【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】重慶雞冠石污水處理廠為重慶市規(guī)模最大的污水處理廠，臭氣性質(zhì)復(fù)雜，布局分散，但缺少針對性的除臭裝置，對周邊環(huán)境造成了不利影響。改造工程采取系統(tǒng)性理念，通過組合加蓋模式進(jìn)行臭氣收集、等距同程風(fēng)管進(jìn)行輸送、高效除臭工藝靈活應(yīng)用，結(jié)合多種創(chuàng)新手段精準(zhǔn)施策，實(shí)現(xiàn)優(yōu)于預(yù)期的除臭目標(biāo)。除臭改造工程自投入運(yùn)行以來，產(chǎn)生的臭氣經(jīng)處理后均實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，即滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554—1993）二級標(biāo)準(zhǔn)，惡臭源得到有效控制，除臭效果顯著。

1、項(xiàng)目概括

重慶市雞冠石污水處理廠位于南岸區(qū)雞冠石鎮(zhèn)，歷經(jīng)多次改擴(kuò)建，2010年達(dá)到規(guī)劃規(guī)模，為165萬m3/d（雨季）和80萬m3/d（旱季）。其中，2008年建成的二期工程（60萬m3/d）執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級B標(biāo)準(zhǔn)，2010年建成的三期工程（20萬m3/d）執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)(SS=18mg/L)，現(xiàn)出水均優(yōu)于設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)，為重慶市的環(huán)境保護(hù)和COD減排做出了巨大貢獻(xiàn)。

但是，雞冠石污水處理廠內(nèi)現(xiàn)有除臭設(shè)施并不能滿足除臭要求，對周邊環(huán)境造成了一定的危害。粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及旋流沉砂池、初沉池、生物反應(yīng)池厭缺氧段、好氧段、污泥處理區(qū)等構(gòu)筑物均為敞開式，臭氣無組織排放。大部分蓋板無法有效密封，仍有大量臭氣無組織排入大氣。隨著市民環(huán)境意識的加強(qiáng)，人們對污水處理廠飄散的惡臭污染更加關(guān)注，僅2020年12月全國的惡臭投訴事件就有15952件，占大氣污染投訴的44.1%。重慶市人民政府為消除雞冠石污水處理廠臭氣對周邊環(huán)境的不利影響，縮減影響范圍和衛(wèi)生防護(hù)距離，提高廠區(qū)周邊土地的利用價值[可開發(fā)約2564畝（1畝≈666.67m2）土地，地區(qū)經(jīng)濟(jì)效益達(dá)百億元]，確保廠區(qū)周圍良好的環(huán)境空氣質(zhì)量，對廠區(qū)中產(chǎn)生臭氣的構(gòu)建筑物進(jìn)行針對性的改造，采取切實(shí)有效的環(huán)保措施，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

根據(jù)工程平面布置，本工程擬對初沉池、生反池厭缺氧段、污泥處理區(qū)進(jìn)行加罩密封，并針對構(gòu)筑物單體上的蓋板增加密封措施，總投影面積共計92560m2。后續(xù)實(shí)現(xiàn)負(fù)壓吸引、集中除臭，處理能力達(dá)到13.8萬m3/h。

2.規(guī)模大、源強(qiáng)高、臭源多、疊加效應(yīng)強(qiáng)

雞冠石污水處理廠為重慶市最大規(guī)模的污水處理廠，總處理規(guī)模為165萬m3/d（雨季），污水處理量為80萬m3/d（旱季）。該廠十余年內(nèi)多次建設(shè)，現(xiàn)有處理構(gòu)建筑物近60座，其中，初沉池3座，每座散發(fā)臭氣的敞開水面面積約有0.45萬m2，3座初沉池散發(fā)臭氣總面積為1.35萬m2左右；AAO生反池4座，每座厭缺氧區(qū)面積約1萬m2，4座生反池散發(fā)臭氣總面積為4萬m2左右。

污水處理廠現(xiàn)有處理構(gòu)建筑物近60座，分散在4.67×105m2范圍內(nèi)。臭氣濃度較高的預(yù)處理區(qū)和污泥處理區(qū)與廠外敏感點(diǎn)距離僅200m左右，除臭難度大。業(yè)主要求排氣筒出口臭氣濃度需低于200，為國家標(biāo)準(zhǔn)值的1/10，該標(biāo)準(zhǔn)也僅為上海市最新的地方臭氣標(biāo)準(zhǔn)最高允許值的1/3，達(dá)標(biāo)難度大。

3、項(xiàng)目技術(shù)特點(diǎn)

