污水处理厂环境污染及治理措施

摘要 分析了污水处理厂运行过程对周围环境存在的各种污染，并提出了相应可行的污染防治措施，着重介绍了污水处理厂的恶臭污染影响情况及治理措施。

关键词 污水处理厂；恶臭；离子除臭；污泥

中图分类号 X703.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2011）12-0271-02

随着经济社会的不断发展，各地污水处理工作迅速有效地开展，污水处理厂数量明显增加。城市污水处理厂作为解决城市水污染问题最基本而有效的途径，是保护城市生态环境、治理河流污染的必然举措，但其在建设和运行过程中，又因自身产生和排放污染物对周围环境产生一定的污染，国家环境保护部的《建设项目环境保护分类管理名录》中明确提出将城市污水处理厂列入对环境可能造成重大影响的建设项目。该文通过分析污水处理厂存在的环境问题，提出解决问题的对策和方法。

1 出水水质无法满足达标排放

综合分析导致污水处理厂出水水质超标的众多原因，大致可分为以下2个方面。

1.1 进水水质发生变化导致尾水超标

在调研中发现，部分污水处理厂进水COD浓度超过1 000 mg/L、总氮超过200 mg/L、总磷超过100 mg/L。由于企业的超标乱排，加上污水厂的现有监控设施配置缺失，往往在事故发生后才发现，造成污水处理厂生化微生物活性下降，甚至生物相破坏，污泥膨胀，最终导致出水水质恶化，超过国家规定的排放标准要求，并对水环境及生态系统产生较大的不利影响；微生物群体受到冲击毒害严重时，可能一两个月都无法恢复正常的有机物降解能力，最终导致很长一段时间内城市污水无法达标排放。

针对上述问题，相关管理部门应强化点源治理，特别要制订和落实点源重金属、磷的减排措施，进而确保污水处理厂进水水质的稳定。

1.2 处理装置运转不正常导致尾水超标

污水处理厂的各处理单元都发挥各自特有的功能，无论哪一个环节出现异常，都可能导致尾水超标。因此，污水处理厂从初步设计阶段就应该严格按照国家规范要求，保证工程、设备质量。但也存在由于出现不可抗拒的外部原因，如双回路停电、突发性自然灾害等情况，将导致污水未经处理而超标外排的情况，此时应要求部分排水企业或全部停止向管道排污，以确保水体功能安全。

2 臭气污染影响

污水处理厂在运营期间会产生一些臭气，由于经济的快速发展，城市用地紧张，很多污水处理厂周围紧邻着住宅区或者商业区，因而其恶臭污染备受各方关注。要控制污水厂的臭气污染，必须从其恶臭来源、排放规律等方面着手，进而确定适宜的污染治理措施，将其污染影响降至最低。

2.1 恶臭来源、成分

污水中的污染物在厌氧或缺氧的条件下发生腐化，随着水流的流动散发出恶臭，污水厂各处理单元都会不同程度地向周围环境散发恶臭。相关研究调查结果表明，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、隔栅、曝气沉砂池等）产生的恶臭气体，无论在臭气产生量上，还是在排放强度上，均高于其他处理单元[1-2]，具体结果如图1所示。

臭气成分复杂，其中包括了含硫化合物（如硫化氢、硫醇）、含氮化合物（如氨）以及含氧有机物（如醛、酚）等多种物质。在进行污水处理厂臭气分析时，大多选择硫化氢、氨、甲硫醇作为臭气强度的参考指标。

2.2 恶臭排放规律

恶臭排放强度与多种因素相关，污水、污泥处理处置工艺不同，产生的臭气成分和浓度也不同，掌握恶臭的排放规律，对控制污水处理厂的恶臭污染有很大的指导意义。长泥龄工艺（如氧化沟）臭气产量低于短泥龄工艺（如常规曝气工艺）[3]，好氧工艺低于厌氧工艺。此外，污水处理厂内恶臭物质的产生与季节和温度存在直接关系。研究结果表明，当水温分别低于18、21 ℃时，污水中的H2S和NH3的排放浓度基本为零[4]。因此，当污水厂的水温低于18 ℃时，可以适当考虑调整恶臭处理装置的运行时间来节约成本。同时，雨天也可以降低污水处理厂的恶臭污染物浓度。

2.3 恶臭污染评价

恶臭污染是通过人的嗅觉而引起的不愉乃至影响人体健康的一种感觉公害，目前衡量恶臭污染的程度主要包括3种指标，即臭气浓度、臭气可忍耐度和臭气强度。其中臭气强度是恶臭污染的主要评价指标，臭气强度等级是以嗅阈值为基准将臭味强度划分等级，目前应用较为广泛的分级方法由日本环境厅提出，其将臭气强度划分为6级，具体如表1所示。

污水处理厂各处理构筑物产生的恶臭气体对整个污水处理厂及其周边地区都会产生污染影响。以日处理量为10万m3的污水处理厂脱水机房为例，其每小时的臭气散发量按脱水机房容积的3～5倍计算[5]，臭气中的H2S散发速率约30 mg/s。根据《环境影响评价技术导则——大气环境（HJ2.2-2008）》中推荐的预测模式估算，H2S随距离衰减的情况如表2所示。

从上述衰减结果可以看出，在最不利的气象条件下，污泥脱水机房H2S浓度衰减300 m以上，其臭气强度方可接近1级。此外，由于臭气组分复杂，臭气浓度是各种恶臭污染物和异味的综合反映，而恶臭污染物浓度预测结果只是单一污染物的反映，在实际操作中经常出现恶臭物质浓度预测的结果优于臭气浓度评价结果，也就是说即使恶臭污染物计算值比较理想，但人们的反应却是臭味明显。因此，在恶臭评价时，应该采取现场嗅闻与预测相结合的方法进行。

