隨著城市的快速發(fā)展，污水處理廠的數(shù)量和污水處理量同步增加[1],導(dǎo)致污泥量快速增大，以往僅將濃縮污泥通過(guò)機(jī)械脫水的方式處理到80%含水率再進(jìn)行相關(guān)處置，存在二次污染等嚴(yán)重影響城市可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。以廣州市為例，中心城區(qū)的市政污泥泥質(zhì)特點(diǎn)為：含水率較高，有機(jī)質(zhì)含量偏小，并呈季節(jié)性變化；寄生蟲(chóng)卵、病原微生物等致病物質(zhì)普遍超標(biāo)；部分污水處理廠污泥中存在的銅、鋅、鉻等重金屬超標(biāo)；含有多氯聯(lián)苯等難降解有機(jī)物。因此，需要對(duì)污泥進(jìn)行妥善處理處置，避免造成二次污染，滿足污泥處理處置的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化的要求[2]。國(guó)家早在“十三五”時(shí)期即對(duì)相關(guān)重點(diǎn)城市提出“到2015年底，全市污泥無(wú)害化處理處置率達(dá)到100%”的考核目標(biāo)。為此，各重點(diǎn)城市對(duì)于市政污泥的后續(xù)處置開(kāi)展了專題研究，指出含水率30%～40%的污泥可用作水泥生產(chǎn)、回填土、免燒磚等材料；含有一定有機(jī)質(zhì)的污泥，可用于焚燒和其他熱處理，產(chǎn)生熱能；重金屬達(dá)標(biāo)的污泥也可用于園林業(yè)培植植物的基質(zhì)土。

考慮到不同含水率的污泥特性及對(duì)各污水處理廠出廠泥質(zhì)的要求，將污泥在廠內(nèi)處理至含水率30%～40%是合適的，并以此作為污水處理廠新建和改擴(kuò)建污泥處理設(shè)施技術(shù)升級(jí)改造的目標(biāo)。廣州市2010年新建投產(chǎn)了全國(guó)第一座全地下膜生物反應(yīng)器污水處理廠，開(kāi)創(chuàng)了地下污水處理廠之先河，并在此領(lǐng)域一直走諶�国前列，越绤步多的地蠑佦水处理厂眴鲸设，但污泥干化设施设置栽懾下的较少，经调阎C�归樰惋傱有晌rＪ刑┖臀鬯�处理厂。本文紖苍燂暟提蠑n�结合归樰市中心硢��8個(gè)地下污水處理廠設(shè)置污泥干化車(chē)間的通風(fēng)除臭系統(tǒng)實(shí)施情況進(jìn)行介紹。

地下污泥干化車(chē)間在污泥干化過(guò)程中存在如下關(guān)鍵問(wèn)題：

1) 污泥干化及傳送過(guò)程中易產(chǎn)生粉塵，尤其在裝車(chē)時(shí)粉塵顆粒細(xì)小、濃度較高。如設(shè)計(jì)考慮不周或運(yùn)營(yíng)管理不規(guī)范，粉塵逸散到空氣中，在重力作用下沉積在地面及設(shè)備表面，日積月累，沉積的粉塵成為臭氣污染源，不斷散發(fā)臭味。

2) 污泥干化基本采用高溫(高于150 ℃)加熱或低溫真空干化。無(wú)論采用何種干化工藝，干化設(shè)備外表面的溫度均遠(yuǎn)高于室內(nèi)空氣溫度，雖然污泥干化設(shè)備通常設(shè)置保溫材料，但仍存在保溫材料厚度不夠、保溫不完全等缺陷，導(dǎo)致干化設(shè)備熱量源源不斷傳遞到操作車(chē)間。特別是采用高溫干化工藝的污泥干化車(chē)間，實(shí)測(cè)室內(nèi)空氣溫度一般超過(guò)34 ℃,部分污泥干化車(chē)間的室內(nèi)空氣溫度甚至達(dá)到39 ℃。較高的室內(nèi)溫度加劇了惡臭污染物的逸散，導(dǎo)致臭氣濃度增大。

3) 污泥中有機(jī)質(zhì)含量較高，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)中容易發(fā)生厭氧發(fā)酵反應(yīng)，產(chǎn)生氨氣、硫化氫等較高濃度臭氣，且對(duì)污泥進(jìn)行加熱會(huì)產(chǎn)生更多有機(jī)惡臭物質(zhì)。在檢修、取料和運(yùn)輸過(guò)程中，惡臭物質(zhì)逸散至操作車(chē)間，影響室內(nèi)空氣品質(zhì)。同時(shí)，污泥干化后的尾氣中臭氣濃度較高，可達(dá)5 000～100 000,且臭氣濃度的波動(dòng)范圍大，較難處理到達(dá)標(biāo)排放。