3.1分散收集、分散處理

雞冠石污水處理廠除二沉池及之后的深度處理區(qū)之外，預(yù)處理區(qū)、污泥處理區(qū)、污水深化處理區(qū)均有產(chǎn)臭構(gòu)筑物分布，分散的布局給臭氣收集帶來很大不便。結(jié)合不同工藝臭氣濃度及成分的差異性，給出的解決方案是適度集中、分散收集處理。按“大集中”“小集中”分別給出布置方案，比較管道投資及處理設(shè)施的投資。“大集中”總共采用3套除臭裝置方案，即預(yù)處理區(qū)1套、生反池1套、污泥處理區(qū)1套。該方案可節(jié)省除臭裝置投資，但管路投資大且風(fēng)機(jī)電耗增加；“小集中”采用7套除臭裝置，預(yù)處理區(qū)4套（含初沉池2套）、生反池2套、污泥區(qū)1套。該方案針對收集面積大、臭氣負(fù)荷高的初沉池和生反池區(qū)域均采用了2套除臭裝置，收集系統(tǒng)的縮小對區(qū)域內(nèi)臭氣的均勻收集非常有利。經(jīng)綜合比較，最終確定采用“小集中”方案（7套除臭裝置），總除臭風(fēng)量為13.8萬m3/h。

3.2運(yùn)用系統(tǒng)化思維，關(guān)注全流程

以往的除臭工程往往只關(guān)注送至除臭裝置的臭氣要達(dá)標(biāo)排放，而忽視了臭氣收集和輸送的有效性。臭氣的“收集→輸送→處理”是整個除臭系統(tǒng)的三大環(huán)節(jié)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致除臭“功虧一簣”，效果大打折扣。收集指如何對產(chǎn)臭構(gòu)筑物進(jìn)行加罩，要點(diǎn)是兼顧運(yùn)行管理的便利性；輸送指臭氣管路系統(tǒng)，要點(diǎn)是如何保證各個構(gòu)筑物或構(gòu)筑物內(nèi)各點(diǎn)臭氣收集的均衡性。

4、臭氧收集——

加罩設(shè)計及風(fēng)量選取

4.1加罩材料的選擇

雞冠石污水處理廠現(xiàn)有水池基本均為敞開設(shè)置，故除臭的第一步是選擇合適的加罩材料對現(xiàn)有水池進(jìn)行密閉加罩，表2為目前國內(nèi)常用的加罩形式。

綜上，結(jié)合雞冠石污水處理廠規(guī)模大、不能長時間停水施工、景觀綠化視覺效果要求較高的特點(diǎn)，將以上3種加蓋模式進(jìn)行組合，在適當(dāng)?shù)牡胤讲捎煤线m的加蓋方式，為本工程的最優(yōu)選擇。

巡檢人員密切觀察區(qū)域，如粗格柵間、粗格柵出渣間、沉砂池細(xì)格柵等處采用便于觀察的透明加罩形式，采用雙層鋼化玻璃加不銹鋼框架的加罩形式，使用壽命長、外觀整潔美觀。

設(shè)備故障率高且臭氣濃度高、需經(jīng)常放空檢修的大面積構(gòu)筑物，比如初沉池，采用高強(qiáng)度拱形玻璃鋼滑動蓋板加罩，該種罩采用高低蓋設(shè)計，可雙向?qū)崿F(xiàn)100%面積開啟，方便鏈板刮泥機(jī)的更換檢修。

雞冠石污水處理廠厭缺氧段和好氧段單格尺寸大，跨度均達(dá)到15m以上，好氧區(qū)大部分位置跨度達(dá)25m。AAO生物反應(yīng)池池壁較薄，混凝土加蓋蓋板重量大，且需停水施工，工期長，對現(xiàn)有運(yùn)行影響大，對于本工程來說不適宜采用；反吊膜和高強(qiáng)度玻璃鋼蓋板具有自重輕、視覺美觀的特性，適合較大跨度的生物反應(yīng)池的加蓋。經(jīng)多方案比較，最終選用反吊膜和高強(qiáng)度玻璃鋼蓋板協(xié)同加罩方案。經(jīng)環(huán)評單位論證，考慮將來除臭標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高的可能性，在厭缺氧區(qū)采用高強(qiáng)拱形玻璃鋼蓋板加蓋，加蓋跨度為15m；好氧區(qū)采用反吊膜加罩，跨度達(dá)25m，罩體下部有2m騰空段近期不封閉，遠(yuǎn)期除臭標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高時可通過增加騰空段膜材實(shí)現(xiàn)快速封閉。

