城市污水处理厂的大气污染治理技术

城市污水处理厂的大气污染治理技术

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刘　晗　张培玉　于春燕

(青岛大学环境工程系,山东青岛266071)

摘要:城市污水处理厂在污水处理的过程中会产生一些大气污染。我们应弄清这些污染的成分和来源并加以控制以免形成二次污染,防止给周边环境尤其是居民的居住、工作环境造成影响。介绍近年来国内外学者就城市污水处理厂的大气污染问题的最新研究成果,并调查了青岛市两个典型污水处理厂的大气污染情况,展现了当前城市污水处理厂的大气污染的研究现状。

关键词:环境保护;污水处理;大气污染

AIR CONTAMINATION AN D ITS TREATMENT TECHN OLOG Y

OF WASTEWATER TREATMENT P LANT

Liu Han Zhang Peiyu Y u Chunyan

(Department of Environmental Engineering ,Qingdao University ,Qingdao 266071,China )

Abstract :Urban wastewater treatment plant ,as a plant which treats the wastewater from our city and factories ,can als o bring about air contamination during their treatment processes.Therefore ,the com ponents and s ources of these contaminations should be known to control these contaminations and prevent secondary pollution.What is m ore ,we should av oid the com paratively bad im pacts which the air contamination brings to the natural environment and people ’s living and w orking conditions should als o be av oided.I t is mainly introduced the on air contamination in wastewater treatment plant by scholars at home and abroad in recent years and presented the research status in this field nowadays.

K eyw ords :environmental protection ;wastewater treatment ;air contamination

3国家自然科学基金项目(50678085);山东省教育科技计划项目(J06I03);山东省研究生教育创新计划资助项目(S DYY 07091)。

0　引言

随着城市建设的不断发展,城市规模不断扩大,已建的城市污水厂周围现在都有了人口较为密集的居民生活区或公共活动区,新建的城市污水处理厂的

位置越来越靠近居民生活区,污水处理厂(尤其是小区生活污水处理站)在运行过程中散发的臭气和一些细菌与病毒,将严重影响周围居民的正常生活,由此引发的环境污染问题也越来越多

[1]

。因此在城市污

水处理厂的建设期、运行期和使用期后,除了设置必要的污水、污泥处理与处置系统外,还需针对城市污水处理厂产生的臭气选择合适的处理技术和处置方法。目前,国内外关于城市污水处理厂大气污染控制的研究大多集中在各种恶臭处理技术的开发与优化

方面,对空气中的微生物污染研究较少。本文介绍了近年来国内外学者就城市污水处理厂大气污染问题的最新研究成果,并调查了青岛市两个典型污水处理厂的大气污染情况,展现了当前城市污水处理厂的大气污染的研究现状。如何进一步加强对城市污水处理厂中大气污染的治理研究,开发出成本较低的能够广泛应用的处理方法,应是下一步研究中的重点。1　城市污水处理厂大气污染主要成分和来源的研究

城市污水处理厂的大气污染主要是指城市污水处理厂在其运行过程中产生的臭气。此外还可能会有空气中的微生物污染。111　大气污染的主要成分

目前,国内外学者关于城市污水处理厂大气污染的研究主要集中在城市污水处理厂恶臭控制的研究上,而且大多集中在各种恶臭处理技术的开发与优化方面。国内外学者一致认为城市污水处理厂臭气的

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72009年6月第27卷第3期

主要成分根据臭气物质的化学组成可分为三大类:含硫的化合物(硫化氢、甲硫醇、甲硫醚等);含氮化合物(氨、二元胺、甲基引哚等);碳、氢、氧等组成的化合物(低级醇、醛、脂肪酸等)[2]。其中,H2S广泛存在于恶臭污染严重的污水处理和污泥处理设施中,其恶臭污染问题最受关注。X ianhao Cheng等[3]通过对费城东北的水污染控制厂中挥发性有机硫化物引起的臭气的研究中发现:二甲基硫醚占臭气成分中的绝大部分,一般乙硫醇的含量小于10%,二甲基二硫醚含量约为1%,而且二甲基二硫醚有时候检测不出来。

少数学者[4]认为污水处理过程中,由于液滴的飞散或瀑气池中污水气泡上浮至液面而破裂时,都可产生带菌的气溶胶,并随风飘散,造成城市污水处理厂空气中的微生物污染。城市污水处理厂空气中的微生物污染主要是污水中原有和污水处理中添加的一些微生物。有试验证明,在上浮的气泡表面所含有菌数要比原污水中所含菌数多10倍～1000倍。

