關(guān)鍵詞：市政污水處理；剩余污泥處理；除臭技術(shù)

前言

市政剩余污泥產(chǎn)生量逐年攀升，污泥處理設(shè)施嚴重不足。2022年，國家三部委發(fā)布了《污泥無害化處理和資源化利用實施方案》，制定了2025年城市污泥無害化處置率90%以上、2035年全面實現(xiàn)污泥無害化處置的目標(biāo)。污泥處理過程中會釋放大量的臭氣，嚴重影響著工作環(huán)境和人員身體健康，加之日趨嚴格的惡臭污染物排放標(biāo)準，臭氣的有效處理，也成為了真正實現(xiàn)污泥處理無害化和資源化所面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。

目前，市政剩余污泥臭氣處理的成熟技術(shù)有很多，各種臭氣處理技術(shù)有各自適用范圍和技術(shù)特點，且污泥不同處理方式產(chǎn)生和釋放臭氣的主要成分、來源和濃度不同，在臭氣處理技術(shù)選擇和工藝設(shè)計上存在差異。本文分析了污泥處理過程中臭氣產(chǎn)生的特點，對比常規(guī)臭氣處理技術(shù)優(yōu)缺點，總結(jié)國內(nèi)城鎮(zhèn)市政剩余污泥不同處理過程中采用的臭氣處理技術(shù)和工藝，以期為污泥無害化處理過程中臭氣處理工藝選擇和設(shè)計提供參考。

1污泥處理過程中臭氣的產(chǎn)生

硫化氫和氨氣是污水處理廠排放臭氣中最常見的兩種成分，有臭雞蛋味道的硫化氫，會危害人體的神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，吸入高濃度硫化氫可導(dǎo)致人的昏迷甚至死亡，吸人低濃度硫化氫也會導(dǎo)致嘔吐、厭食和呼吸減弱等不良癥狀。氨氣對人體的神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)也會造成刺激，而長期處于濃度低的氨氣環(huán)境下，不易被察覺到，導(dǎo)致人體吸人過多而產(chǎn)生氨中毒，輕度將引起喉痛、咳嗽等癥狀，重度會出現(xiàn)心悸或急性呼吸窘迫綜合癥。此外，揮發(fā)性有機物也是常見的臭氣成分之一，其濃度較低，但對人類健康危害很大，其中以硫醇和硫醚類影響最大，且揮發(fā)性有機物成分復(fù)雜且不易測定濃度，使得針對性的治理十分困難，應(yīng)在實際生產(chǎn)過程中做重點關(guān)注。

污泥處理區(qū)屬于污水處理廠中排放臭氣較集中的區(qū)域，臭氣濃度高于污水處理區(qū)，按日本相關(guān)部門制定臭氣強度及其評判標(biāo)準，污泥處理區(qū)的臭氣強度屬于最嚴重的5級強度。因此，污泥處理區(qū)臭氣處理不容忽視。污泥處理區(qū)的濃縮池、脫水間、堆肥車間、干化車間等都是主要的臭氣源（如表1所示）。污泥處理區(qū)臭氣產(chǎn)生和釋放的主要途徑有兩個，一是，污水中臭氣殘留在剩余污泥中，部分臭氣在運輸、機械攪拌和擠壓過程中逸出；二是，由于污泥處理的停留時間較長，易形成缺氧或厭氧環(huán)境，導(dǎo)致剩余污泥中有機物被微生物降解生成新的臭氣，從而釋放到空氣中。張偉軍等在總結(jié)臭氣產(chǎn)生途徑同時，得出臭氣的產(chǎn)生和釋放受污泥底物性質(zhì)，微生物群落結(jié)構(gòu)，環(huán)境因素三方面的影響，而呈現(xiàn)不同惡臭污染物特征。

2污水處理廠常用臭氣處理技術(shù)

國家住建部發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣處理技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T243-2016），列出5種常用臭氣處理方法，涵蓋物理法、化學(xué)法和生物法。

2.1活性炭吸附

利用活性炭表面極強的吸附性，臭氣分子被活性炭吸附而去除，對各類氨氣、硫化氫和有機含硫化合物有很好處理效果。該技術(shù)更適合應(yīng)用在低濃度的臭氣處理，若處理高濃度的臭氣，會導(dǎo)致活性炭快速飽和而無法繼續(xù)使用，而更換活性炭所需成本較高，在實際除臭工程項目中大多作為臭氣處理工藝的后處理單元。國內(nèi)也出現(xiàn)生物炭、活性焦替代活性炭吸附臭氣，相比活性炭，生物炭、活性焦也具備很強的吸附性能，制備卻更加簡單，價格相對低廉。

