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1、第一章 概述1.1 前言目前，我国城市污水处理厂的建设很少考虑臭气的处理问题，但随着人民生活水平的提高，对环境质量的要求越来越高，对恶臭气体所带来的污染也更加敏感，有关污水处理设施臭气影响市民生活质量和健康的投诉案例屡见报端，呈上升的趋势。在污水处理过程，保护和提高处理现场及周围的环境，减少恶臭影响，如何对恶臭进行有效控制已成为急需解决的课题。与工业废气相比，城市污水处理厂臭气具有2个显著特点：(1)污染物成分复杂。主要包括硫化氢(臭鸡蛋味)、氨(氨味)、甲硫醇(烂洋葱味)、胺类(鱼腥味)、二胺(腐肉味)、粪臭素(粪便味)等，另外还含有少量的硫醚类、酞胺类、芳香烃、醇、醛、酮、酚以及有机酸等物
2、质。(2)产生量变化大。即使在同一污水处理厂中各单元产生的臭气也随水量、水质、气候条件、操作参数等因素的变化而变化。恶臭广泛地产生于工农业生产，市政污水，污泥处理以及垃圾处置过程。恶臭公害有损于周围环境。某些恶臭气体被归类为有毒污染物，其排放受到有关空气污染法规的约束。该类有毒气体不在本文的讨论范围内。本文着重讨论污水厂用A2O工艺处理污水过程产生的令人讨厌的臭味，能使人们的心理，感官造成不愉快的气体。中华人民共和国国家标准-恶臭污染排放标准GB1455493定义恶臭为：一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质。为了保护和提高各类处理现场及周围环境卫生质量，减少对空气造成二次污染
3、，对恶臭进行有效的控制已势在必行。1.2 污水处理厂工艺概况广州某水厂采用A2O工艺，日处理水量10万吨。处理流程如下:水区：进水格栅平流沉砂池初沉池生化反应池二沉池出水 泥区：污泥浓缩池贮泥池脱水机房因为污水处理厂的规模大，故在进水泵房和隔栅当中有过量的恶臭气体排出，同时污泥浓缩池和污泥消化池也有大量的恶臭气体排出，人对H2S的嗅觉阀值很低只有0.0005mg/m3。根据国家要求，必须对污水处理厂产生的臭气进行处理而达到国家规定的标准排放，鉴于此，我们拟对上述的单元产生的臭气进行加盖收集，并用鼓风机把空气抽出再通过管道输送到生物滤池进行处理，以达到国家排放标准。格栅井上方搭建收集仓，对臭气进
4、行有效收集；在曝气沉砂池和污泥浓缩池上方覆盖一层面板，为防止恶臭气体在系统运行过程中向大气的扩散，整个处理系统设计成全封闭负压系统；收集系统考虑在污泥脱水机房内布风管，设置吸风口收集。1.3污水处理中的臭气成分及来源污水处理工程中产生的恶臭成分是由蛋白质、脂肪、碳水化合物的微生物呼吸、发酵过程的产物和不完全产物，一般分为三类：(1)含硫化合物硫化氢、甲硫醇、甲基硫醚等；(2)含氮化合物氨三甲胺；(3)碳、氧或碳、氢、氧组成的化合物低级醇、醛、脂肪酸。城市污水处理厂产生恶臭的污染源主要有进水部分和污泥处理部分，即进水格栅、曝气沉砂池、曝气池、污泥浓缩池及最终贮泥弛等工序 。恶臭主要由氨气、硫化氧
5、、硫醇、VFAs、VOCs等组成：(1)氨气 氨气在污水中的浓度通常不高，主要由污水中的固体颗粒经过厌氧消化和好氧消化而产生。厌氧消化池一般在液氨的质量浓度为5001 500mgL条件下运行。在通常pH值条件下，氨气在水中的溶解度很大；但当pH值升高时，氨气变得容易挥发，所以在使用苛性碱(石灰)作为调节剂的污泥处理过程产生的废气流中的氨浓度通常很高 。(2)硫化氢 硫化氢是污水在缺氧(腐败)条件下产生的。当污水中的溶解氧很少或为零时，污水中的细菌(如：脱硫苗)会将硫酸盐或硝酸盐作为它们的氧源，随后将硫酸盐还原成亚硫酸盐和硫化物，进而产生硫化氢气体，尤其在 pH值较低的情况下。硫化氢也普遍存在于
