薛勇剛^1,2 章婷婷¹ 戴曉虎^1,2 馮可

（1 同濟(jì)大學(xué)蘇州研究院；

2 同濟(jì)大學(xué)污染控制和資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

目前，由于對(duì)城市污水處理廠惡臭污染源排放規(guī)律缺乏認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致除臭工藝選取不當(dāng)或工藝運(yùn)行效率較低，除臭效果不理想。因此，有必要對(duì)城市污水處理廠主要惡臭污染源和各構(gòu)筑物的惡臭氣體排放特點(diǎn)和規(guī)律進(jìn)行調(diào)查與分析，由此選擇合適的除臭工藝與規(guī)模以有效的去除臭氣。

1 調(diào)查方法

1.1 污水處理廠概況與采樣點(diǎn)設(shè)置

對(duì)南方某市的主要污水處理廠進(jìn)行采樣監(jiān)測，選取該市主要典型的污水處理廠，包括不同的污水處理規(guī)模、不同的污水處理工藝、不同的污泥脫水方式等，具體見表1。同時(shí)從以上采樣污水處理廠中選取A污水處理廠進(jìn)行臭氣濃度連續(xù)監(jiān)測，研究臭氣季節(jié)排放規(guī)律。采樣點(diǎn)設(shè)置如下，進(jìn)水處理工段包括：進(jìn)水泵房、格柵井、曝氣沉砂池、綜合反應(yīng)進(jìn)水口；污泥處理工段包括：污泥濃縮池、儲(chǔ)泥池、污泥脫水機(jī)房；廠界敏感點(diǎn)。

1.2 監(jiān)測項(xiàng)目與方法

H₂S：便攜式氣體檢測儀MX6；NH₃：便攜式氣體檢測儀SA-JSA8；溫濕度：數(shù)顯溫濕度計(jì)；監(jiān)測方法：在現(xiàn)場進(jìn)行測定，記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。監(jiān)測時(shí)間：2011年9月至2012年9月每月選取一日監(jiān)測，其中2012年8月8~14日每日進(jìn)行監(jiān)測。

2 結(jié)果與分析

2.1 污水處理廠惡臭污染物排放特征

對(duì)某市主要典型污水處理廠臭氣H₂S和NH₃濃度進(jìn)行了長期監(jiān)測，結(jié)果如圖1、圖2所示。

從圖1、圖2中可以看出，在各種類型的污水處理廠臭氣濃度整體分布趨勢(shì)基本相同，均是H₂S濃度較高，NH₃濃度較低，臭氣的主要污染物為H₂S。臭氣污染主要集中在進(jìn)水區(qū)、曝氣沉砂池以及污泥處理區(qū)域，惡臭污染嚴(yán)重，需要控制。H₂S在進(jìn)水區(qū)和曝氣沉砂池工段濃度較高，隨著污水的深度處理，其濃度逐漸降低；NH₃濃度也呈現(xiàn)相對(duì)相同的趨勢(shì)，到污泥處理區(qū)濃度稍有所回升，可見污水處理廠的惡臭污染控制應(yīng)在進(jìn)水區(qū)和曝氣沉砂池區(qū)域增加強(qiáng)度。就某市選取監(jiān)測的污水處理廠廠界臭氣濃度均較低，均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。A污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)、場內(nèi)構(gòu)筑物臭氣濃度和廠界臭氣濃度在調(diào)研的污水廠中均具有代表性，因此選取A污水處理廠進(jìn)行進(jìn)一步研究。

2.2 污水處理廠惡臭污染物季節(jié)排放特征

A污水處理廠主要惡臭污染源有：進(jìn)水提升泵、格柵、進(jìn)水泵房、曝氣沉砂池、污水輸送管道、除磷池、污泥濃縮池、污泥儲(chǔ)泥房、脫水機(jī)房、污泥料倉等。

2.2.1 進(jìn)水處理工段

從2011年9月~2012年9月對(duì)進(jìn)水處理工段排放的H₂S和NH₃濃度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，結(jié)果如圖3所示。

從圖3中可以看出，2011年9~10月以及2012年4~9月，進(jìn)水泵房、格柵、曝氣沉砂池以及綜合反應(yīng)池進(jìn)水口的H₂S和NH₃排放濃度均較高。進(jìn)入到10月份以后，進(jìn)水泵房、格柵、曝氣沉砂池以及綜合反應(yīng)池進(jìn)水口的H₂S和NH₃的排放濃度明顯降低，進(jìn)入到12月以后，其H₂S和NH₃的排放濃度進(jìn)一步降低，最低接近于0。因此，進(jìn)水處理工段的H₂S和NH₃排放濃度呈現(xiàn)夏、秋季節(jié)較高而冬、春季節(jié)較低的特征。

2.2.2污泥處理工段

從2011年9月~2012年9月對(duì)進(jìn)水處理工段排放的H₂S和NH₃濃度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，結(jié)果如圖4所示。在污泥處理工段測得H₂S和NH₃排放濃度變化不大，但從曲線的變化規(guī)律看，也基本符合呈現(xiàn)夏、秋季節(jié)較高而冬、春季節(jié)較低的特征。

2.2.3廠界敏感點(diǎn)

廠界敏感點(diǎn)的臭氣分布見圖5。從圖5可以看出：將所得數(shù)據(jù)與相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該廠廠界惡臭污染物濃度均滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 臭氣問題嚴(yán)重時(shí)段情況與分析