2.4 常用的恶臭污染治理措施

调查发现，随着人们环保意识的提高，近几年污水处理厂在设计阶段便从减少恶臭环境影响的角度出发，对主要的恶臭排放单元泵房、格栅、污泥浓缩池等加盖收集经除臭装置处理。常用的处理方法主要有离子除臭法、植物液除臭法、生物除臭和化学除臭等。

2.4.1 离子除臭法。利用恶臭气体多为还原性物质，容易被具有较强氧化性的氧离子氧化化学特性，利用离子发生器产生氧离子，有效氧化分解空气中的污染因子，去除异臭味。离子除臭系统包括空气过滤、离子发生器、废气处理装置以及相关配套通风机组成，该装置净化过程如图2所示。

对于污水处理厂来说，上述净化过程可用于提升泵房、格栅间、沉砂池、脱水间等部位的除臭。以污泥脱水间为例，其在工程上的布置如图3所示。

目前，离子除臭工艺在北京、天津、广州等地已经得到广泛的应用，上海白龙港水质净化厂、桃浦污水处理厂、济南北园污水泵站等均采用上述工艺对臭气进行处理，处理效果良好，对硫化氢的去除效率大于90%，对氨的去除效率大于70%。

2.4.2 植物液除臭法。基本原理（图4）：将一些特殊天然植物提取液雾化，让雾化后的分子均匀地分散在空气中，液滴具有很大的比表面积和表面能[6]。溶液的表面不仅能有效地吸咐空气中的异味分子，同时也能与被吸附的异味分子发生分解、聚合、取代、置换和合成等化学反应，使其立体构型发生改变，削弱了异味分子中的化合键，使之失去臭味。植物除臭剂与异味分子H2S和NH3的反应式如下：

该方法用于恶臭治理主要涉及三方面的影响因素，即雾化程度、喷洒位置、喷洒量。雾化通常有专门的机械设备来完成，喷洒位置、喷洒量则是根据工程实施经验确定。植物汁液法不用增设气体收集装置、电耗少、占地少、操作方便，很容易在已建脱水机房的基础上安置、增设植物汁液必要的设备，北京排水集团高碑店污水处理厂即采用该种方法对脱水间进行恶臭处理。

2.4.3 生物法。生物脱臭法是利用微生物的代谢作用降解臭气物质，适合去除污水处理厂产生的臭气物质。生物滤池除臭是目前研究最多、工艺最成熟、应用最广泛的生物除臭方法[6]。该除臭法是在适宜条件下，利用附着大量微生物的固体载体（填料）吸附、处理收集到的臭气，使臭气物质最终分解为二氧化碳和水，其工作流程如图5所示。

生物滤池法除臭技术具有运行费用低、处理效率高、无二次污染、操作管理简便等优点，应用很广泛。广州某城市污水处理厂在预处理区、二级处理区和污泥处理区分别设置了生物滤池，以去除运行过程中产生的臭气物质。

3 污泥污染

污水处理厂在利用微生物进行水中污染物去除的同时，也将产生大量的剩余污泥，污水处理技术是通过微生物的代谢作用及物理化学方法，将污水中的大量污染物转移到剩余污泥中，其实质是污染物的相对转移，即将可溶性的污染物从水相转移到固相中[2]。污水处理厂的污泥如果未经处理随意排放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水、土壤造成二次污染，直接危害人类的身体健康，给当地的生态环境带来严重的安全隐患[2]。

2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》要求城镇污水处理厂的污泥应进行稳定化处理，并对厌氧消化、好氧消化、好氧堆肥3种稳定化处理后的污泥控制标准进行了规定。

城市污泥的处置方式主要有填埋、焚烧、倒海和农业利用等，前3种方法由于场地的限制、费用昂贵、造成二次污染等因素而难以实施或被禁止[2]。而污泥中含有大量的氮、磷、钾、钙及有机质等营养物质，其作为农用资源前景广阔，有利于城市和农业的可持续发展。需要注意的是，由于城市功能的复杂性，城市污水处理厂接纳的污水类型也千差万别，工业废水连同生活污水一同经市政排污管网汇入污水处理厂，工业废水中难免会含有重金属等有毒有害物质，随着处理过程的逐步深入，有害物质就会转移到污泥中。因此，城市污水处理厂在排放污泥时，应对污泥进行重金属等有害物质成分分析之后再决定其具体去向。

4 结语

随着人们环保意识的提高，污水处理厂的恶臭、污泥等环境污染问题也越来越受到关注，如何切实有效地对这些问题进行控制，需要从产生规律、环境条件等方面进行系统、全面地研究。同时，还需加强政策法规的建立和监督工作，做好污水厂的正常管理工作。通过政策管理和技术防控手段综合治理，解决好污水厂的环境污染问题。

5 参考文献

[1] FRECHEN F B.Odor inventory of Germany wastewater treatment plants-odor flow rates and odor emission capacity[J].Wat Sci Tech，2004，50（4）：139-146.

[2] 桂红艳.城市污水处理厂对周边环境污染及防治初步研究[D].广州：中国科学院研究生院（广州地球化学研究所），2007.

[3] 郭静，梁娟.污水处理厂恶臭污染状况分析与评价[J].中国给水排水，2002，18（2）：41-42.

[4] 眭光华，李建军，孙国萍.城市污水处理厂恶臭污染源调查与研究[J].环境工程学报，2008，2（3）：399-402.

[5] 王灿，胡洪营，席劲瑛.城市污水处理厂恶臭污染及其评价体系[J].给水排水，2005，31（9）：15-19.

[6] 邓特刚.污泥脱水机房恶臭扩散分布规律及控制研究[D].天津：天津大学，2008.