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[摘 要]近期，我国环保行业步上高速发展阶段。钢支撑反吊膜结构的发展势头在环保行业的应用和发展中尤为明显。
[关键词]钢结构 环保
中图分类号：S632 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0249-03
一、现状
当前很多污水处理厂由于建设时位置较偏，因此未配套除臭和降噪措施， 集中处理污水的污水池原来都是裸露在外。但是，随着城市快速发展，原来地处郊区污染严重的诸如医药化工、造纸业与市政污水处理厂等距离市区越来越近， 甚至有些厂区周边均已建起了住宅小区，一旦有风刮过，臭气就会随风飘散到居民楼内。这些恶臭气体中不但含有大量腐蚀性物质和有机质、重金属、病原菌、寄生虫（卵）等污染物，伴随潮湿的气体颗粒物质附着在建筑上极难处理，恶臭气体弥漫给周边群众的生产生活和身体健康带来极大不利影响，污水处理过程的异味和噪声对周边环境产生较大影响，引起了居民的投诉。各地由于恶臭扰民的事件也层出不穷，因此，对散发恶臭的污水池进行加盖密封及除臭净化处理已成为当务之急。
对污水处理厂的污水池及垃圾填埋场的恶臭气体污染治理的前提是将造成污染的恶臭气体收集。但是大型池体（如污泥氧化沟、初沉池、浓缩池等）的废臭气体收集是最难最大的问题，由于绝大部分已建成的污水池在设计时未考虑池体加盖密封，跨度大、加盖材料的耐腐蚀性、施工安装的可操作性等均是常规加盖体难于克服的难题。当前传统的加盖方式主要有“普通碳钢骨架+阳光板”和“不锈钢骨架+玻璃钢板”2种，上述两种结构形式的主要缺陷是钢支承部分不可避免地放在顶盖内部，由于池顶加罩后使其内部腐蚀性气体浓度成倍增加，在阳光辐射下温度很高，内部的钢结构极易腐蚀，一般寿命在2-3年，即在短时间内就面临整个结构的二次建设。实践证明即使是钢构采用不锈钢材质，在腐蚀性环境中耐久性仍得不到保证，而且成本非常高。另外，這2种加盖形式的顶盖材料都较容易老化且都是分块组装的，接缝处打胶密封处理，容易老化且经过热胀冷缩后接缝处容易出现密封不严的现象（图1，图2）。
二、钢支撑反吊膜结构简介
钢支撑反吊膜结构采用了抗腐蚀能力很强的膜材把废气罩住，钢结构在外面将膜悬吊。这样既发挥了膜材的抗腐蚀性能，又从根本上解决了钢结构由于与腐蚀性气体接触而带来的腐蚀问题，因而钢结构可以按普通建筑钢结构的防腐等级考虑进行设计，具有50年的使用寿命，发挥了钢结构的性能，实现了结构骨架与覆盖材料的完美结合。这样钢支撑反吊膜结构可以很好地解决传统加盖密封的弊端。钢支撑反吊膜结构最早于1999年成功应用于法国巴黎SEINNE AMONT污水处理厂，该工厂有10个圆形贮水池（每个直径55m）（详见图3～图4）。2008年前后，固定式钢支撑反吊膜结构开始运用于国内的污水池加盖项目（详见图5～图8）。
三、膜材料简介
图中“基材”为高张力聚酯纤维材料，膜材依靠它承受拉力。膜结构所用膜材料由基布和涂层两部分组成.基布采用聚酯纤维；涂层材料主要是聚氯乙烯（图9）。
膜材的抗拉强度很好，一般膜材50mm宽窄条的抗拉力为4000-8000N，高强度低纱聚酯丝除具备抗拉强度高、曲挠性好、轻薄韧等特点外，还具有抗撕裂、抗剥离、耐折、耐磨、耐油、无毒卫生、气密性好等特点。优质的PVC涂层改进了传统涂层材料的表面特性，具有优良的抗污染能力，能保持长久清洁，增强抗氧化性，防止PVC老化，延长使用寿命，PVC膜材的使用寿命可以达15年，玻璃纤维PTFE膜材的使用寿命可以达25年。
环境专用膜材在PVDF涂层上添加了特殊的改性助剂，既提高了膜材的自洁性又可直接焊接，同时改性助剂与PVC层内添加剂协同作用，使PVDF与PVC涂层的结合更加牢固，不易剥离，不再需要涂覆底料层。双面PVDF自洁层不仅对膜材顶面有优秀的保护作用，而且对底面也具有优良的保护作用。
