厌氧-混凝-高级氧化对转运站污水恶臭处理效果.pdf

厌氧 － 混凝 － 高级氧化对转运站污水恶臭处理效果 * 叶彬 1， 2 蒋建国 1， 2 陈爱梅 3 乌佳凌 3 1． 清华大学环境学院， 北京 100084;2． 清华大学固体废物处理与环境安全教育部重点实验室， 北京 100084; 3． 常州市环境卫生管理处， 江苏 常州 213001 摘要 以总还原硫 TRS 为考察指标， 分析了基于厌氧 － 混凝 － 高级氧化工艺的中试系统各处理单元对转运站污水中 恶臭物质的处理效果。转运站污水中， TRS 总量为 0. 602 mg/L 水， 而经过厌氧、 混凝、 高级氧化等处理单元后依次为 4. 167， 3. 513， 0. 168 mg/L 水。厌氧对含硫有机物的降解是恶臭物质产生的重要过程， 混凝过程对污水恶臭去除作用 很小。相比于混凝出水， 高级氧化对恶臭物质去除率在 95 以上。 关键词 转运站污水; 恶臭; 总还原硫 *国家水体污染控制与治理科技重大专项 “老城区水环境污染控制及 质量改善技术研究与示范” 课题 2008ZX07313 － 001 。 ODOR DISPOSAL EFFECT OF TRANSFER STATION WASTE WATER BY ANAEROBIC- COAGULATION- ADVANCED OXIDATION Ye Bin1， 2Jiang Jianguo1， 2Chen Aimei3Wu Jialing3 1． School of Environment，Tsinghua University，Beijing 100084，China; 2． Key Laboratory for Solid Waste Management and Environment Safety，Ministry of Education，Beijing 100084，China; 3． Changzhou Solid Waste Administration Department， Changzhou 213001， China AbstractThe effect of transfer station waste water odor treatment by each unit was analyzed． The pilot scale system was based on anaerobic-coagulation-advanced oxidation． Total reduced sulfur TRSwas taken as inds． The amount of TRS was 0. 602 mg/L in transfer station waste water． After treatment by the units of anaerobic-coagulation-advance oxidation，the values turn into 4. 167，3. 513 and 0. 168 mg/L． Anaerobic degradation of sulfur-contained organic compounds was an important process of odor material generation． Coagulation showed little effect on waste water odor removal． Removal rate of odor material by advanced oxidation was over 95 ，comparing to effluent of coagulation． Keywordstransfer station waste water;odor;total reduced sulfur 0引言 城市生活垃圾转运站的恶臭是公众反应最为强 烈的污染因素， 舒军龙等 ［1］的一项调查表明， 46. 5 的民众对于转运站的恶臭抵制最为强烈。国内已有 较多关于垃圾转运站恶臭的研究 ［2- 7］。我国现行的恶 臭污染物排放标准主要参考的是日本的三点式比较 臭袋法， 以主观判断为基础， 而在欧洲， 恶臭量化管理 已成为发展趋势 ［8］， Gostelow P 等［9］认为， 污水处理 过程中 H2S 是主要的恶臭来源， 并建议以 H2S 浓度 衡量污水处理的恶臭污染; 美国加利福尼亚等数十个 州也制定了以 H2S/TRS 定量检测为基础的环境恶臭 标准 ［10］。 转运站污水是转运站恶臭的重要来源， 主要包括 转运站压缩作业中产生的垃圾压滤液和转运站设备 及车辆的冲洗污水。转运站污水具有高有机污染浓 度 COD 约 15 000 mg/L 、 高 SS 浓度和色度、 高油脂 含量 可达 10 000 mg/L 以上 以及强烈恶臭的显著 特点。在江苏常州某垃圾转运站建立现场中试实验 系统用于转运站污水的处理。工艺流程包括厌氧折 流板形式的调节池和集成了混凝沉淀 － 高级氧化的 快速处理设备。 