2.2植物液處理

植物液是從天然植物中提取出來的環(huán)保型除臭產(chǎn)品，能夠自行降解。植物液噴淋經(jīng)過霧化設(shè)備噴灑成霧狀，進入到空氣后在特定的空間內(nèi)擴散液滴，臭氣分子迅速被霧化液滴吸附，并溶解到內(nèi)部，大部分臭氣分子可與之發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成無毒無害的小分子物質(zhì)，從而達到較好臭氣處理效果，且無二次污染。該技術(shù)適用于難以封閉的場所，在臭氣源上方直接噴淋，可選擇間歇或連續(xù)噴淋，但是臭氣濃度和流向易影響系統(tǒng)的處理效率，藥劑成本高，且不能徹底去除臭氣，可結(jié)合洗滌塔進行臭氣處理，或作為臭氣處理工藝的后處理單元，以提高系統(tǒng)處理效能。

2.3化學(xué)洗滌處理

在噴淋塔、填充塔、洗滌塔等裝置中投加吸收液對臭氣進行化學(xué)吸收，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新的無臭物質(zhì)，從而達到去除的目的。吸收液的選擇需要根據(jù)臭氣的酸堿性，而選擇堿洗或酸洗。此外，臭氣成分為還原性時，應(yīng)選擇氧化性吸收液，對于非酸性、堿性或還原性成分氣體，不宜采用此方法，臭氣不能達到去除效果。此方法具有反應(yīng)速率快、去除效率高的優(yōu)點，對氨氣和硫化氫吸收效果較好，適用于高濃度臭氣的處理，可根據(jù)臭氣濃度和排放要求，選擇單級或多級串聯(lián)形式，可也考慮作為臭氣處理工藝的預(yù)處理單元，然而，化學(xué)吸洗滌法藥劑成本和設(shè)備運維費較高，且對酸堿等易制毒溶液的存儲有較高的安全要求。

2.4等離子處理

等離子處理技術(shù)是一種等離子體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)除臭方法，利用高能電子去破壞臭氣分子結(jié)構(gòu)，將臭氣分子轉(zhuǎn)化為無臭物質(zhì)，從而達到臭氣處理目的。該方法具有適用范圍廣，設(shè)備占地面積小，處理效率高等優(yōu)點，但投資成本相對較高，因高壓放電裝置有一定安全隱患，運行維護成本較高。

2.5生物處理

生物處理方法因其經(jīng)濟、除臭效率高、綠色安全等優(yōu)點，在城鎮(zhèn)污水處理廠得到了廣泛應(yīng)用，生物處理法包括生物過濾法、生物滴濾法和生物洗滌法，常見的為生物過濾法、生物滴濾法。生物除臭技術(shù)不足之處在于，整個系統(tǒng)占地面積大，對于難降解臭氣成分處理效果較差，且冬季寒冷地區(qū)微生物活性受溫度限制。

2.5.1生物濾池法

臭氣加濕后利用微生物吸附和降解功能，被轉(zhuǎn)化為二氧化碳，生產(chǎn)的硫酸根或硝酸根等作為濾池的廢液被排放，常用的填料包括樹皮、木屑、果殼等，一般為天然的富含有機成分的多孔滲水材料，構(gòu)造簡單且廉價易得，但是易被微生物分解，需要定期補充。該技術(shù)適用于流量大、濃度低的臭氣處理，對水溶性差污染物也能有很好的處理效果。該技術(shù)不足之處在于占地較大，無循環(huán)系統(tǒng)導(dǎo)致填料層易堵塞。

2.5.2生物滴濾法

生物滴濾塔內(nèi)部設(shè)有噴淋系統(tǒng)，營養(yǎng)液被噴淋至填料層，臭氣無需進行加濕，從下方進入填料層，上升過程中被填料上附著的微生物吸附并降解后，轉(zhuǎn)化為二氧化碳從滴濾池頂部排放，產(chǎn)生的硫酸根或硝酸根等隨循環(huán)液流出。填料一般為無機多孔填料如活性炭、火山巖、陶粒等，損耗較少。與生物濾池系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單，建設(shè)和運行成本更低，處理能力更強，但是對水溶性較差污染物處理效果稍差，抗沖擊能力較差。

2.6常用處理技術(shù)比較

污水處理廠常用臭氣處理技術(shù)比較分析如表2所示，各種臭氣處理技術(shù)在適用范圍、除臭效果、投資運行維護成本等方面呈現(xiàn)不同特點，需要針對實際情況，從多方面進行綜合考慮后進行技術(shù)選擇。

