银川市某合流制排水除臭方式研究

银川市规划建筑设计研究院有限公司 王丹丹

排水泵站属重要的市政基础设施，随着银川市的城市发展，使得原本建设于城郊的排水泵站逐渐进入周围住宅小区林立的主城区范围内。届时，排水泵站、机械格栅运行过程中产生的废气对周边环境产生一定的影响[1]，也导致周边居民投诉，影响居民的居住及办公环境。急需对排水泵站内产生废气的构筑物进行加盖、封闭除臭处理，以改善该地区居民生活环境及生态环境，惠及百姓，推动该地区经济发展。

一、工程概况

银川市上海路泵站、西门泵站、胜利街泵站均为合流制排水泵站，位于市中心，周边有住宅、学校等建筑物。泵站内设有机械格栅、泵房、变配电室及管理用房等。泵站设计雨水提升量分别为9m3/s、4m3/s、4.1m3/s，污水提升量分别为3.6m3/s、1.83m3/s、0.81m3/s。

目前西门泵站、胜利街泵站机械格栅为露天安装，泵房前池为半开放式，上海路泵站泵房前的进水池为开放式，与外界空气存在直接接触，对以上开放式水池进行封闭加盖改造，封闭加盖后的封闭空间尺寸见表1。

表1 排水泵站封闭空间尺寸

排水泵站挥发的恶臭气体中，主要含有H2S、NH3、硫醇、胺类、二胺、挥发性脂肪酸、挥发性有机物类等污染物[2]。排水泵站运行时格栅机及泵房前池、外露池体等周边散发的恶臭气体会影响周围环境[3]，因此，本次泵站除臭改造主要对格栅池、泵房前池气体进行密闭收集并集中处理后达标排放。方案设计排气筒高度为15m，处理后的气体能达到除臭标准[4]中对应排放高度出口处的排放限制要求。

二、除臭设计

（一）除臭气量计算

依据《城镇污水处理厂臭气处理技术规程》中3.1.2臭气量计算公式，其中取臭气风量指标为10m3/(m2.h)，渗入风量系数为10%，取格栅密封罩处换气次数为6次/h，其它处换气次数为1次/h，经计算，3座排水泵站设计除臭气量见下表2。

表2 排水泵站除臭气量计算结果

（二）封闭方案比选

除臭工艺的关键是如何有效集中收集废气。为实现应收尽收，对构筑物尽可能考虑加盖或加膜密封、加密封罩，考虑经济性和腐蚀性，常用材料为钢筋混凝土、玻璃钢或膜结构[5]。

常用的除臭封闭方式如下：

方案一：采用侧墙及屋顶均可整体电动启闭功能的轻钢房、密封罩，形式为钢骨架+钢化玻璃（6mm+1.14PVB+6mm夹胶钢化玻璃），多颜色可选。

优点：侧墙及屋顶均可整体电动启闭，方便其内的设备检修维护，不影响设备的日常检修，施工简便、加工良好、美观大方，且钢骨架外立面采用夹胶钢化玻璃，密闭防渗、防腐、防爆性好，不易老化。

缺点：造价高，用于格栅间时需经常对其轨道清扫，以防轨道堵塞不利于其开启关闭。

方案二：采用侧墙及屋顶均为传统固定式的轻钢房、机器密封罩，形式为钢骨架+阳光板。

优点：造价低、安装方便。

缺点：侧墙及屋顶均为传统固定式，设备检修维护时需要整体将其吊装移动，不利于房体稳定性，设备检修维护不便，阳光板材质用于室外时，耐久性差。

方案三：池体上方直接加设盖板。形式为平板玻璃钢格栅板（自承重）加盖。

适用条件：池体跨度小于4米可采用平板玻璃钢盲板加盖。

优点：适用于室内外的池体加盖密封，检修维护方便，造价低。

缺点：池体上方有机器外露时，无法做到密封加盖，开启操作较方案一不便。

本次封闭方案的选择，根据各个泵站的现场实际改造、施工条件，并充分与运营管理单位沟通协商，对于室外进出水池池体上方的外露部分，设计采用方案三的封闭加盖形式；对于机械格栅上方的密封加盖设计，考虑到清渣、运维检修需求及操作便利性，设计采用方案一的密封形式。

（三）除臭工艺方案比选

目前，国内常用的除臭工艺见表3。

表3 常用除臭工艺

在市政污水除臭工艺应用中，应用较多的为生物除臭或离子除臭工艺。基于本项目为排水泵站除臭改造，且泵站占地小，用地紧凑，内部可改造利用空间极其有限，施工场地狭小，除臭装置需设置于室外，而生物除臭工艺所需的高效生物滤塔占地面积大，不适合本除臭项目可改造利用空间狭小的特点，除此之外，温度是影响生物除臭效果的核心因素，而项目地处西北，冷冬时间长，冬季气温低，月平均最低、极端最低气温分别为-14.6℃、-30.6℃，即使采取除臭装置外做保温措施后，仍不利于除臭效果极其依赖微生物菌群活性的生物除臭技术。

综上考虑，本项目设计采用一体化离子/UV光解+活性炭吸附组合技术工艺，地上式组合箱体（采取消声、隔声、隔热、保温措施）。该工艺不受温度的影响、占地小、体积小、重量轻，结构简单、操作方便，也可通过自控设计实现远程控制。

由图1可知，臭气收集后通过风机输送至“吸附-分解-碳化”PD分解区，将废气中的污染物降解成CO2、H2O及易处理的物质；再经UD分解区，该区提供有臭氧光束，经臭氧氧化分解后，污染物进一步降解为简单化合物CO2、H2O；最后经内填装高活性吸附填料的CD吸附区进一步净化后达标排放。

