论文部分内容阅读
【摘 要】 城镇生活污水集中处理厂通过好氧微生物处理，能够有效地去除城镇居民生活污水中的有机污染物，改善了城镇周边水体环境，但其自身在日常工作运行上，也存在着对环境的相关污染。通过对城镇污水处理厂进行工程分析可知，其自身在运行过程中对外界环境产生的污染主要为耗氧曝气池及污泥脱水机房产生的恶臭对周边大气的污染、鼓风机泵房产生的噪声污染和经处理后产生的污泥对土壤的污染。本文正是针对以上各产污环节，进行科学的分析评价，进而提出有效的治理措施，防止其对周边环境造成污染。
【关键词】 大气污染;噪声污染;土壤污染
城镇生活污水集中处理厂是有效处理城镇污水的集中处理设施，其主要的工艺流程是采用活性污泥法（SBR）[1]进行处理。因为活性污泥中存在着大量的好氧微生物，它们吸收生活污水中的有机物来进行降解，从而达到分解生活污水有机污染物的目的。有数据显示，经过活性污泥法处理过的生活污水，其有机污染物（COD）可以降解90%以上。可以说，城镇污水集中处理设施切实有效地解决了因生活污水所造成的污染。但与此同时，它自身又是一个较大的污染源，其在运行过程中会产生大量的恶臭气体、泵房噪声以及危险废物，若不经处理，会给周边城镇居民造成很大的危害，严重影响生活质量，所以说对城镇污水厂环境的治理是非常必要的。
通过工程分析，城镇生活污水集中处理设施的工艺流程主要包括初级沉降（一级处理）、生物曝气（二級处理）、混凝过滤杀毒（三级处理）。其中，生物曝气处理是集中式污水处理厂的主要环节，它是在生物曝气池中进行的。目前，大部分生物曝气是采用活性污泥法（SBR）进行处理，其主要的产污环节主要分布在曝气池、鼓风机泵房和污泥脱水间，针对这三大环节，本文进行了系统分析评价并提出了有效的治理措施：
1、城镇污水处理厂恶臭气体分析评价与治理
城镇污水处理厂的恶臭气体主要来自活性污泥曝气池和污泥脱水机房所产生的硫化氢气体（H2S）和氨气（NH3），这些气体属于无组织排放源，为了有效防治其发散对周边环境造成污染，根据环境影响评价导则[2]，拟采用推荐模式中的大气环境防护距离模式来计算污染源的大气环境防护距离，以保证在大气防护区域内的居民不受到影响。虽然这些气体产生于污水处理厂内的不同单元，但一般的城镇污水处理厂内曝气池与污泥脱水机房距离很近，进而我们将其近似为同一单元的无组织排放源[3]，将其合并为单一面源计算，具体的计算方法是以这单一面源中心为起点，结合厂区平面布置图，确定控制距离的范围，超出厂界以外的范围即为大气环境防护区域。若厂界污染物浓度限值出现超标，应要求削减排放源强，以满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的厂界标准值。
表1 恶臭污染物厂界标准值
Table 1 standard value at boundary of odorous pollutants
序号 控制项目 单位 一级 二级 三级
新改扩建 现有 新改扩建 现有
1 氨气 mg/m3 1.0 1.5 2.0 4.0 5.0
2 硫化氢 mg/m3 0.03 0.06 0.10 0.32 0.60
鉴于城镇污水处理厂一般坐落在居住区、商业交通居民混合区、一般工业区及农村地区，属于环境空气质量二类功能区，因此恶臭污染物厂界标准值执行二级标准。若超过标准值就需要对恶臭气体进行除臭处理，以达到削减排放源强的目的。目前，污水处理厂的除臭工艺主要为大气扩散稀释法、活性炭吸附法、湿式化学吸收、燃烧法、活性污泥曝气法、活性污泥洗涤法、土壤脱臭以及填充塔式生物脱臭法[4]。由于城镇污水处理厂中的恶臭浓度较高，要想做到高效处理，就必须对其成分进行有效的降解处理，与此同时，还要考虑到经济成本，尽量满足运行费用低而且管理维护容易等方面，通盘比较，填充塔式生物脱臭法是最佳的选择方案，此工艺对污水处理过程产生的富有N、S成分臭气的处理效果优良。
