污水池加蓋現行的方法有如下三種:
1. 普通碳鋼骨架+陽(yáng)光板
2. 不銹鋼骨架+玻璃鋼板
3.膜結構+金屬骨架
污水池鋼支承反吊氟碳纖膜結構
污水處理廠(chǎng),惡臭氣體污染一直是有關(guān)人員最頭痛的問(wèn)題,治理辦法是有,可是大型池體(如污泥濃縮池、消化池)的氣體收集是最難最大的問(wèn)題,大跨度、腐蝕,壽命,耐久度,等等,這種新結構據說(shuō)是從國外引進(jìn)的,上海市政設計院推薦該創(chuàng )新結構在江浙滬一帶已經(jīng)應用于不少的工程!
一 概述
隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展和市政基礎設施建設全面展開(kāi),特別是污水處理廠(chǎng)等環(huán)保項目日益增多,其中有相當數量的污水處理廠(chǎng)的厭氧池、污泥濃縮池、生物絮凝池等建于居民區的周邊,污水池的環(huán)境、風(fēng)貌及污水臭味等直接影響人們的生活和健康。
為關(guān)愛(ài)人民,構建和諧社會(huì ),創(chuàng )建優(yōu)美的生活環(huán)境,許多城市已經(jīng)要求將污水廠(chǎng)(站)的污水處理池加蓋,進(jìn)行廢氣收集與治理。
污水池加蓋現行的方法有如下三種:
1. 普通碳鋼骨架+陽(yáng)光板
2. 不銹鋼骨架+玻璃鋼板
3.膜結構+金屬骨架
上述1、2兩種結構形式的鋼支承部分不可避免地放在頂蓋內部,由于池頂加罩后使其內部腐蝕性氣體濃度成倍增加,在陽(yáng)光輻射下溫度很高,內部的鋼結構極易腐蝕,一般壽命在3~5年,即在短時(shí)間內就面臨整個(gè)結構的二次建設。實(shí)踐證明即使是鋼構采用不銹鋼材質(zhì),在腐蝕性環(huán)境中耐久性仍得不到保證,而且成本非常高。而第3種膜體系成功解決了這個(gè)難題,充分發(fā)揮了材料自身的優(yōu)勢。
1.陽(yáng)光板的老化和腐蝕問(wèn)題
1. 普通碳鋼骨架+陽(yáng)光板
普通碳鋼骨架+陽(yáng)光板
2. 不銹鋼骨架+玻璃鋼板
防腐性能也很好,局限在于,當跨度大時(shí)候(4--8米),內置剛骨架的成本會(huì )相應提高,而且,它的最大跨度一般是不超過(guò)8米的.
二 氟碳纖膜材料簡(jiǎn)介
三 膜結構體系簡(jiǎn)介
膜結構也稱(chēng)織物結構,它以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料,由內部空氣壓力支承膜面,或利用柔性鋼索和剛性支承結構使膜面產(chǎn)生一定的預力,從而形成具有一定剛度并能覆蓋大空間的新型空間結構體系。
膜結構一般可分為空氣支承膜結構(即充氣式膜結構)、張拉式膜結構及骨架支承式膜結構三種,它們具有不同的結構特點(diǎn)、建筑表現形式,適應不同的應用場(chǎng)所。鋼支承反吊氟碳纖膜結構是專(zhuān)門(mén)針對污水池加蓋開(kāi)發(fā)的新型結構方式,選用了耐腐蝕的氟碳纖膜作為覆蓋材,并通過(guò)反吊的形式來(lái)適應污水池的腐蝕性環(huán)境。在國內新昌制藥廠(chǎng),新和成股份有限公司,永寧制藥廠(chǎng)等污水站已率先使用了鋼支承反吊氟碳纖膜進(jìn)行污水池加蓋,取得良好的效果。
鋼支承反吊氟碳纖膜結構圖例(浙江永寧制藥廠(chǎng))
四的特點(diǎn)
1.耐久性
鋼支承反吊氟碳纖膜結構1999年成功應用于巴黎SEINNE AMONT污水池,該工廠(chǎng)有10個(gè)圓形貯水池(每個(gè)直徑55m)見(jiàn)下圖。國內與之相似的已經(jīng)建成的,在上海竹園污水處理廠(chǎng)的污泥濃縮池,直徑是36米的跨度.
