城鎮(zhèn)污水處理廠含硫污染源監(jiān)測治理

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摘要：近年來，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市污水排放量逐年增加，為有效處理這些城鎮(zhèn)污水，各地紛紛加大了城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)力度。但城鎮(zhèn)污水處理廠運營過程中產(chǎn)生的大量惡臭氣體給周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響卻不容忽視。并且，城鎮(zhèn)污水處理廠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(chǎn)生一定影響。文章以河南省鄭州市某污水處理廠為例，對城鎮(zhèn)污水處理廠在建設(shè)后運營過程中8種含硫惡臭污染物監(jiān)測結(jié)果、污染源強(qiáng)及位置進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的污染防治對策，為城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭污染物治理提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)污水處理廠；污染源強(qiáng)；污染防治

引言

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，為滿足日益增長的污水處理需求，我國加快了城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)規(guī)模和數(shù)量。據(jù)統(tǒng)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(dá)1.82億噸/日，主要集中于人口、工業(yè)發(fā)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(jīng)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(zhèn)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(chǎn)生大量惡臭氣體給周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)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(jù)其水質(zhì)、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(chǎn)生一定影響[1]。本文依據(jù)我國出臺的《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）對河南省鄭州市某城鎮(zhèn)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(jìn)行了監(jiān)測，并系統(tǒng)分析了氣體污染物濃度及來源，為相應(yīng)治理措施的選用提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。

1研究資料

1.1基本情況

河南省鄭州市某城鎮(zhèn)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(shè)計日處理能力25萬m3/d。進(jìn)水主要來自周邊城鎮(zhèn)居民的生活污水，排水水質(zhì)按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（18918-2002）一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。主要設(shè)計進(jìn)水、出水水質(zhì)指標(biāo)見表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(fēng)向設(shè)對照點位1個，下風(fēng)向設(shè)對照點位4個）。采樣時氣象條件為：靜風(fēng)，晴，氣溫20-30℃、大氣壓100-110kPa。1.3監(jiān)測結(jié)果運用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對硫化氫、甲硫醇、乙硫醇、等8種含硫惡臭污染物進(jìn)行了定性準(zhǔn)確的和定量分析，具體監(jiān)測結(jié)果見表2。

2惡臭源強(qiáng)分析

2.1惡臭污染特點

城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭污染具有氣味復(fù)雜性、低閾值、持續(xù)性等特點。首先是氣味復(fù)雜性。城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭污染源主要來自廢水中有機(jī)物分解及復(fù)合過程中產(chǎn)生的，惡臭污染物達(dá)數(shù)十種，不同物質(zhì)的發(fā)臭機(jī)理及強(qiáng)度也不盡相同，且不同源的復(fù)合臭氣特點不同；其次是閾值低[2]。從城鎮(zhèn)污水處理廠的含硫惡臭氣體監(jiān)測來看，每立方米達(dá)數(shù)十微克，即可感覺到氣味；再次是持續(xù)性[3]。城鎮(zhèn)污水處理廠含硫惡臭氣體的排放、散發(fā)具有持續(xù)性，且隨著溫度、距離的變化而變化，影響著不同區(qū)域，給周邊產(chǎn)生持續(xù)的影響。

2.2污染源位置

從監(jiān)測結(jié)果來看，該污水處理廠主要來自惡臭氣體污水處理區(qū)、污水進(jìn)水水區(qū)。含硫惡臭氣體組分復(fù)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(qū)的含硫惡臭氣體主要集中于污泥脫水間、污泥濃縮池區(qū)域；進(jìn)水區(qū)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(qiáng)