图1 填充塔式生物脱臭法工艺流程
Figure 1 filling tower method of biological deodorization process
2、城镇污水处理厂噪声分析评价与治理
通过对活性污泥法进行研究，它的工作原理就是利用附着在污泥中的好氧微生物以生活污水中的有机污染物为食物而存活，从而起到了有效去除有机污染物的目的。因为是好氧微生物，就需要对曝气池不断地输入养分，以保证其存活，而这就需要靠鼓风机通过泵不断地将氧气输入至曝气池。鉴于本文研究的是城镇生活污水集中处理设施，要求其曝气池的面积很大，因此就需要多台鼓风机泵入池内，从而给厂区内办公楼带来很大的噪声影响。因此，就需要对处理厂中鼓风机泵房的噪声进行调查分析和预测，并在此基础上进行有效的降噪处理。
图2 厂区内局部平面分析图
Figure 2 The factory local plane analysis diagram
根据声环境影响评价技术方法，首先要对污水处理厂内的声环境进行调查与评价。通过现场调查，影响办公楼的主要噪声为鼓风机泵房运行时产生的噪声，由于污水处理厂属于工业企业领域范畴，因此用连续等效A声级[5]作为噪声评价量。之后，在泵房内设立噪声监测点，监测出室内的声级L1（假设为120dB），同时监测出靠近窗户一侧的倍频带隔声量[6]TL=10 dB，那么根据公式L1—L2=TL+6，计算出泵房室外靠近窗户的声级L2为104 dB.由于泵房与办公楼之间是铺设的人工草坪，它属于疏松地面，因此声级L2 从泵房外窗户处传到污水厂办公大楼的过程中要考虑地面效应的衰减[7]。假设，泵房窗户距地面高度h为2m，泵房到办公楼的距离r为50m，那么根据地面衰减公式Agr=4.8–（2h/r）×[17+（300/r）]，带入公式得出Agr=3.788 dB.由此计算出声音从泵房外经过疏松地面传播到办公楼的地面衰减值为3.788 dB。由于L2本身为点声源，因此传播到办公楼的过程中自身会发生衰减，那么根据点声源衰减公式L3（r）= L2（r0）-20lg（r/ r0），在这里我们取r0=1m，已知L2（r0）=104 dB、r=50m，于是就可以求出L3（r）=104 dB-20lg50，即等于70 dB。在此基础上减去地面衰减声级值3.788 dB，从而计算出办公楼的声级值为66.2 dB。 通过计算值，我们就需要判断其是否达标，由于城镇集中生活污水处理设施属于工业企业范畴，且一般坐落于居住、商業及工业混杂地区，是需要维护住宅安静的区域，因此执行《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中的2类声功能区标准，即昼间60 dB，夜间50 dB.如上图所示，办公楼紧邻厂界，因此办公楼的声级值就可以等同于厂界的噪声值。
通过比对标准，可以得出目前的声级值是不达标的，就需要对鼓风机泵房噪声进行有效治理。可以采用两种防治措施，一种是对噪声源采取减噪措施，可通过对鼓风机泵房加设隔，音减震罩或是改变泵房四周墙体及窗户材质，选用一些高效吸声隔声的材质，以达到有效降噪的目的。另一种方法是在噪声的传播途径上，采用隔声、隔振、消声、吸声以及阻尼等措施，比如在泵房与办公楼之间种植一些吸声林带，或是建设相关的声屏障工程[8]等，这些都是有效降低噪声污染的方法与手段。
3、城镇污水处理厂剩余污泥的处理
污泥是污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀污泥和剩余污泥。国外和国内发达地区通常的作法是对污泥进行减量化、稳定化、无害化以及资源化等一系列处理，使其得到妥善处理。但目前部分城镇污水处理厂由于在设计和建设中未能配备相应的设施，因此污泥处理问题难以得到有效解决。针对以上情况，城镇污水处理厂污泥的处理处置以脱水外运交由资质单位处理为主，这种污泥处理处置无法满足污泥“减量化、稳定化、无害化、资源化”的要求。
