反吊膜技術(shù)在污水處理廠景觀加蓋和除臭加蓋的應(yīng)用

林慧，杜浩強(qiáng)，盧揚(yáng)

（北控中科成環(huán)保集團(tuán)有限公司，四川610091）

污水處理廠選址時(shí)一般考慮遠(yuǎn)離居住區(qū)的地方，但隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，原來偏僻的區(qū)域可能變?yōu)榉比A區(qū)域，污水廠的風(fēng)貌與周圍環(huán)境不協(xié)調(diào)，污水廠產(chǎn)生的臭氣對(duì)大氣環(huán)境造成污染。隨著人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高，對(duì)老污水處理廠進(jìn)行風(fēng)貌提升和除臭是必要的[1，2]。

宜賓某污水處理廠建設(shè)較早，在2007年5月建成調(diào)試運(yùn)行，當(dāng)時(shí)建設(shè)未考慮除臭，導(dǎo)致臭氣四溢，占地面積最大的生化池為敞開式，池內(nèi)污水成黃褐色，感覺較差，為提高污水廠景觀效果和環(huán)境質(zhì)量，需對(duì)現(xiàn)有生化池進(jìn)行景觀加蓋及除臭。

1 景觀加蓋和除臭加蓋設(shè)計(jì)原則

1.1 輕質(zhì)

現(xiàn)有生化池采用剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，墻體厚度不大，對(duì)集中荷載敏感，池體抗裂縫要求高，對(duì)現(xiàn)有池體加蓋需選用輕質(zhì)材料，盡可能減輕池蓋自重，減少對(duì)下部池體結(jié)構(gòu)的受力影響。

1.2 耐腐蝕

由于池體加蓋后內(nèi)部氣體濃度成倍增加，且在陽光輻射下內(nèi)部氣體溫度很高，熱量難以散發(fā)，整個(gè)廢氣收集罩內(nèi)會(huì)形成潮濕和高腐蝕環(huán)境，因此加蓋材料需具有較好耐腐蝕性能。

1.3 便于池內(nèi)設(shè)備檢修

生化池有水下運(yùn)行設(shè)備，如潛水?dāng)嚢杵?、潛水泵、曝氣盤等，這些機(jī)械設(shè)備均需管理人員定期進(jìn)行維護(hù)和檢修，對(duì)池面進(jìn)行加蓋勢必對(duì)設(shè)備檢修帶來不便，好的加蓋設(shè)計(jì)可將帶來的不便降至最低。

2 生化池景觀加蓋方案比選

現(xiàn)狀生化池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，構(gòu)筑物總尺寸為L×B×H=89.65×61.3×6.6m，地面以上高度4.10m，根據(jù)池體特點(diǎn)，選擇了4種方案進(jìn)行比選。

2.1 鋼支撐反吊膜

膜結(jié)構(gòu)的重量只有傳統(tǒng)建筑材料的三十分之一，且可從根本上克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度（無支撐）建筑上實(shí)現(xiàn)時(shí)所遇到的困難，可創(chuàng)造巨大的無遮擋的可視空間。

考慮人的通行和檢修，在現(xiàn)有生化池頂安裝2.5m高不銹鋼立柱，在立柱上張拉反吊膜。反吊膜本身具有優(yōu)美曲面造型，也可在拉鎖上種植攀爬類植物或選用不同顏色的反吊膜，提升景觀效果。反吊膜加蓋對(duì)原結(jié)構(gòu)安全幾乎沒有影響，具有施工時(shí)不影響池體運(yùn)行、施工周期短、難度低等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 鋼筋混凝土種植屋面

考慮人的通行以及檢修，在現(xiàn)有生化池頂上做4m高的鋼筋混凝土框架，屋面為鋼筋混凝土種植屋面，鋼筋混凝土框架柱下端錨固于水池底板，框架結(jié)構(gòu)總高度10.60m（池深6.60m+池頂以上4.0m），須在框架柱中部加設(shè)框架梁將框架結(jié)構(gòu)分為兩層。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)荷載較大，上部荷載直接傳到水池底板，須對(duì)框架柱處一定范圍內(nèi)的底板進(jìn)行加固改造。

