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城镇污水处理厂含硫污染源监测治理

摘要:近年来,随着工业化、城镇化进程的加快,城市污水排放量逐年增加,为有效处理这些城镇污水,各地纷纷加大了城镇污水处理厂的建设力度。但城镇污水处理厂运营过程中产生的大量恶臭气体给周边生态环境造成严重影响却不容忽视。并且,城镇污水处理厂处理工艺的选择会对污水处理厂废水中含硫恶臭气体收集、分析、处理产生一定影响。文章以河南省郑州市某污水处理厂为例,对城镇污水处理厂在建设后运营过程中8种含硫恶臭污染物监测结果、污染源强及位置进行了分析,并在此基础上提出了相应的污染防治对策,为城镇污水处理厂含硫恶臭污染物治理提供参考和借鉴。

关键词:城镇污水处理厂;污染源强;污染防治

引言

随着工业化、城镇化进程加快,为满足日益增长的污水处理需求,我国加快了城镇污水处理厂建设规模和数量。据统计,截至2019年12月底,我国累计建成4119座污水处理厂,全国污水处理能力达1.82亿吨/日,主要集中于人口、工业发展迅速的河南、广东、山东、江苏和浙江等省份。此外,我国的城市垃圾历史积累的存量已经超过了60亿吨,约有2/3的城市不同程度地受到垃圾的包围和影响。虽然城镇污水处理厂的兴建和投入使用使污水排放总量得到有效控制,处理率逐年攀升,但其在运营过程中产生大量恶臭气体给周边生态环境造成严重影响却不容忽视。污水处理厂处理工艺有多模式AA/O生化处理工艺+深度处理、多模式A/A/O+深度处理和高浓度A/A/O+MBR、氧化沟等,不同地方的污水处理厂根据其水质、水量的不同,选择不同的处理工艺,污水处理工艺的选择会对污水处理厂废水中含硫恶臭气体收集、分析、处理产生一定影响[1]。本文依据我国出台的《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)对河南省郑州市某城镇污水处理厂建成运营初期三甲胺、二硫化碳、苯乙烯、甲硫醚、甲硫醇、氨、硫化氢、二甲二硫等8种恶臭污染物进行了监测,并系统分析了气体污染物浓度及来源,为相应治理措施的选用提供精准指导。

1研究资料

1.1基本情况

河南省郑州市某城镇污水处理厂二期工程于2019年12月建成,处理工艺为“曝气除油沉砂池+水解沉淀池+曝气生物滤池(DN/CN)”,设计日处理能力25万m3/d。进水主要来自周边城镇居民的生活污水,排水水质按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(18918-2002)一级A排放标准。主要设计进水、出水水质指标见表1。

1.2样品采集

采用聚四氟乙烯气体采集袋分别从恶臭污染物暴露源头处、50m、100m、150m、200m、300m处取气(厂界上风向设对照点位1个,下风向设对照点位4个)。采样时气象条件为:静风,晴,气温20-30℃、大气压100-110kPa。1.3监测结果运用气相色谱-质谱联用仪对硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、等8种含硫恶臭污染物进行了定性准确的和定量分析,具体监测结果见表2。

2恶臭源强分析

2.1恶臭污染特点

城镇污水处理厂含硫恶臭污染具有气味复杂性、低阈值、持续性等特点。首先是气味复杂性。城镇污水处理厂含硫恶臭污染源主要来自废水中有机物分解及复合过程中产生的,恶臭污染物达数十种,不同物质的发臭机理及强度也不尽相同,且不同源的复合臭气特点不同;其次是阈值低[2]。从城镇污水处理厂的含硫恶臭气体监测来看,每立方米达数十微克,即可感觉到气味;再次是持续性[3]。城镇污水处理厂含硫恶臭气体的排放、散发具有持续性,且随着温度、距离的变化而变化,影响着不同区域,给周边产生持续的影响。

2.2污染源位置

从监测结果来看,该污水处理厂主要来自恶臭气体污水处理区、污水进水水区。含硫恶臭气体组分复杂,硫酸盐浓度高、含盐量大、恶臭气体点位分散且众多。其中,污水处理区的含硫恶臭气体主要集中于污泥脱水间、污泥浓缩池区域;进水区的含硫恶臭气体主要来自格栅、泵站和沉砂池。

2.3污染源强

从含硫恶臭气体的表现形式来看,含硫恶臭气体的逸出量受到了污水处理厂污水性质、气温高低、日照长短等方面的影响,且含硫恶臭气体扩散向周边呈现出物理衰减形式,即,受到城镇污水处理厂三维空间逐渐向四周稀释扩散,随着离污染源距离越远,含硫恶臭气体污染物浓度逐渐降低的特点;化学衰减则主要表现为在日照和紫外线等作用下,其含量浓度不断的呈现出稀释扩散的特点。综上,从恶臭污染源位置来看,含硫恶臭气体主要来自水解沉淀池、污泥脱水间、浓缩池等区域;从时间上来看,含硫恶臭气体的污染源强表现出夏季因温度高,蒸发快,硫酸盐浓度较低,但也超过了200mg/L,冬季因气温低、蒸发慢,硫酸盐浓度较高,一般达到了500mg/L;从硫酸盐浓度变化情况来看,从城镇污水处理厂的进水再到沉砂池,经处理工艺处理之后,出水经水解池水解酸化,污水中的硫酸盐浓度含量逐步降低[4]。因此,水解池能够很好地发挥着水解、酸化的效果,从而达到降低恶臭气体中的含硫物,使含硫恶臭气体随着污水逸出污水处理厂周边环境。