随着管网系统的完善，污水处理率的提高，污水处理厂扩散工程的完成，越来越多的污泥将会产生，届时，如不考虑适当的措施进行妥善处理，成千上万吨的污泥处置问题将直接威胁城镇周边的环境安全。污泥处理处置技术路线，主要从环境安全、资源投入、资源产出和收益影响比四个方面考虑，同时兼顾环境生态、社会效益和经济效益三者之间的平衡。
根据以上处理思路和布局原则，能够使污水处理厂产生的污泥得到有效处理的同时，还能产生巨大的经济价值，对一些城镇污水处理厂来说具有一定的参考借鉴价值。
图3 污泥处理技术路线图
Figure 3 Sludge treatment technology roadmap
4、结束语
城镇污水处理厂一般规模较大，在其处理城镇居民生活污水的同时本身也会产生较大的污染，这对于居民密集的地区影响很大。因此，就需要工程分析确定产污环节，进而进行科学评价，在此基础上提出系统的治理措施，对处理厂的各个单元产生的污染进行有效防治，以保证周边居民生活健康。
参考文献：
[1]张涛.活性污泥法在污水处理中的应用 《科技资讯》 2011年18期
[2]谭民强.环境影响评价技术导则与标准.中国环境科学出版社
[3]李亚军.无组织排放源常用分析与估算方法.《西北铀矿地质》
[4]姚岚. 中小型污水处理厂的除臭工艺分析 中国污水处理工程网
[5]王安锡.等效连续A声级的计算及其比较《交通环保》1985年第03期
[6]梁鹏.环境影响评价技术方法.中国环境科学出版社
[7]尹坚平 ，胡章伟.地面反射和衰减效应对声源频谱的影响 《南京航空航天大学学报》 1990年03期
[8]刘万祥， 王会.声屏障施工及安装技术 《西部探矿工程》 2005年05期
作者简介：姜涛，男，1982年6月24日出生，2006年毕业于哈尔滨师范大学地理系资源环境与城乡规划管理专业（本科），2013年毕业于大连海事大学工商管理专业（MBA），研究生学历，现工作于天津港环保卫生管理中心，主要研究港口环境管理方向。
【关键词】 大气污染;噪声污染;土壤污染
城镇生活污水集中处理厂是有效处理城镇污水的集中处理设施，其主要的工艺流程是采用活性污泥法（SBR）[1]进行处理。因为活性污泥中存在着大量的好氧微生物，它们吸收生活污水中的有机物来进行降解，从而达到分解生活污水有机污染物的目的。有数据显示，经过活性污泥法处理过的生活污水，其有机污染物（COD）可以降解90%以上。可以说，城镇污水集中处理设施切实有效地解决了因生活污水所造成的污染。但与此同时，它自身又是一个较大的污染源，其在运行过程中会产生大量的恶臭气体、泵房噪声以及危险废物，若不经处理，会给周边城镇居民造成很大的危害，严重影响生活质量，所以说对城镇污水厂环境的治理是非常必要的。
通过工程分析，城镇生活污水集中处理设施的工艺流程主要包括初级沉降（一级处理）、生物曝气（二級处理）、混凝过滤杀毒（三级处理）。其中，生物曝气处理是集中式污水处理厂的主要环节，它是在生物曝气池中进行的。目前，大部分生物曝气是采用活性污泥法（SBR）进行处理，其主要的产污环节主要分布在曝气池、鼓风机泵房和污泥脱水间，针对这三大环节，本文进行了系统分析评价并提出了有效的治理措施：
1、城镇污水处理厂恶臭气体分析评价与治理
