论文题目：城市污水处理厂恶臭气体排放特征与扩散规律研究
摘要：城市污水处理厂在处理污水起着至关重要的作用,但在污水处理过程中经常会产生大量的恶臭气体,主要为氨气和挥发性硫化物（包括硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳和二甲二硫）。目前,国内外针对污水处理厂排放的恶臭气体定量化研究较少,也缺少深入系统地研究恶臭气体对人体的健康影响。因此急需研究污水处理厂恶臭气体的排放特征、影响因素和扩散规律,并评估其对人体感官和健康的影响。本文首先现场监测A~2/O、氧化沟和SBR三种典型工艺的城市污水处理厂污水处理过程中恶臭气体的排放。研究发现氨气和挥发性硫化物的排放通量随污水反应进行从预处理单元到生化处理单元、最后到深度处理单元呈现逐渐降低的趋势。氨气是污水处理中排放的主要恶臭气体,占比60%-98%。污水中的总氮、总硫和化学需氧量含量为污水处理过程中氨气和挥发性硫化物生成的水质影响因素。A~2/O单元氨气、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳和二甲二硫的排放系数分别为18.73、0.08、0.02、0.06、0.06和0.32 mg/t污水;氧化沟单元氨气、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳和二甲二硫的排放系数分别为17.79、0.05、0.01、0.03、0.03和0.11 mg/t污水;SBR单元氨气、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳和二甲二硫的排放系数分别为27.45、0.33、0.09、0.05、0.02和0.19 mg/t污水。本文对城市污水处理厂各处理单元内恶臭气体的环境空气浓度进行了现场监测,并运用了臭气强度、臭味活性值和危害指数等方法评估恶臭气体造成的影响。研究表明,预处理单元中硫化氢、甲硫醇和二硫化碳的环境空气浓度达到最大值,分别为0.1299、0.1912和0.0911 mg/m~3;在生化处理单元,氨气、甲硫醚和二甲二硫的环境空气浓度达到了最大值,分别为1.0720、0.1196和0.0937 mg/m~3。污水处理厂预处理单元恶臭气体的总臭味活性值最高（1207.92）,是恶臭气体的主要污染点位。氨气是恶臭气体环境空气浓度的主要化学浓度贡献者,甲硫醇和甲硫醚是恶臭气体环境空气浓度的主要的恶臭贡献者。各处理单元的恶臭气体均会对人体造成较轻恶臭以上的感官影响,并对人体造成非致癌风险,但不会对人体造成减低工作寿命和引发相应病症的影响。本文采用现场实测和AERMOD（American Meteorological Society/Environmental Protection Agency Regulatory Model）模型相结合的方法研究了城市污水处理厂排放恶臭气体在大气中扩散的规律。结果表明,污水厂排放的恶臭气体满足国家相关标准,预处理单元排放是大气环境中硫化氢和甲硫醇的主要来源,生化处理单元排放是大气环境中氨气、甲硫醚、二硫化碳和二甲二流的主要来源。污水厂排放的恶臭气体会对周边区域造成的感官影响最高可达较强恶臭等级,并对周边区域内的人员造成非致癌风险,但对人体造成减低工作寿命和引发相应病症的影响。污水处理厂可以实施投加药剂和控制曝气强度等策略,选择针对性的除臭工艺对排放恶臭气体进行收集处理,可实现污水处理的减排目的。
关键词：城市污水处理;恶臭气体排放;恶臭气体评估;大气扩散
学科专业：生态环境工程
摘要
abstract
英文缩写清单
1 绪论
1.1 课题来源与研究背景
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究背景
1.2 城市污水处理厂恶臭气体产生机理及排放特征研究进展
1.2.1 城市污水处理厂主要的处理工艺
1.2.2 城市污水处理厂恶臭气体NH_3和VSCs产生机理
1.2.3 城市污水处理厂恶臭气体排放特征监测方法研究进展
1.2.4 城市污水处理厂恶臭气体排放通量研究进展
1.2.5 城市污水处理厂恶臭气体排放系数研究进展
1.2.6 城市污水处理厂恶臭气体环境空气浓度监测研究进展
1.2.7 城市污水厂恶臭气体评估研究进展
1.3 城市污水处理厂恶臭气体排放的影响因素研究进展
1.3.1 NH_3排放的影响因素
1.3.2 VSCs排放的影响因素
1.4 城市污水厂排放恶臭气体的大气扩散研究进展