根據(jù)上述分析，為有效收集惡臭物質(zhì)，主要采用加罩及壓差控制方式。脫水機(jī)落料及清洗機(jī)污泥干化設(shè)備取料時(shí)均存在臭氣逸散，脫水機(jī)設(shè)置玻璃除臭罩，干化設(shè)備內(nèi)部設(shè)置負(fù)壓系統(tǒng)收集臭氣(見(jiàn)圖1)。污泥料斗在干泥裝車(chē)時(shí)，設(shè)置了負(fù)壓臭氣系統(tǒng)，避免裝泥時(shí)粉塵逸散。通過(guò)加罩及負(fù)壓收集系統(tǒng)，可有效減少由于檢修門(mén)的縫隙或由于檢修開(kāi)啟門(mén)等情況導(dǎo)致的惡臭污染物逸散。

高濃度的污泥干化區(qū)與低濃度區(qū)域、車(chē)道、走道連通區(qū)域設(shè)置緩沖間(見(jiàn)圖2),緩沖間送入離子風(fēng)，保證其相對(duì)臭氣源區(qū)域維持正壓，有效控制臭氣逸散至非臭氣源區(qū)域。

為減少和便于核實(shí)污泥干化設(shè)備散熱負(fù)荷，統(tǒng)一要求各設(shè)備廠家提供所有熱源管路和設(shè)備表面積，并保證表面溫度不高于34 ℃。污泥干化車(chē)間設(shè)置空調(diào)降溫，將室內(nèi)空氣溫度有效控制在30 ℃以下，減弱惡臭污染物逸散，提高工作人員的熱舒適感。

2018—2020年廣州新建8個(gè)地下污水處理廠的污泥干化車(chē)間基本情況如表1所示，除瀝滘三期污泥干化車(chē)間在地上，其他污泥干化車(chē)間均在地下。采用了4種污泥干化工藝，其中4個(gè)廠的熱源為蒸汽鍋爐，其他4個(gè)廠為熱泵。上述工藝是基于在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展的污泥干化工藝調(diào)研結(jié)果，綜合各方面因素(包括產(chǎn)能、粉塵、臭氣等),選取的適宜在地下設(shè)置的污泥干化工藝。

污泥干化車(chē)間根據(jù)臭氣源分布特點(diǎn)和臭氣污染物的濃度，設(shè)置除臭系統(tǒng)。高濃度臭氣源區(qū)域?yàn)槲勰喔苫�設(shè)備內(nèi)部、污泥運(yùn)輸管道及污泥儲(chǔ)存設(shè)備，采用多級(jí)除臭進(jìn)行處理，根據(jù)臭氣源臭氣濃度和排放限值要求選擇除臭工藝。以西朗二期、大沙地?cái)U(kuò)建及健康城污水處理廠采用的板框壓濾機(jī)+圓盤(pán)干化機(jī)為例，簡(jiǎn)要介紹高濃度臭氣源的除臭工藝選擇。

根據(jù)該工藝臭氣處理的以往項(xiàng)目，平均臭氣濃度為4 100,考慮臭氣源臭氣濃度存在波動(dòng)情況，最高濃度可達(dá)8 200,因此設(shè)置了活性炭吸附作為應(yīng)急措施，保證尾氣達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)該工藝的特點(diǎn)，高濃度臭氣處理選用了水洗+堿洗+生物除臭+次氯酸鈉酸洗+活性炭應(yīng)急吸附。高濃度初始進(jìn)氣濃度和主要污染物在各工藝段的去除效率如表2所示，處理完的臭氣濃度為224,滿足廣州凈水公司控制在300以下的要求，硫化氫和氨氣濃度均在限值以下。多級(jí)除臭工藝流程如圖3所示。活性炭吸收裝置設(shè)置有旁通管路，正常運(yùn)營(yíng)時(shí)，活性炭吸收裝置不開(kāi)啟，尾氣由旁通管高空排放；檢測(cè)到出口濃度超標(biāo)時(shí)，關(guān)閉旁通管，尾氣經(jīng)活性炭應(yīng)急裝置處理達(dá)標(biāo)蟾嚦張歐擰�

多級(jí)除臭工藝滿足污泥干化車(chē)間高濃度臭氣源尾氣處理要求，設(shè)置應(yīng)急處理滿足其濃度波動(dòng)處理要求的同時(shí)，降低運(yùn)行能耗，減少活性炭更換量。不同污泥干化工藝臭氣源的臭氣濃度和污染物的種類及其濃度不盡相同，需根據(jù)特性，組合不同除臭工藝。

