反吊膜加蓋技術在在石化污水處理惡臭氣體治理上的應用

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計時未考慮池體加蓋密封、或設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加蓋的難題。鋼支撐反吊膜結構采用了抗腐蝕很強的氟碳纖維膜將臭氣罩住，鋼結構在膜外將膜懸吊，這樣既發揮了膜材的抗腐蝕能力，從根本上解決了鋼結構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和氣體，嚴重影響現場及附近石化區工作人員和居民的生活工作環境。這些敞口的污水池在2010年全部采用玻璃鋼密封，并將密封罩內部的廢臭氣進行凈化處理達標排放。由于玻璃鋼蓋板密封性能較差，且支撐玻璃鋼的鋼結構置于密封罩內側，雖然鋼結構采用了較為嚴密的防腐措施，但兩年后仍然銹蝕非常嚴重，存在較大的結構安全隱患。經過多次技術優化，決定采用鋼支撐反吊膜作為密封，并根據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。

2 膜材概述

反吊膜加蓋技術的關鍵就在膜材，其基材為高張力聚酯纖維材料，膜材依靠它承受拉力。膜結構所用的膜材由基布和涂層組成。基布采用聚酯纖維，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層內添加劑協同作用，使PVDF與PVC涂層的結合更加牢固，不易剝離，不再需要涂覆底料層。這類專用膜材運用先進的UV 光固化處理技術，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定的物理性能，具備酸堿條件下的化學穩定性，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）加蓋后不能影響環保設備運行，人員巡檢的環境，甚至要好于加蓋前狀態。

（4）加蓋體積要盡量小，以減少后續廢臭氣凈化處理的工作量。

（5）結構造型、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）一定要充分考慮內部設備大修的便利性。

（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備的運行。

（9）一定要充分考慮加蓋后密封罩內部環境的變化。

（10）一些防爆區比如石化行業中心必須避免現場焊等動火作業。

4 施工要點

4.1 RBF池膜結構加蓋

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，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構采用“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設置了一個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個角部設置插管+法蘭連接節點，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置抽風管道，與抽風主管采用法蘭連接，并在與主管連接處設置閥門，以便于密封單元的拆卸。

4.2 生化池和生化池膜結構加蓋

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構支撐，且鋼結構置于玻璃鋼密封罩內側，由于密封后內部充滿大量腐蝕性很強的氣體，且內部濕度很大，建成五年后，鋼結構銹蝕非常嚴重，存在很大的安全隱患，另外無法便捷地在加蓋后觀察內部運行情況及維修內部設備。

改造時，一級生化池支撐構件采用拱形桁架，其中22.25m及21.61m 兩種類型密封單元設置3 榀拱形桁架，12.55m 及13.05m兩種類型密封單元設置2榀單管拱。拱形桁架下弦設置壓膜板節點，與膜材采用掛耳連接，鋁壓板及螺栓全部在膜密封體外側，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個角部設置預埋件。在每個密封單元的周圈設置單管橫梁，固定膜后采用后澆混凝土的方式與下部池體密封。根據需要，可以在周圈設置揭蓋式檢修觀察窗。水處理工藝管道及抽風管道采用“膜褲管”抱箍的密封連接方式。

4.3 污泥濃縮池膜結構加蓋

污泥濃縮池為內徑12米直徑的圓形池體，設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備密封在內部腐蝕性強、濕度大的環境中，橋架及減速機、電刷等機電設備易受腐蝕，出現故障頻次高，且密封后內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側，維修人員必須進入內部，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、鋼內環、不銹鋼拉索形成剛性支撐體系，在不銹鋼拉索上鋪設環保專用膜材，膜材外圈高，內圈低。外圈鋼桁架高1.5m，設置有8扇檢修觀察窗，底部均勻設置6套行走輪，其中3套為主動輪，3套從動輪。相應配置3臺SEW減速機，其中2用1備，通過PLC自動控制，當任何一臺減速機出現故障時，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的運行。外圈鋼桁架內側固定環保專用膜材，下端有密封垂簾。內圈的空隙作為補風口，在外圈膜頂部均勻設置6個抽風口，抽風管由刮泥機橋架引至圓心處，再通過風管橋架引至除臭設備。

上述結構改造完成之后效果明顯，現場環境得到極大改善，鋼支撐反吊膜結構使用多年仍然完好，廢氣治理效果顯著。

5 結語

大量應用實力實例證明，這種加蓋方式既發揮了膜材（氟碳纖維膜）的抗腐蝕性能，又從根本上解決了鋼結構的腐蝕問題，實現了結構骨架與覆蓋材料的完美結合。隨著經濟社會的不斷發展和生活水平的不斷提高以及執行惡臭污染物排放標準的日趨嚴格，加強對惡臭的檢測和治理是今后污水處理廠（場）建設和發展的必然要求。所以在石化污水處理場混凝土構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惡臭氣體的收集，同時又實現了現代化石化污水處理場運行的功能和藝術美觀的密切結合。鋼支撐反調膜結構優勢明顯，在石化污水及其他行業污水處理臭氣治理方面應用越來越廣，可以大范圍推廣。