6、未经消化的泥流中。 (3)硫醇 硫醇和其他含硫的污水气态化合物(如：二硫化碳、甲基二硫化物、二甲基二硫化物)由于在低浓度极限时也可以产生强烈的恶臭，而成为污水处理厂恶臭控制的难点。这些含硫气态化合物和硫化氢产生的途径相同，且存在于同样的废气中。 (4)VFAs(挥发性脂肪酸) VFAs是有机物在缺氧或厌氧条件下分解产生的，包括丁酸(臭鼬味)、乙酸(醋)和丙酸。它们的特点是恶臭阚值低+强度大、VFAs是由污泥和污水的分解产生的。在整个处理厂内，只要是氧气浓度低或为零且 pH值相对较低的地方，都可能产生VFAs。厌氧消化过程能破坏VFAs，故在消化污泥废气中的浓度不高 。(5) VOCs(挥发性有
7、机化合物) VOCs包括一系列合成和自然生成的有机化合物，有些是恶臭的，有些是气态有毒物。它们大多数来自工业污染源，且通常是不能进行生物降解的。污水处理工艺中搅动的地方(如：进水工艺和初沉池堰)可以挥发出VOCs 厌氧消化过程可从污泥中有效去除 VOCs，故在消化污泥废气中的VOCs浓度一般较低。10污水处理系统中污泥可分为好氧区、厌氧区和硫化氢产生区。在好氧区，氧气扩散与消耗维持平衡；而在厌氧区则存在一定浓度的硫酸根来供应硫酸盐还原菌的活动；在硫化氢产生区，硫酸根的浓度由扩散和硫酸盐还原菌的消耗来达到平衡。在污泥中也存在发酵菌，它进行厌氧发酵并产生硫化氢。污水处理厂中各单元恶臭的产生原因如下
8、： (1)预处理装置。该装置中如果进水中含有恶臭物质，或者 BOD较高则在预处理过程中会散发出恶臭气体。因为高的有机负荷往往造成 水产生亏氧，在厌氧菌作用下会产生大量还原性恶臭物质，水中的恶臭气体就会挥发出来进人到大气中。 (2)澄清池。澄清池中由于在中间进水时会有湍动而使恶臭气体挥发出来，同时在出水时多采用溢 流方式，也会使恶臭气体散发出来。(3)生化处理装置。污水处理中一般采用好氧处理 ，此时恶臭气体的散发也许并不占太大的比例，但在曝气不足或停留时间不够的情况下发生厌氧过程而使其散发的恶臭气体量大大增加。当然 ，若在污水处理中采用厌氧处理过程，则恶臭气体的发生是不可避免的。 (4)污泥浓缩
9、与脱水装置。用压缩、过滤和离心分离等过程来进行污泥浓缩和脱水都会因湍动而引起恶臭气体的排放。 (5)枵泥回流装置。在污泥回流到预处理或前面生化处理装置时 ，由于 DH的变化和湍动将会引起恶臭气体的排放。 (6)堆肥处理装置。在堆肥过程中会由于污泥的厌氧发酵而产生硫化氢、有机硫和氨等恶臭气体 ,而在该处理过程中多用间歇操作，在处理装置处于开放时将会散发出恶臭气体。污水厂含硫化合物的循环：1.4产生气味的物质测定与城市污水处理厂的气味分布情况在污水处理工艺过程中产生气味物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数的气味物质是无机化合物，例如：氨(NH3)、膦(PH3)和硫化氢(H2S)；大多数的气味物质
10、是有机物，比如：低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物。值得注意的是：这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别是被氧化。当活性基团被氧化后，气味就消失，生物除臭工艺就是基于这一原理。一般来说，扩散源废气的成分相当复杂，其气味又是一个不可客观确定的量，它与接受对象的敏感性、心理和生理作用有关。常用嗅觉法的原理是：将待测气体用无味的人造合成空气逐步进行稀释，直到刚好可以闻出气味(嗅阈)时为止，把此时的稀释比作为表示被测气体气味强度的量度，所需的稀释倍数越大，说明气体气味越大。这个稀释比被表示成“气味单位”。测量的具体方法如下：从扩散源取来待测气体
