徐遵主，陸朝陽，張紀(jì)文

（南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計研究院集團(tuán)股份公司 江蘇省區(qū)域流域環(huán)境綜合治理工程技術(shù)研究中心，南京 210093）

污水處置過程中不可避免會產(chǎn)生含硫化合物、含氮化合物、鹵素及其衍生物、烴類和含氧有機(jī)物等惡臭氣體［1］，這些惡臭氣體濃度一般較低，但是嗅閾值高，對人的感官影響很大?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)重水質(zhì)污染而輕氣體污染，經(jīng)常出現(xiàn)廠界無組織廢氣排放達(dá)標(biāo)但異味擾民投訴不斷的問題。污水處理廠的異味成為城市化進(jìn)程中，影響人們獲得感和幸福感的重要環(huán)境問題之一［2－3］，急需得到改善。本文結(jié)合某污水處理廠改造工程實(shí)例，介紹了臭氣的收集及處理方法，以期為同類工程提供參考。

1 工程概況

南京某污水處理廠目前處理規(guī)模為80 000 m3／d，其中工業(yè)廢水占比約20%。周邊居民區(qū)晚于污水處理廠建成，改造前存在多次異味擾民投訴。本工程主要目的是解決該廠異味擾民投訴的問題。

結(jié)合CJJ／T 243—2016《城鎮(zhèn)污水處理廠臭氣處理技術(shù)規(guī)程》推薦的廢氣污染物濃度值，本工程設(shè)計進(jìn)氣濃度如表1所示。處理后，臭氣濃度有組織排放濃度應(yīng)滿足GB 14554—1993《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的2 000（無量綱）限值；其他污染物凈化效率不低于80%。廠界氨、硫化氫和臭氣濃度排放限值應(yīng)滿足GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級標(biāo)準(zhǔn)要求（見表1）。

表1 設(shè)計進(jìn)出氣濃度Tab.1 Design inlet and outlet gas concentrations

2 異味來源分析

污水處理廠污水處理工藝詳見圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程Fig.1 Process flow of sewage treatment

生化反應(yīng)前污水中的污染物較多，其中易揮發(fā)污染物轉(zhuǎn)移至氣相會形成大量惡臭氣體，典型廢氣來源單元有粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及沉砂池和配水井。A2O氧化溝對應(yīng)的厭氧和缺氧階段，細(xì)菌還原硫和氮，容易產(chǎn)生硫化氫和氨氣等惡臭氣體，好氧階段惡臭氣體產(chǎn)生量相對較少。二沉池、反硝化濾池和紫外消毒池中污染物濃度極低，惡臭氣體產(chǎn)生量少。后期污泥處理階段的回流泵房、污泥濃縮池和脫水機(jī)房，轉(zhuǎn)移至固相污泥中的污染物在污泥處理過程中容易發(fā)生各種生物和化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量惡臭氣體。綜上，惡臭氣體主要來源于：粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及沉砂池、配水井、A2O氧化溝、回流泵房、污泥濃縮池和脫水機(jī)房。

3 除臭工藝選擇

3.1 加蓋方式

污水處理廠各個廢水處理單元常用的加蓋方式有：混凝土加蓋、膜材加蓋、鋼板加蓋、陽光板加蓋、玻璃鋼加蓋和玻璃房加蓋。其中混凝土加蓋和膜材加蓋的密封效果最佳，鋼板加蓋、陽光板加蓋和玻璃鋼加蓋密封性較差，玻璃房加蓋一般適用于小型構(gòu)筑物的加蓋。

配水井、回流泵房和污泥濃縮池為密閉式混凝土結(jié)構(gòu)，只需增設(shè)廢氣收集處理措施即可。粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及沉砂池尺寸較小，考慮采光性、耐腐蝕性以及投資和工期，采用不銹鋼骨架＋玻璃房密閉的形式收集廢氣。A2O氧化溝跨度較大，常規(guī)方式無法實(shí)現(xiàn)這么大跨度的加蓋，擬采用反吊膜的方式加蓋，鋼結(jié)構(gòu)在反吊膜外部，可以減少惡臭氣體對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。脫水機(jī)房的板框壓濾機(jī)區(qū)域采用不銹鋼骨架＋玻璃房密閉的形式，對脫水過程產(chǎn)生的惡臭氣體進(jìn)行捕集。

3.2 除臭工藝

為了更好地確定適合該污水處理廠的惡臭氣體處理工藝，對南京市12家類似污水處理廠的廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，共計32套廢氣處理系統(tǒng)。除臭工藝和凈化效率評估見表2所示。

表2 除臭工藝及凈化效率評估的調(diào)研結(jié)果Tab.2 Investigation results of ordor removal process and evaluation of their purification effeciency