1.5 研究目的与研究内容
1.5.1 研究目的与意义
1.5.2 研究内容及技术路线
2 实验材料与方法
2.1 实验药品与仪器
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品
2.2 城市污水处理厂恶臭气体排放特征研究
2.2.1 A~2/O、氧化沟和SBR城市污水处理厂工艺概况
2.2.2 恶臭气体排放特征研究的采样布点
2.2.3 恶臭气体排放特征采样方法
2.3 城市污水处理厂恶臭气体环境空气浓度监测与评估
2.3.1 恶臭气体环境空气浓度的采样点和采样方法
2.3.2 恶臭气体环境空气浓度的评估方法
2.4 城市污水处理厂恶臭气体扩散规律研究
2.5 实验分析方法
2.5.1 化学分析方法
2.5.2 数据分析方法
3 城市污水处理厂恶臭气体排放特征研究
3.1 城市污水处理过程中恶臭气体的排放特征
3.1.1 城市污水处理过程预处理单元恶臭气体的排放特征
3.1.2 城市污水处理过程A~2/O单元恶臭气体的排放特征
3.1.3 城市污水处理过程氧化沟单元恶臭气体的排放特征
3.1.4 城市污水处理过程SBR单元恶臭气体的排放特征
3.1.5 城市污水处理过程深度处理单元恶臭气体排放特征
3.2 城市污水处理单元的恶臭气体的排放特征对比
3.2.1 城市污水处理单元NH_3和VSCs排放通量的极值对比
3.2.2 城市污水处理单元NH_3和VSCs排放的影响因素
3.2.3 城市污水处理单元NH_3和VSCs排放化学浓度贡献对比
3.3 污水处理过程恶臭气体排放系数与总量估算
3.3.1 污水处理过程恶臭气体排放系数
3.3.2 污水处理过程恶臭气体排放总量估算
3.4 本章小结
4 城市污水处理厂恶臭气体环境空气浓度与人体健康评估
4.1 污水处理过程恶臭气体环境空气浓度和臭味活性值
4.1.1 预处理单元的恶臭气体环境空气浓度和臭味活性值
4.1.2 A~2/O单元的恶臭气体环境空气浓度和臭味活性值
4.1.3 氧化沟单元的恶臭气体环境空气浓度和臭味活性值
4.1.4 SBR单元的恶臭气体环境空气浓度和臭味活性值
4.2 污水处理过程恶臭气体感官影响评估
4.2.1 预处理单元恶臭气体感官影响评估
4.2.2 A~2/O单元恶臭气体感官影响评估
4.2.3 氧化沟单元恶臭气体感官影响评估
4.2.4 SBR单元恶臭气体浓度感官影响评估
4.3 污水处理过程恶臭气体的健康风险评估
4.3.1 预处理单元的恶臭气体健康风险评估
4.3.2 A~2/O单元的恶臭气体健康风险评估
4.3.3 氧化沟单元的恶臭气体健康风险评估
4.3.4 SBR单元的恶臭气体健康风险评估
4.4 恶臭气体环境空气浓度和评估的处理单元对比
4.4.1 NH_3和VSCs环境空气浓度极值的处理单元对比
4.4.2 NH_3和VSCs化学浓度贡献和恶臭贡献的处理单元对比
4.4.3 NH_3和VSCs感官影响评估处理单元对比
4.4.4 NH_3和VSCs的人体健康风险评估的处理单元对比
4.5 本章小结
5 城市污水处理厂恶臭气体的扩散规律研究
5.1 某A~2/O污水处理厂恶臭气体扩散规律
5.1.1 某A~2/O污水处理厂厂界恶臭气体扩散浓度监测结果
5.1.2 某A~2/O污水处理厂恶臭气体扩散模型计算结果
5.1.3 某A~2/O污水厂恶臭气体大气扩散浓度评估
5.2 某氧化沟污水处理厂恶臭气体扩散规律
5.2.1 某氧化沟污水处理厂厂界恶臭气体扩散浓度监测结果
5.2.2 某氧化沟污水处理厂恶臭气体扩散模型计算结果
5.2.3 某氧化沟污水厂恶臭气体大气扩散浓度评估
5.3 某SBR污水处理厂恶臭气体扩散规律
5.3.1 某SBR污水处理厂厂界恶臭气体扩散浓度监测结果
5.3.2 某SBR污水处理厂恶臭气体扩散模型计算结果
5.3.3 某SBR污水厂恶臭气体大气扩散浓度评估
5.4 城市污水处理恶臭气体扩散工艺对比和小结
5.4.1 恶臭气体扩散浓度极值和排放单元的工艺对比
5.4.2 恶臭气体扩散浓度评估的工艺对比
5.5 本章小结
6 城市污水处理厂恶臭气体减排和除臭策略研究
6.1 污水处理过程恶臭气体减排策略
6.2 污水处理过程恶臭气体除臭策略
6.2.1 城市污水处理厂除臭的主要控制单元
6.2.2 城市污水处理厂除臭的主要控制成分
6.2.3 城市污水处理厂恶臭气体扩散影响的主要除臭单元
6.3 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