污水處理廠(場)的惡臭氣體污染治理首先是惡臭氣體收集,但大部分已建成的污水池在設(shè)計時未考慮池體加蓋密封、或設(shè)計時采用普通鋼骨架+玻璃鋼等其他方式加蓋,其大跨度、耐腐蝕及安裝施工的可操作性均是常規(guī)加蓋的難題。鋼支撐反吊膜結(jié)構(gòu)采用了抗腐蝕很強(qiáng)的氟碳纖維膜將臭氣罩住,鋼結(jié)構(gòu)在膜外將膜懸吊,這樣既發(fā)揮了膜材的抗腐蝕能力,從根本上解決了鋼結(jié)構(gòu)與腐蝕氣體接觸所帶來的腐蝕問題,又在安全性、可靠性和美觀性上得以很好的提升,延長了整體使用壽命。
一、污水池加蓋現(xiàn)狀
中海油惠州石化有限公司污水處理場(I)建成初期一級生化池、二級生化池、RBF池以及污泥濃縮池均為敞開式,由于煉油污水會產(chǎn)生大量的二氧化碳、二氧化硫、二硫化碳、甲硫醇、甲硫醚、硫化氫、氨及氨系物等有毒有害物質(zhì)和氣體,嚴(yán)重影響現(xiàn)場及附近石化區(qū)工作人員和居民的生活工作環(huán)境。這些敞口的污水池在2010年全部采用玻璃鋼密封,并將密封罩內(nèi)部的廢臭氣進(jìn)行凈化處理達(dá)標(biāo)排放。由于玻璃鋼蓋板密封性能較差,且支撐玻璃鋼的鋼結(jié)構(gòu)置于密封罩內(nèi)側(cè),雖然鋼結(jié)構(gòu)采用了較為嚴(yán)密的防腐措施,但兩年后仍然銹蝕非常嚴(yán)重,存在較大的結(jié)構(gòu)安全隱患。經(jīng)過多次技術(shù)優(yōu)化,決定采用鋼支撐反吊膜作為密封,并根據(jù)污水處理工藝要求及巡檢、檢修的需要,采用了固定式加蓋反吊式密封罩、隨動式密封罩、整體開啟式密封罩等多項(xiàng)新技術(shù)。
二、膜材概述
反吊膜加蓋技術(shù)的關(guān)鍵就在膜材,其基材為高張力聚酯纖維材料,膜材依靠它承受拉力。膜結(jié)構(gòu)所用的膜材由基布和涂層組成?;疾捎镁埘ダw維,涂層材料主要是聚氯乙烯。
膜材的抗拉強(qiáng)度很好,一般膜材50mm寬窄條的抗拉力為4000-8000N,高強(qiáng)度低紗聚酯絲除具備抗拉強(qiáng)度高、曲撓性好、輕薄韌等特點(diǎn)外,還具有抗撕裂、抗剝離、耐折、耐磨、耐油、無毒衛(wèi)生、氣密性好等特點(diǎn)。某些專用膜材在PVDF涂層上添加了特殊的改性助劑,既提高了膜材的自潔性又可直接焊接,同時改性助劑與PVC層內(nèi)添加劑協(xié)同作用,使PVDF與PVC涂層的結(jié)合更加牢固,不易剝離,不再需要涂覆底料層。這類專用膜材運(yùn)用先進(jìn)的UV光固化處理技術(shù),提高了有機(jī)涂層的戶外耐久性,UV吸收劑還起到外用光濾劑的作用,可阻止有害日光輻射進(jìn)入涂層基材,有效提升了有機(jī)材料耐老化性能,在高低溫下均能保持穩(wěn)定的物理性能,具備酸堿條件下的化學(xué)穩(wěn)定性,大大提升了材料在強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)酸堿、鹽霧等惡劣條件下的使用壽命。
三、廢臭氣體加蓋要求
廢臭氣體加蓋要求目前,污水池加蓋現(xiàn)行的方法主要有三種:
(1)池體的跨度比較大,有十米以上,以至幾十米,甚至上百米的跨度。
(2)密封效果要好,對蓋體與除臭管道連接部位的密封要求高。
(3)加蓋后不能影響環(huán)保設(shè)備運(yùn)行,人員巡檢的環(huán)境,甚至要好于加蓋前狀態(tài)。
(4)加蓋體積要盡量小,以減少后續(xù)廢臭氣凈化處理的工作量。
(5)結(jié)構(gòu)造型、抽氣管道布置一定要有效、避免廢臭氣特別是可燃性氣體的積聚。
(6)一定要充分考慮內(nèi)部設(shè)備大修的便利性。
(7)施工的可行性、便利性。
(8)施工時盡量不要影響污水處理設(shè)備的運(yùn)行。
(9)一定要充分考慮加蓋后密封罩內(nèi)部環(huán)境的變化。
(10)一些防爆區(qū)比如石化行業(yè)中心必須避免現(xiàn)場焊等動火作業(yè)。
四、施工要點(diǎn)
4.1 RBF池膜結(jié)構(gòu)加蓋
生物曝氣池(RBF池)長95.5m,寬16.9m,池體頂面距地面高3.9m,共分為28個曝氣單元。原來采用平板式玻璃鋼蓋板密封,由于玻璃鋼變形翹曲以及熱脹冷縮的影響,接縫處出現(xiàn)很多縫隙,再則由于曝氣時壓力很大,大量的硫化氫等有毒氣體從縫隙處冒出。另外,需要清池檢修時揭開和恢復(fù)這些蓋板也非常麻煩,損耗很大,浪費(fèi)大量的人力物力。
改造時,與曝氣單元相對應(yīng),總共分為28個可拆卸式密封單元,每個密封單元相互獨(dú)立密封。單個密封單元平面尺寸為6.6m×6.1m,立面高0.97m,用于原有工藝管道與密封體連接,原有工藝管道與膜結(jié)構(gòu)采用“膜褲管”抱箍的密封連接方式。立面與池頂面采用后澆混凝土密封。每個密封單元在頂面膜靠走道側(cè)設(shè)置了一個0.8m×0.8m的揭蓋式檢修觀察窗。頂面膜與立面膜采用裝配式連接,在4個角部設(shè)置插管+法蘭連接節(jié)點(diǎn),橫梁處采用防腐橡膠直接壓接的密封方式。在密封單元的頂部帽口處設(shè)置抽風(fēng)管道,與抽風(fēng)主管采用法蘭連接,并在與主管連接處設(shè)置閥門,以便于密封單元的拆卸。
