生活污水处理厂恶臭治理工程实例

张纪文，徐遵主，陆朝阳，金小贤，刘 东

（南京大学环境规划设计研究院集团股份公司 江苏省区域流域环境综合治理工程技术研究中心，江苏 南京 210093）

0 引言

污水处理厂是城市化过程保证水安全，实现“碧水梦”必不可少的一环。污水处理厂所处理的污水中含有多种污染物，在污水处理过程中不可避免的会发生污染物由液相转移至气相。尤其在厌氧环境下会产生大量的硫化氢和甲硫醇等含硫化合物、氨和吲哚等含氮化合物、各类芳香烃等烃类化合物、各类有机酸等含氧有机物[1-2]。这些污染物嗅阈值低，容易引发恶臭感，会对污水处理厂内的人员身体健康造成不良影响，降低周边居民的幸福感[3-4]。

考虑到污水处理厂距离居民区、商业中心和学校等场所越来越近，人们对于污水处理厂的异味关注较多，扰民投诉也十分频繁。但目前就污水处理厂的异味问题和加盖收集处理的提出具体要求较多的相关标准和技术规范还十分匮乏，存在重水轻气的问题。例如GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》及其修订版(2015年发布征求意见稿)仅对厂界废气排放浓度提出了要求。HJ 2038—2014《城镇污水处理厂运行监督管理技术规范》仅提出了恶臭气体处理的基本运行要求。CJJT 243—2016《城镇污水处理厂臭气处理技术规程》仅提出了设计、排放和监测、施工和验收、运行管理的一些基本要求。GB 37822—2019 《挥发性有机物无组织排放控制标准》 规定了工业企业废水液面上方VOCs 超过一定浓度时，应采用相应措施。以上标准对污水处理厂异味气体收集系统的关注较少，缺少异味来源和排放规律的研究、未明确需要收集恶臭气体的废水处理单元、未给出合理的加盖收集形式及对应的处理要求。目前污水处理厂的恶臭提标改造仍存在一定的盲目性，本工程案例可以为污水处理厂的恶臭提标改造提供一定的参考依据。

1 废水处理工艺及异味来源分析

该污水处理厂位于江苏南部，主要用于处理周边城市生活污水，日均处理能力为3×104m3。废水处理工艺见图1。

图1 废水处理工艺流程

根据现场踏勘和监测，恶臭气体主要产生于粗格栅及进水泵房、细格栅和旋流初沉池等预处理阶段：生化反应阶段对应氧化沟的厌氧、缺氧和好氧段；污泥处理阶段对应污泥浓缩池、均质池和脱水机房。其中污泥浓缩池周边臭气浓度较高，达到100（无量纲）以上，超过GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定的厂界限值浓度。

综上所述，本文需要进行加盖收集和处理的废水处理单元主要有：粗格栅、进水泵房、旋流初沉池、氧化沟、污泥浓缩池、均质池和脱水机房。

2 恶臭治理工程设计

由于加盖收集和处理的废水处理单元构筑物尺寸和形式不同、恶臭气体产生浓度差异性较大，需要对不同类型的废水处理单元设置合理的加盖形式，并对加盖空间进行废气收集，收集废气进入生物滤池进行有效治理后排放。

2.1 加盖形式及废气收集风量的确定

需加盖的废水处理单元情况如下:

（1）粗格栅：为地下钢筋混凝土结构，共计2个，尺寸为1.5 m×3 m×5.2 m。

（2）进水泵房：为地下密闭式混凝土结构，共计1个，尺寸为10 m×8 m×5 m。

（3）细格栅：为地下钢筋混凝土结构，共计2个，尺寸为1.5 m×3 m×6 m。

（4）旋流初沉池：为钢制密闭结构，共计1个，尺寸为Φ3 m×4 m。

（5）配水井：为地上混凝土结构，共计1个，尺寸为5 m×4 m×4 m。

（6）A2O 氧化沟：为地上混凝土结构，共计1个，尺寸70 m×60 m×6 m。

（7）污泥浓缩池：为地上混凝土结构，共计1个，尺寸为Φ20 m×5 m。

（8）均质池：为地上混凝土结构，共计1个，尺寸4 m×3 m×4 m。

（9）污泥脱水间：为地上混凝土结构的房间，内置真空带滤机3台，脱水机房尺寸为40 m×16 m×9 m。

进水泵房和旋流初沉池已为密闭式结构，无需额外加盖，只需要设置抽风管道进行废气捕集即可。粗格栅、细格栅和均质池跨度小，考虑透光性和密闭性，采用玻璃房加盖方式进行密闭，并进行废气捕集。污泥浓缩池考虑施工成本和检维修的便捷性，采用玻璃钢加盖方式，并进行废气捕集。污泥脱水间内的带滤机为主要恶臭气体散发源，对带滤机区域设置密闭隔间采用全面换风方式进行废气捕集。A2O氧化沟构筑物跨度大，常规加盖方式施工难度大，考虑施工成本和周期，采用充气膜加盖方式进行废气捕集。

