城市污水處理廠惡臭控制研究探討分析
摘要：在污水處理過程中會有大量的惡臭氣體產(chǎn)生，主要含有硫化氫和氨等發(fā)臭物質。這些臭味物質逸散到空氣中，易對污水處理廠及其周邊的空氣環(huán)境造成危害。本文分析了城市污水處理廠惡臭的產(chǎn)生及控制技術現(xiàn)狀，并對惡臭控制技術的影響因素和衛(wèi)生防護距離等進行了探討分析。
關鍵詞：污水處理廠 生物除臭 惡臭氣體
一、前言
根據(jù)統(tǒng)計資料，截至2008年3月底，我國有1320座城市污水廠投入運營，處理能力達9725萬噸/日[1]，這些污水處理廠在很大程度上改善了水環(huán)境，但是污水及污泥處理處置過程中產(chǎn)生的惡臭污染卻越來越嚴重。由于經(jīng)濟快速發(fā)展和人口的增長，多數(shù)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(qū)包圍或臨近城區(qū)，且多數(shù)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(chǎn)生的惡臭污染已經(jīng)對周邊環(huán)境造成了嚴重影響，環(huán)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。
二、惡臭的產(chǎn)生及控制技術現(xiàn)狀
污水處理廠在污水的輸送和處理過程中，以及污泥的處理過程中均有惡臭氣體產(chǎn)生。郝薇、艾德鴻等在相關文獻中認為污水處理廠的惡臭污染源主要是進水泵房、沉砂池、曝氣池、污泥脫水機房及污泥濃縮池等構筑物，其中以污泥處理系統(tǒng)為主要污染源[2、3]。2004年，F(xiàn)rechen F B報道了城市污水處理廠各個污染源惡臭排放強度的調查結果[4]。對惡臭污染源，國內(nèi)外學者也做了相應調查統(tǒng)計，得出的結果是一樣的。由此可知，污水泵房、沉砂池、曝氣池以及污泥處理設施是惡臭產(chǎn)生的主要來源。
根據(jù)相關資料[5]，污水處理廠逸出的惡臭物質一般可分為五類[4]：第一類是含硫化合物，如硫化氫、硫醇類、硫醚類等；第二類是含氮化合物，如氨氣、胺類等；第三類是烴類化合物，如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴等；第四類是含氧有機物，如醇、醛、酮、酚以及有機酸等；第五類是鹵素及其衍生物，如氯代烴等。目前，多數(shù)污水處理廠關注和監(jiān)測的為第一類和第二類，且以硫化氫和氨氣為主。
在污水處理過程中產(chǎn)生的惡臭物質主要由碳、氮和硫元素組成。大多數(shù)的惡臭物質是有機化合物，有活性基團，容易發(fā)生化學反應，特別是被氧化。當活性基團被氧化后，氣味就消失[6]。針對產(chǎn)生臭氣的污染源不同，除臭方法可分為物理除臭、化學除臭和生物除臭等幾類，如吸附、吸收、焚燒、催化燃燒、化學氧化、生物處理等。而比較常用的惡臭控制技術主要是生物除臭，在生物法中，目前國內(nèi)外污水處理廠采用的方法主要有生物濾池法和土壤處理法等，除臭效果較好[7]。
生物除臭因具有簡單、投資省、運行費用低、維護管理方便、效果好等優(yōu)點而發(fā)展很快。生物脫臭簡單、經(jīng)濟、高效，吸收率達90％以上；低投資，操作和維護費用低，運行、維護量最小；不產(chǎn)生二次污染。
三、惡臭控制技術影響因素及研究分析
污水處理廠惡臭控制技術影響因素主要是溫度、濕度、流速以及停留時間和惡臭物質濃度等。
1、溫度
生物除臭主要依靠微生物，其生長需要充足的營養(yǎng)和適宜溫度，在生物除臭控制系統(tǒng)中，溫度對于微生物活性來說是非常重要的。一般地，溫度高，生物反應器的去除能力也高。但是，過高過低的溫度均會降低微生物的代謝速率和生長速率。
在其它條件相同的情況下，惡臭氣體的去除隨溫度的升高而增大，在25℃左右時達到最大。溫度對硫化氫的去除效果有明顯的影響[8]，國內(nèi)多數(shù)實驗研究也證明了這點。
2、濕度
濕度對惡臭氣體的去除也是非常明顯的，多數(shù)微生物菌種在潮濕的環(huán)境下，比較活躍，對惡臭氣體的降解比較高，濕度與惡臭去除效果關系在其它條件相同的情況下，生物除臭對硫化氫和氨氣的去除率隨著濕度的升高而增加。而濕度較低的情況下，惡臭氣體的去除效率也較低。
3、流速
對惡臭氣體的去除，流速是影響運行效果的重要因素之一。流速不僅影響氣體的處理量，而且影響惡臭的去除效率。流速越小，處理量小，去除效率高；而當流速過大時，惡臭氣體得不到有效降解，去除率低。
四、關于污水處理廠惡臭衛(wèi)生防護距離的討論
