反吊膜技术在污水处理厂景观加盖和除臭加盖的应用
发布时间:2022年2月19日 点击数:2366
污水处理厂选址时一般考虑远离居住区的地方,但随着城镇化进程的快速推进,原来偏僻的区域可能变为繁华区域,污水厂的风貌与周围环境不协调,污水厂产生的臭气对大气环境造成污染。随着人们对环境质量的要求越来越高,对老污水处理厂进行风貌提升和除臭是必要的[1,2]。
宜宾某污水处理厂建设较早,在2007年5月建成调试运行,当时建设未考虑除臭,导致臭气四溢,占地面积最大的生化池为敞开式,池内污水成黄褐色,感觉较差,为提高污水厂景观效果和环境质量,需对现有生化池进行景观加盖及除臭。
1 景观加盖和除臭加盖设计原则
1.1 轻质
现有生化池采用剪力墙结构设计,墙体厚度不大,对集中荷载敏感,池体抗裂缝要求高,对现有池体加盖需选用轻质材料,尽可能减轻池盖自重,减少对下部池体结构的受力影响。
1.2 耐腐蚀
由于池体加盖后内部气体浓度成倍增加,且在阳光辐射下内部气体温度很高,热量难以散发,整个废气收集罩内会形成潮湿和高腐蚀环境,因此加盖材料需具有较好耐腐蚀性能。
1.3 便于池内设备检修
生化池有水下运行设备,如潜水搅拌器、潜水泵、曝气盘等,这些机械设备均需管理人员定期进行维护和检修,对池面进行加盖势必对设备检修带来不便,好的加盖设计可将带来的不便降至最低。
2 生化池景观加盖方案比选
现状生化池为钢筋混凝土结构,筏板基础,构筑物总尺寸为L×B×H=89.65×61.3×6.6m,地面以上高度4.10m,根据池体特点,选择了4种方案进行比选。
2.1 钢支撑反吊膜
膜结构的重量只有传统建筑材料的三十分之一,且可从根本上克服传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现时所遇到的困难,可创造巨大的无遮挡的可视空间。
考虑人的通行和检修,在现有生化池顶安装2.5m高不锈钢立柱,在立柱上张拉反吊膜。反吊膜本身具有优美曲面造型,也可在拉锁上种植攀爬类植物或选用不同颜色的反吊膜,提升景观效果。反吊膜加盖对原结构安全几乎没有影响,具有施工时不影响池体运行、施工周期短、难度低等优点。
2.2 钢筋混凝土种植屋面
考虑人的通行以及检修,在现有生化池顶上做4m高的钢筋混凝土框架,屋面为钢筋混凝土种植屋面,钢筋混凝土框架柱下端锚固于水池底板,框架结构总高度10.60m(池深6.60m+池顶以上4.0m),须在框架柱中部加设框架梁将框架结构分为两层。钢筋混凝土框架结构荷载较大,上部荷载直接传到水池底板,须对框架柱处一定范围内的底板进行加固改造。
这种加盖形式可在屋面敷设300~500mm厚种植土,然后种植植物对屋面进行绿化,整体景观效果好,但对原结构安全影响较大,施工时需要放空水池并清扫干净才能进行施工作业,施工期间改造区域需停产,施工周期长、难度大、工程造价高。
2.3 钢膜混凝土屋面
考虑人的通行以及检修,在现有生化池池顶上做4m高的轻型钢结构,屋面为钢膜混凝土屋面,钢框架柱下端锚固于水池池壁顶部,钢结构高度4.0m。轻钢框架结构自重较轻,上部荷载直接传到水池顶部,但受风荷载和地震荷载影响,会对水池产生较大影响。
这种加盖形式屋面可铺设人造草坪,景观效果一般,对原结构安全有一定影响,施工时须对池壁顶端进行一定加固改造,施工时对生产有一定影响,施工周较短、难度一般,工程造价相对较低。
2.4 钢网架结构
采用大跨度钢网架结构,在水池外设钢筋混凝土框架柱,采用钢筋混凝土条形基础,结构总高度11.60m(池深6.60m+池顶以上5.0m),采用单跨网架结构,跨度为水池短方向61.3m,结构完全独立,荷载直接传至基础,不影响水池结构。
