深圳市利源水務(wù)設(shè)計咨詢有限公司 曹岳

一、引言

城鎮(zhèn)污水原水及其生物、化學、物理處理過程中，其含有的污染物發(fā)生化學、生物化學反應(yīng)并伴隨著相態(tài)變化，污水及污泥轉(zhuǎn)化形成不同類型的惡臭污染物，嚴重影響廠內(nèi)職工及廠界周邊居民的身心健康，污水處理廠產(chǎn)生的臭氣成為居民重點關(guān)注的環(huán)境問題。國家生態(tài)環(huán)境部公布的2019年度環(huán)保舉報情況統(tǒng)計中，惡臭和異味投訴比例在大氣污染環(huán)境舉報中達到33.2%，將近60%的污水處理廠收到惡臭異味投訴，僅次于垃圾填埋場及垃圾轉(zhuǎn)運站[1]。

深圳市人口密度大，城鎮(zhèn)污水處理廠大部分建在城區(qū)，污水處理廠需設(shè)置除臭系統(tǒng)，保障周邊環(huán)境衛(wèi)生，控制大氣污染物排放，保護周邊居民的身體健康和生活環(huán)境。深圳市寶安區(qū)某污水處理廠擬配套高建設(shè)標準的除臭設(shè)施，要求臭氣經(jīng)過處理后，污水處理廠廠界達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準值，有組織排放口滿足《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）中惡臭污染物15米排氣筒排放標準值。本文結(jié)合該除臭工程，重點闡述了除臭設(shè)計和施工中臭源密封系統(tǒng)、惡臭氣體收集和處理系統(tǒng)的做法和要點分析，以期為同類項目提供技術(shù)參考。

二、除臭系統(tǒng)設(shè)計原則和范圍

除臭工程設(shè)計遵循的主要原則包括：（1）穩(wěn)定可靠去除惡臭，處理后應(yīng)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）（見表1），有組織排放口應(yīng)滿足《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）中惡臭污染物15m排氣筒排放標準值（見表2）。（2）水泵和風機的降噪減震設(shè)計、系統(tǒng)排水返回廠區(qū)污水管網(wǎng)的環(huán)保原則。（3）充分考慮除臭設(shè)備布置與站區(qū)建筑物相結(jié)合的節(jié)約用地原則。（4）系統(tǒng)布置遵循美觀大方、實用安全的原則。（5）設(shè)備和藥劑的選用遵循節(jié)能降耗的原則。（6）自動化程度高，方便管理。

表1 污水處理廠廠界惡臭污染物濃度限值

表2 15米有組織排放惡臭污染物排放限值

廠區(qū)的主要大氣污染物為污水和污泥處理過程中產(chǎn)生的惡臭氣體，主要成分是硫化氫、氨和臭氣等。除臭系統(tǒng)設(shè)計范圍包括：（1）預處理區(qū)：預沉池、粗格柵渠、粗格柵間、泵坑、細格柵、細格柵間、沉砂池、出渣間，預處理除臭設(shè)備均位于沉砂池蓋上。（2）生化區(qū)：污泥再生池、厭氧池、缺氧池、好氧池、污泥泵房，污泥區(qū)除臭設(shè)備均位于脫水車間二層。（3）污泥區(qū)：儲泥池、撇水池、調(diào)理池、疊螺機、板框壓濾機及干化車間和污泥料倉和污泥外運車間等，生化區(qū)除臭設(shè)備均位于好氧池蓋上。

三、臭氣種類和設(shè)計濃度

城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣組分復雜，各類有害氣體在各污水處理區(qū)域的初始濃度差異較大。廣州典型污水處理廠檢測出合計80種揮發(fā)性有機物（Volatile organic compounds，VOCs），其中54種VOC是揮發(fā)性惡臭有機物（Malodorous Volatile Organic Compounds， MVOC）[2]。 另有報道，廣州典型城鎮(zhèn)污水廠六個處理車間的空氣中檢測出70種VOC，其中30種屬于MVOC。污水處理廠致臭物質(zhì)大致可分為含硫化合物、含氮化合物、烴類有機物、含氧有機化合物、鹵素及其衍生物五大類[3]。

在生活污水和工業(yè)污水收集和輸送過程中，由于污水在無法補充足夠溶解氧的管網(wǎng)中長時間停留形成厭氧條件，污水中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)被厭氧微生物利用進行合成和分解，從而形成惡臭氣體向周圍區(qū)域發(fā)散。污水脫離排水管道中的厭氧環(huán)境后，進入污水廠的配水區(qū)域。水流在經(jīng)過進水提升泵房時發(fā)生劇烈擾動，不斷釋放原本已溶解在污水中的惡臭污染物。污水在途經(jīng)格柵和沉砂池時，較大懸浮物會被截留，而其中的有機物在較長的截流停留時間內(nèi)不斷發(fā)酵，產(chǎn)生大量惡臭氣體，主要以含硫物質(zhì)為主[4]。

污水處理區(qū)惡臭污染源泵房、格柵、沉砂池、生化池、脫水車間等構(gòu)筑物處惡臭污染物濃度指標可參照表3參考取值。

表3 惡臭污染物參考值

四、除臭系統(tǒng)組成

污水處理廠除臭系統(tǒng)主要包括各產(chǎn)生臭氣的處理單位的密封系統(tǒng)、收集風管系統(tǒng)以及臭氣處理系統(tǒng)[5]。除臭系統(tǒng)對全廠產(chǎn)生惡臭的構(gòu)筑物進行加蓋除臭，采用生物除臭工藝，對污泥脫水間可輔以離子換風系統(tǒng)。廠區(qū)污水、污泥及除臭系統(tǒng)流程見圖1。