3污水处理厂恶臭气体治理措施

目前,处理城镇污水厂含硫恶臭气体的工艺方法主要有物理工艺、化学工艺、生物工艺,以及各种工艺的组合。不同工艺具有其应用特点,相比于物理工艺、化学工艺,例如,可采用“生物洗涤+生物滴滤”复合生物法、生物滤床、生物洗涤法、生物土壤法、洗涤式活性污泥法等等。其中,生物工艺技术处理污水处理厂含硫恶臭气体具有易管理、成本低、无二次污染等特点。该污水处理厂选用“洗涤+生物床过滤”组合法除臭工艺。

3.1工艺内容

针对该污水处理厂的含硫恶臭气体主要来自格栅间、泵站、沉砂池、生物滤池等区域,因此,需要选用相应的构筑物,做好密闭。然后再利用相应管道,将密闭区域的含硫恶臭气体输送至独立除臭工艺环节,经处理达标后排放。

3.2工艺运用

根据对该污水处理厂的恶臭气体排放量的调查和计算,以及排放的时间特点,最终选用“洗涤+生物过滤”作为除臭设备。该除臭设备主要用以收集相关区域的含硫恶臭气体[5]。该污水处理厂预洗段选用塑料空心球内填海绵填料,生物滤床则选用挂膜有机木料,洗涤段则选用塑料空气球内填海绵填料。在水解生物滤池与水解池均采用工业膜加盖,选择强防腐膜材料,膜材料中间选高强聚酯纤维,纤维表面涂聚氯乙烯合金涂层,使其具有很好的抗菌、耐腐蚀、耐酸等功能[6]。将污水处理厂内的各个格栅都选用铝合金框架,采用加盖形式,预留部分检修窗。室内风管选用UPVC材质,室外风管选用FRP材质,根据内外风管口径及部位的不同,配置相应的支架和桥架。

3.3处理效果

经过一段时间处理后并经现场监测,该污水处理厂厂界周边已无感官上明显硫化氢恶臭气味。根据所规定的监测方法,经监测,除臭构筑物外围6m内环侧,以及厂界取样监测,满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)二级排放标准,达到了预期除臭效果。

结语

综上,城镇污水处理厂含硫恶臭气体的无组织排放,随着距离的增加,含硫恶臭气体的浓度也会逐渐的由大变小,并且其含硫恶臭气体排放浓度也受到城镇污水处理厂的垃圾堆体体积、堆放时间、处理工艺、日照、湿度等各种因素影响[7]。文中所研究的城镇污水厂处理含硫恶臭气体,选用“洗涤+生物滤床过滤”联合除臭工艺,经实际运行和现场监测,达到了《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)二级排放标准,满足了厂界恶臭污染物控制要求,降低恶臭气味对污水处理厂周围环境的影响,达到了预期的处理效果[8]。但鉴于恶臭气体排放所产生的硫化氢等具有较强的腐蚀性,因此,在城镇污水处理厂建设过程中,选用合适的器材设备时,尤其要更加注重污水处理厂除臭设备材质的选择时,应选择具有较强耐腐蚀性材质的器材设备,以最大限度地减少后期城镇污水处理厂的实际运营成本。

参考文献

[1]赵茹涵,杨庆,刘润雨.城市污水处理厂恶臭气体产生与释放的影响因素[J].净水技术,2020(11):123-129.

[2]刘宝玉,杨华军,韩超.城市污水处理厂恶臭气体产生及释放情况分析[J].环境保护与循环经济,2019(11):35-38.

[3]杜亚峰,李军,李健伟.污水处理厂恶臭气体分布规律及挥发性气体定量评价[J].净水技术,2018(7):69-74.

[4]李倩,张明.城市污水处理厂恶臭气体的生物处理方法[J].安徽农学通报,2013(23):64-65.

[5]陈平,阚连宝.污水处理厂恶臭气体的危害与控制[J].广东化工,2013(3):110.

[6]纪华.生活垃圾填埋场含硫恶臭气体分析与评价[J].环境卫生工程,2011(1):4-6.

[7]胡志军,王志良.低温等离子体协同催化降解含硫恶臭污染物[J].化工环保,2018(1):77-82.

[8]唐国建.碱渣含硫恶臭废气处理技术[J].石油化工安全环保技术,2016(4):76-78.

作者:郝爱荣 单位:禹州市环境监测站

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