探討大型污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計

唐陶

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司第六設(shè)計院，安徽 合肥 230031）

0 引言

就目前來看，世界存在的環(huán)境問題變得越來越嚴重，尤其是關(guān)于水資源的污染問題。群眾們對于環(huán)境的保護問題越來越重視，所以關(guān)于水資源的治理與保護工作社會開始高度關(guān)注。為了使水資源能夠得到持續(xù)的發(fā)展，水資源保護以及管控法規(guī)等一些列法律措施不斷出臺，各地的政府部門也開始投資建設(shè)大量的污水處理場，對水池結(jié)構(gòu)進行不斷的更新優(yōu)化，力求接近覺整治污水處理的相關(guān)問題。同時還應(yīng)當(dāng)注意，污水處理廠的大型水池存在很多的設(shè)計問題，應(yīng)當(dāng)采取積極有效的措施改進大型水池的設(shè)計問題，如圖1所示。

圖1 某污水處理廠水池結(jié)構(gòu)及工藝

1 污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點

經(jīng)濟技術(shù)合理以及質(zhì)量安全高等是目前新建污水處理廠的基本要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)工作人員應(yīng)該對核心水池與建筑物的設(shè)計進行優(yōu)化，這應(yīng)當(dāng)被視作設(shè)計過程中極其重要的任務(wù)。在開展水池結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，既要對抗裂度強度、水池荷載組合以及裂紋寬度進行計算，同時還應(yīng)當(dāng)對污染源要求進行深度分析，關(guān)于抗壓、防水、防滲等相關(guān)設(shè)計內(nèi)容應(yīng)當(dāng)格外重視。關(guān)于工業(yè)園區(qū)污染水的處理來說，因為該區(qū)域存在大量的重金屬污染，所以防滲防水等性能設(shè)計必須加強。地下水很容易受到污水池污水滲漏的污染，此類問題設(shè)計工作者應(yīng)當(dāng)格外的重視，盡可能延長水池的運行壽命。

2 污水處理池水池結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

2.1 水池防滲能力存在缺陷

污水的處理效果受到污水處理廠水池防滲性能的直接影響。但是在開展水池結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作時，設(shè)計的相關(guān)工作人員常常重視混凝土的強度，卻忽視防滲結(jié)構(gòu)的設(shè)計，而且關(guān)于防滲技術(shù)措施也沒有進行合理應(yīng)用，進而導(dǎo)致水池設(shè)計存在的滲水問題比較嚴重。污水處理廠通常選用鋼筋混凝土作為水池材料，多以對于工程強度的要求可以滿足，但是污水中存在大量腐蝕性較強的化學(xué)物質(zhì)，對于池壁會進行一定程度的腐蝕和破壞，大大縮短了水池的使用壽命。當(dāng)出現(xiàn)滲漏問題是，會造成很大的安全隱患。相關(guān)的工作人員應(yīng)當(dāng)選用抗?jié)B等級高的材料，有利于水池的正常運行。

2.2 水池的表面設(shè)計不到位

因為受水池運行環(huán)境的影響，污水的處理池具有較高的性能以及池面結(jié)構(gòu)。因為有大量的腐蝕性物質(zhì)和黏性物質(zhì)存在于污水中，如果池面的材料性能不過關(guān)，對于抗腐蝕的要求就沒法滿足，如果圖層材料的使用不夠重視，那么水池內(nèi)壁就會被腐蝕和損壞，進而影響水池的使用年限，除此之外，黏性物質(zhì)與油污的結(jié)合不受表面材料的影響，所以處理水池內(nèi)污染物的效率也會大大降低。

2.3 水池裂縫問題

在處理污水的過程當(dāng)中，由于需要較高的處理工藝，應(yīng)當(dāng)對水池的豎向平面尺寸進行相應(yīng)的擴大。所以在建造水池的過程中，對于池壁和板底的厚度應(yīng)該增加，厚度增加完成后，會發(fā)生大體積混凝土效應(yīng)。在混凝土的凝固期間，有計較的水化熱反應(yīng)，不同層次的混凝土，其溫度也有較大的差異，由于溫度差異較大，在一些部位會產(chǎn)生裂縫。在設(shè)計混凝土配筋的過程中，倘若沒有深入地分析設(shè)置的荷載組合不合理，便會影響水池的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致預(yù)埋件和會凝土之間存在裂縫。

2.4 抗浮問題

在設(shè)計水池結(jié)構(gòu)的過程中，水池上浮屬于一個比較重要的問題，導(dǎo)致水池上浮的原因有很多，主要是在設(shè)計期間對于對抗浮水位沒有進行合理的調(diào)控抗浮水位低于水池外部地下水位，進而出現(xiàn)上浮問題?？垢∷黄顦O其容易受到地下水位實勘結(jié)果的影響。在規(guī)劃設(shè)計期間，設(shè)計的相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)密切觀察水池外部的情況，與水池工作水位要求相結(jié)合，對抗浮水位進行合理設(shè)計，與此同時，還要制定雨季放空檢修方案。

3 大型水池結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

3.1 注重結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核

在污水處理廠里面有很多因素影響著水池建設(shè)，比如施工場地的水文地質(zhì)以及工程荷載嚴要求等等。對水池結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，全部要素都應(yīng)該進行考慮，設(shè)計及計算與校核工作應(yīng)當(dāng)做到位，因為很多水池都以混凝土作為基本結(jié)構(gòu)，所以在設(shè)計期間應(yīng)當(dāng)對于裂縫寬度驗算以及抗裂度要格外重視。倘若水池的拉力、構(gòu)建彎矩抑以及偏心壓力過大時，應(yīng)該對裂縫的寬度進行驗算。如果污水處理池結(jié)構(gòu)是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)時，一定要對荷載組合進行優(yōu)化設(shè)計，也要維護水池工作性能。