城镇污水处理厂的恶臭气体主要来自活性污泥曝气池和污泥脱水机房所产生的硫化氢气体（H2S）和氨气（NH3），这些气体属于无组织排放源，为了有效防治其发散对周边环境造成污染，根据环境影响评价导则[2]，拟采用推荐模式中的大气环境防护距离模式来计算污染源的大气环境防护距离，以保证在大气防护区域内的居民不受到影响。虽然这些气体产生于污水处理厂内的不同单元，但一般的城镇污水处理厂内曝气池与污泥脱水机房距离很近，进而我们将其近似为同一单元的无组织排放源[3]，将其合并为单一面源计算，具体的计算方法是以这单一面源中心为起点，结合厂区平面布置图，确定控制距离的范围，超出厂界以外的范围即为大气环境防护区域。若厂界污染物浓度限值出现超标，应要求削减排放源强，以满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的厂界标准值。
表1 恶臭污染物厂界标准值
Table 1 standard value at boundary of odorous pollutants
序号 控制项目 单位 一级 二级 三级
新改扩建 现有 新改扩建 现有
1 氨气 mg/m3 1.0 1.5 2.0 4.0 5.0
2 硫化氢 mg/m3 0.03 0.06 0.10 0.32 0.60
鉴于城镇污水处理厂一般坐落在居住区、商业交通居民混合区、一般工业区及农村地区，属于环境空气质量二类功能区，因此恶臭污染物厂界标准值执行二级标准。若超过标准值就需要对恶臭气体进行除臭处理，以达到削减排放源强的目的。目前，污水处理厂的除臭工艺主要为大气扩散稀释法、活性炭吸附法、湿式化学吸收、燃烧法、活性污泥曝气法、活性污泥洗涤法、土壤脱臭以及填充塔式生物脱臭法[4]。由于城镇污水处理厂中的恶臭浓度较高，要想做到高效处理，就必须对其成分进行有效的降解处理，与此同时，还要考虑到经济成本，尽量满足运行费用低而且管理维护容易等方面，通盘比较，填充塔式生物脱臭法是最佳的选择方案，此工艺对污水处理过程产生的富有N、S成分臭气的处理效果优良。
图1 填充塔式生物脱臭法工艺流程
Figure 1 filling tower method of biological deodorization process
2、城镇污水处理厂噪声分析评价与治理
通过对活性污泥法进行研究，它的工作原理就是利用附着在污泥中的好氧微生物以生活污水中的有机污染物为食物而存活，从而起到了有效去除有机污染物的目的。因为是好氧微生物，就需要对曝气池不断地输入养分，以保证其存活，而这就需要靠鼓风机通过泵不断地将氧气输入至曝气池。鉴于本文研究的是城镇生活污水集中处理设施，要求其曝气池的面积很大，因此就需要多台鼓风机泵入池内，从而给厂区内办公楼带来很大的噪声影响。因此，就需要对处理厂中鼓风机泵房的噪声进行调查分析和预测，并在此基础上进行有效的降噪处理。
图2 厂区内局部平面分析图
Figure 2 The factory local plane analysis diagram
根据声环境影响评价技术方法，首先要对污水处理厂内的声环境进行调查与评价。通过现场调查，影响办公楼的主要噪声为鼓风机泵房运行时产生的噪声，由于污水处理厂属于工业企业领域范畴，因此用连续等效A声级[5]作为噪声评价量。之后，在泵房内设立噪声监测点，监测出室内的声级L1（假设为120dB），同时监测出靠近窗户一侧的倍频带隔声量[6]TL=10 dB，那么根据公式L1—L2=TL+6，计算出泵房室外靠近窗户的声级L2为104 dB.由于泵房与办公楼之间是铺设的人工草坪，它属于疏松地面，因此声级L2 从泵房外窗户处传到污水厂办公大楼的过程中要考虑地面效应的衰减[7]。假设，泵房窗户距地面高度h为2m，泵房到办公楼的距离r为50m，那么根据地面衰减公式Agr=4.8–（2h/r）×[17+（300/r）]，带入公式得出Agr=3.788 dB.由此计算出声音从泵房外经过疏松地面传播到办公楼的地面衰减值为3.788 dB。