我国污水处理厂污泥产量持续增加，在处理处置过程中释放恶臭，对周围环境和人群健康造成不利影响，极易引发民众投诉。污泥恶臭污染防治是全世界普遍面临的难题，也是提高污泥处理效率、实现污泥资源化利用必须解决的技术难题之一。影响污泥恶臭释放的因素多，恶臭物质组分复杂，而目前针对污泥恶臭产生机制和释放规律的研究尚不深入，对污泥恶臭的治理效果也不理想。因此，在归纳总结污泥常见恶臭物质及其产生来源的基础上，本文详细阐述了不同处理处置方式下污泥的恶臭污染特征与产生机制，并从源头减排、过程控制、末端治理、排放管理4个方面评述了污泥恶臭减排控制措施的原理和发展前景，讨论了污泥恶臭污染防治的复杂性和挑战，以期为污泥恶臭污染防控提供参考。

污泥具有鲜明的多介质、多组分特征，是一个存在复杂交互作用的微生态系统。污泥中丰富的微生物群落具有活跃的代谢功能，在特定条件下会释放具有臭味的次级代谢产物。这些臭味物质组分复杂、浓度不同，导致污泥的恶臭特征复杂多变。在缺氧或厌氧条件下，微生物降解有机物生成还原性硫化物、含氮有机物、挥发性脂肪酸（volatile fatty acids, VFAs）等具有腐败或刺激气味物质。挥发性含氮有机物（如胺类、吲哚和粪臭素）主要通过氨基酸脱羧作用和L-色氨酸降解代谢等过程产生。污泥中的有机物（如淀粉、纤维素、半纤维素和果胶等）在水解细菌作用下形成小分子氨基酸、单糖和长链脂肪酸等有机成分，产酸菌利用这些水解产物进行厌氧发酵生成VFAs、醇类、醛类和酮类等物质。而好氧细菌则通过对含氮有机物及细胞物质进行氧化生成NH₃和具有土霉味的物质。然而，微生物驱动的恶臭物质生成与转化过程由哪些功能微生物或功能基因参与完成还不明确，需要进一步研究，以深刻理解污泥微生物群落中的产臭微生物及其代谢机制和条件。

此外，经污水处理过程转移至污泥中的恶臭物质和致臭前体物在调理、脱水、热处理及存放和运输等过程中可再次挥发释放。因此，底物挥发释放和微生物代谢是污泥恶臭物质产生的主要途径，恶臭释放取决于污泥性质并受环境条件的影响（图1）。这两种途径对污泥恶臭释放的贡献可能因具体情况而异，目前还鲜有研究进行分析和评估。

图1  污泥产臭的影响因素

——污泥浓缩与脱水过程

在污泥浓缩与脱水车间，恶臭物质释放通常随水温的升高而增加，具有夏、秋季高而冬、春季低的季节性特点。降雨可稀释污染物、降低水温和提高溶解氧浓度，从而降低污泥恶臭污染物释放浓度。除NH₃和H₂S的浓度较高外，污泥浓缩和脱水过程常释放相对较低浓度的DMS、DMDS、CS₂、硫醇、苯乙烯和二甲苯等恶臭有机物，其中VSCs对恶臭贡献突出。污泥脱水过程的恶臭气体释放量通常远高于浓缩过程，释放浓度更高、种类更丰富的挥发性含硫化合物（volatile sulfur compounds，VSCs）、挥发性含氮化合物（volatile nitrogen compounds，VNCs）、卤代化合物、酮类和烃类等物质。但也有研究发现，部分污泥浓缩池比脱水车间的恶臭问题更突出。污泥浓缩与脱水过程中的产臭情况与工艺运行的具体参数密切相关，污泥水分、含氧量等参数的差异通过影响污泥中微生物的活性而在极大程度上决定着污泥产臭特征。

——污泥厌氧消化过程

厌氧消化工艺释放的主要恶臭物质以NH₃、H₂S、MT和VFAs为主，而经热水解预处理的高级厌氧消化工艺会释放更高浓度的VSCs。VSCs浓度随污泥厌氧消化停留时间的延长而降低，随消化温度升高而增加，尤其是H₂S。厌氧消化过程形成的VFAs易被微生物降解，释放量受消化工艺产酸和产甲烷过程的平衡关系调控。消化后的污泥恶臭强度通常较低、气味特征也发生明显变化，但污泥中残留的蛋白质可能作为前体物在后续脱水和运输过程中导致VSCs持续释放。在消化脱水污泥在短期储存期间，VSCs可作为底物随产甲烷菌等微生物活性恢复而最终被转化为甲烷和H₂S；在长时间储存过程中，则可释放对甲酚、吲哚、甲苯、苯乙烯、乙苯、3-甲基吲哚和丁酸等恶臭物质。不同性质污泥经厌氧消化后在储存期间的恶臭释放为初沉污泥＞混合污泥（初沉污泥和剩余污泥）＞剩余污泥。