112　大气污染的主要来源

研究表明,城市污水处理厂的臭气主要来源于污水处理构筑物和污泥处理构筑物。1988年,Frechen[5]曾对德国100多家污水厂的臭气源进行调查。结果表明臭气问题较严重的区域是进水区域和污泥处理区域。我国许多污水处理厂对自身生产过程所产生的臭气也进行过检测。清华大学席劲瑛等[6]对我国南方某城市污水处理厂的恶臭排放规律进行了考察和研究,发现厂区内主要的恶臭污染源包括粗格栅、曝气沉砂池和污泥脱水间。其中曝气沉砂池和粗格栅的H

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S和NH3排放浓度均呈夏、秋季节高而冬、春季节低的特征,具有明显的季节性变化。另外一些学者[7]对天津市纪庄子污水处理厂对恶臭污染物进行了监测,结果表明污水处理厂恶臭发生源地主要是储泥池、污泥浓缩池、污泥脱水机房以及曝气沉砂池和格栅处。1)城市污水处理厂的粗格栅房,由于城市污水处理厂的进厂污水大多是通过城市污水管道输送进厂,污水在密闭管道中处于厌氧状态,其中产生的臭气将在污水处理厂的第一道工序粗格栅间(敞口)释放出来。2)厂区污水、污泥管道,厂区的污水、污泥管道中的污水、污泥都是封闭的,污水和污泥也处于厌氧状态,也会产生臭气。3)污水处理的兼氧段。如AB处理工艺的A段在兼氧运行状态时,溶解氧在012～017mgΠL之间,此工序也产生大量的臭气。4)污泥厌氧消化区,污泥经厌氧消化,在产生甲烷的同时,也伴随产生臭气,这是城市污水处理厂产生臭气最多和最集中的部位。5)消化池前后的预、后浓缩池。污泥在浓缩池中,处于厌氧状态,也产生臭气。6)消化污泥的脱水。消化后的污泥须经脱水才能外运处置,不论是离心脱水还是带式压滤脱水,含在污泥中的臭气,在脱水时也会释放出来。

同时,Jae2S oo Chang和Steven K.Dentel[8]通过对在使污泥絮凝和脱水处理中使用的絮凝剂进行研究发现:絮凝剂中所含有的有机阳离子是臭气的潜在来源,通常使用的两种絮凝剂会使污泥中含有的三甲胺释放出来,三甲胺具有与众不同的腥臭味,而且人类对三甲胺的察觉下限仅为0111μgΠm3。

笔者通过在青岛市城阳污水处理厂和青岛市团岛污水处理厂的参观实习中发现,城市污水处理厂的臭气的浓度主要与城市污水处理厂的进水成分及其浓度、城市生活污水与工业污水的比例、进水量、采用的处理工艺以及所处地区的气候通风条件等有关。青岛市城阳污水处理厂,位于青岛市城阳区,属于青岛市郊,一期设计污水处理能力为5万tΠd,二期总规模10万tΠd,城市生活污水占总进水量的40%,工业污水占总进水量的60%,主要采用ICE AS工艺,产生的臭气浓度较小,基本不会对周围地区产生影响。相比而言,青岛市团岛污水处理厂,位于青岛市老城区团岛,几乎位于青岛市市南区的最西南端,它是中德政府合作项目,于1998年12月21日通水联动试运行,设计处理规模10万tΠd,城市生活污水占总进水量的80%,工业污水占总进水量的20%,其中生活污水主要来自市南区,采用AΠAΠO工艺,产生的臭气浓度比城阳污水处理厂大一些,尤其是在粗格珊间和污泥消化区有浓烈的恶臭,这与青岛市无化粪池等有密切的关系,由于青岛市团岛污水处理厂几乎位于青岛市市南区的最西南端,当有西南风吹来时就会对周围的居民产生影响,给居民的居住、工作环境造成较为严重的影响,当地居民虽多次向政府反映、投诉,但目前为止尚无法解决。

综上所述,臭气的来源主要是储泥池、污泥浓缩池、污泥脱水机房以及曝气沉砂池和格栅处。

2　城市污水处理厂大气污染处理技术研究

目前研究中,处理臭气主要有物理法、化学法和生物法三大类方法。具体有物理吸附、化学氧化、液体吸收和生物脱臭等。对空气中的微生物污染的处理,有些国家[4]在污水曝气池上用塑料薄膜覆盖,以