广州市典型污染河道与城市污水处理厂中恶臭有机硫化物的初步研究

发布时间：2020-06-04 05:33

【摘要】： 城市污染水体所释放的恶臭污染日益成为重要的环境问题。广州市污染河道与城市污水处理厂的恶臭问题由来已久，近年来因水体恶臭导致的投诉事件逐年增加。挥发性有机硫化物(VOS)的存在被认为是造成城市污染水体恶臭的主要原因。然而，由于VOS本身的特性及研究条件的限制，使得开展对VOS在污染水体的研究工作受到一定的制约，目前国内尚未发现这方面的翔实报道，恶臭污染问题亟待解决。本文系统研究了广州市典型污染河道与城市污水处理厂(WWTP)中甲硫醇(MT)、甲硫醚(DMS)、羰基硫(COS)、二硫化碳(CS_2)和二甲二硫(DMDS)的释放情况，同时开展了不同除臭工艺对VOS的去除研究，并对污染河道与城市污水处理厂中VOS的扩散模式和影响范围进行了预测和评价，具体研究内容和结果如下： 1．在采样过程中，本研究对采样方法进行了改进，即气体样品采集采用新鲜高压空气作为载气代替用传统活性炭吸附管进行进气过滤的方式，有效提高了监测的精确度和准确性；同时对溶解于废水中的目标化合物，采用高纯氮气进行吹脱代替固相微萃取技术，使水样预处理操作更加简便、可靠。 2．选择广州市典型污染河道石井河，研究其水体VOS的释放，作为对比同时研究了较清洁河道流溪河VOS的释放。结果表明，石井河河面COS释放浓度为51.6-92.2μg／m~3，DMS为17.8-69.7μg／m~3，CS_2为11.6-14.8μg／m~3，DMDS为8.1-59.7μg／m~3，四种VOS的扩散通量次序为COS＞DMS＞DMDS＞CS_2；流溪河河面COS释放浓度为0.11-3.26μg／m~3，DMS为0.20-3.13μg／m~3，CS_2为0.11-1.23μg／m~3，DMDS为0.13-1.74μg／m~3，四种VOS的扩散通量次序为COS＞DMS＞CS_2＞DMDS。两条河流VOS的释放与流域水质污染程度呈正相关，24hr内VOS的释放出现2个明显峰值，这与河水水质动态变化特征一致。 3．对具有代表性的广州经济技术开发区西区污水处理厂和东区污水处理厂不同工艺单元气、液两相中的VOS的分布进行了研究。结果表明，气相中COS释放浓度为0.01-0.21 mg／m~3，DMS为0.66-5.41 mg／m~3，CS_2为0.03-0.44 mg／m~3，DMDS为0.06-1.61 mg／m~3；水相中COS释放浓度为0.1-2.2 mg／m~3，DMS为23.7-308.2mg／m~3，CS_2为1.4-23.3 mg／m~3，DMDS为0.3-106.8mg／m~3，MT为113.1-216.8 mg／m~3。在所有的VOS中，DMS浓度最高，在污泥浓缩单元达到最大值，VOS的扩散通量次序为DMS＞DMDS＞CS_2＞COS。在经过WWTP各工艺的处理后，气、液两相中的VOS均有明显下降，其中曝气单元去除效果最为明显。研究发现，进水水质污染指标愈高，好氧生化反应停留时间愈短，而污水或污泥厌氧时间越长，VOS在WWTP大气和水体中的含量就越高。 4．以广州市大坦沙污水处理厂恶臭污染控制工程为例，研究了不同除臭系统对VOS的去除效果。结果表明，生物土壤法去除VOS效率最高(90％以上)，其次为生物滴滤法，对VOS的去除效率高于80％，而等离子体技术仅为50％左右。 5．采用相应预测模型对污染河道及城市污水处理厂释放VOS的扩散模式进行了预测，结果发现：在污染河道河岸下风向30 m以外，VOS浓度全部低于相应的臭阈值；污水处理厂对周围环境的恶臭影响仅限于厂界以外80 m的范围之内；除臭系统烟囱排放恶臭气体的最大落地浓度出现在厂界以外90 m左右。
【图文】：

挥发性有机化合物,出现几率

A农杭atJC，(b)月吮踩~A~恤而毅架’啦图1一 1WWTP挥发性有机化合物的组成及出现几率(Wu，2006)Fig.l一 l(a)CompositionoftotalfugitiveVOCemissionsand(b)aPpearanee frequeneyofeaehkindofsPeeiesdeteetedatvariouswastewatertreatlnentstages.

流溪河,现场图

探讨流溪河水质的动态特征，沿河设立7个监测断面，于2003年l~12月，每月进行次采样，对主要水质参数进行了分析。结果表明，上游良口断面全年的水质状况明显于下游的南岗断面。除pH值外，全年南岗断面的溶解氧、高锰酸盐指数、BODS、氨和总磷均不同程度地超二类水标准，其中以溶解氧超标最为严重，最高值仅为4.94m岁从良口断面到南岗断面，pH值和溶解氧呈下降趋势，，高锰酸盐指数、BODS、氨氮和磷呈上升趋势，表明流溪河下游水质较差，有机污染较严重(张金镇等，2004)。王明等(1997)对广州水源区(包括珠江西航道和流溪河)底泥中有机物特征进行了分析结果表明:(l)从下游到上游，受感潮作用影响逐渐减小，污染程度逐渐减轻;(2)水区有机物特征呈现有规律的变化。从靠近城市的下游到远离城市的上游，底泥中有机从人为污染来源为主逐渐变为水体中现代天然动植物来源为主;(3)在石门和雅岗段之间，各种有机地球化学参数表明，水质特征发生了根本的转变，说明雅岗以上河水质受感潮作用影响程度较小(王新明等，1997)。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X703

【引证文献】