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大型地埋式污水处理厂运行问题及解决对策

2020-09-30李万意北京碧水源科技股份有限公司

节能与环保 2020年9期
关键词:臭气鼓风机风量

文_李万意 北京碧水源科技股份有限公司

地埋式污水处理系统是一种完全或基本上埋设于地面以下的成套的污水处理系统,具有占地面积小、噪音低、无异味,处理效果明显,施工管理方便,受气候条件影响小等特点,符合现代化城市建设条件及现阶段的生活污水处理要求。据粗略统计,我国最近几年已运行和在建的地下污水处理厂有30 多个,规模已达数百万吨。

1 地埋污水厂适应性

1.1 适应于土地稀缺城区

发展迅猛、规划滞后造成城市上游必须新增污水处理厂,污水分散处理成为一种新的趋势,面对土地稀缺,“被动”采用地下污水处理厂方案可能是唯一选择。目前建成的很多地下污水处理厂包括广州市京溪污水处理厂即为典型案例。

1.2 适应发达地区

对于经济条件较好的大中城市,地下污水处理厂建设将逐渐从“被动”发展到“主动”,包括城市规划层面提前谋划地下污水处理厂。预期未来,地下污水处理厂将从一种技术选择发展为一种发展趋势,是前瞻性建设高标准污水处理厂的体现。

1.3 适应集中成片地区配套

污水处理厂的规划设计提升至城市经营的更高高度成为城市设计新的方向。与城市综合体、CBD、住宅区结合配套,提升区域整体标准和综合价值,地下污水处理厂大有作为。

1.4 适应城市公园、绿地等用地

市政设施与城市公园、绿地均为城市规划用地的重要内容。地下污水处理厂与与城市公园、绿地能有机结合,土地共享,实现资源更大的利用价值。

1.5 适应市政实施和地下空间合建

污水处理厂与其他市政设施、公共设施结合建设,打造综合功能的“市政设施群”,实现城市用地性质的跨界和融合,是未来“城市精细化设计”的一个方向。

2 通风除臭问题

2.1 局部区域臭味明显

通风除臭不佳,直接表现为臭源及附近区域硫化氢浓度超标,影响厂区环境、危害运行人员健康。表1 为山东某地埋污水处理厂地下车间气体浓度,可见硫化氢浓度较高,为臭味的主要来源。同样的问题也在山西某地埋污水处理厂一期工程中出现,地下车间内硫化氢检测仪经常发生浓度超标报警(设置报警值为10ppm,相当于15.2mg/m3),已超过《工作场所有害因素职业接触限值 第1 部分 化学有害因素》(GBZ 2[1].1-2007)中工作场所空气中化学物质最高容许浓度(10mg/m3)。

表 1 山东某地埋水厂地下车间气体浓度

2.2 设备腐蚀加剧

通风除臭不佳,引起地下箱体内硫化氢浓度超标、湿度过大,造成地下车间内金属材料腐蚀加剧,集中表现在电气元件、控制模块、线鼻子、管道表面等。

2.3 设备运行环境温度过高

通风不佳还会引起环境内热量无法及时换出,导致大功率设备运行时由于温度过高而发生报警停机,集中表现在鼓风机房及变配电室。

3 原因探析

3.1 臭气收集系统密闭性差

除臭系统能否正常工作,极大程度取决于臭气收集系统密封性是否满足要求。经过对河北某地埋污水处理厂、山东某地埋污水处理厂、福建某地埋污水处理厂、山西某地埋污水处理厂等项目进行比较,发现臭味问题最不显著、设备腐蚀情况最轻微的是河北某地埋污水处理厂,该项目与其他项目的一个显著区别就是臭气收集系统最为完善,在臭气收集口、臭源裸露口等均做了合理的密封措施。

3.2 部分臭源未做收集

在地上水厂中,由于这些区域多为露天堆放,通风条件较好,臭味很快扩散,并不会对环境及设备产生太大影响。但在地埋污水处理厂中,栅渣、浮渣均堆放在地下车间,臭味不易快速扩散,导致恶臭气体积聚。

此外,在一些地埋项目除臭系统设计中,缺少对跌落堰、储泥池等臭源臭气的收集,也导致地下车间部分区域臭味明显。

3.3 部分臭源臭气收集方式不合理

收集方式不合理主要表现在曝气沉砂池的臭气收集上。曝气沉砂池由于其特殊性,有沿池长方向的开口,尽管可采用密封橡胶板进行密封处理,但是仍然难以避免臭气逸出,部分项目仅采用在曝气沉砂池两头进行收集的方式,难以控制曝气沉砂池中部臭气的逸散。

3.4 送风系统不合理

山西某地埋污水处理厂开放区域采用自然送风+机械排风的方式对鼓风机房进行换风、换热。这种方式很难保证整个鼓风机房内空气的流动及扰动,导致采用风冷方式降温的鼓风机所处实际环境温度较高,影响风机正常运行。

另外,变配电室不宜设在机械送风管道的末端,否则很难保证密闭空间内有足够的换气次数,导致变配电室温度较高。

4 应对措施

4.1 加强预处理除臭设计

厂区主要的臭气来源于预处理和污泥处理部分,因此预处理的臭气收集、去除效果对项目整体的除臭影响很大,建议在设计中强化预处理的除臭。主要内容包括:①适当加大换气次数;②强化设计密封性,如管道收集口、除臭罩、格栅渠的盖板等处密封性,需要密封的地方,最好出详图,至少应有密封做法说明;③增加栅渣压榨设施、砂水分离器除臭设计。

4.2 完善除臭单体及除臭量

建议增加浮渣/栅渣堆放区、污泥储池、污泥料仓等处臭气收集。表2 为5 个地埋/半地埋污水处理厂除臭风量情况。其中河北某地埋项目除臭效果最佳,一定程度可作为今后设计除臭风量的参考。

表2 地埋污水处理厂除臭风量比较

4.3 加大机械送风量

通风风量直接决定了地下车间内换热、除湿效果。根据表3 可知,山西某地埋污水厂项目负一层箱体整体的排风次数为2.56 次/h,而机械补风量仅为排风量的11%,项目为地下式箱体结构,自然补风量有限,虽然设计机械排风量很高,但是因为送风无法保证,项目运行效果也存在不确定性。因此,建议对于地埋污水处理厂项目,应加大机械送风风量;对于鼓风机房等需要换热量较大的区域,应采用机械送风方式。

表 3 地埋污水处理厂通风风量比较

4.4 优化送风管路

送风管路不宜过长,且各个送风口应增加可调节风量的措施。对于距离送风风机过远区域,应采用分段机械送风的方式。

5 结语

随着城市化进程的进一步发展,人口、商业聚集地区的土地将进一步升值,地埋污水处理厂将地下与地上、厂区与周边相结合,成为大型城市未来污水处理设施建设的一种趋势。

地埋污水处理厂普遍存在通风除臭不佳问题,应结合已有项目的经验、教训,在设计时既采取除臭单体及除臭量,加大机械排风送风量等措施,最大限度地避免上述问题,以减少地埋污水处理厂运行管理中的不便,推动地埋污水处理厂建设的不断完善。

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