摘要：城市污水厂在生产运行过程中产生大量的含臭气体，这些臭气主要为H2S、NH3及某些生产废水中的特殊臭味物质，让人感官不悦，甚至会影响人体健康。同时，臭气中H2S等腐蚀性气体会腐蚀厂内各种运行设备，缩短其使用寿命。随着社会经济发展，人民生活水平的提高和公众环境意识的日益增强，城市污水厂在运行过程中所产生的臭气问题，已引起社会越来越多的关注。目前，美国、德国、日本等发达国家对污水厂的臭气多是采用生物法除臭技术进行治理。本文对臭气的成分、来源以及处置措施进行分析，为污水厂除臭方案提供参考。
关键词：城市污水处理厂；臭气治理；措施
1城市污水处理厂释放气体所造成的影响
国外某研究通过NEAT模型，对1990年到2003年间德国的非能源性消费产业所排放的CO2量进行了估算，结果表明污水处理行业占CO2排放总量的4%。2005年污水处理领域所排放的温室气体占全球非CO2温室气体排放总量的5%，预计到2030年将高达27%。污水处理过程中释放的温室气体一直是国内外研究的热点问题，然而污水处理过程中释放的恶臭气体问题直到近年来才逐渐引起人们的重视。
随着当前城市化步伐的加快，城市污水处理厂周围逐渐出现大量的新建住宅，城市污水处理过程中会释放大量的恶臭气体使得它逐渐成为人们头痛和关注的空气污染源。这些恶臭气体的主要化学成分包括硫化氢和氨气等无机化合物以及成分极为复杂的恶臭挥发性有机化合物（MVOC）。这些恶臭气体通过人们的呼吸以及饮食等途径进入人体内，将会引发呼吸系统、消化系统、循环系统、内分泌系统和神经系统等疾病，而且长期的恶臭刺激会导致人的感觉疲劳，致使工作效率、判断力和记忆力的降低。污水中的H2S可以扩散到污水表面或进入空气层并与其中的溶解氧结合，在硫细菌作用下被氧化为硫酸，腐蚀混凝土和铸铁，不但降低了建筑结构的牢固性，还影响了美观。有文献报导高浓度的含硫以及含氮恶臭物质会抑制硝化反应的进行，降低污水处理的脱氮效果。
伴随我国污水处理规模的不断扩大，我国污水处理行业相关工作人员职业病的隐患也逐渐引起人们的重视。有调查显示：城市污水处理厂工作人员在呼吸系统疾病的患病率方面明显高于普通人群。国外某调查试验结果发现污水处理厂工人患膀胱癌风险明显高于普通人群。国外某调查结果表明污水处理过程中释放的有害气体会对人的身心健康造成不同程度的危害。
2臭气来源分析
污水厂产生的臭气成分复杂多样，主要包括蛋白质、脂肪、碳水化合物和微生物呼吸、发酵过程的产物及不完全产物。产生臭气的设施包括沉砂池、初沉池、污泥处理设施等，格栅间、泵房及曝气池等工序部位臭气质量浓度达25~150mg/m3；而污泥浓缩池、污泥脱水机房及污泥存放间等部位可达50~1000mg/m3，甚至更高。臭气的来源如下表所示。
表1臭气的源与气味值表
从上表可分析，臭气浓度较大的部位主要是污水预处理部分（粗细格栅、提升泵房、初级沉砂池）和污泥处置（污泥脱水间等）是脱臭的重要部分。
3臭气治理措施分析与选择
3.1臭气治理措施分析
目前，治理臭气的主要措施包括物理方法、化学方法和生物方法，各有其特点及适用范围。物理方法不改变臭气物质的化学组分，而是采用另外一种物质将其臭味掩盖和冲淡，或将恶臭物质由气态转换成液态或固态。通常措施有掩蔽法、稀释法、冷凝法和吸附法等。化学措施、物理化学混合处置法是采用其他物质与臭气组分中的化学物质进行反应，进而改变臭气物质中的化学组分或化学结构，从而将其转变成为无臭、低臭物质，通用的措施有加热燃烧、氧化、化学吸收等方法。
3.2除臭措施的选择
