大型污水處理廠水池結構設計探討

朱文博

摘 要：目前從我國的實際情況來看，水資源匱乏的現象日益明顯，在進行水源開發的同時，如何對污水進行良好的處理受到了人們普遍的關注。本文在研究的過程中將污水處理作為切入點，對大型污水池立場水池結構的設計方法進行了較為詳細的探討，并結合目前出現的問題提出了幾點應對措施，希望能給相關的設計人員提供一定的幫助。

關鍵詞：大型污水處理廠；水池結構；設計探討

引言

隨著我國城市化進程的不斷加快，幾乎在每個城市都有污水處理廠用來處理城市污水，這種方法能夠在一定程度上環境水資源匱乏的問題。而污水處理廠水池結構的好壞對于污水處理的合理性也有著一定的影響，所以在正式開始實施城市污水處理之前，應當提前做好水池的結構設計，對污水及其污染源能夠做到充分的理解，確保水資源在得到處理之后還能夠繼續使用，以下將結合筆者的實際工作經驗，注重探討大型污水處理廠的水池結構設計特點以及設計方法。

一、大型污水處理廠水池結構的設計特點

無論是哪一座城市，在新建污水處理廠的過程中都必須要保證其能夠發揮有效的作用，在確保污水處理合理性的同時，要盡可能的融入一些現代化的技術手段，有效的增加污水處理的技術含量，真正的實現對其進行優化。通過對目前絕大多數的污水處理廠的設計研究發現，幾乎所有的結構設計都將重點放在了水池結構設計方面，通過相關的計算軟件以及計算方法對水池結構的強度、抗裂度、防腐性以及裂縫寬度進行了全方位計算與優化，從而有效的保證了這些水池的質量以及經濟性。通過筆者的實際工作經驗，將水池結構的設計工作可以簡單的概括為防腐、防滲、防裂。

二、目前污水處理廠水池結構設計存在的問題

從目前國內很多污水處理廠水池結構設計上來看，普遍的一個問題就是防滲系數比較低，直接導致了結構的抗滲性能不好。而另外一個問題就是在水池表面材料設計上也存在著一定的問題，這些問題都十分嚴重的困擾著污水處理池的正常使用，應當在后期的工作中采取辦法加以解決。

1、水池防滲系數較低，抗滲性能不足

通常情況下，污水處理廠水池結構所使用的材料一般都是由鋼筋混凝土所制成的，目前混凝土的相關理論已經比較完善，所以從理論上來說，強度是能夠良好的保證的。只需要在施工的過程中做好必要的施工控制，并適當的將混凝土的抗滲系數加以考慮，通常情況下，水池結構的抗滲性能都不會存在問題。但是通過實踐發現很多設計人員在設計的過程中往往都將重點放在了對其強度進行的運算上，忽略了防滲系數的作用，所以直接導致污水吹池的防滲性能比較低，嚴重情況下，甚至無法進行正常的使用。

2、不重視水池表面材料的施工設計

傳統的水池結構施工工作往往都將工作的重點放在了水池結構的穩定性、不均勻沉降以及裂縫等問題上，并沒有對水池結構表面材料的設計給予足夠的重視，導致了在施工的過程中經常會涂刷一些質量較差的原材料。隨著其使用年限的不斷增加，逐漸的產生了腐蝕的現象，不但降低了水池的性能，同時也縮短了水池的使用年限。

三、大型污水處理廠水池結構設計方法

1、結合實際資料進行結構設計和校核驗算

設計人員在進行設計的過程中往往手中的資料只有勘查單位所提供的勘查設計資料，雖然這份資料的真實性是由相關的勘查單位進行負責的，但是出于自身責任的角度，筆者也建議項目的設計負責人員應道深入到現場當中，對現場的實際情況進行深入的了解。在對其進行了解之后，就應當根據地質條件進行結構設計和校核驗算工作。應當對以下幾個方面給予充分的重視。

