1、城市污水處理廠惡臭產生的機理及成份研究趙德駿（廣州市水務工程建設管理中心510640）摘要：城市污水處理廠作為一種復雜的空氣污染面源排放形式，排放大量揮發性惡臭物質而產生惡臭氣味，其中包含大量復雜的惡臭揮發性有機物（MVOC,易引發呼吸道系統、神經系統、心血管系統等多種疾病，本文選取廣州市典型污水處理廠，應用吸附法，采集惡臭樣品，然后經過熱解吸，通過氣相色譜-質譜聯用技術（GC/MS）,分析污水處理廠的揮發性惡臭成份，對城市污水處理廠惡臭的產生機理及成份進行了初步研究。關鍵詞：污水處理廠、惡臭、機理刖百隨著城市污水處理廠的數量和規模亦不斷增長，作為一種復雜的空氣污染面源排放形式，該類污染源排放

2、大量揮發性惡臭物質而產生惡臭氣味，經常成為周邊居民的投訴熱點。在這些惡臭污染物中既包括氨和硫化氫等無機氣體，也包括了大量復雜的惡臭揮發性有機物（MVOC。長期高濃度的惡臭污染空氣環境還會引發呼吸道系統、神經系統、心血管系統等多種疾病，甚至誘發“致癌、致變和致突”等三致病癥；另外，MVO*質主要包括揮發性的含氮、含氧和含硫有機物，它們還是形成光化學煙霧和氣溶膠等大氣復合污染的重要前體物。為此，城市污水處理廠的MVOC臭產生的機理和主成份值得研究。惡臭的定義及危害惡臭的定義惡臭是指大氣、水、土壤、廢棄物等物質中的異味物質，通過空氣介質作用于人的嗅覺器官，并有害人體健康的一類公害氣態污染物質。惡臭的

3、危害惡臭物質數目繁多，惡臭源分布廣泛。人們在日常生活中難免會接觸到惡臭。處于高濃度惡臭環境或長期處于惡臭環境中的人會明顯感覺到惡臭對人體的不良影響。這表現在：（1）危害呼吸系統，人聞到惡臭時，對呼吸產生反射性抑制，甚至憋氣，妨礙正常呼吸功能。（2）危害消化系統，經常接觸惡臭，會使人食欲不振、產生厭食、惡心，甚至嘔吐，進而發展到消化功能減退。（3）危害循環系統，隨呼吸變化，會出現脈搏和血壓變化。如氨會使血壓出現先下降后上升現象，硫化氫能阻礙氧的輸送，造成體內缺氧。（4）危害內分泌系統、神經系統、影響精神狀態，經常受惡臭刺激，會使人的內分泌系統功能紊亂，導致大腦皮層興奮和抑制的調節功能失調除對人體

4、的危害外，惡臭污染還能影響動、植物的生長和產量。.獵德污水處理廠的概況獵德污水處理廠是廣州中心城區規劃總規模最大的污水處理廠，已完成四期工程建設，分別于1999年、2004年、2006年和2010年投入運行，處理水量分別為22萬Rd、22萬m/d、20萬n3/d和56m3/d,現有總規模為120萬n3/d。表2-1、二、三和四期工程設計進出水水質名稱BODCODrSS+NH4-NTN磷酸鹽一期進水（mg/L水（mg/L）2525103.5處理程度（%83.386.15030二期進水（mg/L）120250150204出水（mg/L）206020100.5處理程度（%8

5、3.37686.75087.5三期進水（mg/L）14027018025304出水（mg/L）2040208200.5處理程度（%8585886833.387.5四期進水（mg/L）16027022030354.5出水（mg/L）1040105(8)150.5處理程度（%948595835789獵德污水處理廠一期工程采用AB工藝、二期采用組合交替式活性污泥法工藝，三期工程采用改良A2/O工藝，四期工程處理工藝同三期工程一樣，均為改良A2/O活性污泥處理法。污水在處理運行過程中，從進水到污泥處理全過程中都會產生惡臭廢氣，盡管各處理工藝不同，但是提升泵房及格柵、沉砂池、污泥濃縮池和脫水機房等環節均

6、是主要的惡臭污染源，生物處理設施因為微生物的作用，水中有機物經微生物新陳代謝后也可向大氣中排放大量MVOC、試驗方法本研究應用吸附法，采集惡臭樣品，然后經過熱解吸，通過氣相色譜-質譜聯用技術（GC/MS）,分析污水處理廠的揮發性惡臭有機物的組成含量。首先將預濃縮-氣相色譜-質譜儀與電子鼻氣味指紋儀聯用，建立MVOC化學成分、含量和惡臭氣味指紋同步分析測試方法；其次，進行模擬試驗，對實驗室方法進行驗證和校準；最后，通過現場布點同步采樣，開展外場觀測實驗。選取獵德污水處理廠各期的提升泵房、沉砂池、生化池、污泥濃縮池和污泥脫水間作為取樣點進行取樣分析。4、結果分析惡臭的基本組成在污水處理廠中的產生的

