城镇污水处理厂格栅间及进水泵房、调节池、厌氧池、曝气沉砂池和脱水机房等构筑物中的污水,或长期处于厌氧状态,或由于污染物浓度大而不以污染物降解为目的的工艺单元曝气不充分,散发出极强的恶臭气味。而随着城市化进程推进,最初建于城市郊区的污水处理厂,其周围也逐渐出现住宅和商业区。为了改善环境大气质量,《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB189182002)中规定了从2006年1月1日起所有已建和新改扩建污水厂防护带边缘废气排放的最高允许浓度,污水厂须配套建设除臭工程。目前几乎所有已建和在建的除臭工程都采用了分散收集后集中处理办法。而恶臭气体的收集系统设计过程涉及给排水、暖通和环境三个专业的知识,初涉除臭领域的设计人员往往颇感棘手,笔者综合3年来从事除臭系统设计工作的经验,撰此文以供同行指点、探讨。
1废气收集方式
分散收集做法的本质是对含有恶臭气体的空间进行通风换气,以新鲜空气稀释恶臭气体,降低空间内的恶臭物质浓度并维持气压平衡的同时,将恶臭物质带入通风管路。依据对空间进行通风换气的范围不同,可将废气收集方式分为全面通风和局部通风。
1.1全面通风
全面通风是指对含恶臭气体的整个空问进行通风换气,适用于设备数量很少且无需经常性巡视或操作的面污染源。对于调节池、厌氧池以及某些地下水池而言,恶臭气体从整个水面均匀散发出来,须预先对其加罩密闭,然后在罩上设置一定数量的吸风口、观察窗、检修孔和补气孔,以便吸走臭气、巡视、检修和自然补气维持罩内气压平衡。全面通风的优点是对恶臭气体扩散的控制效果好,达到同样控制效果所需废气流量远小于局部通风,但也存在进出密闭罩不够方便的缺点。
1.2局部通风
局部通风是指对含恶臭气体空间的某个局部进行换气,适用于点污染源和线污染源在格栅间和进水泵房、脱水机房,恶臭主要从格栅和进水渠、污泥脱水机散发出来,而格栅和脱水机均需要经常性检视和操作,架设密闭罩显然不方便。而格栅间和脱水机房通常空间较大,在房间墙壁上安装吸风口来通风的做法,所需废气量大不说,控制恶臭扩散的效果也往往不理想。可在格栅和脱水机的上方分别架设伞形集气罩,通过伞形罩对气流的诱导控制作用防止恶臭扩散。
对于曝气沉砂池,从平面特征来看属于面污染源。但是由于池面上有刮泥机往复运动,且需经常性检视操作,因此也不适于架设密闭罩。可采用槽边式外部集气罩,沿池长方向在水面附近双侧布设一定数量吸风口,通过风力诱导作用防止恶臭扩散。
2废气量计算
2.1按换气次数计算
适用于全面通风方式,通常,对于无人进出的空间换气次数取1~2次/小时,对于偶然有人进出的空间换气次数取2~4次/小时,在偶发情况下,有人进入空间对设备进行维护检修时,应使用备用的轴流风机,按照10~12次/小时的气量对空间进行换气,轴流风机排出的废气可不经过除臭设备直接排空。对于某些往污水中鼓气的工艺单元,如空气搅拌的调节池,废气量还需要加上鼓气量。
2.2补气口面积计算及定位原则
对于架设密闭罩的全面通风方式,补气口面积取值适当既可以防止恶臭气体外泄又不
至于过分增加通风系统阻力,可按如下经验公式计算。
式中
A一补气口面积
Q废气量,m3/s
△P密闭罩内外压差,建议20~30Pa
补气口位置应远离吸气口,以使抽吸气流能够最大限度地诱导恶臭气体为原则。如吸
气口位于密闭罩的左上方,则补气口应置于密闭罩的右下方。
2.3按控制流速计算
对于采用上部集气罩或者槽边集气罩的局部通风方式废气流量取决于控制断面的流速对于上部集气罩,废气流量计算公式如下。
Q=kLHVx
式中
L一罩口敞开面的周长,m;
F罩口至污染源的距离,m;
Vx敞开断面处流速,取025m/s;
k考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数,常取14
对于槽边集气罩,废气流量计算公式如下:
式中
L—槽长,m;
B槽宽,m;
Vx控制风速,取0.25m/s
污水处理站除臭通风管路设计
31材质选择
污水处理厂悉臭气体通常湿度较大且有腐蚀性,供暖通风工程中常用的钢板、木板在此处不再适合。实际工程中最多采用的是玻璃钢风管,其具有强度高、抗腐蚀、耐老化密度小,制作安装方便的特点。对于距离较短、管径较小且室内使用的情况,也可采用塑料管。
3.2管径设计
管径设计应兼顾技术和经济两个方面,在不会产生过大沿程阻力的前提下,尽量选择小的管径。一般工业通风管道内的风速干管取6~14ms,支管取2~8ms2,对于同样的流速,管径大时沿程阻力要比管径小时小,因干管流量较大,故可取较大的风速。
3.3合理配置风量调节阀和风机数量
如前所述污水厂恶臭气体来自不同单元,确定了各单元的废气量之后如何精确实现成为一个非常现实的问题。为不同单元单独配备风机和除臭设备的做法固然灵活性好,但也存在着增加基建成本的缺陷。将多个单元串联起来,共用一台风机和除臭设备时,可以通过合理确定通风管管径并在每个单元吸风口处设置风量调节阀来实现设计的通风量。由于废气流量通常较大,流速多以水平或向下为主,转子流量计不再适用,可以用毕托管式风速仪测量每个单元主风管内的气流速度
4总结
污水处理厂除臭工程废气收集系统大体上可分为全面通风和局部通风,前者对恶臭气体的扩散控制效果好,后者更方便人员靠近设备进行维护。对于全面通风,废气量一般按照对密闭空间的换气次数确定,而对于局部通风,废气量主要由控制断面的风速确定。通风管路系统涉及管材和管径的确定,合理设置风机和风量调节阀有助于实现对既定废气量的精确实现。
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