由于L2本身为点声源，因此传播到办公楼的过程中自身会发生衰减，那么根据点声源衰减公式L3（r）= L2（r0）-20lg（r/ r0），在这里我们取r0=1m，已知L2（r0）=104 dB、r=50m，于是就可以求出L3（r）=104 dB-20lg50，即等于70 dB。在此基础上减去地面衰减声级值3.788 dB，从而计算出办公楼的声级值为66.2 dB。 通过计算值，我们就需要判断其是否达标，由于城镇集中生活污水处理设施属于工业企业范畴，且一般坐落于居住、商業及工业混杂地区，是需要维护住宅安静的区域，因此执行《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中的2类声功能区标准，即昼间60 dB，夜间50 dB.如上图所示，办公楼紧邻厂界，因此办公楼的声级值就可以等同于厂界的噪声值。
通过比对标准，可以得出目前的声级值是不达标的，就需要对鼓风机泵房噪声进行有效治理。可以采用两种防治措施，一种是对噪声源采取减噪措施，可通过对鼓风机泵房加设隔，音减震罩或是改变泵房四周墙体及窗户材质，选用一些高效吸声隔声的材质，以达到有效降噪的目的。另一种方法是在噪声的传播途径上，采用隔声、隔振、消声、吸声以及阻尼等措施，比如在泵房与办公楼之间种植一些吸声林带，或是建设相关的声屏障工程[8]等，这些都是有效降低噪声污染的方法与手段。
3、城镇污水处理厂剩余污泥的处理
污泥是污水处理厂在净化污水过程中产生的沉淀污泥和剩余污泥。国外和国内发达地区通常的作法是对污泥进行减量化、稳定化、无害化以及资源化等一系列处理，使其得到妥善处理。但目前部分城镇污水处理厂由于在设计和建设中未能配备相应的设施，因此污泥处理问题难以得到有效解决。针对以上情况，城镇污水处理厂污泥的处理处置以脱水外运交由资质单位处理为主，这种污泥处理处置无法满足污泥“减量化、稳定化、无害化、资源化”的要求。
随着管网系统的完善，污水处理率的提高，污水处理厂扩散工程的完成，越来越多的污泥将会产生，届时，如不考虑适当的措施进行妥善处理，成千上万吨的污泥处置问题将直接威胁城镇周边的环境安全。污泥处理处置技术路线，主要从环境安全、资源投入、资源产出和收益影响比四个方面考虑，同时兼顾环境生态、社会效益和经济效益三者之间的平衡。
根据以上处理思路和布局原则，能够使污水处理厂产生的污泥得到有效处理的同时，还能产生巨大的经济价值，对一些城镇污水处理厂来说具有一定的参考借鉴价值。
图3 污泥处理技术路线图
Figure 3 Sludge treatment technology roadmap
4、结束语
城镇污水处理厂一般规模较大，在其处理城镇居民生活污水的同时本身也会产生较大的污染，这对于居民密集的地区影响很大。因此，就需要工程分析确定产污环节，进而进行科学评价，在此基础上提出系统的治理措施，对处理厂的各个单元产生的污染进行有效防治，以保证周边居民生活健康。
参考文献：
[1]张涛.活性污泥法在污水处理中的应用 《科技资讯》 2011年18期
[2]谭民强.环境影响评价技术导则与标准.中国环境科学出版社
[3]李亚军.无组织排放源常用分析与估算方法.《西北铀矿地质》
[4]姚岚. 中小型污水处理厂的除臭工艺分析 中国污水处理工程网
[5]王安锡.等效连续A声级的计算及其比较《交通环保》1985年第03期
[6]梁鹏.环境影响评价技术方法.中国环境科学出版社
[7]尹坚平 ，胡章伟.地面反射和衰减效应对声源频谱的影响 《南京航空航天大学学报》 1990年03期
[8]刘万祥， 王会.声屏障施工及安装技术 《西部探矿工程》 2005年05期
作者简介：姜涛，男，1982年6月24日出生，2006年毕业于哈尔滨师范大学地理系资源环境与城乡规划管理专业（本科），2013年毕业于大连海事大学工商管理专业（MBA），研究生学历，现工作于天津港环保卫生管理中心，主要研究港口环境管理方向。