反吊膜技术在污水处理厂景观加盖和除臭加盖的应用

林慧，杜浩强，卢扬

（北控中科成环保集团有限公司，四川610091）

污水处理厂选址时一般考虑远离居住区的地方，但随着城镇化进程的快速推进，原来偏僻的区域可能变为繁华区域，污水厂的风貌与周围环境不协调，污水厂产生的臭气对大气环境造成污染。随着人们对环境质量的要求越来越高，对老污水处理厂进行风貌提升和除臭是必要的[1，2]。

宜宾某污水处理厂建设较早，在2007年5月建成调试运行，当时建设未考虑除臭，导致臭气四溢，占地面积最大的生化池为敞开式，池内污水成黄褐色，感觉较差，为提高污水厂景观效果和环境质量，需对现有生化池进行景观加盖及除臭。

1 景观加盖和除臭加盖设计原则

1.1 轻质

现有生化池采用剪力墙结构设计，墙体厚度不大，对集中荷载敏感，池体抗裂缝要求高，对现有池体加盖需选用轻质材料，尽可能减轻池盖自重，减少对下部池体结构的受力影响。

1.2 耐腐蚀

由于池体加盖后内部气体浓度成倍增加，且在阳光辐射下内部气体温度很高，热量难以散发，整个废气收集罩内会形成潮湿和高腐蚀环境，因此加盖材料需具有较好耐腐蚀性能。

1.3 便于池内设备检修

生化池有水下运行设备，如潜水搅拌器、潜水泵、曝气盘等，这些机械设备均需管理人员定期进行维护和检修，对池面进行加盖势必对设备检修带来不便，好的加盖设计可将带来的不便降至最低。

2 生化池景观加盖方案比选

现状生化池为钢筋混凝土结构，筏板基础，构筑物总尺寸为L×B×H=89.65×61.3×6.6m，地面以上高度4.10m，根据池体特点，选择了4种方案进行比选。

2.1 钢支撑反吊膜

膜结构的重量只有传统建筑材料的三十分之一，且可从根本上克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现时所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡的可视空间。

考虑人的通行和检修，在现有生化池顶安装2.5m高不锈钢立柱，在立柱上张拉反吊膜。反吊膜本身具有优美曲面造型，也可在拉锁上种植攀爬类植物或选用不同颜色的反吊膜，提升景观效果。反吊膜加盖对原结构安全几乎没有影响，具有施工时不影响池体运行、施工周期短、难度低等优点。

2.2 钢筋混凝土种植屋面

考虑人的通行以及检修，在现有生化池顶上做4m高的钢筋混凝土框架，屋面为钢筋混凝土种植屋面，钢筋混凝土框架柱下端锚固于水池底板，框架结构总高度10.60m（池深6.60m+池顶以上4.0m），须在框架柱中部加设框架梁将框架结构分为两层。钢筋混凝土框架结构荷载较大，上部荷载直接传到水池底板，须对框架柱处一定范围内的底板进行加固改造。

这种加盖形式可在屋面敷设300~500mm厚种植土，然后种植植物对屋面进行绿化，整体景观效果好，但对原结构安全影响较大，施工时需要放空水池并清扫干净才能进行施工作业，施工期间改造区域需停产，施工周期长、难度大、工程造价高。

2.3 钢膜混凝土屋面

考虑人的通行以及检修，在现有生化池池顶上做4m高的轻型钢结构，屋面为钢膜混凝土屋面，钢框架柱下端锚固于水池池壁顶部，钢结构高度4.0m。轻钢框架结构自重较轻，上部荷载直接传到水池顶部，但受风荷载和地震荷载影响，会对水池产生较大影响。

这种加盖形式屋面可铺设人造草坪，景观效果一般，对原结构安全有一定影响，施工时须对池壁顶端进行一定加固改造，施工时对生产有一定影响，施工周较短、难度一般，工程造价相对较低。

2.4 钢网架结构

采用大跨度钢网架结构，在水池外设钢筋混凝土框架柱，采用钢筋混凝土条形基础，结构总高度11.60m（池深6.60m+池顶以上5.0m），采用单跨网架结构，跨度为水池短方向61.3m，结构完全独立，荷载直接传至基础，不影响水池结构。

屋面采用双层夹心彩钢板屋面，屋面可铺设人造草坪，景观效果一般。但对原结构安全影响最小，施工对生产基本无影响，但需要专业厂家生产和安装，施工质量要求较高，工程造价高。

