城鎮污水處理廠惡臭污染特點及防治措施探討

摘要：惡臭污染是城鎮污水處理廠一個二次污染問題。針對此問題，分析了污水處理廠涉及的主要惡臭原因，如惡臭物質、污染源和污染特點等。根據這些原因，從選址、廢氣收集、處理技術等方面進行了探討，提出了較為適用的防治措施。

0 引言

城鎮污水處理廠是重要的環境保護基礎設施，承擔著城鎮污水凈化和處理工作，對城市發展和環境保護起到了重要作用。國務院2015 年4 月2 日印發的《水污染防治行動計劃》中要求加快城鎮污水處理設施建設與改造，要求到2020 年，全國所有縣城和重點鎮具備污水收集處理能力，縣城、城市污水處理率分別達到85%、95%左右。

然而，城鎮污水處理廠在運行過程中不可避免的產生了一些二次污染問題。其中，惡臭污染，如惡臭的散發，直接引起人們感官的不適，成為較為典型和突出的一個問題。特別是由于城市化進程的不斷加快，原本遠離城市生活區的污水處理廠周圍也建設起新的生活區，而居民環保意識的不斷增強也使惡臭問題更受關注和更加敏感，相關投訴和糾紛屢有發生。

為對惡臭物質的排放進行控制，《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中規定了氨、硫化氫、臭氣濃度等指標的廠界排放最高允許濃度。因此，如何消除或最大程度地減小惡臭對環境的影響是城鎮污水處理廠在運行過程中極需要關注的一個重要問題。

1 城鎮污水處理廠惡臭污染和污染特征

1.1 惡臭物質來源及種類

城鎮污水處理廠涉及的惡臭物質主要是城鎮污水中含硫、含氮物質，如蛋白質、氨基酸、硫酸鹽等，在厭氧或缺氧環境下通過微生物作用產生。其種類繁多，且會隨著污水水質的變化而變化。惡臭物質主要分為三類：含硫化合物：包括硫化氫、甲硫醇等；含氮化合物：包括氨、吲哚、胺類物質等；含羰基化合物：包括乙醛、酮類物質等[2 ，3]，其中，最具有代表性的惡臭物質為硫化氫和氨。

1.2 主要惡臭污染源

主要惡臭污染源包括：污水處理流程中的主要污染源和污泥處理流程中的主要污染源

1）污水處理流程中的主要污染源

城鎮污水處理廠污水處理流程主要污染源來自格柵間、沉砂池、生化池、二沉池、出水池等構筑物。總體而言，各構筑物的惡臭物質濃度隨處理流程依次減小，主要的污染源集中在格柵間和沉砂池。依次減小原因主要為：構筑物中的惡臭物質基本來自于市政管網進水的輸入，在各處理單元的處理過程中依次逐漸得到釋放；此外，在處理過程中，污水中的含硫、含氮有機物逐漸被降解為硫酸鹽、硝酸鹽等無機物，且污水從缺氧環境轉變為好氧環境，基本不再通過微生物的作用再次產生惡臭物質。

2）污泥處理流程中的主要污染源

城鎮污水處理廠污泥處理流程主要污染源來自污泥濃縮池、污泥脫水間等構筑物。由于污泥中有機物濃度較高，容易轉變為缺氧環境，從而導致各類惡臭物質的產生。因此污泥濃縮池、污泥脫水間等也是城鎮污水處理廠的一個主要惡臭污染源。

1.3 主要污染特征

從季節上看，夏季污水中的臭氣濃度明顯高于冬季，這是因為夏季高氣溫導致微生物活性較大，產生的惡臭物質較多[2]，致使污水中污染物濃度更高，這在粗格柵臭氣濃度隨季節變化表現得最為明顯，而細格柵和沉砂池則與粗格柵表現出相反的變化規律。這主要是因為夏季的氣象條件更適合污水中各類惡臭物質的釋放，因此惡臭物質在粗格柵的釋放比例遠高于冬季，到細格柵、沉砂池時已基本全部釋放。而在冬季，惡臭物質從污水中釋放較為緩慢，因此細格柵、沉砂池的臭氣濃度反而高于夏季。

從各主要構筑物污染源強度看，格柵間、沉砂池和污泥濃縮池、污泥脫水間的惡臭污染物濃度遠大于生化池、二沉池等其他處理構筑物。

從排放形式看，由于早期建設的城鎮污水處理廠主要處理構筑物均為敞開式，且建設時未考慮惡臭污染問題，因此大量惡臭物質未經處理直接排放，對環境造成了較大影響。

2 惡臭污染主要防治措施

2.1 合理選址

由于夏季惡臭污染問題較為顯著，因此，城鎮污水處理廠應盡量選址在夏季主導風向的下風向，這樣可最大限度地減輕夏季污水處理廠對城鎮的惡臭污染。同時，由于惡臭物質在空氣中有一定距離的擴散，因此城鎮污水處理廠在選址時應考慮周邊設置防護距離的條件。

