城市集中污水厂臭气治理工程技术研究

引言

城市集中污水处理厂在污水处理过程中伴随大量臭气排放，涉及氨气、硫化氢等有害气体，不仅影响周边环境质量，还对居民健康和设施寿命构成威胁。为应对愈加严格的环保要求，研究并优化适用于城市污水处理厂的臭气治理工程技术已成为迫切课题。本研究旨在梳理臭气成因及排放特征，分析治理难点，探讨主流技术路径及其工程适用性，提升治理系统的技术水平与运行效能。

1 城市污水处理厂臭气的成因与特性

1.1 臭气的主要成分分类

城市污水处理厂产生的臭气成分复杂，主要包括含硫化合物、含氮化合物和挥发性有机物三大类 [1]。其中，含硫化合物是最主要的恶臭源，代表性物质包括硫化氢（H S）、甲硫醇和二甲基硫醚。硫化氢具有极低的嗅觉阈值，极易被感知，且具有较强的腐蚀性与毒性，是多数污水处理设施腐蚀加速和异味扩散的主因。甲硫醇等有机硫化物在厌氧环境下生成，气味浓烈且持续时间长。

含氮化合物以氨气 (NH₃) ）和胺类为主，包括一甲胺、二甲胺及三甲胺等，主要源自蛋白质和氮基有机物的分解，具有刺激性气味，对人体呼吸系统有较强影响。甲基吲哚作为含氮芳香族化合物，其气味特征为粪臭，是污泥厌氧降解的常见产物。

挥发性有机物（VOCs）包括低级醇类、醛类、酮类及短链脂肪酸等，既可由生活污水中碳源降解产生，也可能来自工业废水中复杂有机成分的挥发，其气味特征不一，但普遍具有嗅觉刺激性和潜在健康风险。

1.2 臭气的排放特征与扩散行为

城市污水处理厂的臭气排放具有明显的空间分布特征和时间规律性。空间上，臭气浓度呈现“点源集中—区域扩散”的模式，其中污泥处理区、预处理区和生化处理区是高发源头 [2]。由于处理设施多为敞开结构，臭气在厂区内扩散迅速，极易随风向传播至周边居民区，形成扰民问题。厂区地形、风速、风向及周围建筑布局等都会影响臭气的扩散路径和停留时间。

臭气排放表现出一定的周期性和阶段性。一般而言，夏季温度高、微生物活性增强，臭气生成与逸散速度显著提高；夜间气压较低、空气流动性差，更易导致臭气积聚，造成局部高浓度区域。同时，污泥处理与设备检修等作业时间段也会形成短时高排放峰值。

臭气中的氨气、硫化氢等成分对人体健康具有潜在危害，可引发呼吸道刺激、头痛、恶心等症状，长期暴露甚至可导致慢性中毒。部分臭气组分对金属、混凝土等设备材料具有强腐蚀性，易引发构筑物老化、仪器失效，增加运行维护成本。

2 城市污水处理厂臭气治理难点

在城市污水处理厂的运行过程中，臭气治理面临多重现实难题，严重制约了除臭技术的系统性和治理效果的稳定性。

（1）设施运行维护不当

多数污水厂在长期运行中存在设备老化、密封失效、阀门损坏等问题，导致臭气在输送和处理过程中外泄频发。特别是在高温高湿的环境下，除臭设备如风机、除臭塔、输送管网的连续稳定运行更易受限，而缺乏系统性的运维管理机制常使得故障难以及时发现与修复。

（2）工艺布置不合理与密封措施缺失

部分老旧厂区在初期设计阶段未充分考虑臭气控制需求，导致臭气源分散、收集困难，设备之间衔接松散，构筑物如格栅池、调节池等未采用加盖封闭结构，臭气大量扩散至厂区周边环境，形成“源头未控”的局面。

（3）企业主体对臭气治理重视不足

在运营成本控制压力下，部分单位将治理设施作为附属工程对待，投入经费有限，技术方案保守，运行人员缺乏培训，治理系统长期处于低负荷或非设计工况下运行，难以满足环保排放标准。

