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      廣東汕尾地埋式污水處理廠除臭通風設計

      發布時間:2022年3月14日 點擊數:239

      1 工程概況

      該工程為汕尾市東部污水廠的新建工程。原東區污水處理廠超負荷運載,處理污水遠超項目初始設計規模8萬m3/d,F排放水質標準為一級B,與城市規劃中要求的一級A標準不符。另外,污水處理廠地處城市中心,與城市發展方向不適應。因此,服從城市規劃需求,符合國家排放標準要求,經細致比選后,決定在紅海灣新建一座東部水質凈化廠。

      圖1 汕尾市近期建設規劃(2016~2020)

      圖1 汕尾市近期建設規劃(2016~2020)  下載原圖

      Fig.1 Urban planning of Shanwei(2016~2020)

      東部水質凈化廠為地埋式污水處理廠,工藝構筑物設于地下,總設計規模為20萬m3/d,才采用MBBR工藝,處理后尾水排放至田墘大排洪渠。

      2 臭氣的來源與特點

      地埋式污水處理廠的工藝構筑物都在地下,污水處理過程中會產生一系列臭氣和污染物。臭氣的產生,來自污水預處理、(泵房、格柵、沉砂池)、生化區、污泥區等等。我們根據臭氣濃度的大小,將其分為高、中、低3個區域。

      天津市污水處理廠曾對污水處理過程中產生的臭氣進行詳細分析,監測到臭氣的主要來源是NH3和H2S,主要污染物包括苯、甲苯、硫化氫、二甲二硫、甲硫醇等等。[1]

      這些物質有刺激性,并且有一定毒性,當吸入量大于某一臨界值,就會危害人體健康。國外調查結果顯示,80%以上的受訪污水處理工從業人員中,有42.2%存在呼吸道粘膜刺激癥狀。在我國,從業人員患有相關的呼吸系統疾病。[2]

      綜上所述,污水處理過程中產生的惡臭,成分復雜,而且嗅覺閾值低,想要在感官上達到無味的效果,需要進行多級聯合凈化。因此,除臭和通風是一項系統性工程。

      3 除臭、通風方法的選擇和實施

      目前,污水處理工程一線的除臭方法包括加蓋、生物除臭系統、活性炭系統,通風換氣等等。不同的方法適用于不同的臭氣濃度和使用環境。下面將根據具體的流程工藝、進行逐一介紹。

      3.1 加蓋

      除臭工藝的第一步是臭氣的收集。也就是,把污染物密封在最小范圍內,并直接收集。其中最有效的方法就是加蓋。東部污水處理廠對格柵池、沉砂池、裝泥間進行了局部加蓋。

      同建筑屋蓋相比,池體加蓋具有一定特殊性。要求輕質和耐腐蝕。不同的工藝流程也有不同的材質:(1)針對格柵和集水井。格柵采用鋼化玻璃+不銹鋼骨架,集水井由于跨度較小,采用拱形玻璃;(2)調節池。調節池跨度較大,污水停留時間長,有機物長時間釋放臭氣,對加蓋材料會有一定腐蝕性。因此,采用反吊氟碳纖維膜,加上碳鋼骨架結構。(3)初沉淀池和污泥濃縮池,采用刷漆防腐鋼結構和反吊氟碳纖維膜。(4)污泥脫水機房采用鋼化玻璃一體式集氣罩。

      3.2 密閉負壓排風

      楊鵬等利用仿真模型研究發現,立體送風、側重點排風的方式排污效率較高。也就是說,改善密閉空間的氣流組織,能夠降低工作區域惡臭濃度,提供良好的工作環境。[3]

      臭氣排風收集系統,可以分為主排風機收集系統和主排風機和支管排風機系統相結合的方式。主排風系統中,各單位排除的臭氣并聯,進入主排風管。優點是便于管理,不會串味。缺點是風機噪音大。

      主排風收集系統和支管排風,相結合的方式中,主排風機和支排風機之間有串聯、有并聯,使用靈活,但投資費用較高。本工程中采用了主排風機和支排風機相結合的系統。

      這種方法,有利于解決通風和除臭無法截然分開的情形。在污水處理過程中,對格柵、沉砂池、裝泥間進行了局部加蓋和負壓抽吸。但在垃圾外運、運送污泥、設備檢修過程中,會使少量的臭氣散逸到負一層操作面。

