某城市污水廠臭氣收集系統(tǒng)改造方案設(shè)計(jì)

徐衛(wèi)民

（南京市給排水工程設(shè)計(jì)院有限公司）

1 引言

某城市污水處理廠采用具有脫氮除磷功能的A-A2/O 工藝，處理對(duì)象為城市污水，日處理量10 萬(wàn)m3/d。該項(xiàng)目已建有1 套除臭系統(tǒng)，設(shè)計(jì)除臭氣量為20000m3/h，對(duì)廠區(qū)臭味較為嚴(yán)重的構(gòu)（建）筑物的廢氣進(jìn)行集中收集處理。廠界廢氣設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)分析，除臭系統(tǒng)主要問(wèn)題為臭氣收集效果不佳，需對(duì)臭氣收集系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2 臭氣收集系統(tǒng)問(wèn)題分析

目前城市污水廠常用的處理方法有：天然植物液噴淋法、高能離子法、生物過(guò)濾法、化學(xué)反應(yīng)法、活性炭吸附法、光催化氧化法、土壤除臭法、生物過(guò)濾法。針對(duì)廢氣中污染物的種類、污染程度以及使用環(huán)境和應(yīng)用條件進(jìn)行合理選用。

2.1 除臭系統(tǒng)

該廠原除臭系統(tǒng)，設(shè)計(jì)除臭氣量為20000m3/h，對(duì)廠區(qū)臭味較為嚴(yán)重的細(xì)格柵間、曝氣沉砂池、生化池的厭氧缺氧段、儲(chǔ)泥池及濃縮脫水機(jī)房的廢氣進(jìn)行集中收集處理，除臭系統(tǒng)流程：臭氣→臭氣收集系統(tǒng)→離心風(fēng)機(jī)→一體化生物濾池→凈化空氣排入大氣。

各單體通過(guò)管道池面開(kāi)孔收集臭氣并通過(guò)風(fēng)機(jī)抽吸至生物濾池。

2.2 存在問(wèn)題

細(xì)格柵間及曝氣沉砂池為室內(nèi)敞開(kāi)空間，換氣量較大，收集效果不佳，臭味較重；生化池加蓋部分的體積太大，所需換氣量大，臭味較重；現(xiàn)狀收集管路設(shè)置不合理，風(fēng)壓損失較大，距離較遠(yuǎn)的收集口基本無(wú)風(fēng)量。且目前管路系統(tǒng)中低點(diǎn)存在積水現(xiàn)象，影響收集效果。

目前除臭系統(tǒng)收集所需設(shè)處理風(fēng)量分別為：細(xì)格柵間及曝氣沉砂池17984 m3/h、生化池厭氧缺氧段183221 m3/h、儲(chǔ)泥池150.7 m3/h、污泥濃縮及脫水機(jī)房51.4 m3/h，合計(jì)201407.1 m3/h，而現(xiàn)狀處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量?jī)H為20000m3/h，遠(yuǎn)低于所需處理風(fēng)量的要求。

3 臭氣收集系統(tǒng)改造方案

綜合對(duì)于工程現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)，在現(xiàn)狀除臭系統(tǒng)基礎(chǔ)上需考慮對(duì)細(xì)格柵間及曝氣沉砂池、生化池厭氧缺氧段進(jìn)行密封處理改造，現(xiàn)狀儲(chǔ)泥池及離心機(jī)臭氣收集管路保留，并根據(jù)密封后的系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)狀收集管道、處理系統(tǒng)進(jìn)行校核設(shè)計(jì)。

3.1 密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)

構(gòu)（建）筑物的封閉覆蓋裝置的功能是將構(gòu)（建）筑物進(jìn)行密封或封閉，使其形成密閉空間，產(chǎn)生的臭氣不會(huì)自然外溢，同時(shí)對(duì)密閉空間里產(chǎn)生的臭氣進(jìn)行統(tǒng)一收集，通過(guò)風(fēng)機(jī)抽吸，將臭氣吸入輸送管道，由管道輸送至處理裝置，集中處理。本次密封根據(jù)各建（構(gòu)）筑物的具體情況，選擇不同的密封加蓋方式，既滿足臭氣封閉不泄漏，不影響日常巡檢，集氣空間盡量小等原則、又達(dá)到美觀、大方、景觀性強(qiáng)的視覺(jué)效果。

目前污水廠臭氣源加蓋密封采用較多的材料主要有反吊膜、有機(jī)玻璃鋼、不銹鋼骨架+鋼化玻璃、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本次改造的污水處理廠不能停產(chǎn)改造，因此采用的密封工藝必須具有施工周期短、對(duì)污水廠生產(chǎn)影響小的特點(diǎn)。根據(jù)需要密封的設(shè)備所在的環(huán)境、使用功能、外觀及經(jīng)濟(jì)性等因素的影響，密封罩的材料、方式有所不同。對(duì)細(xì)格柵機(jī)、曝氣沉砂池、砂水分離器可選用鋼骨架+鋼化玻璃密封。對(duì)生化池厭氧缺氧段選用有機(jī)玻璃鋼弧形蓋板密封。

表1 各單體密封空間體積和每小時(shí)換氣量匯總表

表2 各單體密封空間吸風(fēng)管口徑表

圖1 生化池厭缺氧端管路系統(tǒng)圖

3.2 吸風(fēng)管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

各處理構(gòu)筑物的換氣次數(shù)根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)及項(xiàng)目需要確定如下：有人進(jìn)入空間 5 次/h ～10 次/h；無(wú)人進(jìn)入空間3 次/h ～4 次/h。各單體密封空間體積和每小時(shí)換氣量見(jiàn)表1。

除臭風(fēng)管支管管徑宜不小于DN200，支管設(shè)計(jì)流速宜為4 m/s ～6m/s，次主干管設(shè)計(jì)流速宜為6 m/s ～10m/s，主干管設(shè)計(jì)流速宜為10 m/s ～14m/s[1］。各單體密封空間吸風(fēng)管口徑見(jiàn)表2。

3.3 吸風(fēng)管路損失核算

吸風(fēng)管路損失包括沿程阻力和局部阻力[2］。

沿程阻力按照式（1）計(jì)算：

式中：λ 為摩擦阻力系數(shù)；v 為空氣平均流速，m/s；ρ 為空氣的密度，kg/m3；l 為風(fēng)管長(zhǎng)度，m；Rs 為風(fēng)管的水力半徑，m。

局部阻力按照式（2）計(jì)算：

式中：ζ 為局部阻力系數(shù)；v 為斷面平均流速，m/s。

式中K 取1.15 ～1.20。

對(duì)最不利管路系統(tǒng)即生化池厭缺氧端管路系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。管路系統(tǒng)圖詳見(jiàn)圖1。根據(jù)對(duì)管路系統(tǒng)的損失計(jì)算，最大管路損失約為1846.6Pa，滿足離心風(fēng)機(jī)設(shè)備參數(shù)（P ≤2400Pa）的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)細(xì)格柵間及曝氣沉砂池、生化池厭氧缺氧段進(jìn)行密封處理改造，除臭系統(tǒng)所需處理風(fēng)量由201407.1 m3/h降為33411.7m3/h，降低約83%。雖然略超過(guò)原離心風(fēng)機(jī)參數(shù)，但整體收集效率已大大提高。

對(duì)現(xiàn)狀吸風(fēng)管路系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)，最大管路損失約為1846.6Pa，滿足離心風(fēng)機(jī)設(shè)備參數(shù)（P ≤2400Pa）的要求。