好多数据：大型污水处理厂恶臭气体分析

污水处理厂散发恶臭气体的种类和浓度与工人的职业健康息息相关。首先通过文献综述对以往 道的污水处理厂不同处理单元散发的恶臭气体污染物种类和浓度进行了统计，然后以上海两座大型污水处理厂T厂和B厂为例，对其污水处理流程与污泥处理流程散发的恶臭有机污染物种类和浓度进行了测试和对比分析。将上海地区的污水处理厂与文献 道的国内外其他地区的污水处理厂恶臭污染物进行对比，发现地域差异性明显，上海地区的污染物浓度更高，但不同种类的有机污染物在总VOCs浓度中的占比相近。

文献 道的污水处理厂不同处理单元污染物浓度情况的主要测试情况如表1所示，涉及污水处理厂粗格栅、沉砂池、污泥脱水间、浓缩池、生反池厌缺氧区、生反池好氧区、提升泵房、初沉池和储泥池9个主要处理单元。从表1可以发现，脱水间和浓缩池为污染物最主要的产生源，有少数污水处理厂的生反池所产生的VOC总浓度与浓缩池产生的VOC总浓度相当。该统计结果与FRECHEN对德国污水处理厂的统计结果相似。目前污泥处理流程的污染物散发数据较为缺乏，许多研究者只关心污泥脱水车间的污染物种类和浓度，忽视了其他泥处理单元。关于其他泥处理单元污染物散发数据的研究亟待补充。

本研究选取上海两座大型污水处理厂作为测试对象，针对恶臭污染物的主要散发源，进行了污染物种类和浓度的测试，并进行深入分析，为我国污水处理厂恶臭污染控制的精准设计提供依据，也为未来我国科学合理地制定恶臭气体污染物控制标准提供参考。

1 测试场地和仪器

1.1 测试场地概述

此次测试选取上海市两座大型污水处理厂，T厂为全地下式污水处理厂，处理规模为40万m3/d，B厂总处理规模中50万m3/d为全地下式污水处理厂，其余为已实施加盖除臭的地上式处理厂，但其处理构筑物均进行了加盖除臭。

总体上，T厂和B厂两座地下式污水处理厂的污水、污泥处理流程拥有较多相似的处理单元，如粗格栅、细格栅、初沉池、二沉池、高效沉淀池、浓缩池、污泥脱水间等。但也存在不同处理工艺单元，如T厂采用曝气沉砂池，B厂采用平流沉砂池。本研究在文献中常见测试地点的基础上，重点关注T厂和B厂共有的处理单元和厂内巡检人员反映的有明显臭气散发的处理单元，通过现场测试和对比分析确认污水处理厂主要恶臭污染源、污染物浓度和规律。

1.2 测试方法及仪器

前期预测试中采用恶臭气体分析仪NewforceTionGas-200测试硫化氢、氨气和臭气浓度。后期现场测试中采用基于气相色谱原理的EXPEC3500便携式色谱质谱仪测试有机物浓度。EXPEC3500色谱质谱仪可以测试600多种物质，其中包含117种常见VOCs。色谱质谱仪的测量质量范围为15~300 μ，质量分辨率≤1 μ，满足《便携式气相色谱-质谱联用仪技术要求及试验方法》(GB/T 32210-2015)的相关性能指标要求。

T厂的测试位置为粗格栅、细格栅、曝气沉砂池、初沉池、二沉池、生反池、高效沉淀池、浓缩机间、调质池、脱水干化车间、冷凝水车间、加热车间和除磷池；B厂的测试位置为粗格栅、细格栅、平流沉砂池、初沉池、生反池厌氧区、生反池缺氧区、生反池好氧区、二沉池、高效沉淀池、储泥池、浓缩池、匀质池、脱水车间和干化车间。根据处理单元的实际大小，在以上处理单元内均匀布置多个测点，相邻测点间的直线距离约9m，每个测点测量3次取其平均值作为该点的污染物浓度值，以保证数据的可靠性。由于部分处理单元上方使用了盖板进行密封，因此在盖板可以打开的情况下，将测点布置在液面上方空间进行测量；其余密封盖板无法打开的处理单元和地下大空间内部的测点则布置在距离地面1.5m高处的人员呼吸平面上。

2 测试结果

由于B厂和T厂处理构筑物均进行了加盖除臭，有效控制了恶臭气体散发影响外部环境，本研究前期预测试发现两座加盖的污水厂处理构筑物上方硫化氢、氨气等无机恶臭污染物浓度均低于相关标准限值，但人体感官上有时仍能闻到臭味，推测臭味可能主要来自于有机污染物，因此本研究着重对污水处理厂中的有机污染物进行研究和分析。

