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摘 要：在现今社会所起到的作用是至关重要的，且随着城镇居民人数的上升、农村城镇化的发展，导致原先建立在较为偏远的污水处理厂面临着周边搬迁、移居居民的投诉，环保局环保排放要求的增高，更是将污水处理厂环保改造推上了日程。大多数污水处理厂存在主体工艺复杂，工艺池体敞口面积大等问题，本文结合罗龙园区污水处理厂项目生物除臭专业分包项目实际设计过程中所遇到的问题，通过与现场操作人员对操作要求的探讨，分析了污水厂内池体、构建筑物及其他废气散发源的结构、承重能力、废气成分等特性，论述了污水处理厂在收集方式、加盖材料选择、密闭空间收集风量的设计等问题。探讨了不同构建筑物加盖方式、材质的选择、收集风量的设计，结果表明，在污水厂废气处理项目中，废气源的有效收集至关重要，如何正确布置收集罩，设定较为合理的收集风量更是关乎到整个项目的整体效果。本文以实际项目设计所遇到的问题进行研究。

关键词：污水处理厂；废气收集；环保废气处理；废水池加盖

引言

污水处理厂按照污水来源可分为生产污水处理厂和生活污水处理厂，生产污水按照来源的不同可分为工业化工厂排放的工业污水、农业活动排放的污水及医疗制造或医院等排放的医疗污水等，不同污水处理厂的工艺有所不同但是收集方式大同小异，本文以生活污水处理厂废气收集形式作为对象进行分析；生活污水处理厂普遍存在工艺复杂，恶臭散发点较多等问题，需要治理污水处理厂的废气，首先必须要对恶臭散发源进行了解、清点，然后根据工艺操作需求（需要人员频繁操作的区域、需进行曝气的池体、废气浓度较高的区域等。）

一、生活污水厂处理工艺简述

1.生活污水处理厂工艺

污水厂处理工艺主要分为三级处理，第一级为去除悬浮固体污染物、第二级为去除胶体和溶解状态的有机污染物、第三级为去除富营养化的氮、磷等物质，具体作用见表1。

2.污水处理设备介绍

污水处理设备主要有格栅机、沉砂池、初沉池、生化处理池、生物膜池、二沉池、消毒池及污泥干化机、污泥池等，具体作用见表2。

二、污水处理厂废气主要成分概述

生活污水含有大量的有机物、无机物及其他的恶臭分子，有机物一般以蛋白质、脂肪与多糖类（淀粉、纤维素等）等为主；

1.这些有机物在曝气、细菌添加等情况下发生发酵、腐烂、分解，从而产生或增加形式多样、成分更加复杂的恶臭废气污染物质。

2.污水在处理的初期在氧分子的作用下发生好氧反应，使大部分的大分子有机物分解，并将有机物中的N、S转化成各种对应的离子根、并在过程中产生CO2，排放至污水环境中。

3.随时间的变化，污水中的含氧量逐渐降低，第一阶段的离子根在厌氧菌的作用下，发生第二阶段的厌氧反应，最终生成恶臭物质（硫化氢、氨气、甲硫醇、甲硫醚及其他有机胺等恶臭物质）。

4.主要废气污染物如下：

（1）硫化氢（H2S）具有刺激性气味，影响大气质量，硫化氢是酸性气体，其水溶液为氢硫酸，是一种二元酸，硫化氢酸性气体会对设备、控制柜等产生酸性腐蚀。

（2）氨（NH3）具有强烈刺激性气味，呈弱碱性，属极性分子，易溶于水，对人体的眼、鼻、喉等有刺激作用。

（3）硫醇是一种在室温下为气态、其他情况下为液态或固态的一种物质。甲硫醇分子式为CH3SH，具有腐烂气味，人体吸入后会引起头痛、恶心等反应，尤其会对眼睛、呼吸道、皮肤、鼻粘膜有强烈的刺激作用，高浓度吸入可引起呼吸麻痹而死亡。