生物法是目前采用的最为广泛的除臭方法，该方法首先将臭气收集起来，然后送往专门的生物除臭装置进行处理，生物除臭装置内设填料，并依靠附着在填料上的微生物进行处理，处理后的尾气达标后排放。结合城市污水厂现场的实际情况并考虑到二次污染、经济、安全、适用性等因素及城市污水厂臭气量大，故选用生物滤池除臭法进行详细的技术分析与介绍。
生物滤池除臭工艺的原理是利用微生物的生物降解作用对臭气物质进行吸收和降解从而达到去除臭味的目的。当含臭气的气体通过潮湿、多空隙、布满各种带有活性微生物滤料时，充分利用微生物中的各种细胞对臭气物质进行降解、转化和附着，滤料中微生物细胞结构小、吸附能力强、代谢类型多样的特征，把含臭物质转化成二氧化碳、水等简单的无机化合物。大部分生物吸收过滤措施采用了液态吸收吸附和生物处置相结合的方案处置臭气，进入装置的臭气首先被液态物质（通常是水）有条件地吸收形成混合液态的污水，再通过生物装置中微生物作用将水中的含臭物质进行转化分解。
4生物滤池法效果分析
生物滤池除臭具有以下特点：①对臭气浓度处置的去除效率，在各种条件包括滤料的选择、微生物的活性均理想的情况下，最高去除效率高达90%以上。②采用防腐防锈处理的设施、建构筑物和全系统设备，布气均匀，耐用持久，可正常运行15年-20年不等。③为保证生物滤池滤床系统中微生物活性所需要的湿度环境，所使用的设备顶部给水系统在必要时对其进行冲洗以保证正常运行。④生物滤池中的滤床外设有保温及防护层可适应外环境温度的变化，确保其工作状态及微生物活性处于最佳。⑤生物滤池运行成本投资较低，可满足经济方面的考量。
5应用实例分析
以某污泥发酵项目为例，该项目采用槽式好氧发酵系统，发酵原料含水率约55 %，其臭气主要产生于物料翻抛作业过程。设计通过管道收集该项目发酵车间臭气，采用生物滤池进行末端除臭处理。项目臭气收集系统由风机、玻璃钢管道、阀门、吸气口组成；发酵车间主要物流进出口安装电动卷闸，除出料及检修外，卷闸常闭。生物滤池系统采用玻璃钢预制件外壳，由预洗池和滤料池组成。预洗池占地面积12.0 m×2.0 m，内部填充PP 多面空心球填料，预洗池上部安装喷淋系统。滤料池占地面积12.0 m×12.0 m，分上次两层滤料层，采用火山岩＋树皮滤料，每层滤料上部安装喷淋系统；设计滤料空床停留时间为26 s，滤料层厚度为1.1 m。该项目发酵臭气经生物滤池除臭处理前后主要污染物浓度如下表1 所示。经过车间封闭、负压抽风、生物滤池除臭后，项目生活污泥发酵臭气污染得到有效控制。
结束语
生物滤池处置方案作为一种近年来流行的新型臭气处置技术具有费用适中、填料结构简单、操作简便、无二次污染物产生等优势，已被越来越多的应用于污水厂或其他除臭环节。本文就城市污水厂运行过程中产生的臭气，分析了其来源与成分，比较了几种常见的除臭工艺。
参考文献：
[1]占晶，高彩霞，王帅，李智彪，楼颖.臭气治理技术在污水处理和固废处理行业的应用[J].环境与发展，2018，30（07）：34-35.
[2]戴威.城市污水处理厂的大气污染治理技术分析[J].科技创新与应用，2017（16）：175.
[3]王雨晴.污水泵站恶臭气体扩散规律研究[D].南京师范大学，2017.
论文作者:邵帅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：臭气论文; 滤池论文; 污水处理论文; 生物论文; 污水论文; 恶臭论文; 微生物论文; 《基层建设》2019年第16期论文;