7、氣體組分主要有氮（N2）、氧（。2）、二氧化碳（CO2）、硫化氫（H2S）、氨（NH3）、甲烷（CH4）以及一些產生臭味的氣體，如胺類、硫醇、有機硫化物、糞臭素、口引喋等微量MVOC氣體。其中氮（N2）、氧（。2）、二氧化碳（CO?）是空氣中的常見組分，對污水處理廠不構成任何危害，不需要對其進行處理。硫化氫（H2S）會產生臭味，影響大氣質量，硫化氫是酸性氣體，其水溶液為氫硫酸，是一種二元酸，硫化氫酸性氣體會對污水管道、建構筑物、污水泵、控制柜、設備等產生酸性腐蝕。氨（NH3）會產生臭味。甲烷（CH4）是易燃易爆氣體，給污水處理廠帶來爆炸的危險。其它一些有機組分產生臭味，影響居民生活和大氣質量。

8、因而污水處理廠需要處理的氣體是硫化氫（H2S）、氨（NH3）等無機氣體以及胺類、硫醇、有機硫化物、糞臭素、口引喋等MVOCs。監測分析結果通過監測分析，污水廠微量MVOC氣體的構成如下：表4-1污水處理系統中產生臭氣的物質物質名稱分子式分子量臭氣描述臭味閥值（ppmv）乙醛CHCHO44果實味0.067乙酸CHCOOH60酸味的1.0烯丙基硫醇CHCHC2SH74大蒜味0.0001氨NH17刺激的47戊基硫醇CH(CH)4SH104腐爛的0.0003苯甲基硫醇GHCHSH124強烈的、討厭的0.0002丁胺CH(CH2)3NH73氨味0.0802,2-丁烯硫醇CHCHCHGSH88臭鼬味0.0

9、0003一基胺(C4H9)2NH129魚腥味0.016二異內基胺(C3H7)2NH101魚腥味0.13二甲胺(CH3)2NH45腐爛的、魚腥味的0.34一硫一甲烷(CH3)2S294腐敗的蔬菜味0.0001二甲基硫(CH3)2S62腐敗的卷心菜味0.001硫化一苯(C6H5)2S186令人不愉快的0.0001乙胺C2H5NH45類似氨味0.27乙硫醇GHSH62腐敗的卷心菜味0.0003硫化氫H2S34臭雞蛋味0.0005口引喋GT(CH)2NH117令人作嘔的0.0001甲胺CHNH31腐肉的、魚腥味4.7甲硫醇CHSH48臭雞蛋味0.0005苯硫醇C6H5SH110大蒜味0.0003內蜿醇

10、GHSH76令人不愉快的0.0005喀咤C5H5N79辛辣味0.66糞臭素C9H9N131令人作嘔的0.001硫甲酚CHGHSH124臭鼬味0.0001苯確酚GHSH110類似大蒜味0.00006三甲胺(CH3)3N59刺激的、魚腥味0.0004污水廠惡臭產生機理臭氣被感覺到是因為它從液體中轉移到氣態，故污水中的臭味物質和促進物質轉移的條件是否存在是臭氣形成的兩個不可缺少的重要條件。廣義上講，污水處理系統中的臭氣可以分為兩類：一類是直接從污水中揮發出來的；另一類是來自于污水中有機物由于微生物的生物化學反應而新形成的分解物，尤其與厭氧菌的活動有很大的關系另外，由于污水處理系統大具有較大的氣液表面

11、，加上水流的紊動，曝氣充氧和攪拌設備各種因素使得臭氣的發生具有良好的條件。污水處理系統中各單元惡臭的產生原因如下：(1)污水在長距離輸送過程中，由于水流紊動，廢水中所含硫化氫等臭氣物質在客井等節點處散發出來的；另外，污水水位差引起水流強烈翻動及曝氣過程產生較強臭味。同時由于集水池中污泥的淤積，在厭氧細菌的作用下會產生HaS等臭氣物質；(2)曝氣沉砂池進水中如果含有惡臭物質，或是因為高有機負荷造成污水產生虧氧，在厭氧菌作用下產生大量還原性惡臭物質，水中的惡臭氣體就會揮發出來進入到大氣中。(3)污水生化處理裝置一般采用好氧處理，此時惡臭氣體的散發也許并不占太大的比例，但在曝氣不足或停留時間不夠和厭氧的情況下，發生厭氧過程而使其散發的惡臭氣體量大大增加。(4)污泥濃縮、脫水等過程由于污泥停留時間較長造成缺氧環境，而產生臭氣。此外，污泥濃縮、過濾和離心分離等過程都會因湍動而引起惡臭氣體的排放。5.結論(1)城市污水處理廠作為一種復雜的空氣污染面源排放形式，排放大量揮發性惡臭物質而產生惡臭氣味，其中包含大量復雜的惡臭揮發性有機物(MVOC易引發呼吸道系統