兩者結(jié)合的效果是“各取所長、互補(bǔ)其短”，臭氣散發(fā)濃度較高的厭缺氧區(qū)采用大跨拱形蓋，15m跨度時最高處僅有1m，有效降低了除臭風(fēng)量；好氧區(qū)不除臭，采用反吊膜加蓋既美觀又實(shí)用。本工程反吊膜加蓋和拱形大跨度玻璃鋼加蓋面積均為4.5萬m2。

4.2除臭風(fēng)量的確定

目前，國內(nèi)除臭設(shè)計中均采用換風(fēng)次數(shù)法確定各單體除臭風(fēng)量，該種方法簡單易行，但由于換風(fēng)次數(shù)可取值范圍很大，同一個單體規(guī)范上允許的換風(fēng)次數(shù)低值和高值可相差一倍，導(dǎo)致投資也有一倍的差距，實(shí)際應(yīng)用時設(shè)計人員按自我習(xí)慣取值，實(shí)際應(yīng)用效果無法保障。

從加罩除臭機(jī)理角度分析，好的加罩換風(fēng)次數(shù)應(yīng)使加罩后所有縫隙中往罩內(nèi)吹的風(fēng)速不低于0.3m/s，一般取0.4m/s。此種風(fēng)速下臭氣不會從縫隙中逸散到罩外，從而達(dá)到加罩目的。故換風(fēng)次數(shù)應(yīng)該和罩子的縫隙比（縫隙面積和加罩總面積的比值）相對應(yīng)，縫隙比越低，換風(fēng)次數(shù)越少，除臭風(fēng)量也越小，除臭裝置投資越省，也越節(jié)能。

本工程在換風(fēng)次數(shù)確定中，首次進(jìn)行了加罩縫隙的計算，通過縫隙計算確定除臭風(fēng)量值。

縫隙法計算的原理是認(rèn)為混凝土現(xiàn)澆板不存在氣體散發(fā)可能，所有臭氣均從蓋板縫隙漏出。故統(tǒng)計水池加罩后蓋板的邊緣長度作為縫隙的長度，縫隙的寬度按蓋板邊固定方式經(jīng)驗(yàn)選用，采用雙向滑動蓋的為便于滑動其縫隙偏大，一般取值為10mm左右；玻璃鋼蓋板為膨脹螺栓加橡膠墊固定，其縫隙寬度一般取值為2mm左右；一般的活動蓋板和反吊膜加罩區(qū)域縫隙寬度居中，一般取值為5mm左右。具體如表3所示。

初沉池采用雙向滑動除臭罩，為便于滑動，其縫隙較大，故折算后換風(fēng)次數(shù)需達(dá)4次/h。反應(yīng)池采用固定蓋加罩，蓋子與池面采用橡膠墊及膨脹螺栓固定，可控制平均縫隙寬度為2mm左右，此時只需換風(fēng)次數(shù)2次/h，相比于常規(guī)的3~6次/h換風(fēng)次數(shù)計算得到的除臭風(fēng)管及除臭裝置的投資均大幅降低。

5、臭氧輸送——風(fēng)管設(shè)計

每個吸風(fēng)口與總管的距離盡量相同是風(fēng)管布置中的一個基本原則，但實(shí)際應(yīng)用中，由于同程布置導(dǎo)致管路不可避免地出現(xiàn)繞路等現(xiàn)象，很多設(shè)計人員舍棄了同程設(shè)計理念，且存在“反正有風(fēng)閥可調(diào)節(jié)阻力”的想法。經(jīng)測算，雖然風(fēng)閥可以調(diào)節(jié)阻力，但調(diào)節(jié)能力有限，故合理的風(fēng)管布置原則應(yīng)該是對于收集主管實(shí)現(xiàn)同程布置，支管通過閥門調(diào)節(jié)。圖1為小型構(gòu)筑物的風(fēng)管布置，其收集管道基本實(shí)現(xiàn)了同程布局，末端3根支管方面，通過對末端CFD模擬后采用中間支管縮徑方式，也實(shí)現(xiàn)了3根支管的阻力一致。圖2為旋流沉砂池的風(fēng)管布置，為主管同程布置的方式。

除臭風(fēng)管的冷凝水排放也很重要，尤其對于不銹鋼管道，如不及時排放，冷凝水會融入硫化氫后轉(zhuǎn)變?yōu)槿跛�，對不銹鋼管造成嚴(yán)重腐蝕。因此，設(shè)計中務(wù)必通過管道支架的墊片調(diào)整風(fēng)管水平安裝的坡度，設(shè)計坡度取0.5%~1.0%，冷凝水通過管道最低點(diǎn)處的排水閥排出。此外，收集干管和支管風(fēng)速設(shè)計取值不同，分別為6.0~10.0m/s和4.0~7.0m/s。

