城镇污水处理厂生物除臭工程设计要点及实例

第4期（总第186期）中阖彳成*我No.4(SerialNo.186)2016年8月CHINAMUNICIPALENGINEERINGAug.2016DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2016.04.024城镇污水处理厂生物除臭工程设计要点及实例李林，魏忠庆(福州城建设计研究院有限公司，福建福州350001)摘要：城镇污水处理厂生物除臭是通过对污水处理厂产生臭气部位进行加盖密封、臭气收集，并对收集臭气进行生物处理的方法。重点介绍构筑物加盖、风量计算、风管布置、除臭设备选择等城镇污水处理厂生物除臭工程设计的要点。以福建祥坂污水厂生物除臭工程为例，介绍其除臭设施及使用效果。关键词：污水处理厂；生物滤池；加盖除臭；风量计算；风管布置中图分类号：X505文献标志码：A文章编号：1004-4655(2016)04-0076-04污水处理厂除臭工程执行GB14554—1993《恶臭污染物排放标准》、GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》、TJ36—1979《工业企业设计卫生标准》和GB3095—2012《环境空气质量标准》，除臭工程的标准应根据工程特点及环评要求执行。污水处理厂生产构筑物基本可划分为预处理、生化处理和泥处理等三部分，其中泥处理部分的臭气浓度最高，气味值一般为200~400;预处理部分的臭气浓度略低，气味值一般为45~85;生化处理部分的臭气浓度最低[1_2]。因此，污水处理厂除臭范围需包括泥处理和预处理构筑物，而生化处理构筑物加盖与否根据环评要求执行。1构筑物加盖形式选择要点污水处理厂在新建之初除臭时，构筑物多采用混凝土加盖。对已建的污水处理厂除臭，考虑其荷载，一般采用轻型骨架覆面结构和钢支撑反吊膜结构，其中大跨度（1〇m以上）池体推荐采用钢支撑反吊膜结构，小跨度（8m以内）池体采用轻型骨架覆面结构较为经济。小跨度池体加盖材料主要有钢化玻璃、阳光板、PC耐力板、玻璃钢等。它们的性能及加盖造价比较见表1〇收稿日期：2016-02-26第一作者简介：李林（1982—），女，高级工程师，硕士，主要从事污水处理。表1轻型骨架覆面材料性能比较比较内容钢化玻璃阳光板PC耐力板玻璃钢使用寿命/a505~810-1515透明度最高一般髙外表涂色，不透明抗冲击力强，破损碎片无尖锐棱角弱最强弱抗紫外线及抗老化性强弱加UV涂层后才抗老也一^般，老化后会粉化加盖造价同等强度下的重量比耐力板、玻璃钢等重，支撑龙骨的造价会略髙造价最便宜造价一般，为避免支撑骨架焊接造成耐腐蚀薄弱点，适用的池体跨度矣5m造价一般，针对跨度在8m以内的池体，可通过弧形结构实现无钢支撑结构的密封，造价比钢化玻璃密封罩约低15%以上几种小跨度池体〕加盖材料中，应用最广泛的为玻璃钢，其次为耐力板和钢化玻璃。2风管布置要点及管径、管材选择2.1风管布置要点风管走向应流畅，上下游收集点尽可能按各单体除臭风量从小到大次序设置，除臭设备靠近除臭风量最大的构筑物，以降低风管投资，节约能耗；风管布置应力求整齐、美观，应避开检修孔口、吊车设备行走和起吊空间，不妨碍检修；通风系统各并联管段间的压力损失差额15%，否则将造成实际抽气量与设计量的偏离，影响处理效果。2.2风管管径风管管径根据除臭风量及风速确定。常规除臭风量按“密封空间x换气次数”计算，有曝气的76中威*飪李林，魏忠庆：城镇污水处理厂生物除臭工程设计要点及实例2016年第4期构筑物需另加1.1倍的曝气量；设备加盖的“密封空间”按加盖空间的一半考虑。各构（建）筑物除臭风量即为臭气收集支管的计算风量。风管次干管为支管的汇合管，其风量等于汇合支管风量之和，而主干管又为次干管、支管的汇合管，其风量等于汇合次干管、支管风量之和。臭气收集风管风速支管按4~6m/s计取，次、主干管分别按6~10m/s和8~15m/s计取。2.3风管管材目前较适宜污水处理厂除臭风管管材主要有不镑钢管和无机玻璃钢管。