廣州市某污水處理廠臭氣散發(fā)情況調(diào)查及除臭中試
摘要：城市污水處理廠臭氣的控制與處理已成為一種必然趨勢(shì)，硫化氫是城市污水處理廠臭氣最主要成分之一，其濃度高低在一定程度上代表臭氣的產(chǎn)生情況。本文以硫化氫和氨氣為對(duì)象對(duì)廣州市某污水處理廠各處理構(gòu)筑物硫化氫及氨氣的產(chǎn)生情況及變化 規(guī)律 做了簡(jiǎn)要的調(diào)查與 分析 。
關(guān)鍵詞：臭氣 污水處理廠 硫化氫 生物濾池
1 前言
城市污水處理廠散發(fā)的臭氣嚴(yán)重 影響 了周圍居民的生活環(huán)境。最近的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城市污水處理廠4種廢氣的排放標(biāo)準(zhǔn)，包括硫化氫、氨氣、甲烷及臭氣濃度。因此除臭是所有城市污水處理廠共同面臨的 問題 。如何有效的去除臭氣需要對(duì)污水廠各處理構(gòu)筑物臭氣的散發(fā)情況進(jìn)行調(diào)查與分析，由此選擇合適工藝與規(guī)模。然而 目前 這方面的資料很少，尤其是在國(guó)內(nèi)沒有人做過這方面的調(diào)查。
硫化氫的嗅覺閾值很低只有0.0005mg/m3，在城市污水處理系統(tǒng)中硫化氫是最主要的臭氣組成[1]。Gostelow 和Parsons根據(jù)硫化氫的散發(fā)情況評(píng)定污水處理廠的臭氣分布情況，發(fā)現(xiàn)二者之間存在很大聯(lián)系[2]。因此，可以根據(jù)硫化氫的散發(fā)情況近似估計(jì)城市污水處理廠的臭氣分布情況。此外，在污水處理過程中當(dāng)PH值較高時(shí)還會(huì)有大量的氨氣產(chǎn)生。對(duì)于大部分污水廠來說一般PH值趨于中性，因此很少有氨氣散發(fā)。對(duì)于那些進(jìn)水氨氮很高需要進(jìn)行中和處理的污水處理設(shè)施會(huì)有大量的氨氣產(chǎn)生。
2 污水處理廠工藝概況
水廠采用A2O工藝，日處理水量20萬噸。
處理流程如下：
水區(qū)：進(jìn)水 格柵 平流沉砂池初沉池生物反應(yīng)器 二沉池出水
泥區(qū)：污泥濃縮池貯泥池脫水機(jī)房
6、7月份進(jìn)水水質(zhì)：
單位：mg/L
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最大值
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最小值
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平均值
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BOD5
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195.5
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47.6
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98.3
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CODCr
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173.97
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氨氮
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27.41
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5.7
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20.19
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3 儀器與 方法
方法：硫化氫的檢測(cè)采用亞甲基藍(lán)比色法，氨氣采用次氯酸納-水楊酸分光光度法。
采樣點(diǎn)為距各構(gòu)筑物水面10-50cm，以1L/min流量采樣20min。
儀器：Q-2C型大氣采樣儀，B2105-2680紫外可見光分光光度計(jì)。
4 污水處理過程中硫化氫主要來源
城市污水處理廠中硫化氫主要來源于兩個(gè)方面：源水中硫酸鹽的轉(zhuǎn)化和含硫有機(jī)物的脫硫。在城市污水處理廠中硫化氫一般在厭氧或缺氧的條件下產(chǎn)生，污水中的SO42-在厭氧條件下被硫酸還原菌還原為H2S。在PH值大于7時(shí)硫化氫主要以H2S、 HS-、S2-形態(tài)溶解于水中。并隨著水的流動(dòng)散發(fā)出來[1]。
污水處理過程中的硫化氫轉(zhuǎn)化過程同硫元素的生物循環(huán)，過程如圖：
5 污水廠各處理構(gòu)筑物臭氣分布
在城市污水處理廠中格柵一直是臭氣的主要來源，這可能是由于污水在進(jìn)入污水處理廠以前的管道中存在厭氧情況，導(dǎo)致大量硫化氫的產(chǎn)生，并且在流經(jīng)格柵的過程中散發(fā)出來。因此，格柵是硫化氫散發(fā)的主要構(gòu)筑物之一。
7月底到8月初的格柵的硫化氫散發(fā)情況：
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構(gòu)筑物
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硫化氫(mg/ m3)
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平均濃度(mg/ m3)
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采樣時(shí)間
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溫度（℃）
|