從含硫惡臭氣體的表現(xiàn)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(zhì)、氣溫高低、日照長短等方面的影響，且含硫惡臭氣體擴(kuò)散向周邊呈現(xiàn)出物理衰減形式，即，受到城鎮(zhèn)污水處理廠三維空間逐漸向四周稀釋擴(kuò)散，隨著離污染源距離越遠(yuǎn)，含硫惡臭氣體污染物濃度逐漸降低的特點；化學(xué)衰減則主要表現(xiàn)為在日照和紫外線等作用下，其含量濃度不斷的呈現(xiàn)出稀釋擴(kuò)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(qū)域；從時間上來看，含硫惡臭氣體的污染源強(qiáng)表現(xiàn)出夏季因溫度高，蒸發(fā)快，硫酸鹽濃度較低，但也超過了200mg/L，冬季因氣溫低、蒸發(fā)慢，硫酸鹽濃度較高，一般達(dá)到了500mg/L；從硫酸鹽濃度變化情況來看，從城鎮(zhèn)污水處理廠的進(jìn)水再到沉砂池，經(jīng)處理工藝處理之后，出水經(jīng)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(fā)揮著水解、酸化的效果，從而達(dá)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(huán)境。

3污水處理廠惡臭氣體治理措施

目前，處理城鎮(zhèn)污水廠含硫惡臭氣體的工藝方法主要有物理工藝、化學(xué)工藝、生物工藝，以及各種工藝的組合。不同工藝具有其應(yīng)用特點，相比于物理工藝、化學(xué)工藝，例如，可采用“生物洗滌+生物滴濾”復(fù)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(shù)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(nèi)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(qū)域，因此，需要選用相應(yīng)的構(gòu)筑物，做好密閉。然后再利用相應(yīng)管道，將密閉區(qū)域的含硫惡臭氣體輸送至獨立除臭工藝環(huán)節(jié)，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放。

3.2工藝運用

根據(jù)對該污水處理廠的惡臭氣體排放量的調(diào)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(shè)備。該除臭設(shè)備主要用以收集相關(guān)區(qū)域的含硫惡臭氣體[5]。該污水處理廠預(yù)洗段選用塑料空心球內(nèi)填海綿填料，生物濾床則選用掛膜有機(jī)木料，洗滌段則選用塑料空氣球內(nèi)填海綿填料。在水解生物濾池與水解池均采用工業(yè)膜加蓋，選擇強(qiáng)防腐膜材料，膜材料中間選高強(qiáng)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(nèi)的各個格柵都選用鋁合金框架，采用加蓋形式，預(yù)留部分檢修窗。室內(nèi)風(fēng)管選用UPVC材質(zhì)，室外風(fēng)管選用FRP材質(zhì)，根據(jù)內(nèi)外風(fēng)管口徑及部位的不同，配置相應(yīng)的支架和橋架。

3.3處理效果

經(jīng)過一段時間處理后并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)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(jù)所規(guī)定的監(jiān)測方法，經(jīng)監(jiān)測，除臭構(gòu)筑物外圍6m內(nèi)環(huán)側(cè)，以及廠界取樣監(jiān)測，滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）二級排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了預(yù)期除臭效果。

結(jié)語

綜上，城鎮(zhèn)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(zhèn)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(zhèn)污水廠處理含硫惡臭氣體，選用“洗滌+生物濾床過濾”聯(lián)合除臭工藝，經(jīng)實際運行和現(xiàn)場監(jiān)測，達(dá)到了《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）二級排放標(biāo)準(zhǔn)，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(huán)境的影響，達(dá)到了預(yù)期的處理效果[8]。但鑒于惡臭氣體排放所產(chǎn)生的硫化氫等具有較強(qiáng)的腐蝕性，因此，在城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)過程中，選用合適的器材設(shè)備時，尤其要更加注重污水處理廠除臭設(shè)備材質(zhì)的選擇時，應(yīng)選擇具有較強(qiáng)耐腐蝕性材質(zhì)的器材設(shè)備，以最大限度地減少后期城鎮(zhèn)污水處理廠的實際運營成本。

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作者：郝愛榮 單位：禹州市環(huán)境監(jiān)測站