（4）吲哚（C8H7N）具有强烈的粪臭味，是芳香杂环有机化合物，由于物质特性较为稳定，其散发的臭味较为持久，扩散力较强。

（5）腐胺（C4H12N2）具有一定刺激性气味，是利用鸟氨酸脱羧而产生，存在于腐败物中，也多胺的一种，含于核蛋白体中，作为生物体的正常成分而广泛存在着。

（6）粪臭素（C9H9N），3-甲基吲哚，此物质能散发强烈的粪臭味，浓度高时气息令人作呕，且散发面广、持久性较强。

各主要污染物特性详见表3：

三、密封形式分析

污水处理厂中常用的污水池加盖常用用玻璃钢和反吊膜，两者各有其优劣，两者最大的区别便是所选材料的不同，玻璃钢使用纤维强化塑料，反吊膜使用氟碳纤维膜材料。不同材料决定了他们的差异化。

1.使用年限

玻璃钢采用的纤维强化塑料，虽然经过处理，但本质仍是塑料，就避免不了老化问题。而反吊膜所使用的氟碳纤维膜，外表（双面）经过PVDF涂层及先进的UV光固化技术处理，可有效提高膜材料的耐持久性，增加反吊膜的使用年限，一般可使用15年以上。

2.安装难易程度

玻璃钢较为笨重，必须要吊装，但对于不好吊装的环境，工人施工起来难度更大。反吊膜相对较轻，仅仅部分钢架需要吊装，相对来说施工难度稍低。同时玻璃钢对钢结构的用量较大，对于污水池池体的作用力也比较大，这时就要考虑池体的承受能力。

3.计费方式

反吊膜和玻璃钢均需要定制，而玻璃钢加盖方式是面积越大，价格也正比例增加。反吊膜的主要材料为钢材与膜材，膜材随着面积增大而增加，钢材作为支撑骨架，用量较为固定，故整体反吊膜面积越大，平均造价越低。如果是大跨度池体加盖，选择反吊膜更划算。

4.造型设计

反吊膜是柔性材质，可随钢构设计进行张拉，固定和随动均可使用。玻璃钢是硬性材质，造型单一，一般只能做固定加盖。同时两者在美观度上也是差异很大的。

四、不同工艺设备密封形式的选用

1.不规则工艺设备

机械格栅、污泥干化机等位置需采用可视、可拆卸的透明密封形式，一般采用不锈钢/铝合金/碳钢骨架+钢化玻璃/亚克力等形式进行密封，可有效保证设备正常使用及满足检修工况。此类设备具有布置零散、结构不规则等特点，需按照实际情况进行定制相关密封材料。

2.密封工艺池体

考虑到工艺池体无需全方位观察及人员进入空间检修，在露天池体的位置选用玻璃钢密封或者反吊膜密封均可，池体可完全密封，密封高度可与池体顶部齐平，预留搅拌泵检修口、取样口等位置即可。此类池体具有单个面积较大，跨度较大，需进行专业的结构构建，且可能在此工艺段具有好氧曝气等工艺，需结合个方面因素考虑废气收集量等。

3.半密封工艺池体（需人员定时进入）

考虑到需要经常观察及人员进入的池体，这些池体需做一定的挑高围板及可供人员正常操作的内部空间，池体密封采用不锈钢/铝合金/碳钢骨架+钢化玻璃/亚克力等形式进行密封，可方便人员观察操作。此类工艺单体设备面积较初沉池等小，但存在浓度较高等问题。

4.其余零散空间的密封

在整体工艺段内存在部分零散设备，如废水沟、污泥脱水间、药剂间等，这类空间较为分散及一般密封性不会很好，在对此类区域进行收集抽风时需同时考虑对空间的密封及相关措施。