1实验材料与方法 1. 1材料 转运站污水处理流程为“厌氧折流板调节池 － 快速处理” ， 工程流程见图 1。实验水样 A、 B、 C、 D 分 421 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期 别取自转运站污水原水、 厌氧折流板调节池出水、 混 凝沉淀出水、 高级氧化出水。 图 1转运站污水处理工艺流程 转运站污水依次经过厌氧折流板调节池、 混凝沉 淀和高级氧化处理单元， 中试稳定运行时原水和各单 元出水常规水质指标见表 1。 表 1实验水样水质指标 mg/L 样品ρ CODρ 氨氮ρ 总氮ρ 总磷 ρ SS 转运站污水原水 A 14 89937942752. 51 130 厌氧出水 B5 615438455 30. 6554 混凝沉淀出水 C4 38427934216. 6 324 高级氧化出水 D1 2312032440. 217 6 1. 2方法 取转运站污水原水 A 以及中试设备稳定运行 过程中厌氧出水 B 、 混凝沉淀出水 C 、 高级氧化 出水 D 以及去离子水 空白样 各 400 mL 于锥形瓶 中并密封。使用控温磁力搅拌器快速搅拌的同时， 静 音空气压缩机实验以 5 L/min 的流量通过导管向锥 形瓶中的液面吹入空气。吹扫的恶臭气体通过导管 导出后连接便携式硫化氢分析仪进行定量测定。实 验在 20 ℃ 下进行。 便携式硫化氢分析仪已被美国执法机构检查人 员用于 恶 臭 的 定 量 分 析 测 定 ［10］。实 验 中 使 用 的 Jerome 631-X 型便携式硫化氢测定仪对各种还原性 硫化物的响应因子见表 2。仪器根据还原性硫化物 在黄金箔传感器产生的电阻变化， 按不同的响应因子 比例， 加权得出 TRS。 表 2Jerome 631 -X 硫化氢分析仪测得的 还原性硫化合物的响应度 化合物响应因子 / 氢化硫100 羰基硫36 二甲基硫7 二乙基硫25 二硫化碳0. 01 二甲基二硫40 二乙基二硫17 乙硫醇45 正丙硫醇40 正丁硫醇33 叔丁硫醇35 噻吩0. 8 该型号便携式硫化氢测定仪能够响应多种还原 性硫化物， 被认为是一种定量总还原性硫化物相对量 的简便方法 ［11- 12］。 2结果与分析 2. 1转运站污水原水 TRS 释放曲线 选择硫化氢测定仪自动采样模式， 每 3 min 采样 并测定 TRS 浓度， 可得到 TRS 释放曲线。实验条件 下转运站污水原水和去离子水中 TRS 释放曲线如 图 2所示。 图 2转运站污水 TRS 释放曲线 在磁力搅拌和较大流量空气吹扫的作用下， 转运 站污水中的恶臭物质含量逐渐降低， 并在约 90 min 后接近于空白样。由于餐饮垃圾的带入， 转运站污水 原水中含有大量油脂， 不仅在表观上可见悬浮油， 而 且水中还存在乳化油粒和油脂包裹的颗粒物， 形成微 观双电层稳定体系， 包含了大量含硫恶臭污染物质， 在磁力搅拌和空气吹扫作用下也难以释放。因此， 转 运站原水 TRS 释放曲线表现为迅速下降后不再释放 的形态。 2. 2厌氧 － 混凝 － 高级氧化出水 TRS 释放曲线 转运站污水原水依次经厌氧、 混凝沉淀和高级氧 化后， 各处理单元出水 TRS 释放曲线见图 3。 图 3各单元出水 TRS 释放曲线 521 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期 由于厌氧过程采用厌氧折流板形式， 经过厌氧等 处理过程后， 转运站污水含有的大量油脂被去除， 原 水的水 － 乳化油两相结构被破坏， 因此各单元处理出 水 TRS 释放曲线呈现下降后稳定的形态， 与转运站 污水原水的恶臭物质释放曲线有较大差别。 在实验条件下， 厌氧出水和混凝出水均存在约 30 min 时间的高浓度恶臭物质释放峰， 此后稳定在约 0. 35 10 － 6的浓度。在实际作业中， 经过厌氧以及混 凝沉淀后的转运站污水， 由于缺乏实验的强烈搅拌和 空气吹扫的条件， 将会有更长的高浓度恶臭物质释放 时间， TRS 的“缓释” 会造成更严重的恶臭污染。高 级氧化出水则不存在明显的高浓度恶臭物质释放峰， 始终保持在 0. 1 10 － 6 左右的较低释放浓度， 在感官 上也几乎感觉不到恶臭。 2. 3厌氧 － 混凝 － 高级氧化对恶臭处理效果分析 对于转运站污水原水、 厌氧出水、 混凝沉淀出水、 高级氧化出水以及去离子水 空白样 的 TRS 释放曲 线， 分别采用 Lagrange 插值法构造其逼近多项式， 利 用复合梯形公式 Tn f h 2 Σ n k 1 f xk－1 f xk [] h 2 f a 2Σ n－1 k 1 f xk f b[] 可求出［ 0 min ， 90 min ］内各 TRS 释放曲线 的数值积分， 进而得到液相中 TRS 总量 以 H2S 计 。 见表 3。 表 3实验水样 TRS 总量 项目 转运站 污水 厌氧 出水 混凝沉淀 出水 高级氧 化出水 去离 子水 积分结果176. 843 1 184. 