首先就是結構強度的驗算。無論水池結構的形式是怎樣的，都要對其進行結構強度的驗算。設計人員在驗算開始之前一定要仔細閱讀當地的工程地質勘查資料以及水文地質報告，結合實際的情況選擇適當的荷載組合辦法對其進行驗算。

其次就是抗裂度或裂縫寬度的驗算。這點主要是對于鋼筋混凝土而言的，采用這種材料進行設計的水池，都要檢驗其抗裂度或裂縫寬度是否符合相關規范的要求。

最后一點就是要進行抗裂度驗算，如果選用的水池結構屬于預應力混凝土的話，就要對其進行抗裂度檢驗。

2.荷載組合

為了能夠在最大程度上保證水池結構的安全性以及適用性，應當將其有可能出現的多種荷載情況進行組合。要組合的過程中要做到不缺不漏，有效的達到安全使用的相關要求。筆者在設計的過程中主要使用到了以下幾種荷載組合情況。

①基本組合：水壓+自重。無論是何種結構的水池，這個荷載組合是必須進行考慮的，因為其中的兩個荷載是所有水池在正常使用狀態下都必須承受的。同時如果設計的水池比較小的娿，其側面的土壓以及溫度荷載都是可以忽略不計的額，所以可以單一的采用這種荷載組合方式進行驗算。

②溫度組合：水壓+自重+溫差。這種組合方式與第一種相比，最大的不同就是考慮了溫差的影響。當項目所在地是在北方的一些城市的話，應當采取該荷載組合方式。

③應性組合：水壓+自重+溫差+濕差。這種組合方式在組合的過程中也有效的將周圍環境濕度的變化考慮在了其中。但是從以往的設計經驗上來看，這種荷載考慮在晨暮溫差較大的地區，則容易使水池表面結構出現龜裂的現象。

3、污水池裂縫產生原因及結構對策

通過之前的很多工程實踐發現，我國范圍內的很多大型污染廠水池結構在使用的過程中經常會產生一些豎向裂縫，使得水池的污水處理效果受到了極大的影響。從目前掌握的情況來看，出現的豎向裂縫還可以更加細化為兩種即貫穿性裂縫以及水池表面的龜裂裂縫。前者產生的原因是由于混凝土的收縮作用而產生的。而后者產生的原因則是水池外幣由于受到盈利的影響而產生的。這兩種裂縫一旦產生，往往會隨著使用時間的不斷加長逐漸的蔓延到整個水池，不但影響了水池的整體美觀，又影響到了其防滲性。為了有效的避免裂縫的產生，筆者建議相關設計人員應當采取以下幾種措施進行預防。

①預制的裝配式走道板以及現澆走道板必須設置合理的伸縮縫，一般來說設置考慮為每隔3m～4m設置一道。

②對于一些無頂蓋的矩形水池來說，應當在水池的每個側邊都設置2根以上的水平鋼筋，這種方式能夠有效的防止由于頂部開裂而產生的結構破壞。

③如果污水處理池結構設計選擇了矩形設計形式的話，則必須對水平方向的配筋率進行較為嚴格的控制，一般來說不應當小于0.15%。

4、污水處理池結構表面材料的施工設計方法

相對來說目前城市的污染水平比較嚴重，所以在對其進行處理的過程中可能會對水池結構自身造成的一定影響，例如處理一些含有微量元素的污染水的時候，水中的元素就可能會與混凝土產生不良的化學反應，從而影響水池的使用壽命，通常情況會選擇在水池周圍涂抹一些質量較好的防腐材料，避免污水對水池結構造成腐蝕。

小結

本文在論述的過程中對污水處理池結構特點與結構設計方法做了比較詳細的論述，指出了設計的過程中不僅要對水池的強度進行校核，對其防滲性、防水性、防腐性以及防裂性也應當進行合理的設計，采用比較合理的設計方法，有效的保護污水處理廠水池結構設計質量，使其污水處理功能能夠得到良好的發揮。

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