邢 鵬

(山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團有限公司，山西 太原 030032)

1 工程概況

某市紙漿造紙污水處理改造工程，廠區(qū)占地約450畝，污水處理站占地約100畝。原有設(shè)計土建施工機械澄清池后停止施工，現(xiàn)做調(diào)節(jié)池用。大量設(shè)備留存庫房，環(huán)保不達標，不能生產(chǎn)。且原設(shè)計已不能滿足現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模污水處理水量要求，決定對原有污水處理站進行升級改造。改造后項目處理能力進水水量52 083 m3/d，總投資約2 327.74萬元：其中土建費用約1 244.40萬元，設(shè)備約650.20萬元(對已有設(shè)備充分利用)。采用三級污水處理工藝，總裝機功率1 897.12 kW，電力消耗31 120.56 kWh/d，年運行成本約1 645.85萬元。工程于2009年9月開工建設(shè)，于2009年10月底竣工并進水調(diào)試運行，12月初調(diào)試出水合格。

本工程主要建(構(gòu))筑物有粗格柵、細格柵、提升泵房、冷卻塔、一級曝氣池、一級沉淀池、二級曝氣池、二級沉淀池、接觸消毒池、混合池、氣浮池、出水檢查井、污泥池、污泥脫水機房加藥間(原樹皮倉)、應(yīng)急池(原機械加速澄清池)等。根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》規(guī)定，建(構(gòu))筑物抗震設(shè)防類別均為丙類。

2 改造方案

將原有機械加速澄清池作為污水事故池，三級處理采用溶氣氣浮。污水通過機械粗格柵、機械細格柵自流入集水池，用潛污泵提升入冷卻塔，或直接進入原有機械加速澄清池，出水自流入一級曝氣池，順序自流入一級沉淀池、二級曝氣池、二級沉淀池、混凝池、絮凝池、氣浮池，出水達標排放或回用；當事故排放時，污水經(jīng)冷卻后，進入原有機械加速澄清池的某一個池子或四個池子，將澄清池作為事故池使用，當澄清池出水達到上限后，原污水應(yīng)已達到正常值，此時超越澄清池，污水經(jīng)冷卻后直接進入一級曝氣池，澄清池中高濃度污水用應(yīng)急泵按比例打入生化系統(tǒng)進行處理；一級沉淀池、二級沉淀池結(jié)構(gòu)形式完全相同，均為半地下鋼筋混凝土圓形結(jié)構(gòu)，中心底部為污泥濃縮區(qū)，布置在環(huán)形曝氣池中心，沉淀池的工藝尺寸為φ60 m，池邊水深4.0 m，超高1.0 m；環(huán)形布置的曝氣池水深6 m，超高1.0 m，最大外徑105 m，采用高密度聚乙烯防滲膜結(jié)構(gòu)形式，大大降低工程費用；曝氣池采用表面曝氣機供氣，一級曝氣池內(nèi)放置16臺表曝機，二級曝氣池內(nèi)放置9臺表曝機。經(jīng)核算原有曝氣機的供氧能力可滿足要求，不需另外新增其他曝氣設(shè)備；二級曝氣池的總水力停留時間約20 h；二級沉淀池出水CODCr應(yīng)為200 mg/L左右，直接自流入混凝池和絮凝池，采用機械攪拌，保證良好的混凝絮凝條件，形成礬花后自流入氣浮池，氣浮出水CODCr應(yīng)小于90 mg/L，可達標排放；氣浮池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直徑24 m，水面高1.8 m，配備刮泥機、刮渣機、溶氣及釋放系統(tǒng)；總平面布置圖見圖1。

污水處理工藝流程見圖2。

3 地質(zhì)情況

根據(jù)某巖土工程勘察有限公司2004年3月提供的《污水處理及回用工程巖土工程勘察報告》(詳勘)(2007.3)可知地質(zhì)情況建(構(gòu))筑物場地從上至下為：第①層素填土，約0.5 m；第②層粉質(zhì)粘土約0.8 m,1.3 m；第③層砂卵石，約5 m；第④層中粗礫砂；第⑤層砂卵石。

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》確定擬建場地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度為0.05g，設(shè)計地震分組為第一組；建筑抗震設(shè)防類別為丙類。

本工程以第③層砂卵石層為持力層，承載力特征值不小于250 kPa。

4 一級沉淀池、二級沉淀池設(shè)計

一級沉淀池、二級沉淀池結(jié)構(gòu)形式完全相同，均為半地下鋼筋混凝土圓形結(jié)構(gòu)，中心底部為污泥濃縮區(qū)，布置在環(huán)形曝氣池中心,剖面圖見圖3。