圖1 廠區(qū)污水、污泥及除臭系統(tǒng)流程

將廠區(qū)內(nèi)惡臭區(qū)域的臭氣加以收集、吸附、分解，同時對封閉空間進行通風、換風。臭氣收集系統(tǒng)通常在調(diào)節(jié)池、污泥池、污泥濃縮池等場地，通過拼裝式的方式進行密封系統(tǒng)的截斷面控制。對臭氣收集系統(tǒng)通過半密閉結(jié)構(gòu)，在所有的儲泥池上空安裝密閉結(jié)構(gòu)。通過安裝引風機、送風機、牽引機等，將產(chǎn)生的臭氣通過自然流動進行集中處理[2]。

對于污泥脫水車間，一般情況下如果污泥脫水車間體積大，整體除臭造價高，此時可以考慮采用主要污染源局部處理的方法。將脫水車間中的調(diào)理池部分和板框機部分局部隔離，再針對每個分部的工藝特點設(shè)置除臭工藝。首先集中控制主要污染源，將調(diào)理池及前后污泥儲泥池加蓋，將池內(nèi)的污染氣體排出，同時將板框機單獨加蓋密封后也將廢氣排出。

結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，各處理構(gòu)筑物換氣次數(shù)推薦如下：（1）提升泵房及污水預處理區(qū)的換氣次數(shù)為5次/h。（2）生化區(qū)按除臭面積采用換氣系數(shù)厭氧區(qū)采用2m3/（m2·h）。（3）缺氧及好氧區(qū)采用1m3/（m2·h）。（4）污泥泵房、污泥調(diào)節(jié)池及吸泥井的通風換氣次數(shù)為5次/h。（5）污泥濃脫水車間及污泥料倉換氣次數(shù)為7次/h。

五、臭氣處理工藝系統(tǒng)

臭氣處理工藝選擇與污水廠惡臭物質(zhì)產(chǎn)生的影響因素有關(guān)，常用的臭氣處理工藝包括洗滌處理、生物處理、活性炭吸附、等離子處理和植物液處理等。進水濃度、處理工藝、水溫、水中酸堿值及降雨都可能影響污水廠內(nèi)不同構(gòu)筑物所排放的惡臭污染物濃度值。大規(guī)模污水處理廠惡臭現(xiàn)象更為明顯，污水處理廠內(nèi)部密閉的構(gòu)筑物惡臭濃度明顯更高。惡臭物質(zhì)的排放隨著污水生物處理過程的延伸而有所緩和，好氧池由于溶解氧較高，部分惡臭污染物的排放濃度顯著低于預處理區(qū)域污泥處置過程中的濃度，由于有機負荷率升高，臭氣污染更加嚴重[4]。

化學洗滌法即化學吸收法、濕式吸收氧化法等，是結(jié)合酸堿中和反應(yīng)以及氧化反應(yīng)的原理，利用吸收塔作為反應(yīng)裝置。填料塔循環(huán)液流動方式有逆流循環(huán)式和錯流循環(huán)式，逆流循環(huán)式應(yīng)用較多。當惡臭污染物濃度高、性質(zhì)復雜時，需要兩個或以上的填料塔串聯(lián)，惡臭氣體自下向上流動，洗滌液先從下到上再從上到下循環(huán)流動，通過惡臭氣體與洗滌液反復接觸反應(yīng)生成無味物質(zhì)。洗滌處理設(shè)施包括洗滌塔、洗滌液循環(huán)系統(tǒng)、投藥系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、富液處理系統(tǒng)和除霧裝置。

常見的生物除臭技術(shù)主要有堿液噴淋工藝、生物過濾工藝和生物噴淋洗滌工藝，惡臭氣體中的有害成分來自污水，利用微生物將污水中的污染物質(zhì)進行消化分解[6]。生物填料塔基本原理微生物在填料層中掛膜而形成微生物膜，臭氣經(jīng)過微生物膜，有機惡臭成分被微生物吸收、消化、降解成為二氧化碳和水等無害產(chǎn)物[6]，該項目采用的是生物除臭法。

活性炭吸附法是一種物理除臭方法，活性炭（AC）具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、高比表面積、豐富的表面活性基團，能夠?qū)撼粑镔|(zhì)特異性吸附，除臭效率比其他物理法高，能夠有效地去除吲哚、硫化物等多種物質(zhì)[1]。

等離子體臭氣凈化器是采用高壓發(fā)生器產(chǎn)生低溫等離子體，通過凈化器的惡臭有機廢氣分子轉(zhuǎn)化成各種活性粒子后與空氣中的O2結(jié)合生成H2O和CO2等而得到凈化。等離子體除臭方法在應(yīng)用時，應(yīng)使臭氣中的可燃成分總濃度低于混合爆炸下限，含硫化氫及反應(yīng)產(chǎn)物含腐蝕性成分的臭氣處理，離子反應(yīng)器不得與臭氣接觸。

在非封閉空間或者需要改善空氣質(zhì)量的空間，可考慮采用植物液霧化處理。植物液除臭是采用專門的除臭設(shè)備將植物除臭劑霧化，形成細微的霧狀顆粒，利用霧滴巨大的比表面積，高效吸附空氣中的惡臭污染物，被吸附的惡臭分子與植物液中的酸性緩沖液發(fā)生反應(yīng)生成無機鹽。從數(shù)百種自然植物中提取出汁液，植物液無毒、無燃燒性、無刺激性，根據(jù)臭氣成分的選用。

六、結(jié)語

城鎮(zhèn)污水處理廠在改善水體污染及城市環(huán)境的同時又產(chǎn)生新的氣體污染物危害，針對不同構(gòu)筑物釋放惡臭氣體的濃度和排放特征，進一步研究惡臭污染物收集、凈化處理技術(shù)，優(yōu)化污水處理系統(tǒng)的除臭設(shè)計尤為必要。