反吊膜加盖技术在在石化污水处理恶臭气体治理上的应用

史雪冬（中海油惠州石化有限公司，广东 惠州516086）

污水处理厂（场）的恶臭气体污染治理首先是恶臭气体收集，但大部分已建成的污水池在设计时未考虑池体加盖密封、或设计时采用普通钢骨架+玻璃钢等其他方式加盖，其大跨度、耐腐蚀及安装施工的可操作性均是常规加盖的难题。钢支撑反吊膜结构采用了抗腐蚀很强的氟碳纤维膜将臭气罩住，钢结构在膜外将膜悬吊，这样既发挥了膜材的抗腐蚀能力，从根本上解决了钢结构与腐蚀气体接触所带来的腐蚀问题，又在安全性、可靠性和美观性上得以很好的提升，延长了整体使用寿命。

1 污水池加盖现状

中海油惠州石化有限公司污水处理场（I）建成初期一级生化池、二级生化池、RBF池以及污泥浓缩池均为敞开式，由于炼油污水会产生大量的二氧化碳、二氧化硫、二硫化碳、甲硫醇、甲硫醚、硫化氢、氨及氨系物等有毒有害物质和气体，严重影响现场及附近石化区工作人员和居民的生活工作环境。这些敞口的污水池在2010年全部采用玻璃钢密封，并将密封罩内部的废臭气进行净化处理达标排放。由于玻璃钢盖板密封性能较差，且支撑玻璃钢的钢结构置于密封罩内侧，虽然钢结构采用了较为严密的防腐措施，但两年后仍然锈蚀非常严重，存在较大的结构安全隐患。经过多次技术优化，决定采用钢支撑反吊膜作为密封，并根据污水处理工艺要求及巡检、检修的需要，采用了固定式加盖反吊式密封罩、随动式密封罩、整体开启式密封罩等多项新技术。

2 膜材概述

反吊膜加盖技术的关键就在膜材，其基材为高张力聚酯纤维材料，膜材依靠它承受拉力。膜结构所用的膜材由基布和涂层组成。基布采用聚酯纤维，涂层材料主要是聚氯乙烯。

膜材的抗拉强度很好，一般膜材50mm 宽窄条的抗拉力为4000-8000N，高强度低纱聚酯丝除具备抗拉强度高、曲挠性好、轻薄韧等特点外，还具有抗撕裂、抗剥离、耐折、耐磨、耐油、无毒卫生、气密性好等特点。某些专用膜材在PVDF 涂层上添加了特殊的改性助剂，既提高了膜材的自洁性又可直接焊接，同时改性助剂与PVC层内添加剂协同作用，使PVDF与PVC涂层的结合更加牢固，不易剥离，不再需要涂覆底料层。这类专用膜材运用先进的UV 光固化处理技术，提高了有机涂层的户外耐久性，UV吸收剂还起到外用光滤剂的作用，可阻止有害日光辐射进入涂层基材，有效提升了有机材料耐老化性能，在高低温下均能保持稳定的物理性能，具备酸碱条件下的化学稳定性，大大提升了材料在强腐蚀、强酸碱、盐雾等恶劣条件下的使用寿命。

3 废臭气体加盖要求

目前，污水池加盖现行的方法主要有三种：

（1）池体的跨度比较大，有十米以上，以至几十米，甚至上百米的跨度。

（2）密封效果要好，对盖体与除臭管道连接部位的密封要求高。

（3）加盖后不能影响环保设备运行，人员巡检的环境，甚至要好于加盖前状态。

（4）加盖体积要尽量小，以减少后续废臭气净化处理的工作量。

（5）结构造型、抽气管道布置一定要有效、避免废臭气特别是可燃性气体的积聚。

（6）一定要充分考虑内部设备大修的便利性。

（7）施工的可行性、便利性。

（8）施工时尽量不要影响污水处理设备的运行。

（9）一定要充分考虑加盖后密封罩内部环境的变化。

（10）一些防爆区比如石化行业中心必须避免现场焊等动火作业。

4 施工要点

4.1 RBF池膜结构加盖

生物曝气池（RBF 池）长95.5m，宽16.9m，池体顶面距地面高3.9m，共分为28个曝气单元。原来采用平板式玻璃钢盖板密封，由于玻璃钢变形翘曲以及热胀冷缩的影响，接缝处出现很多缝隙，再则由于曝气时压力很大，大量的硫化氢等有毒气体从缝隙处冒出。另外，需要清池检修时揭开和恢复这些盖板也非常麻烦，损耗很大，浪费大量的人力物力。