此工程選用法國FERRARI公司的膜材產(chǎn)品,在使用和安裝前采集了膜材的樣塊進(jìn)行了徹底的分析并進(jìn)行了10年的觀(guān)測,這些試驗肯定了氟碳纖膜完全適合廢水處理環(huán)境。生產(chǎn)商同時(shí)針對化學(xué)品對膜材的破壞老化影響進(jìn)行了分析,試驗包括:(1)超常時(shí)間浸泡在含有NH3和H2S04的不同水溶液中。(2)在浸之前和之后檢測抗拉強度的變化,以評估面料的機械性能的變化。(3)抗水解作用:嚴格按照NFG37122。經(jīng)過(guò)以上防腐試驗的驗證,能提供詳細的防腐耐久性報告,具有15年的品質(zhì)保證。自1999年建造以來(lái),使用效果良好。
鋼支承反吊氟碳纖膜結構的巧妙之處在于“反吊”,采用了抗腐蝕能力很強的氟碳纖膜把廢氣罩住,鋼結構在外側將氟碳纖膜懸吊。這樣既充分發(fā)揮了氟碳纖膜的抗腐蝕性能,又從根本上解決了鋼結構與腐蝕性氣體接觸帶來(lái)的腐蝕問(wèn)題,因而鋼構件可以按普通建筑結構等級考慮,具有50年的使用壽命,充分發(fā)揮了鋼支承的結構性能,實(shí)現了結構骨架與覆蓋材性能的完美結合。
2.安全性
鋼支承反吊氟碳纖膜結構對荷載的抵抗能力更強,常見(jiàn)的結構荷載主要為自重,風(fēng)載,雪載和地震作用。
(1)自重 氟碳纖膜自重一般只有1kg/m2左右,屬于輕質(zhì)高強的材料,對于大跨度的池體如沉淀池等尤為適合,從最大程度上減小了覆蓋材自重荷載的影響。另外陽(yáng)光板和玻璃鋼板需要大量的檁條支承,而膜是通過(guò)預力張拉體現結構行為的材料,因此可以做到較大跨度而中間不需要任何支撐桿件,這樣鋼構件的自重也大為減小。
(2)風(fēng)載 氟碳纖膜的形狀多為圓錐體,而且由于氣體收集的要求整體都為封閉的,風(fēng)會(huì )從曲線(xiàn)的膜面滑過(guò),參照《建筑結構荷載規范》中的規定它的體形系數值在0.5~0.8,風(fēng)洞試驗的數據則更小些,這樣從體型上削弱了風(fēng)載對結構的影響。處于臺州地區的永寧制藥廠(chǎng)污水池采用了鋼支承反吊氟碳纖膜結構,經(jīng)歷了今年最強的臺風(fēng)“卡努”(最大風(fēng)力17級),結構完好無(wú)損,也充分體現了它的抗風(fēng)優(yōu)勢。
(3)雪載 氟碳纖膜結構是屬于張拉體系,必須形成比較大的負高斯雙曲面才能使預應力有效施加,因此膜面必須有大的高差,即能形成相對大的坡度。另外膜的表面十分光滑,使雪能很難堆積在膜面上,積雪系數可根據高差參照《建筑結構荷載規范》進(jìn)行選取,也可有條件自行做滑雪試驗。
(4)地震作用 由于膜自重很小,而且結構屬于柔性體系,自振周期長(cháng),根據公式地震慣性力I(t)=-m[ÿg(t)+ ÿ(t)],可見(jiàn)當質(zhì)量m較小,自振周期t較大時(shí),地震作用很小,因此可以大幅度地減少地震作用的影響。
3.安裝快捷,檢修方便
(1) 安裝快捷 鋼支承和膜體的加工都在工廠(chǎng)進(jìn)行,加工質(zhì)量得到可靠保障,F場(chǎng)安裝時(shí)間短,減少了對場(chǎng)地的占用。尤其是舊池改造項目可采取結構整體吊裝,不影響池體內部的設備運轉。
(2) 檢修方便 由于工藝上的要求,需要定期對設備維修和檢查,可以通過(guò)在邊膜上預留門(mén)和通道的方式解決,參見(jiàn)巴黎污水池圖可知這種結構實(shí)現開(kāi)門(mén)開(kāi)窗十分便捷,可滿(mǎn)足任何工藝上的需求。
4.美觀(guān)性
(1)形式靈活多樣 鋼支承反吊氟碳纖膜結構可根據場(chǎng)地條件的不同,設計與周?chē)h(huán)境相協(xié)調的外觀(guān),充分顯示了柔性結構的特點(diǎn)。
(2)光學(xué)美感 氟碳纖膜材料的透射率約為6%,在日照下結構內部具通透性和明亮度,能滿(mǎn)足內部設備檢修的需求,在夜間燈光照明時(shí),光線(xiàn)透過(guò)膜材能達到特殊的建筑效果。
(3)自潔性 氟碳纖膜的表面處理具有良好的自潔性能,限制了灰塵堆積,便于維護,其抗污染能力遠遠超過(guò)傳統覆蓋材,能使建筑保持清潔的外觀(guān)。
(4)造型美觀(guān) 鋼結構骨架粗獷壯觀(guān),充滿(mǎn)陽(yáng)剛的力感美,而氟碳纖膜則外觀(guān)優(yōu)雅,顯得輕盈而飄逸,充滿(mǎn)陰柔的曲線(xiàn)美,可謂剛柔并濟,相得益彰。在平淡的廠(chǎng)區必將形成一道亮麗的風(fēng)景線(xiàn),成為工廠(chǎng)具標志性的建筑,使其充滿(mǎn)工業(yè)現代化的氣息。
5.經(jīng)濟性
經(jīng)濟性分析以15年作為一個(gè)計算周期,對三種污水池加蓋系統進(jìn)行比較,現列表如下:
由上表可見(jiàn),作為短期投入(5年)經(jīng)濟性考慮,普通碳鋼+陽(yáng)光板的結構形式是相對經(jīng)濟的,但從長(cháng)期投入(15年)經(jīng)濟性考慮,普通碳鋼(反吊)+氟碳纖膜的結構形式的經(jīng)濟性遠遠超出其它兩種結構,而且二次更換只需要更換氟碳纖膜部分,而其它兩種結構需要整體更換。廢氣治理作為一個(gè)長(cháng)期行為,從深遠的意義上講鋼結構反吊氟碳纖膜結構應是首選。
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