設(shè)計中，參規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第8.1.1條表8.1.1：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距(m)中擋土墻、地下室墻壁等類結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式室內(nèi)或土中不大于30 m，露天20 m；附錄D素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計表D.1.4：素混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距(m)，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)(配有構(gòu)造鋼筋)，室內(nèi)或土中30 m，露天20 m。設(shè)計沉淀池為60 m直徑圓形鋼筋混凝土水池，池壁5 m，超出規(guī)范要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距(m)和素混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距(m)距離，為減少混凝土早期干縮應(yīng)力，防止混凝土澆筑后收縮開裂，原設(shè)計設(shè)后澆式膨脹加強帶，簡稱后澆帶。

加強帶是一種采用比澆筑混凝土高一等級的膨脹混凝土，設(shè)置在建筑物混凝土收縮應(yīng)力發(fā)生的最大部位，來增加混凝土的密實度，提高連續(xù)澆筑混凝土的強度及抗裂、防滲性能的超長混凝土整澆澆筑技術(shù)，施工過程中執(zhí)行《補償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，且原設(shè)計要求水池混凝土的施工宜選用水化熱低的水泥,摻入適當?shù)耐饧觿?可采用TD-UEA系列混凝土膨脹劑,用量為水泥重量的10%，配置自應(yīng)力為0.2 MPa～1.0 MPa),控制水泥用量,并應(yīng)作好養(yǎng)護和溫度測量,混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度的差值及混凝土外表面和環(huán)境溫度差值均不應(yīng)超過25 ℃等要求。一級沉淀池、二級沉淀池內(nèi)側(cè)直徑20 m，外徑60 m，總共分7塊，后澆帶平面布置圖見圖4。

圖紙交付后，甲方提出因本工程地處我國北方，實際施工周期短，后澆帶需要主體澆筑28 d后再澆筑，施工周期長，進入冬季施工會帶來成本質(zhì)量等問題，包括后期安裝調(diào)試等。會同各單位討論后設(shè)計院提出該后澆帶改為連續(xù)式膨脹加強帶，即膨脹加強帶部位的混凝土與兩側(cè)相鄰混凝土同時澆筑。原設(shè)計水池添加外加劑、混凝土標號、抗?jié)B、抗凍等要求不變。

具體做法：膨脹加強帶設(shè)置位置同原設(shè)計后澆帶位置，帶寬2.0 m，混凝土采用高一等級的膨脹混凝土，膨脹系數(shù)萬分之四～萬分之五。在澆灌膨脹加強帶外側(cè)混凝土?xí)r，為阻止低摻量(外加劑)混凝土流入加強帶內(nèi)，采用雙層鍍鋅鐵絲網(wǎng)(鐵絲直徑1 mm，孔徑3 mm×3 mm)沿加強帶兩側(cè)安裝隔離界面。澆灌時，混凝土可以從網(wǎng)孔擠出又不至于流失。施工時先澆筑帶外混凝土，澆到加強帶時，更換混凝土配合比，并摻入復(fù)合型高效防水劑，摻量配比由廠家提供，并提供技術(shù)保證。

設(shè)計院要求加強帶封閉時間不得超過混凝土的初凝時間。膨脹加強帶應(yīng)貫通底板、池壁、走道板。外加劑應(yīng)符合GB 50119—2013混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的要求。采用抗?jié)B等級為S6的C35微膨脹混凝土連續(xù)施工。膨脹加強帶處配筋與圖紙中后澆帶處配筋一致，加強帶部位構(gòu)件的鋼筋不截斷，且應(yīng)增設(shè)附加鋼筋，伸入加強帶兩側(cè)各1 000 mm，且應(yīng)不小于鋼筋錨固長度，加強帶內(nèi)梁箍筋間距為100 mm。

5 工程檢測及安裝調(diào)試

本工程實際開工日期為8月15號，10月5號土建主體完工，拆除模板。經(jīng)檢測沉淀池主體未出現(xiàn)不合格裂縫等工程質(zhì)量問題，驗收合格。安裝介入，并與10月25號安裝完成，進水調(diào)試，設(shè)備聯(lián)動。12月初調(diào)試出水合格。

工藝參數(shù)如下：

污水處理廠進水：

流量：50 000 m3/h，2 083 m3/h；CODCr：1 400 mg/L(總CODCr)，70 000 kg/d(總CODCr)；BOD5：400 mg/L，20 000 kg/d；SS：360 mg/L，18 000 kg/d；pH：6～9。

三級處理后出水水質(zhì)：

CODCr：<90 mg/L；BOD5：<20 mg/L；SS：<30 mg/L；pH：6～9；色度：<50倍。

6 工程運營

本工程經(jīng)過4個多月的施工建設(shè)，于2009年12月竣工調(diào)試并開始運營，至今已有9個年頭。實踐證明連續(xù)式膨脹加強帶在大型污水處理工程中成功運用，為保證工程工期、節(jié)約成本、控制質(zhì)量等提供有力工程參考，值得推廣應(yīng)用。