无机玻璃钢管价格低廉,使用寿命5~10a，不锈钢管无老化问题，使用寿命30a,但价格较贵。2种管材可按条件选取。3生物除臭设备选择目前污水处理厂的生物除臭技术主要有4种：土壤法、生物滤池法、生物滴滤池法及生物洗涤池法。它们的性能、投资及运行成本比较见表2。表2几种生物除臭技术的比较比较内容土壤法生物滤池法生物滴滤池法生物洗涤池法适用污染物浓度[3]/g•m_3较低，0.5一般，0.5~1.0较低，0.5高，1~5除臭载体载体[4](填料）以土壤层作为生物滤康的载咸树皮、木屑、泥炭等有机填料和火山岩等无机填料结合惰性无机填料，目前产品质量参差不齐含有悬浮污泥的混合液使用寿命短，—■般3~4翻新5~10更换更换周期5以上寿命长，但需防止污泥膨胀风阻/kPa•m_1很大，为5较大，为3很小，为0.5—菌种挂膜难易程度很容易较容易较难培养驯化周期Zd较长，约需26较长，约需26出厂时已驯化出厂时已驯化运行成本所需风机风压/Pa3000~40002000~3000^1500—补充营养液费用每1000m3需补充清水30kg,费用一般需补充水量非常小，且可用污水补充，还可循环使用，故费用极小需补充营养液，可循环使用，费用比生物滤池略髙需补充营养液，费用较高用地投资用地较多，为滤池法的4~6倍较省省最省投资较便宜适中适中高景观效果环境友好，可同周土景观结合设备突出地面，景观效果差根据以上比较，现阶段生物滤池较适宜于我国城镇污水处理厂除臭，尤其是南方污水处理厂除臭；而土壤法适用于用地条件宽松、景观整体协调性要求较高的地方。4工程应用实例——福州市祥坂污水厂除臭工程祥坂污水处理厂污水处理规模为8.0万m3/d,厂内散发的臭气对其西侧和北侧高档住宅区造成影响，因此，亟待解决其臭气污染问题。4.1除臭范围、处理目标该工程除臭范围为粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、污泥浓缩池及储泥池、污泥脱水机房及污泥堆棚；A/0生化池、配水井及污泥回流泵房的除臭近期预留、远期建设。臭气处理执行GB14554—1993《恶臭污染物排放标准》中二级新改扩建标准及GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中厂界（防护带边缘）废气排放最高允许浓度二级标准。4.2除臭加盖2座曝气沉砂池平面加盖尺寸分别为13.3mX6.1m和15.3mx8.7m,跨度&10m,采用碳钢支撑反吊氟碳纤维膜加盖，其他构筑物和格栅机、脱水机等设备加盖跨度均8m，采用不镑钢+轻质覆面材料加盖，由于福州台风时发，为应对台风导致的重物跌落撞击，该工程选用耐力板覆面材料。脱水机房和污泥堆棚等建筑物门窗采用密封条密封，堆棚大门因泥车进出频繁，采用电动卷帘门。4.3风量计算及除臭规模该工程除臭风量按以下3种公式计算：①除臭风量=加盖空间x换气次数+1.1x曝气量，如曝气沉砂池；②除臭风量=(加盖空间+池内液上空间）x换气次数，如进水泵房、浓缩池等；③除臭风量=0.5x设备加盖空间x换气次数，如格栅机和脱水机。换气次数取1~7次/h，其中进人空间和泥处理构筑物换气次数适当取最大值。该工程近期除臭风量计算见表3。确定除臭规模时，在以上除臭风量的基础上计入10%左右的漏人风量，该工程近期除臭设计规模为20000m3/h。4.4风管布置及风管管径、管材为节省风管投资，除臭设备布置在靠近污泥浓缩池、污泥脱水机房的一侧，风管干管沿粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、污泥浓缩池、脱77肀68彳威*我李林，魏忠庆：城镇污水处理厂生物除臭工程设计要点及实例2016年第4期表3祥坂污水处理厂近期除臭风量计算表建构筑物容积/m3换气次数/次•h-1计算公式臭气量/m3•1T1粗格栅及粗格栅4550.5x容积x换气織113进水泵房进水泵房8593容积x换气次数2577一期细格栅及曝气沉砂池细格栅5050.5x容积x换气次数125曝气沉下部1.1x曝气量642砂池上部2883容积X换气次数864二期细格细格栅8.450.5x容积x换气次数21栅及曝气沉砂池曝气沉砂池下部1.1x曝气量145上部1873容积X换气次数561污泥浓缩池及储泥池9305容积X换气次数4650一、二期脱水机密封房42070.5x容积x换气次数1470一期污泥脱水机房15652容积X换气3130二期污泥脱水机房9882次数1976污泥堆棚5165容积X换气次数2580总计18854水机房等布置至除臭设备处，整个流程顺畅。