膜結構在污水處理廠(chǎng)中的應用

發(fā)布時(shí)間:2015年4月3日點(diǎn)擊數:10940

由于城市化進(jìn)程的加速，越來(lái)越多的建于市郊的污水處理廠(chǎng)納入城鎮建設的周邊！

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、廠(chǎng)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工作生活和健康。

惡臭氣體彌漫影響人們生活；

——對于污水池產(chǎn)生的臭氣治理以刻不容緩��！

廢氣收集——污水池除臭加蓋的幾種方法：

普通碳鋼骨架＋陽(yáng)光板

不銹鋼骨架＋玻璃鋼板

普通碳鋼＋膜結構

1 不銹鋼骨架＋玻璃鋼板 2 普通碳鋼骨架＋陽(yáng)光板

密閉性能也很好，局限在于當跨度大時(shí)候(4--8米)內置鋼骨架的成本會(huì )相應提高而且它的最大跨度一般是不超過(guò)8米的.

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2-3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。

陽(yáng)光板加蓋2年后變脆開(kāi)裂

玻璃板加蓋內景，鋼結構易被腐蝕

膜體系加蓋，封閉后的池內沒(méi)有金屬構件

實(shí)驗包括：
（一）超長(cháng)時(shí)間浸泡在NH3和H2SO4的不同水溶液中；
（二）在浸泡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；
（三）抗水解作用：嚴格按照NFG37122（歐洲標準水解穩定性實(shí)驗, 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。

膜體系的安全性

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）自重輕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)載取值膜體系的形狀多為圓錐體，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。處于溫州地區的圣雄皮業(yè)污水池采用了鋼支承反吊膜結構，剛剛經(jīng)歷了今年最強的臺風(fēng)“�？�，結構完好無(wú)損，也充分體現了它的抗風(fēng)優(yōu)勢。
（3）雪荷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（活荷載）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[?g(t)+ ?(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。
（5）結構設計使用年限：可按照《建筑結構可靠度設計統一標準》（GB50068）中2,3項類(lèi)別設計，安全使用年限可參照《民用建筑設計通則》中三級耐久年限考慮,即使用壽命在25～50年.并且結構設計施工公司可根據設計要求出具荷載/內力計算書(shū),等計算證明文件.確保結構在理論上的安全穩定.

覆蓋材料材質(zhì)數據比較

陽(yáng)光板即是聚碳酸酯中空板，是以高性能的工程塑料----聚碳酸酯（PC）樹(shù)脂加工而成。
板材物理力學(xué)性能如下：

項目名稱(chēng)	單位	板材厚度	指標值	測試方法(ASTM)備注
比重	g/cm3		1.2	D-792
沖擊強度(Izod,缺口)	J/m		>850≥≥	D-256
拉伸屈服強度	MPa		≥60	D-256
拉伸斷裂強度	MPa		≥70	D-638
屈服伸長(cháng)率	%		≥6	D-638
斷裂伸長(cháng)率	%		>100	D-638
壓縮強度	MPa		>75	D-695
彈性模量	MPa		2400	D-638
熱膨脹系數	1/oC		6.7×10-5	D-696
導熱系數	W/m·K		0.2	D-177
熱變形溫度(負荷1.81MPa)	℃		135	D-648
落錘沖擊強度	J	6mm	2.1	(ASTM D-3029×錘頭直徑10mm)
		8mm	2.0
		10mm	2.44
透光率(無(wú)色透明板)	%	4mm	82	(ASTM D-1003)
		6mm	80
		8mm	80
		10mm	79

玻璃鋼板材質(zhì)組成：不飽和聚脂樹(shù)脂、玻璃纖維基布、引發(fā)劑、助劑、顏料糊等。玻璃鋼厚度一般從3mm~7mm。

玻璃鋼板物理性能
序號	項目	指標	標準
1	吸水率	＜0.5	GB1462-78
2	沖擊強度KJ/㎡	＞5	GB1451-83
3	彎曲強度Mpa	＞150	GB1449-83
4	彎曲彈性模量Mpa	＞7000	GB1449-83
5	拉伸強度Mpa	＞100	GB1447-83
6	拉伸弱性模量Mpa	＞7000	GB1447-83
7	巴氏硬度	＞35	GB3854-83

膜材斷面示意

高張力經(jīng)緯向聚酯長(cháng)絲為膜體系材料結構的受力部分，提供高強的結構性能；

聚合物表面處理為材料的防腐蝕部分，提供耐酸堿的性能；

PVDF涂層為表面處理是材料的外觀(guān)部分，提供自潔性能；

膜材物理性能

項目	數據值	試驗方法
重量	1050(g/m2 )	NF EN ISO2286-2
厚度	0.8 ~1(mm)	NF EN ISO2286-2
抗拉強度(經(jīng)/緯)	4400~5500(kn/5cm)	NF EN ISO1421
撕裂強度(縱向/橫向)	500 (kn/5cm)	DIN 53-363
防火測試	PASS	NFPA 701
透光率	6％	ASHRAE 74-1988
反射率	78％	ASHRAE 74-1988

膜材技術(shù)數據

幾種加蓋結構經(jīng)濟性能比較

膜體結構設計可按照50年標準設計，膜材使用壽命應在15年以上，如達到使用年限后，可在原鋼結構上，僅更換膜體，并不影響鋼結構的繼續使用。

加蓋結構	使用壽命	使用跨度	鋼結構造價(jià) （元/m2）	覆蓋材造價(jià) （元/m2）
普通碳鋼骨架（內側）＋陽(yáng)光板（外側）	2～4年	10米以?xún)?/span>	200~250	100~150
普通碳鋼骨架（內嵌）＋玻璃鋼板（外側）	5~6年以上	8米以?xún)?/span>	250左右	200~300
不銹鋼骨架（內側）＋鋼化玻璃（外側）	8～10年	15米以?xún)?/span>	800~1000	250~500
普通碳鋼骨架（外側）＋膜體系（反吊）	15年以上	70米以?xún)?/span>	280~350	350~450

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