污水处理厂后评估大气环境监测点位布设研究

陈颖慜

污水处理厂后评估大气环境监测点位布设研究

陈颖慜

福州市环境科学研究院

对城市污水处理厂恶臭源头进行分析，研究为确定污水处理厂大气环境防护距离需如何设置监测点位，结合实际经验，对城市污水处理厂后评估大气监测工作中存在的一些疑难问题进行探讨。

污水处理厂 后评估 大气监测点位

0 前言

根据统计资料，截至2012年5月底，福州市区已建有3座城市污水厂投入运营，处理能力达42.5万吨/日，这些污水处理厂在很大程度上改善了水环境，但是污水及污泥处理处置过程中产生的恶臭污染却越来越严重。由于经济快速发展和人口的增长，多数污水处理厂在设计和建厂时估计不足，有些污水处理厂被城区包围或临近城区，且多数污水处理厂基本采用敞开式处理构筑物露天运行，污水处理过程中产生的恶臭污染已经对周边环境造成了严重影响，环保部门收到的居民投诉日益增多，恶臭问题越来越受到人们的关注。

1 恶臭来源

污水处理厂的臭气产生源主要分为污水处理系统和污泥处理系统。污水处理系统中的臭气源主要分布在进水泵房、预处理、初级处理、污泥处理上清液等，曝气池的搅拌和充氧也会产生部分臭气。污泥处理系统中的臭气来源主要分布在污泥浓缩、厌氧消化后的污泥脱水和污泥堆放、外运过程，由于对不稳定污泥进行压缩、剪切作用，产生蛋白质类生物高聚物，其分解产生大量臭气。恶臭物质主要是氨、硫化氢、甲硫醚和甲硫醇等。

1.1 恶臭成分

生活污水包含足够的有机硫和无机盐，微生物消耗有机物、硫和氮，分解有机物形成了各种有机气体组成的恶臭，恶臭中主要的无机气体是硫化氢和氨气。

硫化氢气体是污水收集和处理系统中最常见的异味气体，有氢气体是在厌氧条件下细菌还原硫而形成的SO42-+ 有机物→S2-+ H2O +CO2，S2-+2 H+→H2S。在pH为9左右，99%以上的硫化物溶解在水中，硫以没有异味的HS形式存在，如果pH保持在8以上，硫化氢气体不会释放，低于这个pH值，会从污水中释放出来，而pH大于9时会释放出氨气。

污水中的固体颗粒经过厌氧消化和好氧消化产生大量的氨气。正常pH值条件下，氨气在水中溶解度较大，但当pH值升高时，氨气极易挥发，因此在使用苛性碱作为调节剂的污泥处理过程中产生的氨气浓度通常很高。

1.2 恶臭污染源

在污水处理厂中，恶臭浓度最高处为污泥处置工段，恶臭逸出量最大的工段是好氧曝气池，在曝气过程中恶臭物质逸入空气。表1为一般城市污水处理厂各处理单元排放气体中硫化物的百分比。恶臭物质的逸出主要来源于预曝气池和曝气池，所占比例和曝气设计参数有关。

表1 城市污水处理厂排放气体中硫化物的百分比

1.3 恶臭物质逸出方式

污水处理厂的恶臭物质逸出量受污水量、污泥量、污水中溶解氧量、污泥稳定程度、污泥堆存方式及数量、日照、气温、湿度、风速等多种因素影响。恶臭物质扩散有两种形式的衰减，一种是三维空间的物理衰减，另一种是恶臭物质在日照、紫外线等作用下经过一定时间的化学衰减。恶臭的排放形式与污水处理厂的设计有关，可以是无组织排放，也可以是有组织排放。目前城市污水厂的恶臭一般以无组织面源形式排放。

2 无组织排放废气监测

污水处理厂恶臭主要以无组织形式排放，无组织监测点位的设置是污水处理厂后评估大气监测的关键，《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）、《大气污染物无组织排放监测技术导则》（HJ/T58-2000）和《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2-2008）规定了设置的原则和方法。但实际监测中会遇到各种各样的情形，应根据实际情况确定具体的监测方案。

2.1 采样点位的设置

在监测前需全面了解企业的基本情况，收集环评及批复、竣工验收及批复、气象等有关资料，了解污染源的产生位置和影响情况，从而为监测点位的设置提供依据。

监测点位应包括周界浓度最高点或排放源下风向的浓度最高点。需结合无组织排放废气的颜色、嗅味和地形等特点来判断待测污染物的运动状况和可能的浓度最高点，并据此设置监测点，设置的基本原则为：(1)一般监控点设在周界外10m范围内，与排放源的距离为2~50m，采样口高度为1.5m。(2)当采样口周围有树木、围墙等障碍物时，须将采样口抬高，并高出阻碍物20~30m。(3)有多个不同种类无组织排放源多处排放点时，应在不违反原则的前提下科学合理地给予解决。安排无组织废气的种类，与排放源的距离设置监控点，并结合企业的平面布置，尽可能减少监控点的数目。

污水处理厂的大气环境防护距离一般为100~300m，首先应根据环评结论、现场嗅闻调查预估大概的大气环境防护距离，在下风向离厂界10m，50m，100m，150m……300m处设置监测点位。监测点位应包括无组织排放浓度影响最高点。

2.2 监测时间选取

应选择不利于污染物扩散和稀释的气象条件。采样时段应选择上午9点之前，16时之后，熏烟天气以上午8时～10时之间最为适宜，同时要注意避开阳光较强烈的天气和时段。

3 监测实例

下面以福州某污水处理厂为例，说明无组织废气监测的点位设置原则。

3.1 恶臭来源

污水处理厂恶臭主要来自粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、污泥浓缩池及储泥池、污泥脱水机房。主要污染物为氨气和硫化氢。

3.2 监测点位布设

根据现场踏勘、环评结论及当时气象条件，决定布设5个监测点，在厂界外10m、50m、100m各设一个点，并在8时、16时、20时取样监测，见图1。

图1 监测点位示意图

3.3 监测结果

监测结果见表2。

表2 监测结果一览表 单位：mg/m3

由监测结果可以得出：H2S浓度均符合TJ36-79《工业企业设计卫生标准》居住区大气中最高容许浓度，即0.01 mg/m3，而NH3浓度在50m范围内均超标，因此该污水处理厂大气环境防护距离为100m，和环评结论一致。

4 结论

由以上分析可知，在实践工作中要做好污水处理厂后评估大气环境防护距离的确定，需找出无组织废气的排放源，选择合适的气象条件，结合环评结论和现场踏勘，科学合理设置监测点位，根据监测结果可划定大气环境防护距离。

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