摘要： 隨著我國國民經濟飛速發(fā)展和市政基礎設施建設全面展開，特別是污水處理廠等環(huán)保項目日益增多，其中有相當數(shù)量的污水處理廠的厭氧池、污泥濃縮池、生物絮凝池等建于居民區(qū)的周邊，污水池的環(huán)境、風貌及污水臭味等直接影響人們的生活和健康。

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　　污水處理廠,惡臭氣體污染一直是有關人員最頭痛的問題,治理辦法是有,可是大型池體(如污泥濃縮池、消化池)的氣體收集是最難最大的問題,大跨度、腐蝕,壽命,耐久度,等等,這種新結構據(jù)說是從國外引進的,上海市政設計院推薦該創(chuàng)新結構在江浙滬一帶已經應用于不少的工程!


 

　　一概述

　　隨著我國國民經濟飛速發(fā)展和市政基礎設施建設全面展開，特別是污水處理廠等環(huán)保項目日益增多，其中有相當數(shù)量的污水處理廠的厭氧池、污泥濃縮池、生物絮凝池等建于居民區(qū)的周邊，污水池的環(huán)境、風貌及污水臭味等直接影響人們的生活和健康。

　　為關愛人民，構建和諧社會，創(chuàng)建優(yōu)美的生活環(huán)境，許多城市已經要求將污水廠(站)的污水處理池加蓋，進行廢氣收集與治理。

　　污水池加蓋現(xiàn)行的方法有如下三種：

　　1.普通碳鋼骨架+陽光板

　　2.不銹鋼骨架+玻璃鋼板

　　3.膜結構+金屬骨架

　　上述1、2兩種結構形式的鋼支承部分不可避免地放在頂蓋內部，由于池頂加罩后使其內部腐蝕性氣體濃度成倍增加，在陽光輻射下溫度很高，內部的鋼結構極易腐蝕，一般壽命在3～5年，即在短時間內就面臨整個結構的二次建設。實踐證明即使是鋼構采用不銹鋼材質，在腐蝕性環(huán)境中耐久性仍得不到保證，而且成本非常高。而第3種膜體系成功解決了這個難題，充分發(fā)揮了材料自身的優(yōu)勢。


 

　　1.陽光板的老化和腐蝕問題

　　1.普通碳鋼骨架+陽光板

　　普通碳鋼骨架+陽光板

　　2.不銹鋼骨架+玻璃鋼板 防腐性能也很好,局限在于,當跨度大時候(4--8米),內置剛骨架的成本會相應提高,而且,它的最大跨度一般是不超過8米的.

　　3.膜結構+金屬骨架

　　膜結構也稱織物結構，它以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料，由內部空氣壓力支承膜面，或利用柔性鋼索和剛性支承結構使膜面產生一定的預力，從而形成具有一定剛度并能覆蓋大空間的新型空間結構體系。

　　膜結構一般可分為空氣支承膜結構(即充氣式膜結構)、張拉式膜結構及骨架支承式膜結構三種，它們具有不同的結構特點、建筑表現(xiàn)形式，適應不同的應用場所。鋼支承反吊氟碳纖膜結構是專門針對污水池加蓋開發(fā)的新型結構方式，選用了耐腐蝕的氟碳纖膜作為覆蓋材，并通過反吊的形式來適應污水池的腐蝕性環(huán)境。在國內新昌制藥廠，新和成股份有限公司，永寧制藥廠等污水站已率先使用了鋼支承反吊氟碳纖膜進行污水池加蓋，取得良好的效果。

　　鋼支承反吊氟碳纖膜結構的特點

　　1.耐久性

　　鋼支承反吊氟碳纖膜結構1999年成功應用于巴黎SEINNEAMONT污水池，該工廠有10個圓形貯水池(每個直徑55m)見下圖。國內與之相似的已經建成的,在上海竹園污水處理廠的污泥濃縮池,直徑是36米的跨度.

　　此工程選用法國FERRARI公司的膜材產品，在使用和安裝前采集了膜材的樣塊進行了徹底的分析并進行了10年的觀測，這些試驗肯定了氟碳纖膜完全適合廢水處理環(huán)境。生產商同時針對化學品對膜材的破壞老化影響進行了分析，試驗包括：(1)超常時間浸泡在含有NH3和H2S04的不同水溶液中。(2)在浸之前和之后檢測抗拉強度的變化，以評估面料的機械性能的變化。(3)抗水解作用：嚴格按照NFG37122。經過以上防腐試驗的驗證，能提供詳細的防腐耐久性報告，具有15年的品質保證。自1999年建造以來，使用效果良好。

　　鋼支承反吊氟碳纖膜結構的巧妙之處在于“反吊”，采用了抗腐蝕能力很強的氟碳纖膜把廢氣罩住，鋼結構在外側將氟碳纖膜懸吊。這樣既充分發(fā)揮了氟碳纖膜的抗腐蝕性能，又從根本上解決了鋼結構與腐蝕性氣體接觸帶來的腐蝕問題，因而鋼構件可以按普通建筑結構等級考慮，具有50年的使用壽命，充分發(fā)揮了鋼支承的結構性能，實現(xiàn)了結構骨架與覆蓋材性能的完美結合。