550 999. 60054. 1736. 555 TRS/ mg L － 1 0. 6264. 1903. 5360. 1920. 023 扣除空白后 TRS/ mg L － 1 0. 6024. 1673. 5130. 1680. 000 由于转运站污水通常在站内停留时间很短， 污水 内由新鲜垃圾带入的大量含硫有机污染物 如蛋白 质等 未经生物分解， 厌氧后， 转运站污水中的大量 有机污染物被降解而“老龄化” ， 水质指标更接近于 填埋场垃圾渗滤液; 液相中 TRS 含量由 0. 602 mg/L 增至 4. 167 mg/L， 因此厌氧作用是恶臭产生的重要 过程， 有机污染物在厌氧污泥颗粒表面降解的同时伴 随着恶臭物质 TRS 的大量生成。混凝沉淀作为针对 于 SS 去除的物理性预处理技术， 对厌氧出水的恶臭 处理效果较小， 表明恶臭物质主要分散于液相中， 而 非富集于厌氧污泥颗粒与液相的相界面。在高级氧 化处理过程中， 含硫化合物 TRS 的去除过程主要由 氧化作用极强的羟基自由基完成， 对恶臭物质的去除 率可达 95 以上， 实现了较好的处理效果。 3结论 1 厌氧是转运站污水恶臭产生的重要过程。含 硫有机物厌氧降解过程伴随恶臭物质 TRS 的产生， 液相中 TRS 含量由 0. 602 mg/L 增至 4. 167 mg/L。 2 混凝沉淀是针对污水中 SS 的预处理手段， 对 COD 也有一定去除效果， 而对液相中恶臭物质 TRS 去除率仅约 15 。 3 高级氧化过程中产生的强氧化性羟基自由基 不仅对污水有机污染具有较好的去除作用， 同时对混 凝后污水中恶臭物质去除率达 95 以上， 出水澄清 透明且没有恶臭， 污水感官性状改善明显。 参考文献 ［1］舒军龙，潘仲麟． 城市垃圾中转站对周围环境影响调查［J］． 环境与健康，1999， 16 3 132． ［2］吕永，郑曼英，叶晓玫． 生活垃圾转运站恶臭污染指标初探 ［J］． 中国环境监测，2008，24 4 49- 53． ［3］吕永，郑曼英，叶晓玫． 垃圾转运站恶臭污染物研究［J］． 环 境卫生工程，2007， 15 6 22- 24． ［4］郑曼英，罗海醌． 垃圾转运站空气中挥发性有机化合物分析 ［J］． 城市环境与城市生态，2004， 17 4 13- 14． ［5］杨先海，吕传毅． 城市生活垃圾压缩站环境污染研究［J］． 环 境污染与防治，2005， 27 8 618- 620． ［6］王连生， 王亘， 韩萌， 等． 天津市城市垃圾臭气成分谱［J］． 城 市环境与城市生态，2009，22 2 19． ［7］Li C P，Li G X，Luo Y M，et al． Environmental monitoring and fuzzy synthetic uation of municipal solid waste transfer stations in Beijing in 2001- 2006［J］． Journal of Environmental，Sciences- China，2008，20 8 998- 1005． ［8］石磊， 耿静， 徐金凤， 等． 欧洲的恶臭污染法规及测试技术进展 ［J］． 城市环境与城市生态，2004， 17 2 20- 21． ［9］GostelowP，ParsonsSA．Sewagetreatmentworksodour measurment［J］． Water Science and Technology，2000， 41 6 33- 40． ［ 10］MahinT D ． Comparison of different approaches used to regulate ordor around world［J］． Water Science and Technology，1999， 44 9 87- 102． ［ 11］North JM， sforquantifyinglimeincorporationinto dewatered sludge．I Bench-scale uation ［J］．Journal of Environmental Engineering，2008． 134 9 750- 761． ［ 12］HyunookKim， LauraMcConnell， MarkRamirez， etal． Characterization of odors from limed biosolids treated with nitrate and anthraquinone［J］．Journal of Environmental Science and Health，2005， 40 1 139- 149． 作者通信处叶彬100084北京市海淀区清华大学环境节能楼 806 E- mailyb2005010307 126． com 2011 － 08 － 15 收稿 621 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期