經(jīng)分析，氣體從縫隙的漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)入，至吸風(fēng)口排出，其沿程阻力損失很小可忽略不計，主要阻力發(fā)生在縫隙處和吸風(fēng)口處。縫隙處按0.4m/s風(fēng)速計，吸風(fēng)口處按3.0~5.0m/s風(fēng)速計，阻力共6~14Pa，對于整個收集管路的損失（300~700Pa）來說可忽略。

試驗(yàn)表明，氣體的輸送與液體輸送存在很大差異，氣體輸送對阻力差異更敏感，也就意味著除臭風(fēng)管風(fēng)量的調(diào)節(jié)難度比水輸送管路更大。除臭風(fēng)管布置的首要原則是同程原則，即每個吸風(fēng)口與總管的距離盡量相同，從而大幅降低風(fēng)閥調(diào)節(jié)的難度，使每個吸風(fēng)口風(fēng)量相同。實(shí)際應(yīng)用中，由于大部分單體外形不規(guī)則，且風(fēng)管還需考慮與人員通道、生產(chǎn)管線的避讓，吸風(fēng)口距離總管不可避免的會存在遠(yuǎn)近，無法實(shí)現(xiàn)完全同程，此時就需要通過風(fēng)管上的風(fēng)閥對風(fēng)管阻力進(jìn)行調(diào)節(jié)。一個收集系統(tǒng)中最近和最遠(yuǎn)風(fēng)管的阻力差如小于單個風(fēng)閥最大阻力，則可通過風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)平，如大于風(fēng)閥最大阻力，則靠風(fēng)閥無法實(shí)現(xiàn)調(diào)平，此時管路的同程布局就顯得尤為重要。

根據(jù)以上分析，在風(fēng)管無法完全同程的情況下，只能靠風(fēng)閥對遠(yuǎn)近風(fēng)管的阻力進(jìn)行調(diào)平，如何準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)是一個重要的問題。污水處理廠除臭風(fēng)管一般均采用玻璃鋼或不銹鋼等不透明材質(zhì)，風(fēng)管的輸送量無法通過肉眼直觀看出差異。鑒于此，雞冠石除臭項(xiàng)目中采用了上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司創(chuàng)新設(shè)計的風(fēng)量指示器，內(nèi)部風(fēng)量值直觀顯示在外部刻度上，結(jié)合調(diào)節(jié)風(fēng)閥可實(shí)現(xiàn)各支管風(fēng)量的調(diào)平，如圖3所示。該風(fēng)量指示器采用類似加藥管路上的轉(zhuǎn)子流量計原理，通過對不同形式盤片的試驗(yàn)，最終選用特定開孔比及開孔斜度的鏤空等距盤片，在極小的風(fēng)阻下（最低風(fēng)速為1m/s）可將盤片在不同位置懸停并勻速轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)動將一些雜質(zhì)撥開，防止盤片被卡。為防止長時間運(yùn)行后里面有污物，在盤片上設(shè)置了再生水接口，可接入再生水對內(nèi)部進(jìn)行沖洗。

6、臭氣處理——除臭裝置設(shè)計

化學(xué)洗滌法、生物除臭法、離子除臭法、活性炭（化學(xué)過濾）吸附法、除臭劑噴淋法、全過程除臭法是目前較常用的除臭處理工藝，幾種工藝各具特點(diǎn)。針對不同的臭氣含量，采用不同的除臭設(shè)計參數(shù)，在確保達(dá)標(biāo)的前提下節(jié)省投資。常用除臭工藝優(yōu)缺點(diǎn)如表4所示。

根據(jù)以上分析，考慮到預(yù)處理部分和生反池部分實(shí)測硫化氫質(zhì)量濃度均低于50mg/m3，為生物濾池可有效發(fā)揮作用的范疇，且化學(xué)法需使用氫氧化鈉和次氯酸鈉，運(yùn)輸使用不便，故確定本工程采用生物濾池法為主的除臭工藝。針對高濃度區(qū)域，如初沉池和污泥濃縮池、濃縮機(jī)房等設(shè)施，采用高效靶向型生物濾池，內(nèi)部含兩個不同的生物濾池模塊，分別采用不同的內(nèi)部設(shè)計和停留時間，培養(yǎng)嗜酸性細(xì)菌（25s停留時間）和嗜中性細(xì)菌（15s停留時間）的優(yōu)勢種群，分別以臭氣中的硫化氫等無機(jī)酸性氣體和甲硫醇等醇類臭氣成分為靶向目標(biāo)進(jìn)行高效去除。兩者聯(lián)合可將臭氣的去除效率從常規(guī)的90%提到95%~99%。

