市政污水處理廠水池結構設計要點探究

陳亞沛 趙輝

摘要：污水處理廠是處理廢水的重要途徑，并且在凈化環境方面發揮著重要作用。目前，我國早已將污水處理廠的建設，列為可持續發展戰略中的重點項目。因此，對污水處理廠水池結構的建設安全和質量受到全社會的關注。基于此，本文重點分析了污水處理水池結構設計中的問題及設計要點，并提出相關優化措施。

關鍵詞：市政;污水處理廠;水池結構;設計要點;探究

引言

隨著城市污染問題的加劇，水污染已成為影響生活環境的重大問題之一。因此，對現有水資源的科學開發以及污水進行處理再利用，已成為全世界應對水資源問題的主要解決方案，并建立大批的污水處理廠，以有效解決水污染環境問題。而在設計污水處理的過程中，水池結構是污水處理廠設計的重要內容。只能處理水池的經過合理的設計，才能幫助污水處理廠更有效地發揮污水處理作用。

1污水處理廠水池結構設計中應注意的問題

1.1關于水池底板抗浮問題

污水處理廠通常位于河流附近，這些地段地下水位很高。在設計地埋水池時，要考慮地下水位的影響，避免使池底因地下水位上升而浮起。因此，設計人員必須對池底設計進行了全面分析，以防止使用過程中出現上浮問題。一般情況下，水池底板抗浮能力不足有兩種原因，一種原因是在設計水池時，要根據地質調查報告中的水位取值確定。由于水池自重較輕，但其位置卻在河床以下，導致水池內的地下水位會發生變化，而地質勘察單位無法探明這一情況。造成污水處理池底部力抗浮力不足。另一種原因是，由于池體的平面尺寸較大，難以滿足水池設計中的抗浮要求，在長時間使用情況下，會使水池底板開裂[1]。

1.2關于污水處理池的防漏問題

進行污水處理時，水池內基本是充滿水的。在這種情況下，如果在施工中沒有嚴格控制鋼筋混凝土的施工要求，很可能就會造成結構裂縫造成滲漏事故。鋼筋混凝土結構，其產生裂縫的原因經分析后總共有以下幾種，首先是在施工中由于混凝土收縮而產生的內部拉應力，降低了混凝土結構整體的抗拉強度，導致結構表面出現裂縫。其次，振動不均勻，在混凝土結構內部形成蜂窩狀結構，使慢慢滲入，產生滲漏現象。另外是由于設計的混凝土施工縫施工不當引起的漏水問題。

1.3污水池面材設計不當

如果在設計污水池結構時只注重結構的穩定性，而減少了對污水池表面防水材料的設計。導致在長期的使用中，水池表面嚴重受蝕，極易產生污水滲漏的現象，并逐步形成許多裂縫，破壞池的結構。因此，在水池設計過程中，應注意污水池表面材料選擇和防滲設計，采取科學的措施防止水池發生滲漏事故。

2污水處理池設計要點

2.1 底板抗浮設計要點

在設計水池抗浮性能中，要優先考慮水池自身重量因素。該方案適用于水池較淺，水浮力大的情況。這種類型的水池防浮設計有三種，一種是增加水池底板的厚度，同時擴大池壁重量。這種方法雖然能使水池重量增加，但混凝土和鋼材的用量也在增加，極大的增加了施工成本。另一種方法是增加水池的配重，以提升水池的抗浮功能。如果水有頂蓋，可在水池末端、后墻增加配重，這種方法適用于中小型水池。如果水池較大，則不適用。因為，此方法會導致部分浮力。最后一種方法，是使用提升樁或錨桿來提高水池的抗浮能力。目前來說，這種方法是最實用解決池體的抗浮問題，但其缺點是施工成本較高。以上三種方法均被廣泛應用于污水處理池的設計中，以有效提高水池的抗浮能力[2]。

2.2 防漏設計要點

當混凝土結構有很多裂縫時，必然會引起水池的滲透問題。為了有效提高水池的密封性，設計人員必須采取有效的設計方法來控制裂縫的現象。首先是在混凝土中摻入混合料以減少水泥用量，以降低化反應的熱量，控制結構內部的溫度以避免混凝土開裂。其次是適當使用減水劑，以防止混凝土的收縮和變形，使混凝土結構具有更好的抗裂性能。還有就是澆筑過程中要充分振搗，減少結構出現蜂窩現象，同時要進行混凝土分層澆筑。確保水池底部在同一墊層上，避免出現的不均勻沉降現象[3]。