环境工程专用膜材运用先进的UV光固化处理技术，提高了有机涂层的户外耐久性，UV吸收剂还起到外用光滤剂的作用，可阻止有害日光辐射进入涂层基材。有效提升了有机材料耐老化性能，在高低温下均能保持稳定的物理性能，具备酸碱条件下的化学稳定性。大大提升了材料在强腐蚀，强酸碱，盐雾等恶劣条件下的使用寿命。环境工程专用膜材采用高品质的低纱高密度聚酯丝（HT-PESLOWICK），并配合高效能防毛细、防霉助剂，彻底消除了膜材因侧渗而产生的发霉，脱落等现象。
四、固定式钢支撑反吊膜结构的优点
1、钢支撑反吊膜结构采用了抗腐蚀能力很强的环境工程专用膜把废气罩住，钢结构在外面将膜悬吊。这样既发挥了环境工程专用膜的抗腐蚀性能，又从根本上解决了钢结构由于与腐蚀性气体接触而带来的腐蚀问题，因而钢结构可以按普通建筑钢结构的防腐等级考虑进行设计，具有50年的使用寿命，发挥了钢结构的性能，实现了结构骨架与覆盖材料的完美结合。使用年限：PVC膜部分15年，钢结构部分50年；
2、由于膜材自重轻，而抗拉强度很大，中等强度的PVC膜材，其厚度仅为0.6mm左右，但其抗拉强度相当于钢材的一半；中等强度的PTFE膜材，其厚度仅为0.8mm左右，但其拉伸强度已达到钢材的水平。这从根本上克服传统结构在大跨度（中间无支撑）建筑上实现所遇到的困难，适于大跨度的池体；
3、由于所有钢支撑反吊膜结构均为密封体且膜结构造型为光滑曲面（负高斯曲面），风荷载体型系数小，抗风等级高；
4、膜自身防腐性能好，自重轻，每平方米的重量约为1.0～1.4公斤，大大低于传统的覆盖材料，再加上风荷载体型系数小，势必对污水池池体的支座反力更小，这样对大跨度池体，特别是对于一些当初设计时未考虑加盖密封荷载的老旧池体，更具有传统加盖密封材料不可比拟的优势。
5、安装快捷：钢结构制作和膜体的加工都在工厂进行，加工质量得到可靠保障。现场安装时间短，减少了对场地的占用。尤其是旧池体改造项目可采取结构整体吊装，不影响池体内部的设备运转；
6、检修方便：由于工艺上的要求，需要定期对设备维修和检查，可以通过在边膜上预留门（膜结构密封垂帘门或塑钢窗）和通道的方式解决。如图10，图11所示：
7、密封性能好：所有膜材采用热熔焊接，现场安装的膜材片之间采用现场热熔焊接的“二次节点密封”既保证罩体的密封，又能保证隔绝内部腐蚀气体对钢结构的腐蚀。
8、便于与现场设备管道密封连接：所有立面的膜结构均可按需要现场开洞，现场热熔焊接恢复气密性。如图12所示：
9、造型美观：钢支撑反吊膜结构具有现代建筑——膜结构的所有特点：造型飘逸美观；自洁性能好，由于膜材表面具有PVDF自洁涂层，能有效减少膜材表面的积灰的附着力，通过自然雨水即可以得到有效清洗，其抗污能力远远大于其他传统覆盖材料，能使其长久保持亮丽的观感；
10、保温性能：单层膜材的保温性能与砖墙相当，既可以抵抗夏季高温，又可以防止冬季低温。可以满足除臭生物菌的生存需要。
五、产品研发与在各行业的运用
随着固定式钢支撑反吊膜结构的不断推广和运用，由此研发了更多延展产品以适应各种不同的企业污水池废臭气整治难题，包括：适于有刮泥机的圆形池的随动式膜密封罩、适于有来回移动设备的方形池的压缩式水平滑动污水池加盖膜密封罩、便于观察的卷帘式污水池加盖膜密封罩、便于设备检修的翻盖式污水池加盖膜密封罩、便于设备吊装的揭盖式污水池加盖膜密封罩、适于超百米大跨度污水池的吊索式污水池加盖膜的密封结构、美观而操作简便的同步旋转反吊膜污水池密封装置、节约投资成本的组合装配式浮体随动污水池加盖膜密封单元及密封罩等等（如图13，图14）。这些结构已广泛运用于石油炼化、化工、造纸、制药、纺织、印染、市政、垃圾填埋等行业，加盖密封效果显著，运行稳定，并取得了良好的经济和社会效益。
六、结语