3.2 結(jié)構(gòu)表面材料設(shè)計

工業(yè)廢水以及城市污水都具有大量的毒性物質(zhì)，這些物質(zhì)如果在水池中長期聚集，會腐蝕水池的內(nèi)壁，所以對于水池表面的抗腐蝕性能也要進行優(yōu)化，把抗腐蝕涂料涂刷在水池的表面是常用的防腐蝕方法是常用的抗腐蝕方法，在防水層施工的時候，水池的內(nèi)壁應(yīng)當(dāng)用環(huán)保型納米材料進行涂刷，把污水跟水池表面分隔開，進而減少腐蝕對池壁的影響。但是如果單純使用防腐蝕涂層材料，很難起到防腐蝕的效果，應(yīng)該在水池壁施工時把整體的防滲防腐蝕處理做到位?；炷敛牧显跐仓r，對于標(biāo)準(zhǔn)要嚴格遵守，養(yǎng)護管理也要做到位，進而提高混凝土澆筑的質(zhì)量。

3.3 結(jié)構(gòu)的防滲設(shè)計

結(jié)構(gòu)裂縫以及變形縫常常是污水處理池滲漏問題發(fā)生的主要原因。為了防止水滲漏問題的出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)減少混凝土裂縫和變形縫。關(guān)于工程材料應(yīng)當(dāng)確?；炷量梢詽M足施工的需求。在配置混凝土期間，應(yīng)該對于水泥的使用量進行嚴格控制，減少水熱化反映的不良影響，與此同時還要降低溫度差以及變形收縮等問題的發(fā)生率，進而可以有效控制裂縫?？梢允褂脫胶蛣┮约盎钚酝饧觿┐嫠嗖牧蟻頊p少水化熱反映的發(fā)生。以污水池結(jié)構(gòu)為依據(jù)，設(shè)置沉降縫以及伸縮縫，就算是受到外部影響也不會出現(xiàn)受力不均勻的現(xiàn)象。除此之外，同一個方向上應(yīng)當(dāng)保證鋼筋性能跟尺寸保持一致保證穿墻管道的位置和數(shù)量，避免返工問題的產(chǎn)生，進而對水池結(jié)構(gòu)造成破壞。所以在施工建設(shè)期間要想減少裂縫的產(chǎn)生量應(yīng)當(dāng)注意以下幾個點：①避免在高溫環(huán)境下施工，縮小施工時的溫度差，防止由于溫差導(dǎo)致的裂縫；②在混凝土配置時要控制水灰的比例，避免水熱化反映的產(chǎn)生；③在水池的施工過程中應(yīng)該控制混凝土坍落度攪拌處理工作要做到位，進而大幅提升混凝土的密實度。在建設(shè)工作開展時，用科學(xué)的方法做好要護理工作，避免混凝土在凝固時出現(xiàn)裂縫；④對于檢查預(yù)埋件工作要格外重視，如果受到油污的腐蝕，應(yīng)該及時進行清潔，保證預(yù)埋件與混凝土的黏結(jié)效果，避免裂縫的產(chǎn)生。

3.4 抗浮驗算

在設(shè)計水池結(jié)構(gòu)時，抗浮驗算這一工作十分的重要。如果進行不規(guī)范的抗浮驗算，水池的防滲效果就會受到影響，也有可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，，在進行抗浮驗算工作時，對于地下水位的勘查要十分重視，與地質(zhì)資料相結(jié)合，精準(zhǔn)的掌握最高水位值。如果是建設(shè)大規(guī)模的水池，在重視整體抗浮驗算的同時還應(yīng)當(dāng)重視底板抗浮的驗算。如果過不符合抗浮標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)利用抗拔樁處理，適當(dāng)?shù)匕训装鍢?biāo)高增大，把建設(shè)成本降低。除此之外，了解地下水位的季節(jié)性特點，進而通過降水井滿足水池抗浮的要求。

3.5 加大各工藝配合的速度

在污水處理廠進行規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)格外重視土工施工以及設(shè)計配合。土建設(shè)計時既要充分的掌握土建技術(shù)還要對于水工藝要求進行深度分析。關(guān)于大型的水池，相關(guān)的工作人員應(yīng)當(dāng)充分掌握底板壁板之間以及握壁之間的構(gòu)造影響。如果在施工過程中無法加腋相關(guān)的工作人員應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求采取補救措施。設(shè)計相關(guān)工作者要按照標(biāo)準(zhǔn)與其他的工作人員進行充分交流，及時解決工程設(shè)計時存在的問題。

4 結(jié)語

綜上所述，水污染是目前最為常見的環(huán)境污染問題之一，污水處理池作為重要的處理污水的設(shè)施，對水污染的處理影響較大，依據(jù)污水處理池的設(shè)計特點，對于污水處理池結(jié)構(gòu)現(xiàn)存的問題進行總結(jié)，關(guān)于設(shè)計存才的問題應(yīng)當(dāng)制定有效地解決措施，結(jié)構(gòu)的校驗與設(shè)計，要把抗浮驗算工作做到位。同時，在設(shè)計污水處理廠水池結(jié)構(gòu)時，最好采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計方案，這種方案與其他的方案相比，可以大幅提高水池池壁的盈利剛度，進而滿足使用要求。而且采用鋼絞線會導(dǎo)致水池池壁低松弛無黏結(jié)，這便可以大幅提升其韌性和強度，進而提高污水處理的凈效益。