　　2.安全性

　　鋼支承反吊氟碳纖膜結構對荷載的抵抗能力更強，常見的結構荷載主要為自重，風載，雪載和地震作用。

　　(1)自重氟碳纖膜自重一般只有1kg/m2左右，屬于輕質高強的材料，對于大跨度的池體如沉淀池等尤為適合，從最大程度上減小了覆蓋材自重荷載的影響。另外陽光板和玻璃鋼板需要大量的檁條支承，而膜是通過預力張拉體現(xiàn)結構行為的材料，因此可以做到較大跨度而中間不需要任何支撐桿件，這樣鋼構件的自重也大為減小。

　　(2)風載氟碳纖膜的形狀多為圓錐體，而且由于氣體收集的要求整體都為封閉的，風會從曲線的膜面滑過，參照《建筑結構荷載規(guī)范》中的規(guī)定它的體形系數(shù)值在0.5~0.8，風洞試驗的數(shù)據(jù)則更小些，這樣從體型上削弱了風載對結構的影響。處于臺州地區(qū)的永寧制藥廠污水池采用了鋼支承反吊氟碳纖膜結構，經歷了今年最強的臺風“卡努”(最大風力17級)，結構完好無損，也充分體現(xiàn)了它的抗風優(yōu)勢。

　　(3)雪載氟碳纖膜結構是屬于張拉體系，必須形成比較大的負高斯雙曲面才能使預應力有效施加，因此膜面必須有大的高差，即能形成相對大的坡度。另外膜的表面十分光滑，使雪能很難堆積在膜面上，積雪系數(shù)可根據(jù)高差參照《建筑結構荷載規(guī)范》進行選取，也可有條件自行做滑雪試驗。

　　(4)地震作用由于膜自重很小，而且結構屬于柔性體系，自振周期長，根據(jù)公式地震慣性力I(t)=-m[?g(t)+?(t)]，可見當質量m較小，自振周期t較大時，地震作用很小，因此可以大幅度地減少地震作用的影響。

　　3.安裝快捷，檢修方便

　　(1)安裝快捷鋼支承和膜體的加工都在工廠進行，加工質量得到可靠保障。現(xiàn)場安裝時間短，減少了對場地的占用。尤其是舊池改造項目可采取結構整體吊裝，不影響池體內部的設備運轉。

　　(2)檢修方便由于工藝上的要求，需要定期對設備維修和檢查，可以通過在邊膜上預留門和通道的方式解決，參見巴黎污水池圖可知這種結構實現(xiàn)開門開窗十分便捷，可滿足任何工藝上的需求。

　　4.美觀性

　　(1)形式靈活多樣鋼支承反吊氟碳纖膜結構可根據(jù)場地條件的不同，設計與周圍環(huán)境相協(xié)調的外觀，充分顯示了柔性結構的特點。

　　(2)光學美感氟碳纖膜材料的透射率約為6%，在日照下結構內部具通透性和明亮度，能滿足內部設備檢修的需求，在夜間燈光照明時，光線透過膜材能達到特殊的建筑效果。

　　(3)自潔性氟碳纖膜的表面處理具有良好的自潔性能，限制了灰塵堆積，便于維護，其抗污染能力遠遠超過傳統(tǒng)覆蓋材，能使建筑保持清潔的外觀。

　　(4)造型美觀鋼結構骨架粗獷壯觀，充滿陽剛的力感美，而氟碳纖膜則外觀優(yōu)雅，顯得輕盈而飄逸，充滿陰柔的曲線美，可謂剛柔并濟，相得益彰。在平淡的廠區(qū)必將形成一道亮麗的風景線，成為工廠具標志性的建筑，使其充滿工業(yè)現(xiàn)代化的氣息。

　　5.經濟性

　　經濟性分析以15年作為一個計算周期，對三種污水池加蓋系統(tǒng)進行比較，現(xiàn)列表如下：

　　由上表可見，作為短期投入(5年)經濟性考慮，普通碳鋼+陽光板的結構形式是相對經濟的，但從長期投入(15年)經濟性考慮，普通碳鋼(反吊)+氟碳纖膜的結構形式的經濟性遠遠超出其它兩種結構，而且二次更換只需要更換氟碳纖膜部分，而其它兩種結構需要整體更換。廢氣治理作為一個長期行為，從深遠的意義上講鋼結構反吊氟碳纖膜結構應是首選。

　　綜上所述，氣體治理領域在我國還是一個較新的課題，歐洲的發(fā)展已趨成熟，在污水池加蓋工程中鋼支承反吊氟碳纖膜結構得到廣泛地應用。在我國傳統(tǒng)的污水池加蓋方式由于防腐蝕性能的缺陷已經制約了氣體收集治理的發(fā)展，而耐腐蝕、輕質高強、造型多樣和透光性能良好的膜結構頂蓋通過工程實踐效果理想，值得進行擴大推廣。

　　前面的第一張和這最后面一張是寧波江東南污水處理工程,于今年11月建成.設計公司原設計是用陽光板加蓋的,估計是綜合性價比沒有鋼支承反吊氟碳纖膜結構好，業(yè)主該采用了澤蕓公司的鋼支撐反吊氟碳纖膜結構，充分說明它的優(yōu)越性。