3污泥處理過程中臭氣處理工藝

污泥處理過程中末端的臭氣處理是控制臭氣污染物重要措施，由于污泥處理過程中臭氣成分復(fù)雜且臭氣強度高，采用單一除臭技術(shù)不能很好達到處理效果。山東省編制的《城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施臭氣處理技術(shù)規(guī)程》（DB37/T 5248-2023），列出的污水處理設(shè)施除臭工藝路線，包括“生物處理”、“預(yù)處理+生物處理”、“預(yù)處理+生物處理+后處理”，提供了臭氣處理工藝基本思路。近年來，實際工程案例多考慮組合臭氣處理工藝，取得了較好的臭氣處理效果，見圖1。

3.1污泥好氧發(fā)酵

市政剩余污泥好氧發(fā)酵技術(shù)是中國較早興起的污泥處理技術(shù)之一，也是污泥處理工藝中主要的穩(wěn)定化手段，符合國家對于市政剩余污泥無害化處理和資源化利用的方針。然而，發(fā)酵過程中的臭氣污染問題，成為了阻礙污泥好氧發(fā)酵工藝大規(guī)模應(yīng)用和發(fā)展的主要原因之一。發(fā)酵過程中難免形成厭氧區(qū)域，堆體溫度上升，曝氣和翻拋等因素造成臭氣釋放的加劇，發(fā)酵堆體和微生物自身細胞中有機物含氮、含硫，在好氧發(fā)酵過程中被分解為硫化氫、氨氣、甲烷、硫醇類、硫醚類等臭氣，其中以氨氣含量最為豐富。

污泥好氧發(fā)酵過程中臭氣處理技術(shù)得到廣泛應(yīng)用的為生物濾池法，如表3所示國內(nèi)污泥好氧發(fā)酵項目應(yīng)用的臭氣處理工藝，但由于臭氣成分復(fù)雜、濃度高、波動大，過程不好控制等原因，單一處理方法難以達到預(yù)期效果，可采用多種臭氣處理技術(shù)組合，形成較強的協(xié)同效應(yīng)，以發(fā)揮最大除臭效果。

哈爾濱某污泥廠污泥處理采用好氧發(fā)酵工藝，規(guī)模最初為650t/d，后擴建為1000t/d，臭氣源主要為好氧發(fā)酵車間，原有臭氣處理工藝為生物濾池法，在發(fā)酵車間配有兩座生物濾池。污泥廠擴建后，生物濾池負荷增大，且冬季低溫影響生物除臭效能，臭氣處理效果不盡人意。污泥廠歷經(jīng)多次改造，臭氣采用“預(yù)噴淋+生物濾池+植物液噴淋”的組合工藝處理。經(jīng)檢測發(fā)酵車間內(nèi)臭氣組分，氨氣占總成分99%，硫化氫占1%，其他成分二硫化碳，苯乙烯，甲硫醇，甲硫醚，二甲二硫，三甲胺等均未檢出。因此，解決污泥廠臭氣問題以降低氨氣濃度為首要目標(biāo)，一方面，生物濾池單元前增加水洗噴淋洗滌塔作為預(yù)處理單元，水洗噴淋洗滌塔可以處理氯化氫、氨氣、硫化氫氣體等。另一方面，針對低溫生物濾池中微生物活性下降的問題，采用生物強化方式，在生物濾池中投加適用于低溫的除臭菌劑，以提高生物濾池中除臭微生物的活性。此外，采用植物液噴淋作為臭氣處理工藝的后處理單元，保障出口各氣體濃度達到排放標(biāo)準。

鄭州市某污泥處理廠好氧堆肥項目，規(guī)模為600t/d，臭氣污染物采用“化學(xué)噴淋+火山巖除濕+活性焦吸附”組合工藝處理，臭氣主要成分為氨氣、硫醇、硫醚。相對于生物濾池法，化學(xué)吸附具有過程可控，受季節(jié)影響小，對可揮發(fā)性有機物吸附能力強等多種優(yōu)勢，而活性焦是一種比表面積較高，具有豐富孔隙結(jié)構(gòu)的吸附劑，且噸成本費不足活性炭費用的三分之一，作為新型吸附材料具有較高的經(jīng)濟價值。然而，活性焦本身是一種非極性吸附材料，不易吸附極性分子（例如氨氣），且活性焦吸附濾池溫度濕度不宜過高，需進行預(yù)處理。因此，該項目堆體中產(chǎn)生的臭氣先經(jīng)過酸噴淋，利用化學(xué)吸收法去除氨氣，然后進入水噴淋系統(tǒng)進一步去除氨氣，并達到降溫除塵的作用，經(jīng)火山巖除濕系統(tǒng)后進人活性焦吸附濾池，吸附揮發(fā)性有機物，出口各氣體濃度均達到排放標(biāo)準。