生物濾池是本次調(diào)研中應(yīng)用最多的處理工藝，是國內(nèi)外污水處理廠異味治理的主流工藝［4－5］，具有凈化效率高的優(yōu)點(diǎn)。土壤法對占地要求較高，每1 m3氣體需要2.5～3.3 m2的土地，土壤法中吸收、吸附和微生物代謝的集成作用低于生物濾池，所以凈化效率一般也低于生物濾池，且存在尾氣無組織排放不利于環(huán)保監(jiān)管的問題?；瘜W(xué)吸收工藝對水溶性較好的氨氣、硫化氫等凈化效率尚可［6］，但對水溶性差的污染物基本無凈化效果，整體而言凈化效率偏低。不同組合的工藝一般可以提高凈化效率。

考慮到本次改造工程占地有限，兼顧投資和凈化效率，擬采用生物濾池處理工藝。臭氣通過收集管道，在風(fēng)機(jī)的推動下進(jìn)入除臭裝置，臭氣經(jīng)過預(yù)洗段進(jìn)行除塵加濕后，進(jìn)入生物濾池池體，經(jīng)過填料微生物的吸附、吸收和降解，將臭氣成分去除。

4 工程設(shè)計

4.1 廢氣收集風(fēng)量設(shè)計

本工程產(chǎn)生惡臭氣體的主要廢水處理單元加蓋密閉后，需要負(fù)壓抽吸進(jìn)行廢氣收集，收集風(fēng)量參照CJJ／T 243—2016中的相關(guān)要求進(jìn)行計算。初期預(yù)處理階段的粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及沉砂池、配水井的廢氣收集風(fēng)量，按照單位水面面積臭氣風(fēng)量指標(biāo)10 m3／（m2·h）計算，同時增加2次／h的空間換氣量。后期污泥處理階段的回流泵房、污泥濃縮池和A2O氧化溝的廢氣收集風(fēng)量，按照單位水面面積臭氣風(fēng)量指標(biāo)3 m3／（m2·h）計算，同時增加2次／h的空間換氣量。脫水機(jī)房壓濾機(jī)隔間，采用全面換風(fēng)的方式進(jìn)行廢氣收集，收集風(fēng)量按照12次／h的空間換氣量。各污水處理單元廢氣收集風(fēng)量計算結(jié)果詳見表3所示。

表3 廢氣收集風(fēng)量計算結(jié)果Tab.3 Calculation results of exhaust gas collection air volume

全廠收集風(fēng)量合計10 696 1 m3／h，收集管道采用304不銹鋼材質(zhì)，在保證防腐性能的同時，提高施工的便利和美觀度，干管風(fēng)速取6～14 m／s，支管風(fēng)速取2～8 m／s。

4.2 處理系統(tǒng)設(shè)計

結(jié)合企業(yè)廢氣收集風(fēng)量、可用空間大小以及距離各個廢水處理單元的距離，擬設(shè)置4套生物濾池處理系統(tǒng)，對全廠收集的惡臭氣體進(jìn)行處理，對應(yīng)的處理區(qū)域詳見表3所示。1＃和2＃處理系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)量為32 000 m3／h，風(fēng)機(jī)功率為45 kW，生物濾池尺寸為9.2 m×9.2 m×2.5 m；3＃和4＃處理系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)量為22 000 m3／h，風(fēng)機(jī)功率為30 kW，生物濾池尺寸8.5 m×7.0 m×2.5 m。

以上4套生物濾池處理系統(tǒng)均內(nèi)置預(yù)洗噴淋段、預(yù)熱系統(tǒng)、聚氨酯及多面空心球混合填料，填料層高1.5 m，比表面積大于350 m2／m3；氣體停留時間約為15 s。

5 治理改造效果分析

工程改造完成投入正常運(yùn)行后，企業(yè)自主監(jiān)測和例行監(jiān)測的結(jié)果表明，廠界氨的質(zhì)量濃度檢測值低于0.3 mg／m3，硫化氫的質(zhì)量濃度檢測值低于0.01 mg／m3，臭氣濃度檢測值低于2（無量綱），顯著低于GB 18918—2002中一級標(biāo)準(zhǔn)。處理系統(tǒng)進(jìn)出口綜合凈化效率可以達(dá)到90%。改造完成后，未發(fā)生一起異味擾民投訴情況。

6 工程投資及運(yùn)行費(fèi)用

本改造工程總投資900萬元，包括加蓋300萬元，收集系統(tǒng)100萬元，廢氣處理系統(tǒng)500萬元。

本工程總運(yùn)行功率約為200 kW（含風(fēng)機(jī)、預(yù)洗水泵和循環(huán)水泵），年電費(fèi)約為80萬元；運(yùn)行管理人員2名，年工資合計20萬元。年運(yùn)行費(fèi)用總計約100萬元，折合噸水異味治理附加費(fèi)用約為0.034元／t，處理成本在同行業(yè)中處于領(lǐng)先水平。

7 結(jié)語

污水處理廠的異味擾民問題，需因地制宜采取合理的方式，綜合考慮收集和治理措施，才能從根本上解決問題。本工程改造采用玻璃房和反吊膜的方式對污水處理單元進(jìn)行加蓋，投資成本低，施工便捷，美觀和防腐性能優(yōu)異；采用生物濾池工藝處理臭氣，綜合凈化效率達(dá)到90%，廢氣無組織排放顯著低于GB 18918—2002一級標(biāo)準(zhǔn)的限值要求。