在布置臭氣收集風(fēng)口時(shí)，根據(jù)地下污水處理設(shè)施各區(qū)域臭氣濃度和臭氣源的分布特點(diǎn)，按照臭氣濃度高低、有無(wú)臭氣源等情況，通過(guò)控制送排風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)臭氣低濃度區(qū)域相對(duì)高濃度區(qū)、無(wú)臭氣源區(qū)相對(duì)于低濃度區(qū)保持10 Pa的壓力梯度，盡量減少臭氣向低濃度或無(wú)臭氣源區(qū)域逸散。污泥干化車(chē)間各區(qū)域送風(fēng)量為排風(fēng)量的70%,各區(qū)域排風(fēng)換氣次數(shù)[3]見(jiàn)表3。

在污泥干化車(chē)間其他構(gòu)筑物中，由于污泥存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)輸送工程中存在臭氣逸散到空間的情況，采用空間隔離、設(shè)備加蓋或設(shè)置密封等形式將臭氣控制在盡可能小的范圍內(nèi)，負(fù)壓收集至生物除臭裝置處理，生物除臭裝置的工藝流程如圖4所示。

污泥干化車(chē)間主要負(fù)荷包括：污泥干化設(shè)備散熱量和直流送風(fēng)的新風(fēng)負(fù)荷，有透明玻璃吊裝孔的污泥干化車(chē)間的冷負(fù)荷還包括太陽(yáng)直射得熱和玻璃傳熱得熱引起的冷負(fù)荷。

根據(jù)GB 50019—2015《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求[4],當(dāng)工藝無(wú)特殊要求時(shí)，生產(chǎn)廠房夏季工作地點(diǎn)的溫度可根據(jù)夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度及其與工作地點(diǎn)的允許最大溫差進(jìn)行設(shè)計(jì)，并不得超過(guò)表4規(guī)定值。

生產(chǎn)廠房不同相對(duì)濕度下空氣溫度的上限值應(yīng)符合表5的規(guī)定。

對(duì)于地下污泥干化車(chē)間，其冷負(fù)荷主要為干化設(shè)備的散熱量，工藝生產(chǎn)過(guò)程一般無(wú)散濕量，熱濕比較大。根據(jù)筆者所在單位開(kāi)展的相關(guān)研究，室內(nèi)溫度越高，污泥干化時(shí)產(chǎn)生的惡臭污染物的逸散速率越大，當(dāng)室溫控制在20 ℃時(shí)，其逸散速率相對(duì)較低。綜合能耗及室內(nèi)環(huán)境要求，新建地下污泥干化車(chē)間設(shè)計(jì)溫度取30 ℃,相對(duì)濕度φ<55%。

除石井污水處理廠二期、大觀污水處理廠由于土建和運(yùn)營(yíng)管理原因，其他5個(gè)地下污水處理廠均設(shè)置了空調(diào)系統(tǒng)，各水廠的送風(fēng)量及冷負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表6。中心城區(qū)建設(shè)的地下污水處理廠的地面區(qū)域通常被規(guī)劃為濕地、體育公園等，甚至可能用來(lái)進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)。從景觀、衛(wèi)生和綜合開(kāi)發(fā)考慮，地面不適合設(shè)置冷卻塔或者風(fēng)冷型空調(diào)機(jī)組。考慮到地下污水處理廠有豐富的中水，利用處理完的中水作為冷卻水，采用中水源直膨式空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)，其水系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖5。

改善了地下空間空氣環(huán)境狀況，根據(jù)摘自第三方對(duì)污水處理廠內(nèi)外部環(huán)境的監(jiān)測(cè)報(bào)告(見(jiàn)表7、8),脫水機(jī)房、干化機(jī)房的臭氣濃度控制在20以下，經(jīng)處理后的尾氣集中排放口臭氣濃度控制在300以下，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，廠界處的污染物濃度均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)值，對(duì)于周邊環(huán)境沒(méi)有造成二次污染，實(shí)現(xiàn)了和諧共生。

廣州近年新建的8個(gè)地下污水處理廠中有7個(gè)污水處理廠的污泥干化車(chē)間設(shè)置在地下，其關(guān)鍵問(wèn)題是污泥干化車(chē)間的臭氣污染物能否有效控制，以確保室內(nèi)外的工作和生活環(huán)境最大限度地不受污染。在缺乏實(shí)際成功案例的情況下，結(jié)合多年的科研成果，根據(jù)對(duì)既有地面污泥干化車(chē)間的室內(nèi)外環(huán)境實(shí)地測(cè)試情況進(jìn)行分析總結(jié)，提出了相關(guān)解決方案。此輪建設(shè)的污泥干化車(chē)間基本完工，從污泥干化車(chē)間3天連續(xù)運(yùn)行的第三方監(jiān)測(cè)效果來(lái)看，總體達(dá)到設(shè)計(jì)要求，全年運(yùn)行效果有待持續(xù)檢驗(yàn)。