3.2污泥厭氧消化

厭氧消化是對有機污泥進行穩(wěn)定處理和能量回收的重要途徑之一，處理后的污泥可以進行土地利用等后續(xù)處置。隨著技術(shù)發(fā)展，厭氧消化工藝單元前增加熱水解預(yù)處理，可以強化污泥消化效果，近年來得到廣泛關(guān)注。污泥厭氧消化過程是在厭氧罐內(nèi)的封閉環(huán)境下發(fā)生的，一般情況下不會產(chǎn)生嚴重的惡臭污染，厭氧消化處理過程中臭氣處理考慮較多的是污泥脫水機房、水熱等單元，這幾個區(qū)域釋放的臭氣可以收集后采用生物濾池等方法進行處理。此外，污泥厭氧消化系統(tǒng)中硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌屬于競爭關(guān)系，過高的硫含量會降低甲烷的產(chǎn)率和產(chǎn)量并影響沼氣處理系統(tǒng)，也存在了一定臭氣污染隱患，很多厭氧消化工藝對消化處理產(chǎn)生的沼氣進行脫硫凈化。

3.3污泥干化

污泥脫水處理到80%含水率后的處置方式，存在二次污染問題，也制約了污泥進一步減量化、穩(wěn)定化、無害化處理，需要進一步脫水、干化。加熱烘干干化法成品污泥含水率低，污泥被加熱產(chǎn)生臭氣多，臭氣處理要求高；而機械壓榨干化品污泥含水率高，產(chǎn)生臭氣相對較少。污泥干化過程中臭氣的處理主要分為兩部分，一是，污泥干化后產(chǎn)生的尾氣，包含甲烷、揮發(fā)性有機酸等有機氣體，以及氨氣、氟化氫、氯化氫等無機氣體，臭氣濃度較高且波動范圍大，含濕度和含塵量均高；二是，干化過程中設(shè)備及管道內(nèi)擴散至廠房內(nèi)的臭氣，主要成分為硫化氫、氨氣、硫醚類、硫醇類等，臭氣濃度相對較低。

謝藝強等對廣州市8個地下污水處理廠污泥處理過程中臭氣處理工藝進行了總結(jié)，污泥干化后產(chǎn)生的尾氣，臭氣濃度可達5000～100000，需要多級單元處理以達到排放標(biāo)準，有3個污水廠選用了水洗+堿洗+生物除臭+次氯酸鈉酸洗+活性炭應(yīng)急吸附組合工藝處理污泥干化后產(chǎn)生的尾氣，廠房內(nèi)的臭氣收集至生物除臭裝置處理。對于污泥干化耦合垃圾焚燒處理工藝，干化后的尾氣進行冷凝+除塵預(yù)處理后，可通過風(fēng)機送至垃圾焚燒廠，與垃圾池內(nèi)的空氣一起送人焚燒爐內(nèi)進行焚燒處理。

3.4污泥干化焚燒

污泥獨立干化焚燒因減容、減重率高，無害化較徹底等優(yōu)點，得到廣泛關(guān)注，該技術(shù)可實現(xiàn)污泥減容90%以上，且余熱可用于發(fā)電或供熱．焚燒后的少量灰分可實現(xiàn)資源化利用，是目前有效且可大規(guī)模推廣的處置技術(shù)。焚燒系統(tǒng)中有機物經(jīng)高溫焚燒被完全氧化，臭氣釋放問題相對較輕。目前運行污泥干化項目中重點關(guān)注的是常規(guī)臭氣污染物（氨氣、硫化氫），低濃度臭氣經(jīng)收集后大多采用化學(xué)+生物等組合方式進行臭氣處理，高濃度臭氣（如干化車間），經(jīng)風(fēng)機送至焚燒爐焚燒處理。

上海市白龍港污泥干化焚燒項目是國內(nèi)乃至亞洲最大的城鎮(zhèn)污泥處理項目之一，采用干化+焚燒工藝，在污泥接收存儲、污泥脫水、污泥干化等環(huán)節(jié)車間內(nèi)設(shè)置離子送風(fēng)裝置，臭氣采用化學(xué)洗滌+生物處理+活性炭吸附組合工藝處理。

4結(jié)論

城鎮(zhèn)市政剩余污泥處理過程中排放的臭氣強度高且成分復(fù)雜，處理存在一定難度。臭氣的產(chǎn)生和釋放受污泥性質(zhì)、環(huán)境條件等因素影響，導(dǎo)致臭氣污染物成分和濃度存在差異，因此，在臭氣處理技術(shù)選擇上應(yīng)因地制宜，目前應(yīng)用較廣臭氣處理技術(shù)為生物處理技術(shù)。不同污泥處理過程中，各工藝段構(gòu)筑物排放臭氣呈現(xiàn)不同規(guī)律，臭氣處理方式略有不同，在臭氣處理工藝設(shè)計上，根據(jù)臭氣濃度和成分情況，可利用多技術(shù)組合聯(lián)用的方式，通過增加預(yù)處理、后處理工藝，進一步保證臭氣處理效果。