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为提高公众健康而创建的一个社区决定消除从Vallejo污水处理厂散发出来的气体异味。两个开放式的曝气池就是气味控制的目标之一。曝气池采用了可伸缩结构土工膜覆盖，这种方法结合了气密性高和生命周期成本低的优点。
位于旧金山湾区（San Francisco Bay area）的一个社区推出了一项计划，目的是消除其污水处理厂的废气散发的异味。项目刚刚开始的时候，该社区在主要处理过程中的所有设备上进行了对废气的控制。后来，又开发了一种新颖的生物固体管理和处置方法，这包括了两项设计 ：一个专门用于储存工厂脱水固体的料斗；以及一个自动货车填装工艺（automated truck-fill process），用于将固体运送到该社区自有的垃圾填埋场Tubbs Island，这进一步减少了废气的排放。
最近，该污水厂开始对二级处理工艺，特别是其两个开放式曝气池的废气开展异味消除工作。
为了控制这些气味，该社区选用了Geomembrane技术公司（GTI）的可伸缩结构支撑式土工膜覆盖系统（retractable structurally supported geomembrane cover system）。实践证明，这种膜不仅能有效采集废气，还能非常方便地进行水池的监测、维护和修理工作。
Vallejo社区
Vallejo卫生和洪水控制区是加利福尼亚州设立的一个独立特区，负责污水的收集和处理，保护Vallejo社区免遭洪水的危害。自1952年开始，该社区就对加利福尼亚州及其周边地区的11.5万名居民产生的污水进行收集和处理，保护了公众健康和旧金山湾区的安全。
该社区一直在污水处理领域采用创新技术，作为生物固体在土地应用方面最出色的工程，美国环保署已经授予其全国一等奖。该工厂每年要处理20000立方码（15290立方米）的生物固体，并将其用作土壤改良剂来改善耕地土质。该工厂与其他同类工厂不同的地方是，它在所有的工艺中都不使用消化器。 （图片） Vallejo的工厂每年可处理15.5mgd（百万加仑/天）的污水，但是它还可以对35mgd的水进行全面的二级处理。在雨季，该工厂可以对25mgd的水进行一级处理，同时对35mgd的水进行二级处理，总计达60mgd。
Vallejo的污水处理工艺
污水中的液体部分会流经Vallejo的一级水处理单元，包括进水口、沉砂池和初级澄清池，经过这些单元后，固体会被分离出去；液体部分则流至二级处理过程进行生物处理。
Vallejo的二级处理过程是一个滴滤/固体接触过程，包括四个主要的处理步骤：生物塔、接触式曝气池、二级澄清池和消毒。
该过程的滴滤部分是由两个生物塔提供的，生物塔接受来自一级澄清池的污水。污水喷射在过滤池中的塑料介质上，从而为细菌提供一层表面，供其生长并消耗污水中的有机物。水流流经生物塔两次，通过这个二级处理过程，基本可以消除99%的有机物。
在生物过滤之后，污水会被泵送到两个曝气池内。曝气池使得从生物塔排放出来的固体粒子更加容易地在下游的二级澄清池内沉淀下来。安装在池底的鼓风机和微孔曝气器引入必要的空气，使粒子絮凝，将有机固体转化为较重的团块，并在二级澄清池内通过沉降作用去除。
离开接触曝气池后，水流流入二级澄清池内，细菌和微小的有机物质从污水中沉降出来。然后，污水进入接触池，先与次氯酸钠再与亚硫酸氢钠混合，去除残留的氯，最后通过一条2.5英里（4公里）的管道被泵送到Mare Island海峡。
新型曝气池覆盖物
Vallejo工厂的两个曝气池最初建成于1988年，每个深15英尺（4.6米），宽15英尺（4.6米），长110英尺（33.5米）。每隔几周，Vallejo的工人就要从顶部对曝气池进行一次外观检测。每年，他们会将曝气池排空一次，进入池内对底部的鼓风机和曝气器，以及池底的软管进行实地检查。