11、样品，在稀释仪中用人造空气混和，让最少四个嗅觉健康并经过专门训练的人来闻，并说出是否能闻到气味，一直重复到其中一半的人刚刚能闻到，而另一半的人已不能闻到为止，从仪表上就可以读出稀释倍数，即气味单位。注：图中数值表示各构筑物产生臭气量占总臭气量的比例图1.1 德国100座污水处理厂恶臭污染源的调查结果表1.1 城市污水处理厂主要处理构筑物恶臭散发率处理构筑物最低值平均值最高值进水35714005577格栅828520032669曝气沉砂池403320024902来自沉砂池的砂砾58511002019初沉池：水面401230012903初沉池：进水堰1258770047386中间沉淀池(水面)11
12、58460017962调节池47401000022693雨水池1104501826厌氧池(生物除磷)52215004305预酸化池375064800061429缺氧池(反硝化)3017301774好氧池(硝化)1215102113最终沉淀池(水面)330230012903滤池1485001680一级污泥浓缩池897670050566二级污泥浓缩池52115004538污泥脱水间529250011516以上的调查数据表明：城市污水处理厂的污泥处理区(污泥浓缩池、污泥脱水间等)与污水进水区(进水泵站、格栅、曝气沉砂池等)产生的恶臭气体无论在臭气量上，还是在排放强度上均高于其他处理单元。1.5设计依
13、据(1)中华人民共和国环境保护法(2)中华人民共和国大气污染物排放标准表1.2 恶臭污染物排放标准(GB14554-1993)二级三级序号控制项目单位一级新改扩建现有新改扩建现有1氨mg/m311.52452三甲胺mg/m30.050.080.150.450.83硫化氢mg/m30.030.060.10.320.64甲硫醇mg/m30.0040.0070.010.020.0355甲硫醚mg/m30.030.070.150.551.16二甲二硫mg/m30.030.060.130.420.717二硫化碳mg/m32358108苯乙烯mg/m335714199臭气浓度无量纲10203060701.
14、6 设计原则(1)严格执行国家有关环境保护的有关规定，确保各项排气指标符合恶臭污染物排放标准一级标准。(2)采用目前国内成熟，实用的处理工艺，并且具备工程费用省、运行能耗低等特点。(3)操作管理方便，技术要求简单易掌握。(4)布局合理美观，占地少，施工难度小。第二章 恶臭治理技术的比较和选取2.1恶臭气体治理特点污水处理厂恶臭污染的治理有别于一般空气污染的治理，主要有以下特点：(1)污水处理厂产生的恶臭排放点一般为敞开式，恶臭浓度低，处理量大；(2)恶臭通过呼吸系统刺激嗅觉器官，嗅觉阈值低，处理后气体中要求恶臭物浓度更低甚至为零；(3)恶臭物种类多，成分复杂，往往需多种处理工艺配合使用；(4)测定困难，嗅觉阈值一般远超出分析仪器对恶臭物质的最低检测浓度。2.2恶臭的治理技术发达国家对臭气污染的研究治理比我们中国早，经验也比我们丰富，我国是在1993年才制定了恶臭污染物的排放标准。所以恶臭处理也是在1993年才开始重视，而美国、德国等一些国家早在50年代就开始对恶臭进行处理，起步比我们早很多，他们的许多方法我们也可以借鉴。恶臭控制可以采用多种方法。2.2.1湿式洗涤法由于氨气易溶于酸性溶液中，硫化氢、VFAs易溶于碱性溶液中，故常用湿式洗涤器
