反吊膜加蓋技術(shù)在在石化污水處理惡臭氣體治理上的應(yīng)用

史雪冬（中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州516086）

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。

1 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新技術(shù)。

2 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。

膜材的抗拉強度很好，一般膜材50mm 寬窄條的抗拉力為4000-8000N，高強度低紗聚酯絲除具備抗拉強度高、曲撓性好、輕薄韌等特點外，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。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。這類專用膜材運用先進(jìn)的UV 光固化處理技術(shù)，提高了有機涂層的戶外耐久性，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腐蝕、強酸堿、鹽霧等惡劣條件下的使用壽命。

3 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)。

4 施工要點

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，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，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，共2座。原有玻璃鋼密封罩將刮泥機橋架設(shè)備密封在內(nèi)部腐蝕性強、濕度大的環(huán)境中，橋架及減速機、電刷等機電設(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，其中2用1備，通過PLC自動控制，當(dāng)任何一臺減速機出現(xiàn)故障時，可以自動啟動備用減速機，切斷故障減速機的電源，從而確保任何情況不會影響刮泥機系統(tǒng)的運行。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。

5 結(jié)語

大量應(yīng)用實力實例證明，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，同時又實現(xiàn)了現(xiàn)代化石化污水處理場運行的功能和藝術(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。