按照上述加盖方式封闭后，收集风量参照CJJ/T 243—2016 《城镇污水处理厂臭气处理技术规程》中的相关要求进行计算。预处理阶段的粗格栅及进水泵房、细格栅及初沉池、配水井废气收集风量，按照单位水面面积臭气风量指标10 m3/(m2·h)计算，同时增加2 次/h 的空间换气量。生化反应阶段的A2O 氧化沟废气收集风量，按照单位水面面积臭气风量指标3 m3/(m2·h)计算，同时增加2 次/h 的空间换气量和1.1倍的曝气量。污泥处理阶段的污泥浓缩池和均质池废气收集风量，按照单位水面面积臭气风量指标3 m3/(m2·h)计算，同时增加2 次/h 的空间换气量。污泥脱水间带滤机，采用全面换风方式进行废气收集，收集风量按照12 次/h 的空间换气量。各个废水处理单元废气收集风量计算结果详见表1。

表1 废气收集风量计算结果

由表1可以看出，全厂收集风量合计20 949 m3/h，设计时留有一定余量，设计风量取25 000 m3/h。收集管道干管风速取6～14 m/s，支管风速取2～8 m/s，管道材质为防腐蚀性较好的304 不锈钢。

2.2 处理系统设计

治理项目为改造工程，企业可用空间有限，考虑到净化效率和方面监管，兼顾投资和运行费用，采用生物滤池的处理工艺[5-7]。恶臭气体经引风管进入生物滤池，经过预洗喷淋段有效去除颗粒物和水溶性物质，预处理后的废气与填料上的微生物接触，被微生物捕获降解、氧化，使污染物分解为无害的CO2和H2O 以及各类无机物。其中关键设计参数为气体停留时间，充足的反应时间可以保证净化的彻底性，具体设计参数详见表2。由表2看出，相关核心设计参数均达到并优于CJJT 243—2016 《城镇污水处理厂臭气处理技术规程》和JBT 12580—2015《生物除臭滴滤池》中所规定的要求。

表2 废气处理系统设计参数

3 处理效果分析

3.1 运行效果分析

工程改造完成投入正常运行后，厂界氨、硫化氢质量浓度和臭气浓度检测值，分别由加盖前的0.8 mg/m3，0.03 mg/m3，8 （无量纲），下降至0.2 mg/m3，0.01 mg/m3和2（无量纲）以下，通过将恶臭气体无组织排放改为有组织收集，厂界恶臭情况得到显著改善。采用生物滤池处理工艺，处理系统进出口的综合净化效率可以达到90%以上，恶臭气体收集后得到了有效治理。本项目长期运行期间，厂界浓度和有组织排放浓度显著低于标准限值，有效的解决了异味扰民问题。

3.2 工程投资及运行费用

本改造工程总投资330万元，包括加盖200万元，收集系统20万元，废气处理系统110万元。

本治理工程总装机功率约55 kW，全年连续运行电费约30万元，投入1 名兼职管理人员，人员成本每年按5万元计。年运行费折算到每吨水中，恶臭治理工程吨水附加费用仅为0.033元，处理成本在同行业中处于领先水平。

4 结论

（1）在生活污水处理厂的恶臭治理中，需要对产生恶臭的废水处理单元进行加盖并捕集废气，加盖方式根据构筑物的实际情况设置，针对跨度较小的粗细格栅和均质池采用玻璃房密闭方式：针对跨度适中的污泥浓缩池采用玻璃钢加盖方式：针对跨度较大的生化池采用充气膜加盖方式。以上加盖方式便于操作和检修，投资成本较低，美观度高，工期短。

（2）生物滤池可以高效净化生物污水处理厂产生的恶臭气体，投资和运行成本低、占地面积小、适应性强，而且有利于环保监管，是未来污水处理厂的主流净化工艺。

（3）本项目的恶臭治理工程，针对已建成的污水处理厂恶臭治理具有较强的借鉴作用。