纸浆废水处理工艺及连续式膨胀加强带的应用

2018-09-05邢鹏

山西建筑 2018年22期

邢鹏

(山西省工业设备安装集团有限公司，山西太原 030032)

1 工程概况

某市纸浆造纸污水处理改造工程，厂区占地约450亩，污水处理站占地约100亩。原有设计土建施工机械澄清池后停止施工，现做调节池用。大量设备留存库房，环保不达标，不能生产。且原设计已不能满足现有生产规模污水处理水量要求，决定对原有污水处理站进行升级改造。改造后项目处理能力进水水量52 083 m3/d，总投资约2 327.74万元：其中土建费用约1 244.40万元，设备约650.20万元(对已有设备充分利用)。采用三级污水处理工艺，总装机功率1 897.12 kW，电力消耗31 120.56 kWh/d，年运行成本约1 645.85万元。工程于2009年9月开工建设，于2009年10月底竣工并进水调试运行，12月初调试出水合格。

本工程主要建(构)筑物有粗格栅、细格栅、提升泵房、冷却塔、一级曝气池、一级沉淀池、二级曝气池、二级沉淀池、接触消毒池、混合池、气浮池、出水检查井、污泥池、污泥脱水机房加药间(原树皮仓)、应急池(原机械加速澄清池)等。根据《建筑工程抗震设防分类标准》规定，建(构)筑物抗震设防类别均为丙类。

2 改造方案

将原有机械加速澄清池作为污水事故池，三级处理采用溶气气浮。污水通过机械粗格栅、机械细格栅自流入集水池，用潜污泵提升入冷却塔，或直接进入原有机械加速澄清池，出水自流入一级曝气池，顺序自流入一级沉淀池、二级曝气池、二级沉淀池、混凝池、絮凝池、气浮池，出水达标排放或回用；当事故排放时，污水经冷却后，进入原有机械加速澄清池的某一个池子或四个池子，将澄清池作为事故池使用，当澄清池出水达到上限后，原污水应已达到正常值，此时超越澄清池，污水经冷却后直接进入一级曝气池，澄清池中高浓度污水用应急泵按比例打入生化系统进行处理；一级沉淀池、二级沉淀池结构形式完全相同，均为半地下钢筋混凝土圆形结构，中心底部为污泥浓缩区，布置在环形曝气池中心，沉淀池的工艺尺寸为φ60 m，池边水深4.0 m，超高1.0 m；环形布置的曝气池水深6 m，超高1.0 m，最大外径105 m，采用高密度聚乙烯防渗膜结构形式，大大降低工程费用；曝气池采用表面曝气机供气，一级曝气池内放置16台表曝机，二级曝气池内放置9台表曝机。经核算原有曝气机的供氧能力可满足要求，不需另外新增其他曝气设备；二级曝气池的总水力停留时间约20 h；二级沉淀池出水CODCr应为200 mg/L左右，直接自流入混凝池和絮凝池，采用机械搅拌，保证良好的混凝絮凝条件，形成矾花后自流入气浮池，气浮出水CODCr应小于90 mg/L，可达标排放；气浮池采用钢筋混凝土结构，直径24 m，水面高1.8 m，配备刮泥机、刮渣机、溶气及释放系统；总平面布置图见图1。

污水处理工艺流程见图2。

3 地质情况

根据某岩土工程勘察有限公司2004年3月提供的《污水处理及回用工程岩土工程勘察报告》(详勘)(2007.3)可知地质情况建(构)筑物场地从上至下为：第①层素填土，约0.5 m；第②层粉质粘土约0.8 m,1.3 m；第③层砂卵石，约5 m；第④层中粗砾砂；第⑤层砂卵石。

根据《建筑抗震设计规范》确定拟建场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组；建筑抗震设防类别为丙类。

本工程以第③层砂卵石层为持力层，承载力特征值不小于250 kPa。

4 一级沉淀池、二级沉淀池设计

一级沉淀池、二级沉淀池结构形式完全相同，均为半地下钢筋混凝土圆形结构，中心底部为污泥浓缩区，布置在环形曝气池中心,剖面图见图3。

设计中，参规范《混凝土结构设计规范》第8.1.1条表8.1.1：钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)中挡土墙、地下室墙壁等类结构现浇式室内或土中不大于30 m，露天20 m；附录D素混凝土结构构件设计表D.1.4：素混凝土结构伸缩缝最大间距(m)，现浇结构(配有构造钢筋)，室内或土中30 m，露天20 m。设计沉淀池为60 m直径圆形钢筋混凝土水池，池壁5 m，超出规范要求钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)和素混凝土结构伸缩缝最大间距(m)距离，为减少混凝土早期干缩应力，防止混凝土浇筑后收缩开裂，原设计设后浇式膨胀加强带，简称后浇带。

加强带是一种采用比浇筑混凝土高一等级的膨胀混凝土，设置在建筑物混凝土收缩应力发生的最大部位，来增加混凝土的密实度，提高连续浇筑混凝土的强度及抗裂、防渗性能的超长混凝土整浇浇筑技术，施工过程中执行《补偿收缩混凝土应用技术规程》，且原设计要求水池混凝土的施工宜选用水化热低的水泥,掺入适当的外加剂(可采用TD-UEA系列混凝土膨胀剂,用量为水泥重量的10%，配置自应力为0.2 MPa～1.0 MPa),控制水泥用量,并应作好养护和温度测量,混凝土内部温度与表面温度的差值及混凝土外表面和环境温度差值均不应超过25 ℃等要求。一级沉淀池、二级沉淀池内侧直径20 m，外径60 m，总共分7块，后浇带平面布置图见图4。

图纸交付后，甲方提出因本工程地处我国北方，实际施工周期短，后浇带需要主体浇筑28 d后再浇筑，施工周期长，进入冬季施工会带来成本质量等问题，包括后期安装调试等。会同各单位讨论后设计院提出该后浇带改为连续式膨胀加强带，即膨胀加强带部位的混凝土与两侧相邻混凝土同时浇筑。原设计水池添加外加剂、混凝土标号、抗渗、抗冻等要求不变。

具体做法：膨胀加强带设置位置同原设计后浇带位置，带宽2.0 m，混凝土采用高一等级的膨胀混凝土，膨胀系数万分之四～万分之五。在浇灌膨胀加强带外侧混凝土时，为阻止低掺量(外加剂)混凝土流入加强带内，采用双层镀锌铁丝网(铁丝直径1 mm，孔径3 mm×3 mm)沿加强带两侧安装隔离界面。浇灌时，混凝土可以从网孔挤出又不至于流失。施工时先浇筑带外混凝土，浇到加强带时，更换混凝土配合比，并掺入复合型高效防水剂，掺量配比由厂家提供，并提供技术保证。

设计院要求加强带封闭时间不得超过混凝土的初凝时间。膨胀加强带应贯通底板、池壁、走道板。外加剂应符合GB 50119—2013混凝土外加剂应用技术规范的要求。采用抗渗等级为S6的C35微膨胀混凝土连续施工。膨胀加强带处配筋与图纸中后浇带处配筋一致，加强带部位构件的钢筋不截断，且应增设附加钢筋，伸入加强带两侧各1 000 mm，且应不小于钢筋锚固长度，加强带内梁箍筋间距为100 mm。