2.1 污水处理流程有机污染物测试结果对比

对于污水处理流程产生的污染物种类，T厂共检测到38种有机污染物，B厂共检测到46种有机污染物。T厂的污染物种类以烷烃和卤代烃为主，分别占污水处理流程总VOCs质量浓度的51.95%和32.53%。在分布区域上，卤代烃只在细格栅、生反池和二沉池内检测到较大的浓度，后续的处理单元内检测到的卤代烃种类和含量都有明显下降，且生反池和二沉池内检测到了其余处理单元未测到的三氯甲烷致癌物，其原因可能是初沉池排放的污水在经历生反池的反应后，除去了芳香烃和部分含氧有机物，但又产生了新的卤代烃和其他有机污染物，从而导致二沉池内的VOCs含量与初沉池相比有所上升。B厂除平流沉砂池外，其他污水处理单元产生的含氧有机物和含硫有机物的含量不容忽视，尤其是在初沉池内，以含氧有机物、含硫有机物和芳香烃为主，且散发浓度相近，约为178.8~254.8μg/m3。

2.2 污泥处理流程有机污染物测试结果对比

对比两厂污泥处理流程产生的有机污染物种类，T厂共检测到32种有机污染物，以含氧有机物、烷烃和卤代烃为主；B厂共检测到27种有机污染物，以烷烃和芳香烃为主。通常情况下，污泥处理流程恶臭气体空气中的有机污染物种类首先取决于污泥内的有机污染物种类，而污泥内的有机污染物又与与先前的污水处理流程息息相关。相比于污水处理流程而言，T厂的污泥处理过程有机污染物种类数量与污水处理流程相当，但种类重合度较低；B厂的有机污染物种类数量明显下降。T厂的污泥处理阶段具有较高的卤代烃浓度，这与其污水处理流程中的卤代烃有较高的相关性。

总体上，由于两座污水处理厂都在上海，实际进水水质相似，污水处理工艺和污泥处理工艺的差异会导致有机污染物浓度种类和浓度上的差距，且污水处理工艺的差异会在一定程度上影响污泥处理流程产生的有机污染物。

2.3 不同地区相同处理单元污染物浓度对比

不同地区污水处理厂在主要污染物散发位置上同样具有一定的地域差异性，对于位于上海地区的T厂和B厂而言，污染物的主要产生过程为污水处理流程，分别比污泥处理流程高出97.8%和455.6%，FRECHEN在2004年对德国污水处理厂的统计结果里显示出了相似的规律。但广州地区和地中海地区污水处理厂中污泥处理流程的恶臭程度更严重，广州地区污水处理厂的脱水机房是有机污染物的重灾区，地中海地区污水处理厂的主要散发源则为储泥池，其污染物浓度约为其他处理单元的14~38倍。

3 分析与讨论

总体上，不同污水处理厂污水处理流程的产生的高浓度污染物较相似，且产生的有机污染物种类均以芳香烃、卤代烃和烷烃为主。污泥处理流程的高浓度污染物则受不同污水处理厂的处理工艺影响更大，且在一定程度上受到污水处理工艺的影响，同一个厂的污泥处理流程产生的有机污染物种类与本身污水处理流程产生的有机污染物种类类似。

位于上海、广州和地中海地区的污水处理厂污水处理流程和污泥处理流程散发的污染物在总量和种类上都有较大差异，相同地区的污水处理厂测试结果较为接近。散发恶臭污染物污水处理厂产生臭气的的主要位置和种类可能由于地区污水水质成分和生化反应条件产生一定的区域差异性。不同的污水处理流程产生的污染物种类也有所不同。因此，在研究污水处理恶臭污染控制问题时，相同地区的处理厂测试结果更具有参考价值。

测试中发现密闭性较差的平流沉砂池散发的污染物浓度远高于安装有盖板且密封良好的其他处理单元，说明在污水处理厂的各个处理单元上安装盖板可以有效减少污染物向外散发的程度。另一方面，处理单元散发到空气中的污染物可能会在周围沉积并形成二次污染源。

4 结 论

（1）污水处理厂内有机污染物种类多、单一浓度低但总体浓度大，目前规范仅针对无机污染物（如氨气和硫化氢的浓度）及部分有机污染物浓度进行了限制，建议加入不同种类污染物的整体浓度，总VOCs浓度和特征组分的浓度进行综合评价。

（2）T厂和B厂污水处理流程产生的有机污染物种类较为相似，以甲苯、四氯乙烯、十一烷、十二烷为代表的烷烃、卤代烃和芳香烃为主，不同污泥处理流程共有的高浓度特征组分是三甲基戊烷。但这些污染物未超过人体嗅觉阈值，仅甲硫醇和二甲基二硫的浓度超过了嗅觉阈值。

（3）污水处理厂的污染物主要散发源和种类在整体上显现出一定的地域性。上海地区的污水处理厂污水处理流程的污染物浓度更高，种类以烷烃、芳香烃和卤代烃为主；广州地区和地中海地区的污水处理厂恶臭散发源更集中于污泥处理流程，且芳香烃在有机污染物成分中占了极大比例。