      針對此類情形,將除臭器系統與通風系統合并,經除臭設備處理,滿足《惡臭污染物排放標準》要求之后,集中排放至高空。

      根據《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》,適用該工程的實際情況:當車間高度≤6 m時,排風量≥1次/換氣所得風量;當車間高度≥6 m時,排風量按照6 m3計算。東部污水處理廠各構筑空間換氣標準,見下表:


        

      表1 東部污水處理廠各構筑空間換氣標準  下載原圖

      Tab.1 Ventilation Standards for Building Spaces


      表1 東部污水處理廠各構筑空間換氣標準

      3.3 生物除臭系統

      生物法是用特定的微生物捕獲氣體,并進行消化。其原理主要由3步構成:(1)惡臭氣體溶解于水,并和微生物接觸,從氣態轉為液態;(2)惡臭氣體在液體中擴散并被微生物吸收。(3)惡臭氣體作為微生物的營養物質被分解、利用。

      本工程采用氣液逆流操作。污水由泵傳輸至濾池頂部,然后利用噴淋裝置淋噴填料。臭氣通過管道由濾池底部進入,在上升過程中與附著在濾池填料表面的生物膜接觸而得以凈化,凈化后的氣體從濾池上部排出。[4]

      在生物法使用的過程中需要注意:(1)微生物需要預先繁殖和培養。(2)微生物的生存需要適宜的溫度、濕度和pH值,因此需要動態地進行監控。生物除臭系統應用范圍較廣,除了污水處理過程中常見的H2S和NH3等,對硫醇、硫醚等臭氣也有一定的效果。

      3.4 活性炭法

      針對其他情況逸出的氣惡臭氣體,采用活性炭進行吸附;钚蕴糠ɡ昧嘶钚蕴康奈锢硇再|,直接吸收臭氣分子。這種方法優點是設備簡單、效果好。但因為活性炭具有飽和期限,過期之后,需要更換,成本較高。更適合于偶爾逸出的臭氣,或者作為保障措施。在本工程中,活性炭主要用于地表綜合樓以及人員活動較為頻繁的區域。[4]

      3.5 其他

      對于地表綜合樓,考慮到汕尾地區的氣候特點,主要采用自然通風。對于綜合樓衛生間,采用自然進風、機械排風相結合的方式。

      4 其他有害氣體

      4.1 可燃性氣體

      市政污水處理過程中,可能會有一定的可燃性氣體。如前所述,污水臭氣中的主要成分是氨氣和硫化氫。但上述可燃氣體只有在濃度水平達到一定濃度時才會發生爆炸。目前監測到的可燃氣體不具備爆炸的條件。如下表所示,為市政污水典型構筑物中硫化氫和氨氣的標準值,具有一定的參考意義。


        

      表2 市政水質凈化廠典型處理構筑物硫化氫和氨氣設計標準值  下載原圖

      Tab.2 H2S and NH3 in typical treatment structures of municipal sewage plant


      表2 市政水質凈化廠典型處理構筑物硫化氫和氨氣設計標準值

      注:*摘自日本下水道事業團設計指針。


        

      表3 可燃性氣體的性質  下載原圖

      Tab.3 The nature of flammable gas


      表3 可燃性氣體的性質

      注:*摘自《建筑設計防火規范》

      比較可能有隱患的是甲烷。甲烷來自于污泥的厭氧消化。但污水處理廠的地下部分產生的甲烷濃度水平為微量,而且因為本工程中的除臭和通風系統排出場外。故而,相應的安全隱患也隨之消除。

      4.2 噪音

      鼓風機帶來的噪音污染,可以視為因臭氣和通風帶來的次生污染。針對噪音,采用的措施有:(1)采用雙層隔音門等控制噪音擴散,設有吸音吊頂和吸音裙墻消除噪音。(2)各生產車間,優先考慮自然通風,自然通風不能滿足要求時,采用機械通風和自然通風相結合的方式。(3)在有氣味的建筑物胖選擇抗污染強的樹種,在鼓風機、配電室旁,種植一些灌木、花卉,達到吸音降噪的效果,同時還能有美化環境的效果。

      5 結語

      本工程利用全流程的除臭和同通風系統,實現了對惡臭氣體的多級聯合凈化。從整體設計思路來看,實現了最初的設計目的,完全符合了國家排放要求,以及市政規劃中相應的綠色和人文理念。

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