2.5 四种加盖方案性能比较（见表1）

表1 四种景观加盖方案特点比较表

从表1可以看出：反吊膜景观加盖具有造价低、对原池结构影响小、不影响生产、施工周期短及造价低等优点，但景观效果比钢筋混凝屋面形式差。因钢筋混凝屋面可覆土后种植物，景观效果最好，为当地政府最开始意向方案。为提高反吊膜加盖的景观效果，共设计了白色、草绿色和迷彩三种反吊膜效果图进行比选，因迷彩反吊膜具有与周围环境融合较好且耐脏的优点，确定现状生化池采用迷彩反吊膜进行景观加盖。

3 生化池除臭加盖方案比选

生化池反吊膜景观加盖设置有2.5m高不锈钢立柱，若兼顾除臭用，封闭空间大，不经济。为满足生化池选择区、厌氧区和缺氧区除臭要求，需另做除臭密封便于臭气的收集和负压输送。敞开构筑物经加盖密封后，正常情况下盖内气体呈负压状态，只有空气补充进入，而臭气无法外溢。臭气及时抽送可防止有毒、腐蚀或爆炸性气体的聚集。臭气处理工艺中，在保证操作人员健康和安全的前提下，尽量避免臭气的扩散和稀释，最大限度地减少抽风量和脱臭风量负荷，以增加后续处理效率，降低运行费用。

新建污水处理厂除臭一般优先采用钢筋混凝土盖板，即对有除臭要求的池体设计有混凝土盖板，预留检修孔和风管孔洞，对于检修孔一般采用热浸锌花纹钢盖板，对格栅、脱水机等产生臭气且经常需要维修的设备，一般采用阳光板+不锈钢骨架进行密封除臭。

对现有池体进行密封除臭的加盖形式常有热浸锌花纹钢盖板、阳光板+不锈钢骨架和钢支撑反吊膜。

3.1 热浸锌花纹钢盖板

热浸锌花纹钢盖板作为除臭密封材料，具有如下优点：具有钢格板的抗剪强度，可承受人员在其上停留或行走，可揭盖维护池下设备。但对于宽度较大的池体，热浸锌花纹钢盖板重量大，很难揭开，而切割成小块不利于臭气收集，故一般适用于池体宽度不超过2m的池体除臭密封。

3.2 阳光板+不锈钢骨架

阳光板+不锈钢骨架可作为池体宽度不超过18m的除臭密封材料，具有如下优点：不锈钢骨架和耐力板耐腐蚀性好，经久耐用；该密封罩维护简便；可根据现场情况选择相协调的颜色；耐力板具有一定的透明度，方便观察设备及工艺运行。

3.3 钢支撑反吊膜

钢支撑反吊膜适用于大型池体的除臭密封，具有以下优点：可通过在边膜上留有检修人孔或预留门和通道的方式方便取样、设备维修和检查；当设备进行大修时，可把最靠边端的膜连接螺栓拧下，把设备整体取出进行维修，维修完毕后放入池中，再将膜安装好。

反吊膜密封除臭的缺点是封闭空间体积比前两种方案大，导致除臭风量大，运行费用会略高。

3.4 三种加盖方案比较（见表2和表3）

表2 三种加盖方案封闭空间体积比较表

表3 三种加盖方案特点比较表

现有生化池选择区尺寸为6.7m×5.5m，厌氧区尺寸为15m×5.5m，缺氧区尺寸为22m×13.5m，热浸锌花纹钢盖板虽具有使用年限长、造价低的优点，但由于现有池体跨度大，不适用；阳光板+不锈钢骨架虽然具有使用寿命短的缺点，但具有密封后除臭空间小的优点，在新建项目中应用较多；因现有生化池缺氧区跨度大，不适用阳光板+不锈钢骨架形式，故宜宾某污水厂生化池除臭密封采用安装方便、便于设备检修的反吊膜。

4 结语

1）采用钢支撑反吊膜对现有大跨度池体进行景观加盖，具有对原结构影响小、不影响生产、建设快、造价低的优点，可推广。

2）反吊膜结构其本身具有优美造型，且有白色、草绿色和迷彩等多种颜色可选，宜宾某污水处理厂生化池采用迷彩反吊膜进行景观加盖，取得较好景观效果[4]。

3）反吊膜除臭密封虽然具有除臭空间大的缺点，但对现有大跨度池体进行密封除臭，在热浸锌花纹钢盖板和阳光板+不锈钢骨架不适用的情况下，可采用反吊膜除臭密封[5]。