——污泥好氧消化过程

运行良好的好氧消化工艺会形成无臭、腐殖质状的污泥。当前对自热式高温需氧消化工艺（autothermal thermophilic aerobic digestion，ATAD）释放恶臭气体的研究相对较多。ATAD反应器中pH值升高会抑制硝化作用并促进NH3形成；在有机负荷过载的情况下，产生VFAs并在反应器中积聚导致恶臭。ATAD系统若不能始终保持有氧条件，则会形成高浓度的NH₃、VFAs和VSCs（如硫醇、H₂S、DMS和DMDS），并随后从工艺废气、脱水和储存过程中释放出来。

——污泥堆肥过程

污泥好氧堆肥过程中释放的恶臭物质主要包括H₂S、NH₃和挥发性有机硫化物（volatile organic sulfur compounds，VOSCs），约贡献总气味的80%。H₂S和NH₃的释放受堆体pH的影响。相较于NH₃，VSCs的浓度较低，但对气味贡献大，是主要的致臭物质。此外，三甲胺、芳香化合物、萜类、醛类、酮类和VFAs等恶臭物质也常检出。大多数恶臭物质产生于中温期和高温初期，释放量随堆肥温度的升高而增加；通风不足或污泥含水量较高会形成厌氧条件，进而产生VOCs和VFAs。

——污泥干化过程

污泥干化处理中，大部分微生物的活性在高温下受抑制，恶臭物质可能主要通过各种前体物的物理化学作

用产生和释放。污泥干化释放的恶臭物质有VSCs（H₂S、COS、MT、DMS、DMDS和CS₂）、NH₃、有机胺、苯系物和VFAs。大部分恶臭物质随干化温度的升高，释放量增加。NH₃和VFAs的释放主要发生在干化早期；而H₂S释放则在含水率降低后增加，且与临界温度和污泥的pH值有关。

——污泥焚烧处置过程

污泥中的还原性恶臭物质在高温焚烧过程中被氧化，产臭问题相对较轻。故目前对此过程恶臭污染的研究相对较少，部分研究指出该工艺会释放NH₃、H₂S、TMA和乙醛等恶臭物质。

——污泥填埋过程

污泥常和其他有机废物混合进行填埋，在厌氧条件下分解产生的气体主要为甲烷和CO₂，还包括醇类、烃类、卤代化合物和CS₂等成分复杂的挥发性物质。尽管这些物质含量通常低于总排放量的1%(体积分数)，但仍会形成恶臭。通常，污泥填埋区NH₃的释放量最大，但典型恶臭物质为VSCs、有机酸及部分VOCs(胺类和醛类)等。

——其他处置过程

污泥土地利用过程释放的主要恶臭物质仍是VSCs，其恶臭释放特征受污泥性质和施用场地的影响。相对于污泥焚烧等其他过程，污泥建材利用过程产臭较轻，还可解决污泥用作建筑材料过程中VSCs释放和其他气味问题。

——源头减量，即在恶臭产生的源头采取有效措施控制恶臭物质的形成。然而，如何在保证污泥处理效能的基础上有效减少处理过程及后续工艺中的恶臭释放是一个系统性问题，仍存在技术难点，需要开展进一步研究。

——过程控制，通过恶臭收集、工艺优化与设备优选尽可能抑制恶臭气体的生成和泄露，是当前恶臭污染防治最行之有效的措施。

——末端处理，单一除臭技术已很难满足越来越严格的臭气排放标准，根据恶臭特征，合理采用多种恶臭控制技术组合，发挥协同效应进行综合处理是未来的发展趋势。

——排放管理，通过排放标准的制定实施实现对污染减排效果的最终管理和控制。现阶段，污泥恶臭气体的控制大多借鉴其他领域研究成果，尚处于发展的初级阶段，仍需不断加以完善、补充。源头减量与过程控制可有效遏制污泥处理处置过程中恶臭气体的生成与排放，从根本上更高效地解决污泥恶臭污染问题，而排放管理则是从系统管理的角度保证污泥恶臭污染防控全流程的实施质量。