反吊膜技術在污水處理廠景觀加蓋和除臭加蓋的應用

林慧，杜浩強，盧揚

（北控中科成環保集團有限公司，四川610091）

污水處理廠選址時一般考慮遠離居住區的地方，但隨著城鎮化進程的快速推進，原來偏僻的區域可能變為繁華區域，污水廠的風貌與周圍環境不協調，污水廠產生的臭氣對大氣環境造成污染。隨著人們對環境質量的要求越來越高，對老污水處理廠進行風貌提升和除臭是必要的[1，2]。

宜賓某污水處理廠建設較早，在2007年5月建成調試運行，當時建設未考慮除臭，導致臭氣四溢，占地面積最大的生化池為敞開式，池內污水成黃褐色，感覺較差，為提高污水廠景觀效果和環境質量，需對現有生化池進行景觀加蓋及除臭。

1 景觀加蓋和除臭加蓋設計原則

1.1 輕質

現有生化池采用剪力墻結構設計，墻體厚度不大，對集中荷載敏感，池體抗裂縫要求高，對現有池體加蓋需選用輕質材料，盡可能減輕池蓋自重，減少對下部池體結構的受力影響。

1.2 耐腐蝕

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

1.3 便于池內設備檢修

生化池有水下運行設備，如潛水攪拌器、潛水泵、曝氣盤等，這些機械設備均需管理人員定期進行維護和檢修，對池面進行加蓋勢必對設備檢修帶來不便，好的加蓋設計可將帶來的不便降至最低。

2 生化池景觀加蓋方案比選

現狀生化池為鋼筋混凝土結構，筏板基礎，構筑物總尺寸為L×B×H=89.65×61.3×6.6m，地面以上高度4.10m，根據池體特點，選擇了4種方案進行比選。

2.1 鋼支撐反吊膜

膜結構的重量只有傳統建筑材料的三十分之一，且可從根本上克服傳統結構在大跨度（無支撐）建筑上實現時所遇到的困難，可創造巨大的無遮擋的可視空間。

考慮人的通行和檢修，在現有生化池頂安裝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。反吊膜加蓋對原結構安全幾乎沒有影響，具有施工時不影響池體運行、施工周期短、難度低等優點。

2.2 鋼筋混凝土種植屋面

考慮人的通行以及檢修，在現有生化池頂上做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，框架結構總高度10.60m（池深6.60m+池頂以上4.0m），須在框架柱中部加設框架梁將框架結構分為兩層。鋼筋混凝土框架結構荷載較大，上部荷載直接傳到水池底板，須對框架柱處一定范圍內的底板進行加固改造。

這種加蓋形式可在屋面敷設300~500mm厚種植土，然后種植植物對屋面進行綠化，整體景觀效果好，但對原結構安全影響較大，施工時需要放空水池并清掃干凈才能進行施工作業，施工期間改造區域需停產，施工周期長、難度大、工程造價高。

2.3 鋼膜混凝土屋面

考慮人的通行以及檢修，在現有生化池池頂上做4m高的輕型鋼結構，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，鋼結構高度4.0m。輕鋼框架結構自重較輕，上部荷載直接傳到水池頂部，但受風荷載和地震荷載影響，會對水池產生較大影響。

這種加蓋形式屋面可鋪設人造草坪，景觀效果一般，對原結構安全有一定影響，施工時須對池壁頂端進行一定加固改造，施工時對生產有一定影響，施工周較短、難度一般，工程造價相對較低。

2.4 鋼網架結構

采用大跨度鋼網架結構，在水池外設鋼筋混凝土框架柱，采用鋼筋混凝土條形基礎，結構總高度11.60m（池深6.60m+池頂以上5.0m），采用單跨網架結構，跨度為水池短方向61.3m，結構完全獨立，荷載直接傳至基礎，不影響水池結構。

屋面采用雙層夾心彩鋼板屋面，屋面可鋪設人造草坪，景觀效果一般。但對原結構安全影響最小，施工對生產基本無影響，但需要專業廠家生產和安裝，施工質量要求較高，工程造價高。

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比較表

從表1可以看出：反吊膜景觀加蓋具有造價低、對原池結構影響小、不影響生產、施工周期短及造價低等優點，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，為當地政府最開始意向方案。為提高反吊膜加蓋的景觀效果，共設計了白色、草綠色和迷彩三種反吊膜效果圖進行比選，因迷彩反吊膜具有與周圍環境融合較好且耐臟的優點，確定現狀生化池采用迷彩反吊膜進行景觀加蓋。

3 生化池除臭加蓋方案比選

生化池反吊膜景觀加蓋設置有2.5m高不銹鋼立柱，若兼顧除臭用，封閉空間大，不經濟。為滿足生化池選擇區、厭氧區和缺氧區除臭要求，需另做除臭密封便于臭氣的收集和負壓輸送。敞開構筑物經加蓋密封后，正常情況下蓋內氣體呈負壓狀態，只有空氣補充進入，而臭氣無法外溢。臭氣及時抽送可防止有毒、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，盡量避免臭氣的擴散和稀釋，最大限度地減少抽風量和脫臭風量負荷，以增加后續處理效率，降低運行費用。

新建污水處理廠除臭一般優先采用鋼筋混凝土蓋板，即對有除臭要求的池體設計有混凝土蓋板，預留檢修孔和風管孔洞，對于檢修孔一般采用熱浸鋅花紋鋼蓋板，對格柵、脫水機等產生臭氣且經常需要維修的設備，一般采用陽光板+不銹鋼骨架進行密封除臭。

對現有池體進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，具有如下優點：具有鋼格板的抗剪強度，可承受人員在其上停留或行走，可揭蓋維護池下設備。但對于寬度較大的池體，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，具有如下優點：不銹鋼骨架和耐力板耐腐蝕性好，經久耐用；該密封罩維護簡便；可根據現場情況選擇相協調的顏色；耐力板具有一定的透明度，方便觀察設備及工藝運行。

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，具有以下優點：可通過在邊膜上留有檢修人孔或預留門和通道的方式方便取樣、設備維修和檢查；當設備進行大修時，可把最靠邊端的膜連接螺栓擰下，把設備整體取出進行維修，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是封閉空間體積比前兩種方案大，導致除臭風量大，運行費用會略高。

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 三種加蓋方案特點比較表

現有生化池選擇區尺寸為6.7m×5.5m，厭氧區尺寸為15m×5.5m，缺氧區尺寸為22m×13.5m，熱浸鋅花紋鋼蓋板雖具有使用年限長、造價低的優點，但由于現有池體跨度大，不適用；陽光板+不銹鋼骨架雖然具有使用壽命短的缺點，但具有密封后除臭空間小的優點，在新建項目中應用較多；因現有生化池缺氧區跨度大，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、便于設備檢修的反吊膜。

4 結語

1）采用鋼支撐反吊膜對現有大跨度池體進行景觀加蓋，具有對原結構影響小、不影響生產、建設快、造價低的優點，可推廣。

2）反吊膜結構其本身具有優美造型，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，但對現有大跨度池體進行密封除臭，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]。