探討大型污水處理廠水池結構設計

唐陶

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司第六設計院，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，所以關于水資源的治理與保護工作社會開始高度關注。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大量的污水處理場，對水池結構進行不斷的更新優(yōu)化，力求接近覺整治污水處理的相關問題。同時還應當注意，污水處理廠的大型水池存在很多的設計問題，應當采取積極有效的措施改進大型水池的設計問題，如圖1所示。

圖1 某污水處理廠水池結構及工藝

1 污水處理廠水池結構的設計特點

經濟技術合理以及質量安全高等是目前新建污水處理廠的基本要求，結構設計的相關工作人員應該對核心水池與建筑物的設計進行優(yōu)化，這應當被視作設計過程中極其重要的任務。在開展水池結構設計工作時，既要對抗裂度強度、水池荷載組合以及裂紋寬度進行計算，同時還應當對污染源要求進行深度分析，關于抗壓、防水、防滲等相關設計內容應當格外重視。關于工業(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，此類問題設計工作者應當格外的重視，盡可能延長水池的運行壽命。

2 污水處理池水池結構設計問題

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。但是在開展水池結構設計的工作時，設計的相關工作人員常常重視混凝土的強度，卻忽視防滲結構的設計，而且關于防滲技術措施也沒有進行合理應用，進而導致水池設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物質，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。當出現滲漏問題是，會造成很大的安全隱患。相關的工作人員應當選用抗?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構。因為有大量的腐蝕性物質和黏性物質存在于污水中，如果池面的材料性能不過關，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，黏性物質與油污的結合不受表面材料的影響，所以處理水池內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中，由于需要較高的處理工藝，應當對水池的豎向平面尺寸進行相應的擴大。所以在建造水池的過程中，對于池壁和板底的厚度應該增加，厚度增加完成后，會發(fā)生大體積混凝土效應。在混凝土的凝固期間，有計較的水化熱反應，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，在一些部位會產生裂縫。在設計混凝土配筋的過程中，倘若沒有深入地分析設置的荷載組合不合理，便會影響水池的結構，導致預埋件和會凝土之間存在裂縫。

2.4 抗浮問題

在設計水池結構的過程中，水池上浮屬于一個比較重要的問題，導致水池上浮的原因有很多，主要是在設計期間對于對抗浮水位沒有進行合理的調控抗浮水位低于水池外部地下水位，進而出現上浮問題。抗浮水位偏差極其容易受到地下水位實勘結果的影響。在規(guī)劃設計期間，設計的相關工作人員應當密切觀察水池外部的情況，與水池工作水位要求相結合，對抗浮水位進行合理設計，與此同時，還要制定雨季放空檢修方案。

3 大型水池結構設計優(yōu)化措施

3.1 注重結構設計與校核

在污水處理廠里面有很多因素影響著水池建設，比如施工場地的水文地質以及工程荷載嚴要求等等。對水池結構進行設計時，全部要素都應該進行考慮，設計及計算與校核工作應當做到位，因為很多水池都以混凝土作為基本結構，所以在設計期間應當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、構建彎矩抑以及偏心壓力過大時，應該對裂縫的寬度進行驗算。如果污水處理池結構是預應力結構時，一定要對荷載組合進行優(yōu)化設計，也要維護水池工作性能。

3.2 結構表面材料設計

工業(yè)廢水以及城市污水都具有大量的毒性物質，這些物質如果在水池中長期聚集，會腐蝕水池的內壁，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，水池的內壁應當用環(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，應該在水池壁施工時把整體的防滲防腐蝕處理做到位。混凝土材料在澆筑時，對于標準要嚴格遵守，養(yǎng)護管理也要做到位，進而提高混凝土澆筑的質量。

3.3 結構的防滲設計

結構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，應當減少混凝土裂縫和變形縫。關于工程材料應當確保混凝土可以滿足施工的需求。在配置混凝土期間，應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。可以使用摻和劑以及活性外加劑代替水泥材料來減少水化熱反映的發(fā)生。以污水池結構為依據，設置沉降縫以及伸縮縫，就算是受到外部影響也不會出現受力不均勻的現象。除此之外，同一個方向上應當保證鋼筋性能跟尺寸保持一致保證穿墻管道的位置和數量，避免返工問題的產生，進而對水池結構造成破壞。所以在施工建設期間要想減少裂縫的產生量應當注意以下幾個點：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生；③在水池的施工過程中應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。在建設工作開展時，用科學的方法做好要護理工作，避免混凝土在凝固時出現裂縫；④對于檢查預埋件工作要格外重視，如果受到油污的腐蝕，應該及時進行清潔，保證預埋件與混凝土的黏結效果，避免裂縫的產生。

3.4 抗浮驗算

在設計水池結構時，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，與地質資料相結合，精準的掌握最高水位值。如果是建設大規(guī)模的水池，在重視整體抗浮驗算的同時還應當重視底板抗浮的驗算。如果過不符合抗浮標準，應當利用抗拔樁處理，適當地把底板標高增大，把建設成本降低。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)劃設計時，應當格外重視土工施工以及設計配合。土建設計時既要充分的掌握土建技術還要對于水工藝要求進行深度分析。關于大型的水池，相關的工作人員應當充分掌握底板壁板之間以及握壁之間的構造影響。如果在施工過程中無法加腋相關的工作人員應該按照標準的技術要求采取補救措施。設計相關工作者要按照標準與其他的工作人員進行充分交流，及時解決工程設計時存在的問題。

4 結語

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施，對水污染的處理影響較大，依據污水處理池的設計特點，對于污水處理池結構現存的問題進行總結，關于設計存才的問題應當制定有效地解決措施，結構的校驗與設計，要把抗浮驗算工作做到位。同時，在設計污水處理廠水池結構時，最好采用無粘結預應力筋設計方案，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致水池池壁低松弛無黏結，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。