摘要：随着人民生活水平的提高，对环境质量的要求越来越高，污水厂无组织排放的恶臭气体污染引起了广泛的关注。基于多年工程经验，本文介绍了污水厂除臭工程废气量计算取值方法、补气口定位原则及计算方法、输送系统管路设计及损失计算方法等。
关键词：污水厂；废气量；补气口；管路损失
0引 言
污水厂各处理单元多采用半敞开式结构，主要有提升池、气浮池、格栅池、沉砂池、生化池等[1]。污水厂在运行过程中，受水温、气温、气压、风力、水处理技术等多方面因素影响，污水处理构筑物逸散出大量的有毒有害物质，具有强烈的恶臭气味，对大气环境造成严重污染，同时也对现场工作人员的健康安全有一定伤害作用。根据国家相关标准要求，污水厂必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均采用分散收集、集中处理的办法。对废气进行分散收集的本质是对含有恶臭气体的空间进行通风换气，在固定空间内，用空气稀释恶臭气体，降低空间内恶臭物质浓度，并维持空间内气压平衡，同时恶臭气体进入废气输送系统管路。因此，污水厂除臭工程中废气量、补气口及管路损失的计算和输送系统的管路设计对整个除臭工程的优化设计具有重要意义。
1 废气量计算
1.1 换气次数的确定
一般情况下，逸散恶臭气体的构筑物密闭后，为保证密闭构筑物内的恶臭气体不发生累积，并确保恶臭气体不外逸，必须对密闭构筑物采取抽气、补风的措施，使构筑物密闭空间内处于微负压、通风的状态。密闭构筑物抽气、补风的换气次数，通常是依据其所处工作环境而决定，其控制要求可为[2]：
1）经常性操作环境，换气次数5～8次／时。
2）非经常性操作环境，换气次数2～4次／时。
3）无操作要求环境，换气次数1～2次／时。
4）有鼓风曝气的环境，根据曝气气量的110%确定。
1.2 废气量计算示例
表1 废气量计算表
上表中，气浮池与O池均为鼓风曝气环境，故废气量按照曝气气量的110%确定。气浮池曝气量为48m3/h，O池曝气量为10800m3/h，所以废气量分别为53m3/h、11880m3/h。
1.3 补气口定位原则及面积计算
补气口位置的设置应以远离吸气口为原则，使得风机气流能够最大限度的诱导恶臭气体。例如，吸气口位于污水处理构筑物密闭罩的左上方，那么补气口则应设置在密闭罩的右下方某一位置。
补气口面积取值应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，一般按照如下经验公式计算[3]：
式中 A--补气口面积，m2；
Q--废气量，m3/s；
∆p--密闭罩内外压差，一般取值20～30Pa。
2 管路设计及损失计算
2.1 管路设计
2.1.1 管材选择
污水厂恶臭气体具有湿度较大、腐蚀性等特点，所以恶臭气体对输送管道要求较高，普通工业常用的钢管等不再适用。
在实际除臭工程中，玻璃钢管道应用最为广泛，主要是因为玻璃钢管道具有如下特点：
1）耐腐蚀性能好。玻璃钢能有效抵抗酸、碱、盐等介质的腐蚀，在一般情况下，能够长期保持管道的安全运行；
2）抗老化性能和耐热性能好。玻璃钢管可在-40℃～70℃温度范围内长期使用，露天使用的管道外表面添加有紫外线吸收剂，延缓玻璃钢管道的老化；
3）抗冻性能好。在-20℃以下，管内结冰后不会发生冻裂；
4）重量轻、强度高、运输方便。玻璃钢管重量轻、强度高、可塑性强、运输与安装方便，容易安装各种分支管，且安装技术简单；
5）摩擦阻力小，输送能力高。玻璃钢，管道内壁非常光滑，糙率和摩阻力很小。
2.1.2 管径设计
在实际工程应用中，玻璃钢管径设计既要技术可行，还要经济合理。在沿程阻力合理范围内，尽量选择较小管径。在除臭工程设计中，干管设计流速为6～10m/s，支干管设计流速为4～5m/s，支管设计流速小于4m/s[4]。
2.2 管路损失计算
2.2.1 沿程压力损失计算
收集系统管路沿程压力损失一般参照如下公式计算：
式中 ∆Pm--风管的沿程阻力损失，Pa；
λ--摩擦阻力系数，查通风管道计算表所得；
Rs--风管的半径，m；
v--风管内气体平均流速，m/s；
ρ--气体的密度，g/m3；
l--风管的长度，m。
A--风管的过流断面积，m2；
P--湿周，即风管的周长，m。
2.2.2 局部压力损失计算
收集系统管路局部压力损失一般参照如下公式计算：
式中 ∆Pj--风管的局部阻力损失，Pa；
ζ--局部阻力系数，经验所得。
3 总结
目前，污水厂除臭工程都是采用分散收集、集中处理的办法。对各个污水处理构筑物逸散废气量进行准确计算，进而准确确定工程废气处理规模，对风机的合理选择具有重要意义。密闭构筑物废气量根据密闭空间的换气次数而确定，密闭空间的换气次数是依据其所处工作环境而确定。废气输送系统管路设计涉及管材、管径的确定及管路损失的计算，选择合适的管材和管径对于整个除臭工程输送系统的优化具有重要意义，准确计算输送系统管路损失有利于合理选择风机。综上而言，污水厂除臭工程中废气量、补气口及管路损失的准确计算、输送系统管路的合理设计关系到除臭工程投用后的运行效果。综合除臭系统设计工作经验，本文介绍的计算方法及设计原则供同行探讨。
参考文献：
[1]刘莉平.污水处理场无组织废气处理技术的探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2013（10）：261-262.
[2]常功法，刘莉娜，靳芳，王永仪.污水厂除臭工程废气收集方法[J].环境工程，2009（增刊）：194-195.
[3]李菊，白海梅.污水收集系统生物脱臭技术[J].中国市政工程，2001（增刊）：34-36.
[4]周兴求，环保设备设计手册.大气污染控制设备[M].北京：化学工业出版社，2004：494-500.
通信作者：杨德泽（1990—），男，本科，主要研究方向为给排水及环保设计。dz-yang@foxmail.com
论文作者:杨德泽1,李海晓2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/13
标签：管路论文; 恶臭论文; 气口论文; 风管论文; 气量论文; 废气论文; 构筑物论文; 《基层建设》2018年第30期论文;