采樣時(shí)天氣情況
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格柵
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0.8487
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0.5455
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7-23
|
32
|
晴
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0.3002
|
7-27
|
33
|
晴
|
||
|
0.5643
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7-28
|
31
|
陰
|
||
|
0.4687
|
8-2
|
31
|
多云
|
在測(cè)試期間水廠正在進(jìn)行除臭中試，格柵已加蓋，測(cè)定值可能高于真實(shí)值。此外，在本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集時(shí)廣州地區(qū)多雨，導(dǎo)致測(cè)定值遠(yuǎn)低于最大值。例如，在6月初的硫化氫散發(fā)濃度明顯提高。
6月上旬格柵的硫化氫散發(fā)情況：
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構(gòu)筑物
|
硫化氫(mg/ m3)
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平均濃度(mg/ m3)
|
采樣時(shí)間
|
溫度（℃）
|
采樣時(shí)天氣情況
|
|
格柵
|
1.1482
|
6.4335
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6-1
|
32
|
晴
|
|
10.5952
|
6-4
|
33
|
晴
|
||
|
7.5571
|
6-8
|
31
|
陰
|
對(duì)于格柵的除臭可采用加蓋收集的方法。污水處理廠以格柵為處理對(duì)象進(jìn)行生物除臭中試，加蓋后用風(fēng)機(jī)將臭氣引入除臭生物濾池。實(shí)踐證明，這種方法可有效的去除臭氣，處理后氣體完全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。此外，在加蓋后格柵的附近沒有明顯臭味感覺，對(duì)格柵附近硫化氫濃度測(cè)試值分別為0.028和0.036 mg/ m3。
沉砂池是另一個(gè)臭氣散發(fā)的主要源頭。沉砂池的種類較多，不同類型會(huì)導(dǎo)致不同程度的臭氣散發(fā)。一般曝氣沉砂池散發(fā)的硫化氫濃度要高于普通的沉砂池。此污水處理廠采用兩組平流沉砂池，水利停留時(shí)間為3.7min。污水在格柵的停留時(shí)間較短，不可能將硫化氫完全散發(fā)出來。在沉砂池硫化氫會(huì)繼續(xù)散發(fā)。由于沉砂池污水流速比格柵間小，因此產(chǎn)生的硫化氫濃度一般低于格柵。如果是曝氣沉砂池情況有可能不同。
沉砂池硫化氫散發(fā)情況：
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構(gòu)筑物
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硫化氫(mg/ m3)
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平均濃度(mg/ m3)
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采樣時(shí)間
|
溫度（℃）
|
采樣時(shí)天氣情況
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沉砂池
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0.3035
|
0.6489
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7-16
|
32
|
多云
|
|
0.7804
|
7-21
|
29
|
小雨
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||
|
0.5608
|
7-22
|
32
|
晴
|
||
|
0.8084
|
7-28
|
31
|
陰
|
||
|
0.7912
|
8-2
|
33
|
多云
|
在水區(qū)，除了格柵和沉砂池外其余的處理構(gòu)筑物散發(fā)的硫化氫量很小，測(cè)試過程中也沒有感覺到明顯的臭味，尤其是在雨后基本沒有硫化氫散發(fā)。此外，在調(diào)查過程中還對(duì)從初沉池到生物反應(yīng)池之間的污水通道的硫化氫濃度進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)過水通道中有大量的硫化氫散發(fā)，濃度可達(dá)10mg/m3以上。初沉池出水、生物反映池入水及它們之間過水廊道的水質(zhì)不會(huì)有太大變化，但是散發(fā)硫化氫的濃度明顯不同，這主要原因應(yīng)該是水流速度差異造成。因此，可以推斷出污水處理廠影響硫化氫產(chǎn)生的最主要原因是水流速度，當(dāng)污水處于湍流狀態(tài)下硫化氫極易散發(fā)出來。
初沉池到二沉池硫化氫散發(fā)情況：
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構(gòu)筑物
|
硫化氫(mg/ m3)
|
平均濃度(mg/ m3)
|
采樣時(shí)間
|
溫度（℃）
|
采樣時(shí)天氣情況
|
|
初沉池
|
0.0034
|
0.0029
|
7-21
|
29
|
小雨
|
|
0.0021
|
8-4
|
34
|
多云
|
||
|
