大型污水处理厂水池结构设计探讨

朱文博

摘 要：目前从我国的实际情况来看，水资源匮乏的现象日益明显，在进行水源开发的同时，如何对污水进行良好的处理受到了人们普遍的关注。本文在研究的过程中将污水处理作为切入点，对大型污水池立场水池结构的设计方法进行了较为详细的探讨，并结合目前出现的问题提出了几点应对措施，希望能给相关的设计人员提供一定的帮助。

关键词：大型污水处理厂；水池结构；设计探讨

引言

随着我国城市化进程的不断加快，几乎在每个城市都有污水处理厂用来处理城市污水，这种方法能够在一定程度上环境水资源匮乏的问题。而污水处理厂水池结构的好坏对于污水处理的合理性也有着一定的影响，所以在正式开始实施城市污水处理之前，应当提前做好水池的结构设计，对污水及其污染源能够做到充分的理解，确保水资源在得到处理之后还能够继续使用，以下将结合笔者的实际工作经验，注重探讨大型污水处理厂的水池结构设计特点以及设计方法。

一、大型污水处理厂水池结构的设计特点

无论是哪一座城市，在新建污水处理厂的过程中都必须要保证其能够发挥有效的作用，在确保污水处理合理性的同时，要尽可能的融入一些现代化的技术手段，有效的增加污水处理的技术含量，真正的实现对其进行优化。通过对目前绝大多数的污水处理厂的设计研究发现，几乎所有的结构设计都将重点放在了水池结构设计方面，通过相关的计算软件以及计算方法对水池结构的强度、抗裂度、防腐性以及裂缝宽度进行了全方位计算与优化，从而有效的保证了这些水池的质量以及经济性。通过笔者的实际工作经验，将水池结构的设计工作可以简单的概括为防腐、防渗、防裂。

二、目前污水处理厂水池结构设计存在的问题

从目前国内很多污水处理厂水池结构设计上来看，普遍的一个问题就是防渗系数比较低，直接导致了结构的抗渗性能不好。而另外一个问题就是在水池表面材料设计上也存在着一定的问题，这些问题都十分严重的困扰着污水处理池的正常使用，应当在后期的工作中采取办法加以解决。

1、水池防渗系数较低，抗渗性能不足

通常情况下，污水处理厂水池结构所使用的材料一般都是由钢筋混凝土所制成的，目前混凝土的相关理论已经比较完善，所以从理论上来说，强度是能够良好的保证的。只需要在施工的过程中做好必要的施工控制，并适当的将混凝土的抗渗系数加以考虑，通常情况下，水池结构的抗渗性能都不会存在问题。但是通过实践发现很多设计人员在设计的过程中往往都将重点放在了对其强度进行的运算上，忽略了防渗系数的作用，所以直接导致污水吹池的防渗性能比较低，严重情况下，甚至无法进行正常的使用。

2、不重视水池表面材料的施工设计

传统的水池结构施工工作往往都将工作的重点放在了水池结构的稳定性、不均匀沉降以及裂缝等问题上，并没有对水池结构表面材料的设计给予足够的重视，导致了在施工的过程中经常会涂刷一些质量较差的原材料。随着其使用年限的不断增加，逐渐的产生了腐蚀的现象，不但降低了水池的性能，同时也缩短了水池的使用年限。

三、大型污水处理厂水池结构设计方法

1、结合实际资料进行结构设计和校核验算

设计人员在进行设计的过程中往往手中的资料只有勘查单位所提供的勘查设计资料，虽然这份资料的真实性是由相关的勘查单位进行负责的，但是出于自身责任的角度，笔者也建议项目的设计负责人员应道深入到现场当中，对现场的实际情况进行深入的了解。在对其进行了解之后，就应当根据地质条件进行结构设计和校核验算工作。应当对以下几个方面给予充分的重视。

首先就是结构强度的验算。无论水池结构的形式是怎样的，都要对其进行结构强度的验算。设计人员在验算开始之前一定要仔细阅读当地的工程地质勘查资料以及水文地质报告，结合实际的情况选择适当的荷载组合办法对其进行验算。

其次就是抗裂度或裂缝宽度的验算。这点主要是对于钢筋混凝土而言的，采用这种材料进行设计的水池，都要检验其抗裂度或裂缝宽度是否符合相关规范的要求。

最后一点就是要进行抗裂度验算，如果选用的水池结构属于预应力混凝土的话，就要对其进行抗裂度检验。

2.荷载组合

为了能够在最大程度上保证水池结构的安全性以及适用性，应当将其有可能出现的多种荷载情况进行组合。要组合的过程中要做到不缺不漏，有效的达到安全使用的相关要求。笔者在设计的过程中主要使用到了以下几种荷载组合情况。

①基本组合：水压+自重。无论是何种结构的水池，这个荷载组合是必须进行考虑的，因为其中的两个荷载是所有水池在正常使用状态下都必须承受的。同时如果设计的水池比较小的娿，其侧面的土压以及温度荷载都是可以忽略不计的额，所以可以单一的采用这种荷载组合方式进行验算。

②温度组合：水压+自重+温差。这种组合方式与第一种相比，最大的不同就是考虑了温差的影响。当项目所在地是在北方的一些城市的话，应当采取该荷载组合方式。

③应性组合：水压+自重+温差+湿差。这种组合方式在组合的过程中也有效的将周围环境湿度的变化考虑在了其中。但是从以往的设计经验上来看，这种荷载考虑在晨暮温差较大的地区，则容易使水池表面结构出现龟裂的现象。

3、污水池裂缝产生原因及结构对策

通过之前的很多工程实践发现，我国范围内的很多大型污染厂水池结构在使用的过程中经常会产生一些竖向裂缝，使得水池的污水处理效果受到了极大的影响。从目前掌握的情况来看，出现的竖向裂缝还可以更加细化为两种即贯穿性裂缝以及水池表面的龟裂裂缝。前者产生的原因是由于混凝土的收缩作用而产生的。而后者产生的原因则是水池外币由于受到盈利的影响而产生的。这两种裂缝一旦产生，往往会随着使用时间的不断加长逐渐的蔓延到整个水池，不但影响了水池的整体美观，又影响到了其防渗性。为了有效的避免裂缝的产生，笔者建议相关设计人员应当采取以下几种措施进行预防。

①预制的装配式走道板以及现浇走道板必须设置合理的伸缩缝，一般来说设置考虑为每隔3m～4m设置一道。

②对于一些无顶盖的矩形水池来说，应当在水池的每个侧边都设置2根以上的水平钢筋，这种方式能够有效的防止由于顶部开裂而产生的结构破坏。

③如果污水处理池结構设计选择了矩形设计形式的话，则必须对水平方向的配筋率进行较为严格的控制，一般来说不应当小于0.15%。

4、污水处理池结构表面材料的施工设计方法

相对来说目前城市的污染水平比较严重，所以在对其进行处理的过程中可能会对水池结构自身造成的一定影响，例如处理一些含有微量元素的污染水的时候，水中的元素就可能会与混凝土产生不良的化学反应，从而影响水池的使用寿命，通常情况会选择在水池周围涂抹一些质量较好的防腐材料，避免污水对水池结构造成腐蚀。

小结

本文在论述的过程中对污水处理池结构特点与结构设计方法做了比较详细的论述，指出了设计的过程中不仅要对水池的强度进行校核，对其防渗性、防水性、防腐性以及防裂性也应当进行合理的设计，采用比较合理的设计方法，有效的保护污水处理厂水池结构设计质量，使其污水处理功能能够得到良好的发挥。

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