這種加蓋形式可在屋面敷設(shè)300~500mm厚種植土，然后種植植物對(duì)屋面進(jìn)行綠化，整體景觀效果好，但對(duì)原結(jié)構(gòu)安全影響較大，施工時(shí)需要放空水池并清掃干凈才能進(jìn)行施工作業(yè)，施工期間改造區(qū)域需停產(chǎn)，施工周期長、難度大、工程造價(jià)高。

2.3 鋼膜混凝土屋面

考慮人的通行以及檢修，在現(xiàn)有生化池池頂上做4m高的輕型鋼結(jié)構(gòu)，屋面為鋼膜混凝土屋面，鋼框架柱下端錨固于水池池壁頂部，鋼結(jié)構(gòu)高度4.0m。輕鋼框架結(jié)構(gòu)自重較輕，上部荷載直接傳到水池頂部，但受風(fēng)荷載和地震荷載影響，會(huì)對(duì)水池產(chǎn)生較大影響。

這種加蓋形式屋面可鋪設(shè)人造草坪，景觀效果一般，對(duì)原結(jié)構(gòu)安全有一定影響，施工時(shí)須對(duì)池壁頂端進(jìn)行一定加固改造，施工時(shí)對(duì)生產(chǎn)有一定影響，施工周較短、難度一般，工程造價(jià)相對(duì)較低。

2.4 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

采用大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在水池外設(shè)鋼筋混凝土框架柱，采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)總高度11.60m（池深6.60m+池頂以上5.0m），采用單跨網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，跨度為水池短方向61.3m，結(jié)構(gòu)完全獨(dú)立，荷載直接傳至基礎(chǔ)，不影響水池結(jié)構(gòu)。

屋面采用雙層夾心彩鋼板屋面，屋面可鋪設(shè)人造草坪，景觀效果一般。但對(duì)原結(jié)構(gòu)安全影響最小，施工對(duì)生產(chǎn)基本無影響，但需要專業(yè)廠家生產(chǎn)和安裝，施工質(zhì)量要求較高，工程造價(jià)高。

2.5 四種加蓋方案性能比較（見表1）

表1 四種景觀加蓋方案特點(diǎn)比較表

從表1可以看出：反吊膜景觀加蓋具有造價(jià)低、對(duì)原池結(jié)構(gòu)影響小、不影響生產(chǎn)、施工周期短及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但景觀效果比鋼筋混凝屋面形式差。因鋼筋混凝屋面可覆土后種植物，景觀效果最好，為當(dāng)?shù)卣铋_始意向方案。為提高反吊膜加蓋的景觀效果，共設(shè)計(jì)了白色、草綠色和迷彩三種反吊膜效果圖進(jìn)行比選，因迷彩反吊膜具有與周圍環(huán)境融合較好且耐臟的優(yōu)點(diǎn)，確定現(xiàn)狀生化池采用迷彩反吊膜進(jìn)行景觀加蓋。

3 生化池除臭加蓋方案比選

生化池反吊膜景觀加蓋設(shè)置有2.5m高不銹鋼立柱，若兼顧除臭用，封閉空間大，不經(jīng)濟(jì)。為滿足生化池選擇區(qū)、厭氧區(qū)和缺氧區(qū)除臭要求，需另做除臭密封便于臭氣的收集和負(fù)壓輸送。敞開構(gòu)筑物經(jīng)加蓋密封后，正常情況下蓋內(nèi)氣體呈負(fù)壓狀態(tài)，只有空氣補(bǔ)充進(jìn)入，而臭氣無法外溢。臭氣及時(shí)抽送可防止有毒、腐蝕或爆炸性氣體的聚集。臭氣處理工藝中，在保證操作人員健康和安全的前提下，盡量避免臭氣的擴(kuò)散和稀釋，最大限度地減少抽風(fēng)量和脫臭風(fēng)量負(fù)荷，以增加后續(xù)處理效率，降低運(yùn)行費(fèi)用。