五、不同工艺及空间的收集气量及风速选定

1.风管内风速选定（m/s）

按照相关标准，结合实际工程经验，不同材质风管的风速取值如表4

2.风量选定

实际废气收集过程中，不同的工艺构筑物、池体等由于工艺的不同，需考虑不同的收集风量，废气收集总量计算方式参照表5。

其中：收集系统在过程中的渗入风量Q3=渗入风量的参考系数K×（需收集的隔间、构筑物的风量Q1+设备加罩或收集口的收集风量Q2）

其中：臭气处理设备的废气总量Q=需收集的隔间、构筑物的风量Q1+设备加罩或收集口的收集风量Q2+收集系统在过程中的渗入风量Q3

但是在实际情况中，需收集的隔间、构筑物可能由于种类不同及池体的露天面积不同导致的废气收集的空间产生变化，因根据实际的构筑物的参数进行实际计算。其中具体的风量的选定可参考以下要求：

（1）旋流（或其他形式）沉砂池、污水提升井等位置需根据水面面积进行计算，参考参数为10m³/㎡.H，并在原有设计计算方式上增加1-2次/h的换气次数。

（2）经密封的初沉池、二沉池、污泥池等位置可根据水面面积进行计算，参考参数为3m³/㎡.H，并在原有设计计算方式上增加1-2次/h的换气次数。

（3）在好氧曝气池位置，在考虑收集风量时需综合考虑曝气量，可按照原有计算风量的前提下增加110%曝气风量进行计算。

（4）在人员经常操作，或者无法做到全密封的设备位置，可按照手机空间8次/h或收集敞口位置0.6m/s风速的要求进行计算，结果可取较小值。

（5）在人员需定时进入操作或检修，且无法做到合理配风的空间，在具备收集系统的情况下，需增加强制通风系统，保证人员在进入该区域时的安全性。[1]

六、污水处理厂收集难点与对策

1.污水处理厂工艺设备废气收集的主要难点

（1）工艺设备较多，不同工艺设备采用的密封形式及材料都有差异；

（2）收集管道支路较多，需要通过流体模拟或其他技术手段计算、验证所采用的收集方式是否平衡及有效；

（3）在除正常污水工艺段外，可能具有其他的废气源，如污泥外送车辆装泥过程、外来污水车辆泵送环节等，存在废气外溢的情况，需综合全面的考虑。

（4）在废气合理有效收集的同时，需保证工艺操作正常，或者两者间需寻求平衡点。

2.难点的处理对策

（1）根据工艺需求及业主方实际要求进行材料选择，具有腐蚀性气体的位置选用膜材、玻璃钢、不锈钢等材质，在保证设备正常使用的前提下，尽量满足业主方的需求。

（2）在收集管路设计方面，采用风管水利计算模拟收集管道阻力的平衡，在空间收集方面使用CFD流体模拟软件模拟空间气体的逸散、收集情况等参数，保证收集前段的高效性。

（3）零散车辆进出厂区的废气逸散可采用进出厂区车辆清洗或移动式除臭喷剂救急的方式进行临时处理，保证车辆在结束过程后不会散发恶臭。

（4）在实际项目过程中，碰到的最难解决的就是人员操作便捷性和废气收集有效性的冲突，一般的解决方式是将需操作的空间做大空间整体密封，保证了操作最大程度不受限及废气逸散的控制。

七、结论与建议

综上所述，在整体项目收集系统的设计过程中，需要考虑的问题多而杂，且有些问题存在不同工艺间的冲突，解决这些问题不止需要在技术上进行深化，更需要项目现场实际案例经验的支撑，本文以项目实际经验论述了在池体加盖、管道收集、风量设计等方面进行了简要的论述，研究了不同收集空间收集形式的选用、材质的选择、收集总风量的计算方式；并建议在收集管道风量、管径设计合理性、收集空间收集有效性方面采用科学模拟的形式进行论证，在实际经验的基础上，提供科学依据的支撑。

在我国在各大会议上均明确需大力推动环境治理，保证发展同时需保护好后代的“青山绿水”，环保企业在污水厂废气治理上能做的是认真梳理废气治理存在问题，综合利用成熟废气工艺技术、发展新技术为核心，优化工艺，逐步建立完整的废气治理规范体系。以达到“保护资源、减少污染”的目标。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部，《城镇污水处理厂臭气处理技术规程》[Z]，CJJ/T 243-2016；2016-03-14，（5）.