4.2 生化池和生化池膜結(jié)構(gòu)加蓋
一級生化池分為8個密封單元。一級生化池的密封單元寬度均為11.325m,長度分為22.25m、21.61m、12.55m及13.05m四種類型,每種類型均有2個單元。二級生化池分為20個密封單元。二級生化池的密封單元寬度均為7.85m,長度分為12.4m、12.1m、18.95m及19.3m四種類型,每種類型均有4個單元。由于池體跨度較大,原有玻璃鋼蓋板密封罩采用鋼結(jié)構(gòu)支撐,且鋼結(jié)構(gòu)置于玻璃鋼密封罩內(nèi)側(cè),由于密封后內(nèi)部充滿大量腐蝕性很強(qiáng)的氣體,且內(nèi)部濕度很大,建成五年后,鋼結(jié)構(gòu)銹蝕非常嚴(yán)重,存在很大的安全隱患,另外無法便捷地在加蓋后觀察內(nèi)部運(yùn)行情況及維修內(nèi)部設(shè)備。
改造時,一級生化池支撐構(gòu)件采用拱形桁架,其中22.25m及21.61m兩種類型密封單元設(shè)置3榀拱形桁架,12.55m及13.05m兩種類型密封單元設(shè)置2榀單管拱。拱形桁架下弦設(shè)置壓膜板節(jié)點(diǎn),與膜材采用掛耳連接,鋁壓板及螺栓全部在膜密封體外側(cè),便于安裝及防止腐蝕。在每榀拱形桁架的支座處及每個密封單元的4個角部設(shè)置預(yù)埋件。在每個密封單元的周圈設(shè)置單管橫梁,固定膜后采用后澆混凝土的方式與下部池體密封。根據(jù)需要,可以在周圈設(shè)置揭蓋式檢修觀察窗。水處理工藝管道及抽風(fēng)管道采用“膜褲管”抱箍的密封連接方式。
4.3 污泥濃縮池膜結(jié)構(gòu)加蓋
污泥濃縮池為內(nèi)徑12米直徑的圓形池體,設(shè)置有全橋周邊傳動刮泥機(jī),共2座。原有玻璃鋼密封罩將刮泥機(jī)橋架設(shè)備密封在內(nèi)部腐蝕性強(qiáng)、濕度大的環(huán)境中,橋架及減速機(jī)、電刷等機(jī)電設(shè)備易受腐蝕,出現(xiàn)故障頻次高,且密封后內(nèi)部可燃性氣體濃度高,也存在燃爆的隱患,另外走道板也密封在內(nèi)側(cè),維修人員必須進(jìn)入內(nèi)部,存在較大安全隱患。
改造時,隨動式污水池加蓋膜密封罩由鋼外環(huán)、鋼內(nèi)環(huán)、不銹鋼拉索形成剛性支撐體系,在不銹鋼拉索上鋪設(shè)環(huán)保專用膜材,膜材外圈高,內(nèi)圈低。外圈鋼桁架高1.5m,設(shè)置有8扇檢修觀察窗,底部均勻設(shè)置6套行走輪,其中3套為主動輪,3套從動輪。相應(yīng)配置3臺SEW減速機(jī),其中2用1備,通過PLC自動控制,當(dāng)任何一臺減速機(jī)出現(xiàn)故障時,可以自動啟動備用減速機(jī),切斷故障減速機(jī)的電源,從而確保任何情況不會影響刮泥機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。外圈鋼桁架內(nèi)側(cè)固定環(huán)保專用膜材,下端有密封垂簾。內(nèi)圈的空隙作為補(bǔ)風(fēng)口,在外圈膜頂部均勻設(shè)置6個抽風(fēng)口,抽風(fēng)管由刮泥機(jī)橋架引至圓心處,再通過風(fēng)管橋架引至除臭設(shè)備。
上述結(jié)構(gòu)改造完成之后效果明顯,現(xiàn)場環(huán)境得到極大改善,鋼支撐反吊膜結(jié)構(gòu)使用多年仍然完好,廢氣治理效果顯著。
五、結(jié)語
大量應(yīng)用實(shí)力實(shí)例證明,這種加蓋方式既發(fā)揮了膜材(氟碳纖維膜)的抗腐蝕性能,又從根本上解決了鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問題,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)骨架與覆蓋材料的完美結(jié)合。隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展和生活水平的不斷提高以及執(zhí)行惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格,加強(qiáng)對惡臭的檢測和治理是今后污水處理廠(場)建設(shè)和發(fā)展的必然要求。所以在石化污水處理場混凝土構(gòu)筑物采用鋼支撐反吊膜加蓋形式不僅有效的保證除臭系統(tǒng)惡臭氣體的收集,同時又實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化石化污水處理場運(yùn)行的功能和藝術(shù)美觀的密切結(jié)合。鋼支撐反調(diào)膜結(jié)構(gòu)優(yōu)勢明顯,在石化污水及其他行業(yè)污水處理臭氣治理方面應(yīng)用越來越廣,可以大范圍推廣。( >
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