0.0032
|
5-3
|
35
|
晴
|
||
|
二沉池
|
未檢出
|
0.0019
|
7-21
|
29
|
小雨
|
|
0.0033
|
8-4
|
34
|
多云
|
||
|
0.0024
|
|
|
|
||
|
厭氧段
|
未檢出
|
0.0017
|
7-21
|
29
|
小雨
|
|
0.0027
|
8-4
|
34
|
多云
|
||
|
0.0023
|
7-16
|
32
|
多云
|
||
|
缺氧段
|
0.0089
|
0.0046
|
7-16
|
32
|
多云
|
|
未檢出
|
7-21
|
29
|
小雨
|
||
|
0.0049
|
8-4
|
34
|
多云
|
||
|
好氧段
|
0.0051
|
0.0022
|
7-16
|
32
|
多云
|
|
未檢出
|
7-21
|
29
|
小雨
|
||
|
0.0014
|
7-21
|
29
|
小雨
|
此污水處理廠的泥區(qū)主要有污泥濃縮池、貯泥池和脫水機(jī)房，沒有采用污泥消化池。污水在濃縮池的停留時(shí)間較長(zhǎng)，并且處于厭氧狀態(tài)。因此 理論 上會(huì)有大量的硫化氫產(chǎn)生，但是實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)在污泥濃縮池中散發(fā)的硫化氫濃度很小，也沒有感覺出明顯的臭味。這進(jìn)一步證明了水流速度是硫化氫散發(fā)的最主要因素。
貯泥池是這次調(diào)查中硫化氫散發(fā)濃度最高的處理構(gòu)筑物，這主要的原因是污泥在進(jìn)入貯泥池之前的濃縮池中產(chǎn)生大量的硫化氫，以分子形態(tài)溶解于水中。污泥在進(jìn)入貯泥池時(shí)有一個(gè)明顯的湍流過程，導(dǎo)致大量的硫化氫散發(fā)。因此，在這里建議污水處理廠臭氣散發(fā)的控制可以從減少處理過程中的湍流過程，盡量減少水流速度方面考慮。
脫水機(jī)房理論上應(yīng)該有大量的硫化氫氣體散發(fā)，而且在大多數(shù)污水處理廠進(jìn)入脫水機(jī)房會(huì)感覺到明顯的臭味。但是在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)此污水處理廠的脫水機(jī)房的臭味并不明顯，而且測(cè)試到的硫化氫濃度很低。這與大多數(shù)污水處理廠的情況相反，這里也沒找到恰當(dāng)?shù)睦碛伞Ｎ勰嘣谶M(jìn)入脫水機(jī)房強(qiáng)前的貯泥池中散發(fā)掉了大量的硫化氫可能是其中的一個(gè)原因。此外，這還可能與處理工藝、進(jìn)水水質(zhì)有關(guān)。
泥區(qū)各處理構(gòu)筑物硫化氫散發(fā)情況：
|
構(gòu)筑物
|
硫化氫(mg/L)
|
平均濃度(mg/L)
|
采樣時(shí)間
|
溫度（℃）
|
采樣時(shí)天氣情況
|
|
污泥濃縮池
|
0.0028
|
0.0047
|
7-23
|
32
|
晴
|
|
0.0086
|
7-27
|
33
|
晴
|
||
|
0.0028
|
8-2
|
33
|
多云
|
||
|
貯泥池
|
0.6996
|
3.0119
|
7-23
|
32
|
晴
|
|
3.5751
|
7-27
|
33
|
晴
|
||
|
5.1178
|
7-28
|
31
|
陰
|
||
|
2.6550
|
8-2
|
33
|
多云
|
||
|
脫水機(jī)房
|
0.0039
|
0.0039
|
7-23
|
32
|
晴
|
|
0.0029
|
7-27
|
33
|
晴
|
||
|
0.0048
|
8-2
|
33
|
多云
|
6 中試情況
本次中試采用生物滴濾法，流程如下圖。在生物濾池內(nèi)充滿填料，微生物在填料表面附著生長(zhǎng)并形成一定厚度的生物膜。硫化氫在流經(jīng)生物濾池過程中被轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。
格柵間產(chǎn)生的臭氣由風(fēng)機(jī)抽入加濕塔加濕后進(jìn)入生物濾池，加濕塔內(nèi)的水循環(huán)使用。生物濾池采用間歇噴水，每小時(shí)噴淋1分鐘。
實(shí)驗(yàn)證明生物滴濾池能夠有效的去除城市污水處理廠散發(fā)的臭氣。在中試期間格柵間所散發(fā)的臭氣得到有效控制。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城市污水處理廠4種廢氣的排放標(biāo)準(zhǔn)，包括硫化氫、氨氣、甲烷及臭氣濃度。在測(cè)試中檢測(cè)不到氨氣，甲烷主要產(chǎn)生在厭氧階段，因此選硫化氫作為衡量除臭生物濾池性能的指標(biāo)。在掛膜初期對(duì)硫化氫去除主要是填料的吸附及噴林液的吸收，硫化氫的去除率相對(duì)較低并存在一定的波動(dòng)，當(dāng)生物膜成熟后生物濾池表現(xiàn)除了良好的性能去除效率保持在99%以上。
7 結(jié)論
1、城市污水處理廠臭氣的主要散發(fā)源是格柵、沉砂池及泥區(qū)。
2、污水處理過程中決定硫化氫的散發(fā)的最主要因素是水流速度，污水處理廠臭氣的控制可以從減少湍流過程及水流速度方面入手。
3、城市污水處理廠除臭采用加蓋收集 方法 切實(shí)可行，換氣次數(shù)4-5次每小時(shí)為宜。
4、生物滴濾池能夠有效的去除城市污水處理廠散發(fā)的臭氣。
參考 文獻(xiàn) ：
[1] P. Gostelow, S. A. Parsons, R. M. Stuetz. Odour Measurements for Sewage Treatment Works. Wat. Res. 35 (3), 579-597.
[2] Gostelow, P. and Parsons, S. A. (2000) Sewage treatment works odour measurement. Water Science and Technology 41(6), 33-40.
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