另外,风管干管布置在曝气沉砂池走道下方和脱水机房屋顶，布置空间隐蔽，不影响交通和厂区景观。考虑该工程紧邻高档住宅，风管管材采用使用寿命长的不镑钢风管。风管布置平面见图1。根据风管敷设路径及除臭风量计算各节点的风量，按照控制风速选择管径后，计算管路压损。该工程风管管径及压损计算见表4。该工程风管布置主要有2个并联的管路，其中一路为进水泵房至节点8,另一路为一期浓缩池至节点8,2条线路压损分别为440.81Pa和436.03Pa,差额矣15%，可保证臭气均匀收集。全管路压损为597.61Pa。表4近期除臭风管主管路压损计算表序号管段风量风速管径摩擦压损局部压损管路压损L!m3*h_1i憤式nm•s_1D!mmHJPaPaHn+Hia/Pa(1)连接管13455.293006.4424.8931.33(2)连接管13455.29300(3)1〜22690(D+(2)5.9540013.3914.6928.08(4)连接管1254.42100(5)2~32815(3)+(4)6.224003.362.335.69(6)连接管7536.66200(7)3~43568(6)+(7)7.8940028.165.9934.15(8)连接管212.975031.202.0733.27(9)连接管3533.12200(10)A~B374(8)+(9)3.312004.541.055.59(11)连接管3533.12200(12)B〜4727(10)+(11)6.4320042,1511.4453,59(13)4~54295(7)+(12)9.4940011.5526.5938.13(14)连接管7536.66200(15)5~65048(13)+(14)7.1450030.5316.5847.10(16)连接管1932.57.59300(17)6~76980.5(15)+(16)9.8850010,9231.7042.62(18)连接管1932.57.59300(19)7~88913(17)+(18)12.61500156.2857.43213.70(20)连接管581.255.1420014.7210.9725.69(21)连接管581.255.14200(22)C~D1162.5(20)+(21)6.582504.4415.6320.07(23)连接管581.255.14200(24)D~E1743.75(22)+(23)9.8725037.6035.1772.77(25)连接管581.255.14200(26)E~F2325(24)+(25)9.1430030.5434.6865.22(27)连接管25805.70400(28)F~G4905(26)+(27)6.9450026.2526.0952.34(29)连接管1355.55.33300(30)G~H6260.5(28)+(29)8.865009.1928.3337.52(31)连接管1355.55.33300(32)H~K7616(30)+(31)10.7750038.8841.9380.81(33)连接管23259.14300(34)K~89941(32)+(33)14.0650010.1871.4481.62(35)8~918854(19)+(34)10.4280045.1578.42123.57(36)9〜风机18854(35)10.428007.7425.4933.234.5除臭设备及风机除臭设备采用生物滤池设备1组，设备尺寸14mx7mx2_4m(//)，最大处理能力为26000m3/h,填料采用天然植物骸体或火山岩为主的多种级配的有