随着生活水平的不断提高及执行恶臭污染物排放标准的日趋严格，加强对恶臭的检测和治理是今后污水处理厂的建设和发展要求。具有耐腐蚀、轻质高强、造型多样等优势的钢支撑反吊膜结构在污水池加盖除臭领域将得到更广泛的应用。
[关键词]钢结构 环保
中图分类号：S632 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0249-03
一、现状
当前很多污水处理厂由于建设时位置较偏，因此未配套除臭和降噪措施， 集中处理污水的污水池原来都是裸露在外。但是，随着城市快速发展，原来地处郊区污染严重的诸如医药化工、造纸业与市政污水处理厂等距离市区越来越近， 甚至有些厂区周边均已建起了住宅小区，一旦有风刮过，臭气就会随风飘散到居民楼内。这些恶臭气体中不但含有大量腐蚀性物质和有机质、重金属、病原菌、寄生虫（卵）等污染物，伴随潮湿的气体颗粒物质附着在建筑上极难处理，恶臭气体弥漫给周边群众的生产生活和身体健康带来极大不利影响，污水处理过程的异味和噪声对周边环境产生较大影响，引起了居民的投诉。各地由于恶臭扰民的事件也层出不穷，因此，对散发恶臭的污水池进行加盖密封及除臭净化处理已成为当务之急。
对污水处理厂的污水池及垃圾填埋场的恶臭气体污染治理的前提是将造成污染的恶臭气体收集。但是大型池体（如污泥氧化沟、初沉池、浓缩池等）的废臭气体收集是最难最大的问题，由于绝大部分已建成的污水池在设计时未考虑池体加盖密封，跨度大、加盖材料的耐腐蚀性、施工安装的可操作性等均是常规加盖体难于克服的难题。当前传统的加盖方式主要有“普通碳钢骨架+阳光板”和“不锈钢骨架+玻璃钢板”2种，上述两种结构形式的主要缺陷是钢支承部分不可避免地放在顶盖内部，由于池顶加罩后使其内部腐蚀性气体浓度成倍增加，在阳光辐射下温度很高，内部的钢结构极易腐蚀，一般寿命在2-3年，即在短时间内就面临整个结构的二次建设。实践证明即使是钢构采用不锈钢材质，在腐蚀性环境中耐久性仍得不到保证，而且成本非常高。另外，這2种加盖形式的顶盖材料都较容易老化且都是分块组装的，接缝处打胶密封处理，容易老化且经过热胀冷缩后接缝处容易出现密封不严的现象（图1，图2）。
二、钢支撑反吊膜结构简介
钢支撑反吊膜结构采用了抗腐蚀能力很强的膜材把废气罩住，钢结构在外面将膜悬吊。这样既发挥了膜材的抗腐蚀性能，又从根本上解决了钢结构由于与腐蚀性气体接触而带来的腐蚀问题，因而钢结构可以按普通建筑钢结构的防腐等级考虑进行设计，具有50年的使用寿命，发挥了钢结构的性能，实现了结构骨架与覆盖材料的完美结合。这样钢支撑反吊膜结构可以很好地解决传统加盖密封的弊端。钢支撑反吊膜结构最早于1999年成功应用于法国巴黎SEINNE AMONT污水处理厂，该工厂有10个圆形贮水池（每个直径55m）（详见图3～图4）。2008年前后，固定式钢支撑反吊膜结构开始运用于国内的污水池加盖项目（详见图5～图8）。
三、膜材料简介
图中“基材”为高张力聚酯纤维材料，膜材依靠它承受拉力。膜结构所用膜材料由基布和涂层两部分组成.基布采用聚酯纤维；涂层材料主要是聚氯乙烯（图9）。
膜材的抗拉强度很好，一般膜材50mm宽窄条的抗拉力为4000-8000N，高强度低纱聚酯丝除具备抗拉强度高、曲挠性好、轻薄韧等特点外，还具有抗撕裂、抗剥离、耐折、耐磨、耐油、无毒卫生、气密性好等特点。优质的PVC涂层改进了传统涂层材料的表面特性，具有优良的抗污染能力，能保持长久清洁，增强抗氧化性，防止PVC老化，延长使用寿命，PVC膜材的使用寿命可以达15年，玻璃纤维PTFE膜材的使用寿命可以达25年。
环境专用膜材在PVDF涂层上添加了特殊的改性助剂，既提高了膜材的自洁性又可直接焊接，同时改性助剂与PVC层内添加剂协同作用，使PVDF与PVC涂层的结合更加牢固，不易剥离，不再需要涂覆底料层。双面PVDF自洁层不仅对膜材顶面有优秀的保护作用，而且对底面也具有优良的保护作用。