對污水處理廠惡臭除了從技術加以控制外，另外一個控制措施就是設計衛(wèi)生防護距離。而對衛(wèi)生防護距離的界定，多數(shù)設計單位和環(huán)評單位在確定衛(wèi)生防護距離時存在很大差異，有些污水處理廠一直采用300米的衛(wèi)生防護距離。對300米衛(wèi)生防護距離的確定，經(jīng)查我國基本沒有明確的法律規(guī)定，僅在中國建筑工業(yè)出版社1986年出版的《給水排水設計手冊》第5冊（城市排水）及中國建筑工業(yè)出版社1992年出版的高等學校（城市規(guī)劃專業(yè)學生用）試用教材《城市給水排水》中均規(guī)定“廠址應與城鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)、居住區(qū)保持約300米以上距離”。在部分省市的地方文件中也有“城市集中污水處理廠應當與居住區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)保持300米以上的防護距離”。對于為何定300米，300米衛(wèi)生防護距離是否合理，還有很多地方值得商榷。
惡臭衛(wèi)生防護距離確定的原則：須按最大計算結果確定，在多種惡臭物質共同存在的情況下，應按照污染物最大的衛(wèi)生防護距離結果確定[9]。同時應考慮多種惡臭物質的疊加作用。衛(wèi)生防護距離的估算應采用國家推薦的模式類比調查得出。
根據(jù)《環(huán)境影響評價技術導則 大氣環(huán)境》（HJ2.2-2008），采用推薦模式中的大氣環(huán)境防護距離模式計算各無組織源大氣環(huán)境防護距離；計算大氣環(huán)境防護距離的污染物排放源強應采用消減達標后的源強。根據(jù)推薦的模式，采用最大的源面積以及達標的源強進行估算，是無須設置衛(wèi)生防護距離的。而目前我國多數(shù)污水處理廠主要的惡臭污染源均為敞開式管理，排放的惡臭氣體未經(jīng)處理直接排放，其源強遠遠超過《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）中的有關規(guī)定，有些污水處理廠設置300米的衛(wèi)生防護距離也是無奈之舉。
對污水廠產(chǎn)生的惡臭問題，除了采用有效的惡臭控制技術進行控制外，最佳的環(huán)境管理實踐（BEMP，Best Environmental Management Practice）也是非常必須的：
1）城鎮(zhèn)污水處理廠污泥預處理工藝應根據(jù)污水處理工藝的要求，選擇設立集泥池、濃縮池、污泥泵房、污泥脫水機房和污泥堆儲場(間)等預處理設施。污泥預處理構筑物個數(shù)采用兩個系列設計。
2）城鎮(zhèn)污水處理廠應在污泥產(chǎn)生、貯存和處理各單元（如初沉池、集泥池、濃縮池、污泥脫水機房等）均設置計量裝置，以便實施有效的管理。
3）城鎮(zhèn)污水處理廠污泥預處理階段的集泥池、濃縮池、脫水機房、污泥泵房等排放源應達到《惡臭污染物排放標準》(GB14554)中的相關要求。
4）在城鎮(zhèn)污水處理廠位于敏感地區(qū)時，應從污水以及污泥的收集、轉輸及處理全過程著手，控制臭氣污染。構筑物應密閉，敏感建筑物采用微負壓設計，由抽風機抽風，并應滿足空間的通風要求；局部惡臭源可設吸風口，收集到的惡臭氣體由風機和風管輸送至后續(xù)處理設施。污泥在城鎮(zhèn)污水處理廠預處理后應及時密閉運輸或連接后續(xù)處理。
五、結論及建議
① 污水處理廠中的污水泵房、沉砂池、曝氣池以及污泥處理設施是惡臭產(chǎn)生的主要來源。生物除臭是污水處理廠比較常用的除臭技術。
②污水處理廠惡臭控制技術影響因素主要是溫度、濕度、流速以及停留時間和惡臭物質濃度等。除臭濾池的濕度、惡臭氣體的相對濕度以及氣體溫度、氣體流速等因素對除臭效果有不同程度的影響。溫度升高，濕度增大，有利于惡臭氣體有效去除。
③污水處理廠惡臭除了從技術加以控制外，還應通過合理預測和計算，確定衛(wèi)生防護距離。在土地緊張，惡臭控制技術成熟的當今社會，300米的衛(wèi)生防護距離有待商榷，合理的衛(wèi)生防護距離應通過合理預測計算得出。
④須采用推薦模式中的大氣環(huán)境防護距離模式以及采用消減達標后的源強計算各無組織源大氣環(huán)境防護距離。
⑤為有效控制城市污水處理廠惡臭對周邊環(huán)境的影響，除了采用有效的惡臭控制進行控制外，最佳的環(huán)境管理實踐也是非常必須的。
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