图1 泵站除臭工艺流程图

（四）恶臭污染物排放标准值

依据《环境空气质量标准》，本项目属二类区域，其恶臭污染物执行《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的二级标准，详见表4。

表4 恶臭污染物排放标准值

（五）除臭气量输送

对于以上泵站除臭系统设计所涉及的管道输送系统主要包括：各个臭气收集点到除臭设备的主管及支管。考虑所输送气体的腐蚀性、经济性，确定除臭气量输送系统设计原则如下：

（1）考虑气体输送过程中产生凝液的处理。项目地处西北，冬季室内外温差大，当风管覆土不足或风管内外环境温差较大时，风管内容易产生凝结水，为了避免凝结水结冰或流入除臭设备影响设备、风管运行，设计风管坡度0.005，坡向泵坑、池体，并在风管的最低处设U型排凝水装置，装置底部设排水口，排水就近排入污水井或泵池。（2）风量和风压的调节。臭气输送系统在每个集气支管上配备阀门，以调节风压、风量；集气系统保持吸风口微负压。（3）风机转动灵活、平稳可靠，无异常噪声，满足24小时连续运行的要求。风机是臭气收集和输送的关键设备。风机装有隔振垫的基础框架和防噪措施。风机电机电源380V，50HZ。风机能适应腐蚀性空气条件下长期间断或连续运行。风机与风管之连接配有弹性接头，以减少风管、除臭装置震动的不利影响。（4）排气筒须采取防雷接地措施。（5）风管主管和支管的风速分别控制在10m/s、6m/s～8m/s左右。

综上所述，本除臭工艺设计输送管管材均采用不锈钢材质，所有气体风管连接所需的紧固件、垫片管架及阀门等均做外防腐，对于室外明露不锈钢风管做外保温处理，所有风管支管接出处均设置风力调节阀，风机进、出风口处做软连接处理，风机前的风管以0.005的坡度坡向池体，管道连接采用焊接连接。

不锈钢风管制作安装要求符合GB50243-2016《通风与空调工程施工质量验收规范》。

（六）配套专业设计

（1）泵站除臭改造中主要建筑设计内容为将原有洞口设置为弧形门联窗。门联窗采用多腔断桥铝合金中空玻璃窗（6+12+6）mm，70系列。

（2）泵站除臭改造中主要结构设计内容为新增除臭设备基础设计（设备位于地面上）、除臭设备底部的池体盖板设计（设备位于池体上）等。基础设计须满足除臭设备荷载及使用要求，并做防腐处理。

（3）泵站除臭改造中主要电气设计内容为新增除臭设备的配电及自控设计。上海路泵站、西门泵站、胜利街泵站的用电负 荷 分 别 为14.7kW、14.7kW、11.2kW。设计用电负荷三级负荷，采用一路380V/220V电源供电。电源由配电室备低压配电柜的备用回路引来。电能计量在配电室高压配电柜内进行计量。此外，除臭设备采用三点控制方式：就地机旁控制、配电柜控制和PLC远程控制。并于除臭设备进风口、排气筒出口处设置H2S、NH3、臭气浓度在线监测仪表，通过浓度设置用于控制除臭设备的启停，且数据可回传至就地控制柜。 泵站内所有检测数据均可通过智慧云平台上传至泵站总控制中心，实现无人值守的自动控制。

三、运行效果

泵站除臭工艺改造完成后，施工单位委托第三方检测服务公司对3座排水泵站排气筒出口处进行现场采样及检测，其中分别采用亚甲基蓝分光光度法、纳氏试剂分光光度法、三点比较式臭袋法对H2S、NH3、臭气浓度进行测定，一天内测定3次，取3次测量值的平均值作为检测结果。

测定结果显示，除臭设备进风口处硫化氢、氨气、臭气浓度分别约0.4mg/m3～0.7mg/m3、1.8mg/m3～3.12mg/m3、8500～11650。上海路泵站排气筒出口处硫化氢、氨气、臭气浓度平均值分别约0.01mg/m3、0.28mg/m3、814，西门泵站排气筒出口处硫化氢、氨气、臭气浓度平均值分别约0.02mg/m3、0.26mg/m3、732，胜利街泵站排气筒出口处硫化氢、氨、臭气浓度平均值分别约0.04mg/m3、0.55mg/m3、1149，上海路泵站、西门泵站、胜利街泵站对硫化氢的净化效率在92%以上，对氨的净化效率在80%左右，对臭气浓度的净化效率在90%以上，处理效率高，稳定性好。

四、结论

（1）根据封闭加盖方式的比选，结合项目外露池体的场地特点和功能需求，采用平板玻璃钢格栅板（自承重）加盖或钢骨架+钢化玻璃（6mm+1.14PVB+6mm夹胶钢化玻璃）可整体电动启闭的密封罩形式，能够满足泵站构筑物的日常检修维护需求，且方便操作，密闭、防腐性好，可在类似排水泵站除臭工艺中推广应用。

（2）根据检测结果显示，一体化离子/UV光解+活性炭吸附组合技术工艺对恶臭气体具有良好的除臭效果，15m排气筒出口处的尾气能达到《恶臭污染物排放标准》的要求。

（3）一体化离子/UV光解+活性炭吸附组合技术工艺自动化限度高，一体化箱体设计省去了中间连接管道，节省占地面积，工艺除臭效率高、工程投资小、方便运维、可无人值守，适用于用地布局紧张、场地狭小的排水泵站除臭设计，尤其对现状内部可改造利用空间小、改造施工困难的泵站改造工程更为适用，为老旧合流制排水泵站、雨水泵站、污水泵站的臭气收集及处理提供了一种新型的高效改造模式或参考。