但是，由于城市化進程的不斷加快，城市建設用地中很難找到最為合理的選址，只能綜合各方面因素進行相對合理的選址。

2.2 廢氣收集

為避免惡臭的無組織污染，需將惡臭污染物收集后進行集中處理和排放。根據污水處理廠各構筑惡臭污染物產生的規律可知，主要需將格柵間、沉砂池和污泥濃縮池、污泥脫水間的廢氣進行收集，有條件的情況下也可將生化池等其他構筑物的廢氣收集。

對格柵間、污泥脫水間等，可設置引風系統，同時在運行時盡量關閉門窗，使空間內形成負壓環境，提高廢氣收集效率。對沉砂池、污泥濃縮池等敞開構筑物，首先需在池面加蓋形成封閉環境，再設置引風系統，使空間內形成負壓環境。

對新建的污水處理廠，在設計時應統籌考慮廢氣收集問題。

設置廢氣收集系統時應考慮將廢氣分類，如格柵間、污泥脫水間等廢氣濃度較高、但氣量較小，生化池廢氣濃度較低、但氣量大，則不宜統一收集，以免影響后續處理效果。

2.3 處理技術

常見的惡臭處理技術主要包括吸收法、吸附法、燃燒法、低溫等離子法、除臭藥劑噴灑法、生物法等。

1）吸收法

吸收法主要是利用惡臭物質易溶于水或某種溶液的特性，將廢氣中的惡臭污染物轉移到水或溶液中，實現除臭。該方法在應用中需根據惡臭物質的不同選擇相應的吸收劑，如對硫化氫、氨等極易溶于水的物質，可選擇水作為吸收劑；對酸性氣體或堿性氣體占比較大的廢氣，可相應選擇堿性溶液和酸性溶液作為吸收劑。但由于惡臭物質種類繁多，單一或混合吸收劑的簡單組合均無法達到對大部分惡臭物質的去除，且被吸收的污染物只是轉移到水或溶液中，可能會揮發再次進入廢氣，因此該方法從總體來看效率不高。

2）吸附法

吸附法主要是利用活性炭等吸附劑的多孔結構吸附惡臭物質，實現污染物的去除。但活性炭對不同惡臭物質的吸附率差別較大，很難保證良好的吸附效果，如需提高吸附效果，需要根據具體的污染物種類對活性炭進行改性。此外，由于收集的廢氣濕度普遍較大，也會影響活性炭的吸附效率，且吸附飽和后的活性炭也面臨著再生或處置問題。

3）燃燒法

燃燒法主要包括直接燃燒和催化燃燒。

直接燃燒是在800 ℃以上的高溫下將各類惡臭污染物徹底氧化。但由于臭氣的熱值較低，因此，在直接燃燒過程中需添加大量的燃料。

催化燃燒是在催化劑的作用下，在溫度350 ℃左右將各類惡臭污染物氧化。但催化燃燒存在催化劑失效、需添加燃料等問題。

總體而言，燃燒法存在投資高、運行費用大的問題。

4）低溫等離子體法

低溫等離子體法主要通過兩個途徑實現除臭：一是通過高能電子的瞬時作用直接分解惡臭污染物；二是通過大量的高能電子、離子和自由基的作用將惡臭污染物氧化分解。該方法對各類污染物有較好的適用性，且除臭效率較高、分解較徹底，但投資成本和運行管理難度高。

5）除臭藥劑噴灑法

該方法是利用某些天然植物提取液或人工合成物質作為除臭劑，將其霧化后噴灑到廢氣中，利用小液滴表面吸附惡臭污染物，并與其發生聚合、取代反應等特點，改變分子結構，實現除臭。但該方法受環境因素影響較大，且效果不夠穩定。

6）生物法

生物法是利用附著在填料上的微生物自身新陳代謝的作用去除惡臭物質的方法。該方法具有運行費用低、處理效果較好的特點，但受環境因素影響較大，需對微生物進行一定的馴化，使其適應環境。該方法投資成本和運行費用均較低。

綜上所述，對一般城鎮污水處理廠而言，生物法是一種較為適用的除臭技術，但各地也應根據不同的實際情況評估各種處理技術，當單一技術無法取得理想效果時，可考慮將兩種甚至多種技術聯合使用。

3 結語

惡臭污染是城鎮污水處理廠重要的二次污染來源，所涉及的惡臭物質主要包括含硫化合物、含氮化合物、含羰基化合物等，其中最具代表性的為硫化氫和氨。污水處理廠內的格柵間、沉砂池和污泥濃縮池、污泥脫水間為惡臭的主要污染源。為有效防治惡臭污染，應著重從合理選址、高效收集和有效處理等方面綜合考慮，使污水處理廠惡臭污染問題得到妥善解決。