2.3科學計算結構承載力

設計人員要科學計算水池結構的極限承載力，包括基礎承載力和抗浮力。除了必須驗證結構穩定性外，還應對水池結構設計與施工條件緊密結合進行綜合評估，以確定結構的使用安全性能。在進行設計之前，設計人員必須了解當地的地質資料，查閱相關地質水文報告。以合理確定處理池的設計的承載力。設計人員要合理設計水池的基礎，并充分驗證基礎的變形量及其穩定性，控制水池截面百度，以保證水池的有足夠的強度，以滿足承載能力要求。設計人員可通過簡化計算模型，劃分水池構件，并選擇合理計算水池各結構件的不同受力情況。通過這種方法，計算結構件之間的相互作用，確定構件間的支撐條件，并選擇池壁計算長度和受力方式，如單向或雙向力受，通過分析明確受力組件應力傳輸路徑。由于水池受力條件復雜，要通用科學的技術建模分析，利用相關軟件進行數字模擬。準確分析條件下水池結構的受力和變形情況，使計算結果更加準確。在地下水豐富的地區，除了要注意抗浮計算外，還要要找到不同荷載組合情況下進行局部抗浮計算。如果抗浮系數小于1.05 則達不到設計要求時，必須根據情況采取抗浮措施，進行錨桿或增重處理[4]。

3 結構設計優化措施

在污水處理池的實際設計中，必須嚴格控制混凝土的結構變形和裂縫的產生，以確保水池結構滿足使用功能的需求。污水處理池結構設計中，混凝土裂縫控制措施包括。1）關于結構設計，首先必須要選擇合適的混凝土材料，明確使用等級和型號。特別是在水泥的應用中，盡量減少因材料質量不合格，對工程質量造成的危害威脅。另外，有效應用活性添加劑，以提高水泥使用性能也是非常好的技術手段，但科學設計使用量，以避免影響水泥強度。2）要嚴格按照國家規定優化伸縮縫設計，確保混凝土施工的強度。以滿足污水結構對使用環境的變化，避免因季節和溫度變化，對混凝土結構應力產生影響。3）設計時，要合理使用同方向同徑鋼筋，避免產生內部應力裂紋，保證水池結構的穩定性。4）由于水池結構都有管道穿墻的設計。因此，必須要做好管道預埋處理，保證管套的安裝時更加方便，并嚴格控制預埋管道數量和具體位置。5）整體設計工序完成后，必須通過模擬計算檢測結構可能產生裂紋的強度和寬度，并進行詳細分析。如果計算結果顯示裂紋過大，不符合設計要求，則必須及時工程設修復。6）考慮到污水處理池的設計形式有所不同，應選擇合適的結構加固方式，并對溫度和載荷敏感的區域進行特別處理。對于矩形水池結構，池壁會對溫度反應比較強烈，因此在澆筑混凝土時，池壁水平方向的配筋率必須大于0.15%。而圓形水池結構，可用預應力混凝土進行施工，外圍配筋率控制0.35%，同時內側要大于0.14%。7）在水池結構設計中，設計人員必須要注重優化設計，并全面考慮載荷和各方向結構應力的影響，使受力計算更加合理。在實際應用過程中，考慮氣候條件、水灰比以及水泥用量、坍落度等因素對混凝土結構產生的影響。不斷優化混凝土受力情況，以滿足污水處理池的正常使用功能[5]。

結束語

綜上所述，污水處理池作為污水處理廠的中心結構，在使用中必須具有較高的強度、足夠的抗滲漏性和耐腐蝕性。因此，工程技術人員在設計水池結構時，要綜合考慮多種因素，采取先進的施工技術，并制定合理的設計方案，以確保污水處理廠的正常運行。

參考文獻：

[1]孟琳，楊曉亮.市政污水處理廠水池結構設計要點探究[J].中國住宅設施，2021（05）：33-34.

[2]王洋.市政污水處理廠水池結構設計要點分析[J].江西建材，2021（04）：76-77.

[3]邱照舒.市政污水處理廠水池結構設計要點探究[J].居業，2020（10）：39-40

[4]趙燕薇.市政污水處理廠水池結構設計要點探究[J].城市建筑，2020，17（14）：81-82.

[5]羅瑤.污水處理廠中水池結構設計要點的分析[J].智能城市，2020，6（07）：157-158.