环境工程专用膜材运用先进的UV光固化处理技术，提高了有机涂层的户外耐久性，UV吸收剂还起到外用光滤剂的作用，可阻止有害日光辐射进入涂层基材。有效提升了有机材料耐老化性能，在高低温下均能保持稳定的物理性能，具备酸碱条件下的化学稳定性。大大提升了材料在强腐蚀，强酸碱，盐雾等恶劣条件下的使用寿命。环境工程专用膜材采用高品质的低纱高密度聚酯丝（HT-PESLOWICK），并配合高效能防毛细、防霉助剂，彻底消除了膜材因侧渗而产生的发霉，脱落等现象。
四、固定式钢支撑反吊膜结构的优点
1、钢支撑反吊膜结构采用了抗腐蚀能力很强的环境工程专用膜把废气罩住，钢结构在外面将膜悬吊。这样既发挥了环境工程专用膜的抗腐蚀性能，又从根本上解决了钢结构由于与腐蚀性气体接触而带来的腐蚀问题，因而钢结构可以按普通建筑钢结构的防腐等级考虑进行设计，具有50年的使用寿命，发挥了钢结构的性能，实现了结构骨架与覆盖材料的完美结合。使用年限：PVC膜部分15年，钢结构部分50年；
2、由于膜材自重轻，而抗拉强度很大，中等强度的PVC膜材，其厚度仅为0.6mm左右，但其抗拉强度相当于钢材的一半；中等强度的PTFE膜材，其厚度仅为0.8mm左右，但其拉伸强度已达到钢材的水平。这从根本上克服传统结构在大跨度（中间无支撑）建筑上实现所遇到的困难，适于大跨度的池体；
3、由于所有钢支撑反吊膜结构均为密封体且膜结构造型为光滑曲面（负高斯曲面），风荷载体型系数小，抗风等级高；
4、膜自身防腐性能好，自重轻，每平方米的重量约为1.0～1.4公斤，大大低于传统的覆盖材料，再加上风荷载体型系数小，势必对污水池池体的支座反力更小，这样对大跨度池体，特别是对于一些当初设计时未考虑加盖密封荷载的老旧池体，更具有传统加盖密封材料不可比拟的优势。
5、安装快捷：钢结构制作和膜体的加工都在工厂进行，加工质量得到可靠保障。现场安装时间短，减少了对场地的占用。尤其是旧池体改造项目可采取结构整体吊装，不影响池体内部的设备运转；
6、检修方便：由于工艺上的要求，需要定期对设备维修和检查，可以通过在边膜上预留门（膜结构密封垂帘门或塑钢窗）和通道的方式解决。如图10，图11所示：
7、密封性能好：所有膜材采用热熔焊接，现场安装的膜材片之间采用现场热熔焊接的“二次节点密封”既保证罩体的密封，又能保证隔绝内部腐蚀气体对钢结构的腐蚀。
8、便于与现场设备管道密封连接：所有立面的膜结构均可按需要现场开洞，现场热熔焊接恢复气密性。如图12所示：
9、造型美观：钢支撑反吊膜结构具有现代建筑——膜结构的所有特点：造型飘逸美观；自洁性能好，由于膜材表面具有PVDF自洁涂层，能有效减少膜材表面的积灰的附着力，通过自然雨水即可以得到有效清洗，其抗污能力远远大于其他传统覆盖材料，能使其长久保持亮丽的观感；
10、保温性能：单层膜材的保温性能与砖墙相当，既可以抵抗夏季高温，又可以防止冬季低温。可以满足除臭生物菌的生存需要。
五、产品研发与在各行业的运用
随着固定式钢支撑反吊膜结构的不断推广和运用，由此研发了更多延展产品以适应各种不同的企业污水池废臭气整治难题，包括：适于有刮泥机的圆形池的随动式膜密封罩、适于有来回移动设备的方形池的压缩式水平滑动污水池加盖膜密封罩、便于观察的卷帘式污水池加盖膜密封罩、便于设备检修的翻盖式污水池加盖膜密封罩、便于设备吊装的揭盖式污水池加盖膜密封罩、适于超百米大跨度污水池的吊索式污水池加盖膜的密封结构、美观而操作简便的同步旋转反吊膜污水池密封装置、节约投资成本的组合装配式浮体随动污水池加盖膜密封单元及密封罩等等（如图13，图14）。这些结构已广泛运用于石油炼化、化工、造纸、制药、纺织、印染、市政、垃圾填埋等行业，加盖密封效果显著，运行稳定，并取得了良好的经济和社会效益。
六、结语
随着生活水平的不断提高及执行恶臭污染物排放标准的日趋严格，加强对恶臭的检测和治理是今后污水处理厂的建设和发展要求。具有耐腐蚀、轻质高强、造型多样等优势的钢支撑反吊膜结构在污水池加盖除臭领域将得到更广泛的应用。