（4）臭气收集系统效率偏低

当前部分污水处理厂采用的臭气收集系统覆盖率不足、负压控制效果差，管道布局不合理，风量计算不精确，导致臭气捕集效率低下。管网内风速不均、集气罩设计缺陷等也常造成气流回流或逸散。

（5）季节性变化和气候干扰

夏季高温加剧有机物分解速率，增加臭气生成强度；冬季气温偏低可能影响生物滤池等生物法除臭设备的微生物活性，导致治理效率下降。强风、降雨等气候条件干扰臭气的正常收集与扩散路径控制，需在设计与运维中充分考虑环境适应性。

3 城市污水处理厂臭气治理技术路径

3.1 物理法

物理法主要通过非化学转化手段对臭气进行削减或掩盖。吸附法是目前应用最广泛的方式，吸附材料如颗粒活性炭、活性炭纤维等，具有比表面积大、孔隙结构丰富等优势，适用于处理低浓度、复杂组分的气体。其缺点在于吸附饱和后需及时更换或再生，运营成本较高。水洗法利用臭气中硫化氢、氨等气体的水溶性，通过液体与气体的接触实现部分净化，但效率受限于气液比及污染物溶解度。稀释法多用于开敞场所，如通过烟囱提升排放高度稀释浓度，虽可减轻局地污染，但并不真正去除污染物。掩蔽法是通过释放具有芳香气味的物质，如天然香精、植物油雾等掩盖异味，效果短暂且可能引发气味叠加问题。

3.2 化学法

化学法通过化学反应改变臭气的分子结构，使其转化为无臭或低臭物质，具有反应迅速、处理效率高的优势。化学吸收法利用酸碱性溶液与氨气、硫化氢等臭气成分发生中和反应，该方法操作简便、适应性强，但存在吸收液更换频繁、二次废液需处理的问题。化学氧化法包括臭氧氧化和光催化氧化，前者通过高强氧化剂将有机臭气物质分解，后者借助紫外光与光敏催化剂生成自由基进行氧化。两者均对高浓度恶臭气体有效，但能耗较高，且部分过程可能产生有害副产物。燃烧法是通过高温将臭气完全氧化为二氧化碳和水，可分为直接燃烧和催化燃烧两类。前者工艺简单但耗能大，后者在催化剂作用下可降低反应温度，提升经济性，但催化剂易中毒失效。

3.3 生物法

生物法利用微生物对臭气成分的代谢能力，将污染物转化为无害物质，是当前城市污水处理厂应用最广泛的除臭技术之一。生物滤池是其中的代表形式，臭气先经过预处理除尘加湿，再通过填料层与附着其上的微生物进行充分接触，完成氧化分解。生物滴滤塔结构与滤池相似，但采用循环供液系统，填料常为惰性材料如陶粒、沸石等，适合高湿度或高负荷环境。生物洗涤塔以循环液作为介质，臭气在塔内与含有微生物的液体充分混合，适用于高气量、组分均一的臭气处理。生物法的关键在于微生物种群的稳定构建与滤料的合理选配，需保持适宜的湿度、pH 值和营养供给，防止菌群失活。常用填料应具备高比表面积、良好的透气性及生物亲和性，如改性木屑、聚氨酯泡沫等，以提高系统运行的稳定性与处理效率。

4 结语

综上，城市污水处理厂臭气成因复杂、扩散广泛，治理难度大。针对当前设施运行不当、技术选型不足、密封措施不到位等问题，本文从源解析入手，梳理了主流的物理、化学及生物治理路径，明确了各类技术的适用条件与局限性。研究表明，生物法因其运行成本低、无二次污染等优势，在城市污水厂臭气治理中具有广阔前景。

参考文献：

[1] 王裕创 . 城市污水处理厂臭气治理技术概述 [J]. 资源节约与环保 ,2020(6):81.

[2] 王 子 霞 . 生 物 滤 池 在 污 水 厂 臭 气 治 理 中 的 应 用 [J]. 广 州 化工 ,2023,51(11):183-185.