屋面采用双层夹心彩钢板屋面,屋面可铺设人造草坪,景观效果一般。但对原结构安全影响最小,施工对生产基本无影响,但需要专业厂家生产和安装,施工质量要求较高,工程造价高。
2.5 四种加盖方案性能比较(见表1)
从表1可以看出:反吊膜景观加盖具有造价低、对原池结构影响小、不影响生产、施工周期短及造价低等优点,但景观效果比钢筋混凝屋面形式差。因钢筋混凝屋面可覆土后种植物,景观效果最好,为当地政府最开始意向方案。为提高反吊膜加盖的景观效果,共设计了白色、草绿色和迷彩三种反吊膜效果图进行比选,因迷彩反吊膜具有与周围环境融合较好且耐脏的优点,确定现状生化池采用迷彩反吊膜进行景观加盖。
3 生化池除臭加盖方案比选
生化池反吊膜景观加盖设置有2.5m高不锈钢立柱,若兼顾除臭用,封闭空间大,不经济。为满足生化池选择区、厌氧区和缺氧区除臭要求,需另做除臭密封便于臭气的收集和负压输送。敞开构筑物经加盖密封后,正常情况下盖内气体呈负压状态,只有空气补充进入,而臭气无法外溢。臭气及时抽送可防止有毒、腐蚀或爆炸性气体的聚集。臭气处理工艺中,在保证操作人员健康和安全的前提下,尽量避免臭气的扩散和稀释,最大限度地减少抽风量和脱臭风量负荷,以增加后续处理效率,降低运行费用。
新建污水处理厂除臭一般优先采用钢筋混凝土盖板,即对有除臭要求的池体设计有混凝土盖板,预留检修孔和风管孔洞,对于检修孔一般采用热浸锌花纹钢盖板,对格栅、脱水机等产生臭气且经常需要维修的设备,一般采用阳光板+不锈钢骨架进行密封除臭。
对现有池体进行密封除臭的加盖形式常有热浸锌花纹钢盖板、阳光板+不锈钢骨架和钢支撑反吊膜。
3.1 热浸锌花纹钢盖板
热浸锌花纹钢盖板作为除臭密封材料,具有如下优点:具有钢格板的抗剪强度,可承受人员在其上停留或行走,可揭盖维护池下设备。但对于宽度较大的池体,热浸锌花纹钢盖板重量大,很难揭开,而切割成小块不利于臭气收集,故一般适用于池体宽度不超过2m的池体除臭密封。
3.2 阳光板+不锈钢骨架
阳光板+不锈钢骨架可作为池体宽度不超过18m的除臭密封材料,具有如下优点:不锈钢骨架和耐力板耐腐蚀性好,经久耐用;该密封罩维护简便;可根据现场情况选择相协调的颜色;耐力板具有一定的透明度,方便观察设备及工艺运行。
3.3 钢支撑反吊膜
钢支撑反吊膜适用于大型池体的除臭密封,具有以下优点:可通过在边膜上留有检修人孔或预留门和通道的方式方便取样、设备维修和检查;当设备进行大修时,可把最靠边端的膜连接螺栓拧下,把设备整体取出进行维修,维修完毕后放入池中,再将膜安装好。
反吊膜密封除臭的缺点是封闭空间体积比前两种方案大,导致除臭风量大,运行费用会略高。
3.4 三种加盖方案比较(见表2和表3)
现有生化池选择区尺寸为6.7m×5.5m,厌氧区尺寸为15m×5.5m,缺氧区尺寸为22m×13.5m,热浸锌花纹钢盖板虽具有使用年限长、造价低的优点,但由于现有池体跨度大,不适用;阳光板+不锈钢骨架虽然具有使用寿命短的缺点,但具有密封后除臭空间小的优点,在新建项目中应用较多;因现有生化池缺氧区跨度大,不适用阳光板+不锈钢骨架形式,故宜宾某污水厂生化池除臭密封采用安装方便、便于设备检修的反吊膜。
4 结语
1)采用钢支撑反吊膜对现有大跨度池体进行景观加盖,具有对原结构影响小、不影响生产、建设快、造价低的优点,可推广。
2)反吊膜结构其本身具有优美造型,且有白色、草绿色和迷彩等多种颜色可选,宜宾某污水处理厂生化池采用迷彩反吊膜进行景观加盖,取得较好景观效果[4]。
3)反吊膜除臭密封虽然具有除臭空间大的缺点,但对现有大跨度池体进行密封除臭,在热浸锌花纹钢盖板和阳光板+不锈钢骨架不适用的情况下,可采用反吊膜除臭密封[5]。