某污水处理厂一体化综合池设计

北极星环保网讯:摘要：污水处理厂的升级改造是城区开发建设的形势、贯彻环境保护的理念和提供完善的基础设施的要求，本文所述的一体化综合池很好的解决了在污水处理厂的升级改造中所遇到的用地紧张的问题，同时也减少了建设成本和运营成本。文中还论述了结构设计的方法和分析了遇到的问题，也给出了解决的方法。

1.引言

近年来，我国的经济和社会事业持续高速发展，取得了令人瞩目的成就。但随着经济的高速增长和外来人口的急剧膨胀，大多数城市现有的污水处理厂规模逐渐的不能满足日益增长的污水处理需求。面对城区开发建设的形势、贯彻环境保护的理念和提供完善的基础设施的要求，大多数城市需要对现有的污水处理厂进行扩建改造。

2.方案确定

由于是在原污水处理厂基础上的扩建改造，建设场地比较紧张，所以将主要污水处理构筑物集成为一体化综合池，分别是生化池、二沉池、高效沉淀池、连续砂滤池、加氯接触池。加氯接触池上部为加氯间和加药间。生化池采用钢筋混凝土加盖形式，上部为屋顶花园。

将污水生物处理和深度处理构筑物集成为一体化综合池，大大减少了用地空间;取消了污水构筑物之间的连接管，减少了各处理构筑物之间的水头损失;各处理构筑物之间的池壁可以公用，减少池壁的数量;这样就可以减少该污水处理厂的投资成本和将来的运营成本，也为将来的运行管理带来方便。生化池顶建设屋顶花园，既有草坪，又有水池，既可以美化环境，又减少了臭气对周边环境的影响，实现了污水处理厂绿色环保的理念，促进城市经济可持续发展的目标。

3.结构设计

3.1混凝土

(1)强度等级：本工程位于长江三角洲，根据《民用建筑热工设计规范》GB50176-94的规定，该地区属于非寒冷地区，按照《混凝土结构设计规范》GBS0010-2010，混凝土结构的环境类别为二类a，最低混凝土强度等级为C25，与《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138：2002中规定的混凝土最低强度一致，按照《混凝土结构耐久性设计规范》GB/TS0476-2008，混凝土结构的环境作用等级为I-C，最低混凝土强度等级为C35，故一体化综合池采用C35混凝土。

(2)抗渗等级：混凝土抗渗等级si，系指龄期为28d的混凝土试件，施加i×0.1MPa水压后满足不渗水指标，根据最大作用水头与混凝土厚度的比值确定。根据这个规定，一体化综合池的混凝土抗渗等级S6。

3.2工况组合

(1)池外有土、池内无水：此种工况主要是考虑在回填土完成后、水池没有使用之前和使用时检修期内的不利情况。

(2)池外无土、池内有水：此种工况主要是考虑在回填土完成前、水池做满水试验时的不利情况。

3.3池壁内力计算

(1)单向壁板：即L/H>2(有顶板)或L/H>3(无顶板)(L为池壁长度，H为池壁高度)的池壁板;取1m宽截条按竖向单向受弯计算，下端为固接，上端为铰接(有顶板)或自由(无顶板);此时应考虑水平角隅区弯矩。生化池、二沉池、加氯接触池池壁按单向壁板计算。

(2)双向壁板：即0.5≤L/H≤2(有顶板)或0.5≤L/H≤3(无顶板)的池壁板;分别按三边固接、一边铰接(有顶板)和三边固接、一边自由(无顶板)的双向受弯计算;此时应考虑作用在池壁支座上的边缘反力。高效沉淀池、连续砂滤池池壁按双向壁板计算。

3.4底板内力计算

(1)计算原则：地基反力按均布考虑;在地基反力作用下，池底一般可视为简支在池壁之上。

(2)单向受力底板：当底板为单向板时，应沿短向取宽1m板带，按简支单跨板或简支多跨连续板计算;同时还应将池壁底部弯矩作用在板两端。生化池、二沉池、加氯接触池按单向受力底板计算。

(3)双向受力底板：当底板为双向板时，应沿两个方向分别取宽1m板带，按简支单跨板或简支多跨连续板计算;同时还应将池壁底部弯矩作用在板两端。此时应将作用在每格池底的均布荷载按两个方向进行分配，分配方法见文献。

3.5配筋计算

(1)配筋计算采用设计值，裂缝宽度验算采用准永久组合值(裂缝宽度限值取0.20mm)。

(2)池壁配筋计算：竖直向钢筋按受弯构件计算;水平向钢筋，应按受弯构件(角隅区弯矩或双向板水平向弯矩)或弯拉构件(双向板水平支座处产生的弯矩和边缘反力对充当其支座的侧壁)计算。

4.设计时发现的问题

该一体化综合池大大的减少了用地空间，减少了各处理构筑物间的水头损失和池壁的数量，但由于该工程所在地区的地质条件比较特殊，若按照功能不同分成几个池体单独设计时可以按常规方法进行设计，在合并成一个综合池进行设计时就应该慎重对待，在同时满足安全性和经济性之间进行认真分析，使该一体化综合池的建设获得效益最大化。

抗浮设计水位较高，抗浮设计要求满足较困难。本工程位于长江三角洲，拟建场地周边水系发达，地下水补给充分，地下水位很高，抗浮设计水位取地面下0.4米。该一体化综合池中高效沉淀池、连续砂滤池可以通过池体自重满足抗浮设计要求;加氯接触池可以满足整体抗浮设计要求，但墙下局部抗浮设计要求不满足，故在设计底板时不考虑中间池壁的存在、以最外侧池壁为支座计算;生化池和二沉池不满足整体和局部抗浮，为了和其它部分池体相统一，采取增加池体自重的方法，经计算生化池和二沉池均增加0.6米的混凝土垫层，通过设置拉筋将垫层和底板连接，满足了整体和局部抗浮设计要求。

5.结论

1.一体化综合池将污水生物处理和深度处理构筑物整合在一起，节省了用地空间，减少投资成本和运营成本，也为将来的运行管理带来方便，对于今后污水处理厂的升级改造、以及新污水处理厂的建造都是很好的参照。

2.一体化综合池对于地质条件较好的地区是完全适用的;于地质条件较差的地区，应认真分析、仔细对比，在满足安全和经济的基础上，尽量使用。

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