改造时，与曝气单元相对应，总共分为28 个可拆卸式密封单元，每个密封单元相互独立密封。单个密封单元平面尺寸为6.6m×6.1m，立面高0.97m，用于原有工艺管道与密封体连接，原有工艺管道与膜结构采用“膜裤管”抱箍的密封连接方式。立面与池顶面采用后浇混凝土密封。每个密封单元在顶面膜靠走道侧设置了一个0.8m×0.8m的揭盖式检修观察窗。顶面膜与立面膜采用装配式连接，在4个角部设置插管+法兰连接节点，横梁处采用防腐橡胶直接压接的密封方式。在密封单元的顶部帽口处设置抽风管道，与抽风主管采用法兰连接，并在与主管连接处设置阀门，以便于密封单元的拆卸。

4.2 生化池和生化池膜结构加盖

一级生化池分为8个密封单元。一级生化池的密封单元宽度均为11.325m，长度分为22.25m、21.61m、12.55m 及13.05m 四种类型，每种类型均有2个单元。二级生化池分为20个密封单元。二级生化池的密封单元宽度均为7.85m，长度分为12.4m、12.1m、18.95m 及19.3m 四种类型，每种类型均有4 个单元。由于池体跨度较大，原有玻璃钢盖板密封罩采用钢结构支撑，且钢结构置于玻璃钢密封罩内侧，由于密封后内部充满大量腐蚀性很强的气体，且内部湿度很大，建成五年后，钢结构锈蚀非常严重，存在很大的安全隐患，另外无法便捷地在加盖后观察内部运行情况及维修内部设备。

改造时，一级生化池支撑构件采用拱形桁架，其中22.25m及21.61m 两种类型密封单元设置3 榀拱形桁架，12.55m 及13.05m两种类型密封单元设置2榀单管拱。拱形桁架下弦设置压膜板节点，与膜材采用挂耳连接，铝压板及螺栓全部在膜密封体外侧，便于安装及防止腐蚀。在每榀拱形桁架的支座处及每个密封单元的4个角部设置预埋件。在每个密封单元的周圈设置单管横梁，固定膜后采用后浇混凝土的方式与下部池体密封。根据需要，可以在周圈设置揭盖式检修观察窗。水处理工艺管道及抽风管道采用“膜裤管”抱箍的密封连接方式。

4.3 污泥浓缩池膜结构加盖

污泥浓缩池为内径12米直径的圆形池体，设置有全桥周边传动刮泥机，共2座。原有玻璃钢密封罩将刮泥机桥架设备密封在内部腐蚀性强、湿度大的环境中，桥架及减速机、电刷等机电设备易受腐蚀，出现故障频次高，且密封后内部可燃性气体浓度高，也存在燃爆的隐患，另外走道板也密封在内侧，维修人员必须进入内部，存在较大安全隐患。

改造时，随动式污水池加盖膜密封罩由钢外环、钢内环、不锈钢拉索形成刚性支撑体系，在不锈钢拉索上铺设环保专用膜材，膜材外圈高，内圈低。外圈钢桁架高1.5m，设置有8扇检修观察窗，底部均匀设置6套行走轮，其中3套为主动轮，3套从动轮。相应配置3台SEW减速机，其中2用1备，通过PLC自动控制，当任何一台减速机出现故障时，可以自动启动备用减速机，切断故障减速机的电源，从而确保任何情况不会影响刮泥机系统的运行。外圈钢桁架内侧固定环保专用膜材，下端有密封垂帘。内圈的空隙作为补风口，在外圈膜顶部均匀设置6个抽风口，抽风管由刮泥机桥架引至圆心处，再通过风管桥架引至除臭设备。

上述结构改造完成之后效果明显，现场环境得到极大改善，钢支撑反吊膜结构使用多年仍然完好，废气治理效果显著。

5 结语

大量应用实力实例证明，这种加盖方式既发挥了膜材（氟碳纤维膜）的抗腐蚀性能，又从根本上解决了钢结构的腐蚀问题，实现了结构骨架与覆盖材料的完美结合。随着经济社会的不断发展和生活水平的不断提高以及执行恶臭污染物排放标准的日趋严格，加强对恶臭的检测和治理是今后污水处理厂（场）建设和发展的必然要求。所以在石化污水处理场混凝土构筑物采用钢支撑反吊膜加盖形式不仅有效的保证除臭系统恶臭气体的收集，同时又实现了现代化石化污水处理场运行的功能和艺术美观的密切结合。钢支撑反调膜结构优势明显，在石化污水及其他行业污水处理臭气治理方面应用越来越广，可以大范围推广。