夏季（8月）的臭氣問題比較嚴(yán)重，格柵、曝氣沉砂池等處理段的H₂S濃度非常高，該階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)更具有一定的代表性。因此，對(duì)2012年8月8日~8月14日每日監(jiān)測A污水處理廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

表2為2012年8月8日~8月14日A污水處理廠每日水質(zhì)與天氣情況等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),由表中數(shù)據(jù)可知：該階段內(nèi)水質(zhì)pH和水溫基本穩(wěn)定，pH在6.9~7.2，水溫在28℃~30℃。

圖6為8月8~14日污水處理廠內(nèi)各段臭氣濃度值。其中：1號(hào)位點(diǎn)：進(jìn)水泵房，2號(hào)位點(diǎn)：格柵，3號(hào)位點(diǎn)：曝氣沉砂池，4號(hào)位點(diǎn)：綜合反應(yīng)池進(jìn)水口，5號(hào)位點(diǎn)：污泥濃縮池，6號(hào)位點(diǎn)：儲(chǔ)泥池，7號(hào)位點(diǎn)：污泥脫水機(jī)房。

由圖可知：

（1）進(jìn)水區(qū)域（進(jìn)水泵房、格柵、曝氣沉砂池）臭氣問題較為嚴(yán)重。進(jìn)水區(qū)域由于污水中有機(jī)物、硫化物等含量較高，因此產(chǎn)生的惡臭物質(zhì)如硫化氫、氨氣、甲硫醇、甲硫醚等惡臭有機(jī)物質(zhì)也較多。同時(shí)在進(jìn)水區(qū)域，由于污水泵將廢水提升、輸送的過程中也會(huì)加速惡臭氣體的溢出彌散，導(dǎo)致該區(qū)域的臭氣問題較為嚴(yán)重。

（2）季節(jié)、溫度對(duì)臭味的影響。8月夏季的臭氣問題比較嚴(yán)重，冬、春季節(jié)時(shí)，隨著溫度的下降，H₂S的濃度也有明顯的下降。這主要是因?yàn)椋�水溫較低時(shí)，細(xì)菌活性受抑制，產(chǎn)生的臭氣物質(zhì)較少，且H₂S隨著溫度的變化，在水中的溶解度也逐漸減小。

夏季時(shí)，水溫較高，一般在25℃以上，而冬、春季節(jié)，水溫較低，一般在10℃以下。從溶解度表中發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)溫度下，硫化氫的溶解度相差了將近40%，因此。在夏季溫度較高時(shí)，細(xì)菌較活躍，且H₂S溶解度較低，極易逸散，造成臭氣濃度較高的問題。

（3）天氣對(duì)臭味問題的影響。對(duì)8月夏季高溫天氣連續(xù)監(jiān)測中，其中8月10日和8月12日各工段臭氣濃度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他時(shí)間，以格柵和曝氣沉砂池的H₂S濃度值變化最大，這主要是受到天氣氣候的影響，這兩天在監(jiān)測中或監(jiān)測前均在下雨，水中污染物濃度變低，且雨水會(huì)將空氣中的H₂S沉降，因此當(dāng)日的H₂S也比其他時(shí)間較低。

3 結(jié)論

（1）對(duì)污水處理廠主要惡臭源的惡臭物質(zhì)排放濃度的監(jiān)測表明，進(jìn)水區(qū)和曝氣沉砂池是惡臭污染嚴(yán)重區(qū)域。H₂S的排放濃度明顯高于NH₃濃度，因此應(yīng)對(duì)H₂S進(jìn)行重點(diǎn)控制。

（2）進(jìn)水處理區(qū)和污泥處理區(qū)的H₂S和NH₃排放濃度均呈現(xiàn)夏、秋季高而冬、春季低的特點(diǎn)，表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化。并且，污泥處理區(qū)的H₂S和NH₃排放濃度相對(duì)于進(jìn)水處理區(qū)要低得多。與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道傳質(zhì)劇烈的進(jìn)水區(qū)域是污水處理廠惡臭物質(zhì)主要散發(fā)源這一描述相符。

（3）污水的水溫會(huì)影響惡臭污染物的排放濃度，溫度越高，H₂S的溶解度越低，因此，夏季溫度較高時(shí)，使得H₂S極易逸散，造成臭氣排放濃度較高。同時(shí)，降雨可以降低污水處理廠的惡臭污染物排放濃度，雨水能稀釋污染物、提高溶解氧濃度和降低水溫，是雨天惡臭物質(zhì)排放濃度較低的主要原因。

（4）構(gòu)筑物的覆蓋面積和污泥脫水間脫水方式對(duì)惡臭污染物的排放濃度有影響作用，B污水處理廠的污泥采用離心機(jī)封閉脫水方式，縮小了惡臭污染物與外界的接觸面積， NH₃和H₂S排放較低。因此采用封閉或者較大覆蓋面積也能減少惡臭污染物的散發(fā)。

（5）當(dāng)氣溫、水溫較低時(shí)或降雨比較明顯時(shí)，可以適當(dāng)考慮調(diào)整除臭處理裝置的運(yùn)行強(qiáng)度、時(shí)間或關(guān)閉部分除臭處理裝置，以降低污水廠的除臭運(yùn)行成本，取得更好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。