裝置。污水處理廠在停留時間過短或曝氣量不足時會產生厭氧反應，便會生成大量惡臭氣體。因此，采用厭氧處理工藝的污水處理廠，惡臭氣體產生在所難免。（4）污泥濃縮及脫水裝置。在污水處理廠過濾或濃縮等環節時間停留過長，因缺氧、污泥濃縮等因素會引發惡臭氣體。（5）二次沉淀池。污水處理廠二級處理，污泥停留時間較長或得不到及時排放，便會在二次沉淀池底部發生厭氧反應，由此，也會產生大量臭氣。

2.2 現實危害

污水處理廠惡臭氣體的危害主要表現在兩個方面：

一方面，惡臭氣體會給周邊環境產生不利影響，而且隨著污水處理廠規模的擴大，便會影響到城市的發展，散發的惡臭氣體會隨著季風影響到城郊，不利于城市軟環境提升。另一方面，惡臭氣體也會對周圍居民或工作人員產生刺激性，引起人的感覺公害，長期在此環境下工作或生活，會引起食欲不振，最終危害人的身體健康。

3 污水處理廠惡臭氣體治理對策

近年來，物理法、化學法、生物法等工藝技術相繼應用到污水處理中。其中，物理法主要有水洗法與活性炭法；化學法主要有惡臭氧化法、化學洗滌法和觸媒氧化法；生物法則主要有投加藥劑法、生物過濾法和生物吸收法等。隨著污水處理的現實需要，一些聯合工藝相繼投入到了污水處理過程中，一些先進的除臭工藝技術應用到污水處理中。例如，“噴淋吸附+生物過濾”除臭工藝技術，還有“植物+微生物除臭液催化氧化法”等等，對于污水處理廠的惡臭氣體治理起到良好效果。具體來說，主要通過相關儀器設備、加蓋工程等達到除臭工作[3]。首先，安裝相應的除臭設備。例如，在選用洗滌+生物過濾除臭設備，收集各個環節所產生的惡臭氣體。另外，在污水處理廠中添加相關除臭物質，如填海綿填料、生物過濾床掛膜有機木料等。其次，加蓋工程。選用工業膜覆蓋于水解池及水解生物濾池等惡臭氣體含量較高處。再次，實時監測。對相關除臭效果進行實時監測，實時掌握污水處理廠的各項除臭效果，并及時采取相應措施。

結語

綜上，隨著污水產生量的逐年增加，做好污水處理廠惡臭氣體除臭工作，降低環境影響意義重大。既要掌握相應的監測技術，及時跟蹤、監測污水處理廠的惡臭氣體排放情況，為相關部門采取相應措施提供第一手資料，也要根據污水處理廠惡臭氣體的排放特點，采取更加有針對性的應對舉措，以達到預期效果。