在大约20年的时间里，曝气池都没有覆盖，作为该工厂气味控制工程的一部分，该社区考察了多种覆盖方法。专门进行水和污水设施规划、设计和建造的环境工程公司Carollo Engineers被Vallejo的项目选中，负责工厂气味控制工程的设计和施工管理，并开始对封闭曝气池的不同覆盖方法进行评估。
“我们希望覆盖物首先是用来控制气味的，因此它们必须耐腐蚀，”Carollo公司的项目经理Tim Tekippe说。“但是我们也希望这种覆盖物能易于开合，以便进入池内进行采样、定期维护和修理。我们觉得结构支撑式盖子，例如浮动式盖子，对于工厂来说可能是最好的，因为这样比其他系统更容易进入池内。我们首先考察了硬质材料，例如铝和玻纤增强塑料材料，但是两者都需要更多的人力才能进入池内。”
由于尺寸的原因，铝板可能很重，且铝和玻纤盖子都是硬质的，也可能太大，对工人来说难以操作。这种麻烦的操作不仅需要大量的劳动——取下铝盖、放到一边，然后复位——还具有潜在的巨大的安全风险。
“我们与Carollo工程公司一起考察了大量的污水处理厂，以及他们用于覆盖曝气池的材料。”Vallejo卫生和洪水控制区的运营和维护部门总监Barry Pomeroy说。“我们所看到的铝和玻纤盖子都是大块的板子，看上去很难处理和移动。后来我们去了科罗拉多州的一家水处理厂，他们采用的是用土工膜制成的可伸缩结构支撑式盖子。这种盖子看上去在维护时非常容易移除，而且也容易开合。当把它们覆盖在曝气池上时，我们甚至可以走在上面来观察它们的强度和耐久度。鉴于以上考察结果，我们决定为曝气池设计出这种伸缩式盖子。”
Vallejo采用的新型伸缩式结构支撑的土工膜系统，是由一种高强度、防紫外、带涂层的织物制成的复合材料薄膜，由GTI公司设计和制造。织物薄膜被拉伸覆盖在一系列型面高度不大的铝制拱形结构上，这些拱形结构横跨曝气池的开口。中间横跨曝气池的铝制通道用于将覆盖的织物分成合适的长度，方便伸缩。
GTI采用的土工膜防护织物是由一种40密尔的特殊PVC（乙烯互聚物合金）层压板制成的，它形成的密封屏障阻止了废气的通过。它使用一种非常特殊的织法，具有最大的强度/重量比。（图片） 由于表层薄膜是暴晒于太阳之下的，因此添加了先进的抗紫外剂。这种材料可以承受零下30°F (-34℃)的温度。这种盖子在高载荷和巨大的温度波动下，具有超强的接缝强度和超强的耐刺穿和耐撕裂强度，以及低热膨胀和收缩性能、广泛的耐化学腐蚀性、高度灵活性和尺寸稳定性，因此非常适用于污水的覆盖。
但并不是所有的土工膜覆膜设计都能这样有效。例如，聚乙烯薄膜通常具有较差的热膨胀和收缩系数。这种材料在稍高温度下就会膨胀，在冷却时则收缩。时间一长，这种膨胀和收缩就会使覆膜的形状产生扭曲，形成一系列的凸起和凹陷，滞留雨水。GTI的覆盖系统已经克服了这些缺陷。
Vallejo的覆膜是不透气的，在负气压下工作。一个通风系统将整个池内和盖子下的空气抽走，并引导曝气过程产生的废气。废气消除管道直接与覆盖系统和用于消除气味的外部土壤过滤器相连。
虽然薄膜覆盖物是不透气的，但它们可以很快分离，并沿着框架结构方便地卷起来。这使得工人可以进入池内检查和维护内部组件，使得工艺过程更加高效安全。中间铝制通道上的出入口可以让工厂的操作人员直接进入，而无需收起覆膜。
工厂的选择
“这些可伸缩覆膜的预期寿命为15年左右，”Tekippe说。“与其它覆盖系统相比，其成本是非常具有吸引力的。如果到了必须替换的时候，它也可以非常方便地换下来，可以在最短的时间内替换。这些可伸缩覆膜非常适用于市政污水厂和饮用水厂。我们已经将它们应用于其他公共的水和污水工程中。”
各个城市都在寻找更加有效的曝气池覆盖系统，以利于控制废气，减少藻类繁殖，简化维护和修理工作，减少运营费用。可伸缩的结构支撑式土工膜覆膜已经成为简化污水处理厂操作越来越受欢迎的选择之一。
1/6/2013
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