生物濾池采用的填料不同，其除臭效果及使用壽命也有很大差異，生物濾池常用的填料及特性如表5所示。

根據(jù)以上分析，鑒于本工程對除臭效果要求高，且要求設(shè)施使用壽命長，經(jīng)多方位比選最終確定選用竹炭填料。竹炭填料價格較高，但其比表面積大，單位體積承載生物量大，強(qiáng)度高，不宜破碎，且其具有一定吸附作用，可在沒有掛膜的時候吸附臭氣發(fā)揮除臭功能，對于著急發(fā)揮效用的應(yīng)急項(xiàng)目尤其適用。

生物濾池設(shè)計中還有個關(guān)鍵性指標(biāo)，即停留時間。停留時間越長，除臭效果越好，但投資和運(yùn)行成本越高，一般單級生物濾池停留時間為15~40s。本工程考慮到不同設(shè)施臭氣濃度不同，故在停留時間上進(jìn)行了精細(xì)化考量，對于濃度較低的粗格柵進(jìn)水泵房、生反池區(qū)域，設(shè)置生物濾池填料區(qū)停留時間為25s，對于濃度較高的細(xì)格柵旋流沉砂池、初沉池、污泥濃縮池，設(shè)置生物濾池填料區(qū)停留時間為40s。

一般除臭微生物需要一定的溫度才能保持活性，如在北方地區(qū)需要增加加熱器對噴淋水進(jìn)行加溫，而重慶地區(qū)尚不需要，且臭氣來自于污水池，在冬天臭氣的溫度也不會低于10℃。生物濾池采用玻璃鋼外殼，玻璃鋼本身的低傳熱效率也有利于保溫。

另外，雞冠石污水處理廠內(nèi)建有一座污泥干化機(jī)房，設(shè)計規(guī)模為450t/d（進(jìn)泥含水率為80%），采用蘇伊士的兩段法干化工藝（薄層+帶式干化）。該工藝共產(chǎn)生兩種臭氣，一種為干化過程中產(chǎn)生的高溫高濃度臭氣（50℃左右），另一種為房間內(nèi)的低濃度臭氣，其中薄層干化機(jī)密閉性好，房間內(nèi)無需除臭，帶式干化機(jī)無法做到完全密閉，房間內(nèi)有明顯臭味，且?guī)C(jī)體型大，整體加罩實(shí)施難度大。干化機(jī)房緊鄰廠界西側(cè)圍墻，圍墻外200m即住宅小區(qū)，故本次對干化機(jī)房重點(diǎn)除臭。

鑒于此，針對干化機(jī)房的除臭方案如下：高溫高濃度干化廢氣采取洗滌降溫+化學(xué)除臭+生物濾池+活性炭吸附（可超越）的組合除臭工藝，其中活性炭吸附作為保障措施，在進(jìn)氣異常波動或設(shè)備檢修造成出氣超標(biāo)情況下短期使用，化學(xué)除臭填料區(qū)接觸時間不小于3s，生物濾池填料區(qū)停留時間不少于40s；房間內(nèi)的低濃度臭氣為廠房內(nèi)無組織散發(fā)臭氣，采用離子送新風(fēng)除臭工藝。

7、處理效果

2019年7月，除臭改造工程完成安裝調(diào)試工作。同年9月，市級環(huán)境保護(hù)部門通過驗(yàn)收，處理后達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554—1993）二級標(biāo)準(zhǔn)。其中排氣筒的實(shí)測臭氣濃度也始終低于200。

8、結(jié)論

雞冠石污水處理廠除臭專項(xiàng)工程為西南地區(qū)首個大型除臭專項(xiàng)工程，采用了大量創(chuàng)新性的技術(shù)和理念。如在風(fēng)量計算上采用縫隙面積法，在確保除臭效果的基礎(chǔ)上降低了風(fēng)量，節(jié)省了投資；在除臭工藝選用上對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行了精細(xì)化設(shè)計；生物濾池選型上創(chuàng)新采用了高效靶向型生物濾池，提高除臭效率到99%；收集管路上創(chuàng)新應(yīng)用了同程管路技術(shù)及可視化技術(shù)，提高了運(yùn)行管理質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)了“收集-輸送-處理”全流程對除臭技術(shù)進(jìn)行了全面升級。本工程為大型污水處理廠的除臭改造工程提供了可復(fù)制、可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

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