新建污水處理廠除臭一般優(yōu)先采用鋼筋混凝土蓋板，即對(duì)有除臭要求的池體設(shè)計(jì)有混凝土蓋板，預(yù)留檢修孔和風(fēng)管孔洞，對(duì)于檢修孔一般采用熱浸鋅花紋鋼蓋板，對(duì)格柵、脫水機(jī)等產(chǎn)生臭氣且經(jīng)常需要維修的設(shè)備，一般采用陽光板+不銹鋼骨架進(jìn)行密封除臭。

對(duì)現(xiàn)有池體進(jìn)行密封除臭的加蓋形式常有熱浸鋅花紋鋼蓋板、陽光板+不銹鋼骨架和鋼支撐反吊膜。

3.1 熱浸鋅花紋鋼蓋板

熱浸鋅花紋鋼蓋板作為除臭密封材料，具有如下優(yōu)點(diǎn)：具有鋼格板的抗剪強(qiáng)度，可承受人員在其上停留或行走，可揭蓋維護(hù)池下設(shè)備。但對(duì)于寬度較大的池體，熱浸鋅花紋鋼蓋板重量大，很難揭開，而切割成小塊不利于臭氣收集，故一般適用于池體寬度不超過2m的池體除臭密封。

3.2 陽光板+不銹鋼骨架

陽光板+不銹鋼骨架可作為池體寬度不超過18m的除臭密封材料，具有如下優(yōu)點(diǎn)：不銹鋼骨架和耐力板耐腐蝕性好，經(jīng)久耐用；該密封罩維護(hù)簡便；可根據(jù)現(xiàn)場情況選擇相協(xié)調(diào)的顏色；耐力板具有一定的透明度，方便觀察設(shè)備及工藝運(yùn)行。

3.3 鋼支撐反吊膜

鋼支撐反吊膜適用于大型池體的除臭密封，具有以下優(yōu)點(diǎn)：可通過在邊膜上留有檢修人孔或預(yù)留門和通道的方式方便取樣、設(shè)備維修和檢查；當(dāng)設(shè)備進(jìn)行大修時(shí)，可把最靠邊端的膜連接螺栓擰下，把設(shè)備整體取出進(jìn)行維修，維修完畢后放入池中，再將膜安裝好。

反吊膜密封除臭的缺點(diǎn)是封閉空間體積比前兩種方案大，導(dǎo)致除臭風(fēng)量大，運(yùn)行費(fèi)用會(huì)略高。

3.4 三種加蓋方案比較（見表2和表3）

表2 三種加蓋方案封閉空間體積比較表

表3 三種加蓋方案特點(diǎn)比較表

現(xiàn)有生化池選擇區(qū)尺寸為6.7m×5.5m，厭氧區(qū)尺寸為15m×5.5m，缺氧區(qū)尺寸為22m×13.5m，熱浸鋅花紋鋼蓋板雖具有使用年限長、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，但由于現(xiàn)有池體跨度大，不適用；陽光板+不銹鋼骨架雖然具有使用壽命短的缺點(diǎn)，但具有密封后除臭空間小的優(yōu)點(diǎn)，在新建項(xiàng)目中應(yīng)用較多；因現(xiàn)有生化池缺氧區(qū)跨度大，不適用陽光板+不銹鋼骨架形式，故宜賓某污水廠生化池除臭密封采用安裝方便、便于設(shè)備檢修的反吊膜。

4 結(jié)語

1）采用鋼支撐反吊膜對(duì)現(xiàn)有大跨度池體進(jìn)行景觀加蓋，具有對(duì)原結(jié)構(gòu)影響小、不影響生產(chǎn)、建設(shè)快、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，可推廣。

2）反吊膜結(jié)構(gòu)其本身具有優(yōu)美造型，且有白色、草綠色和迷彩等多種顏色可選，宜賓某污水處理廠生化池采用迷彩反吊膜進(jìn)行景觀加蓋，取得較好景觀效果[4]。

3）反吊膜除臭密封雖然具有除臭空間大的缺點(diǎn)，但對(duì)現(xiàn)有大跨度池體進(jìn)行密封除臭，在熱浸鋅花紋鋼蓋板和陽光板+不銹鋼骨架不適用的情況下，可采用反吊膜除臭密封[5]。