2015市政公用实务-第4讲：2K314000：水处理场站(2015年新版) 10页

2K314000城镇水处理场站工程水处理场站工艺技术与结构特点水处理场站工程施工2K314010水处理场站工艺技术与结构特点2K314011给水与污水处理工艺流程一、给水处理（一）处理方法与工艺(1)水中含有的杂质，分为无机物、有机物和微生物三种，也可按杂质的颗粒大小以及存在形态分为悬浮物质、胶体和溶解物质三种。(2)处理目的是去除或降低原水中悬浮物质、胶体、有害细菌生物以及水中含有的其他有害杂质，使处理后的水质满足用户需求。基本原则是利用现有的各种技术、方法和手段，采用尽可能低的工程造价，将水中所含的杂质分离出去，使水质得到净化。(3)常用的给水处理方法见表2K314011-1。常用的给水处理方法表2K314011-1自然沉淀用以去除水中粗大颗粒杂质混凝沉淀使用混凝药剂沉淀或澄清去除水中胶体和悬浮杂质等过滤使水通过细孔性滤料层，截流去除经沉淀或澄清后剩余的细微杂质；或不经过沉淀，原水直接加药、混凝、过滤去除水中胶体和悬浮杂质消毒去除水中病毒和细菌，保证饮水卫生和生产用水安全软化降低水中钙、镁离子含量，使硬水软化除铁除锰去除地下水中所含过量的铁和锰，使水质符合饮用水要求（二）工艺流程与适用条件（见表2K314011-2）常用处理工艺流程及适用条件2K314011-2工艺流程适用条件原水→简单处理（如筛网滤过或消毒）水质较好原水→接触过滤→消毒一般用于处理浊度和色度较低的湖泊水和水库水，进水悬浮物一般小于lOOmg/L，水质稳定、变化小且无藻类繁殖原水→混凝、沉淀或澄清→过滤→消毒一般地表水处理厂广泛采用的常规处理流程，适用于浊度小于3mg/L的河流水。河流小溪水浊度经常较低，洪水时含砂量大，可采用此流程对低蚀度、无污染的水不加凝聚剂或跨越沉淀直接过滤\n原水→调蓄预沉→自然预沉淀或混凝沉淀→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒高浊度水二级沉淀，适用于含砂量大，砂峰持续时间长的情况；预沉后原水含砂量应降低到1000mg/L以下。黄河中上游的中小型水厂和长江上游高浊废水处理多采用二级沉淀（澄清）工艺，适用于中小型水厂，有时在滤池后建造清水调蓄池（三）预处理和深度处理(1)按照对污染物的去除途径不同，预处理方法可分为氧化法和吸附法，其中氧化法又可分为化学氧化法和生物氧化法。。(2)深度处理是指在常规处理工艺之后，再通过适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前身物加以去除，从而提高和保证饮用水水质。二、污水处理（一）处理方法与工艺(1)从污水处理的角度，污染物可分为悬浮固体污染物、有机污染物、有毒物质、污染生物和污染营养物质。污水中有机物浓度一般用生物化学需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、总需氧量(TOD)和总有机碳(TOC)来表示。(2)处理方法可根据水质类型分为物理处理法、生物处理法、污水处理产生的污泥处置及化学处理法，还可根据处理程度分为一级处理、二级处理及三级处理等工艺流程。1)物理处理方法是利用物理作用分离和去除污水中污染物质的方法。常用方法有筛滤截留、重力分离、离心分离等，相应处理设备主要有格栅、沉砂池、沉淀池及离心机等。其中沉淀池同城镇给水处理中的沉淀池。2)生物处理法是利用微生物的代作用，去除污水中有机物质的方法。常用的有活性污泥法、生物膜法等，还有氧化塘及污水土地处理法。3)化学处理法，用于城市污水处理混凝法类同于城市给水处理。(3)污泥需处理才能防止二次污染，其处置方法常有浓缩、厌氧消化、脱水及热处理等。（二）工艺流程(1)主要针对水中悬浮物质，常采用物理的方法\n(2)二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。通常采用的方法是微生物处理法，具体方式有活性污泥法和生物膜法。经过二级处理后，BOD5去除率可达90%以上，二沉池出水能达标排放。1)活性污泥处理系统，在当前污水处理领域，是应用最为广泛的处理技术之一，曝气池是其反应器。2)氧化沟是传统活性污泥法的一种改型，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，动力来自于转刷与水下推进器。一般不需要设置初沉池，并且经常采用延时曝气。(3)三级处理是在一级处理、二级处理之后，进一步处理难降解的有机物即可导致水体富营养化的氮、磷等可溶性无机物等。三级处理常用于二级处理以后，以进一步改善水质和达到国家有关排放标准为目的。三级处理使用的方法有生物脱氮除磷、混凝沉淀（澄清、气浮）、过滤、活性炭吸附等。三、再生水回用(3)污水再生回用分为以下五类：1)农、林、渔业用水：含农田灌溉、造林育苗、畜牧养殖、水产养殖。2)城市杂用水：含城市绿化、冲厕、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防。3)工业用水：含冷却、洗涤、锅炉、工艺、产品用水。4)环境用水：含娱乐性景观环境用水、观赏性景观环境用水。5)补充水源水：含补充地下水和地表水。2K314012给水与污水处理厂试运行给水与污水处理的构筑物和设备在安装、试验、验收完成后，正式运行前必须进行全厂试运行。本条简要介绍试运行的技术要点。一、试运行目的与容（二）主要容与程序（二）单机试车要求(1)单机试车，一般空车试运行不少于2h。（三）联机运行要求(4)全厂联机运行应不少于24h。（六）连续试运行（1)处理设备及泵房单机组累计运行达72h。（2)连续试运行期间，开机、停机不少于3次。（3)处理设备及泵房机组联合试运行时间，一般不少于6h。（4)水处理和污泥处理工艺系统试运行满足工艺要求。(5)填写设备负荷联动（系统）试运行记录表。（6)整理分析试运行技术经济资料。2K314013水处理场站的结构特点一、厂站构筑物组成\n(1)水处理（含调蓄）构筑物，指按水处理工艺设计的构筑物。给水处理构筑物包括配水井、药剂间、混凝沉淀池、澄清池、过滤池、反应池、吸滤池、清水池、二级泵站等。污水处理构筑物包括进水闸井、进水泵房、格筛间、沉砂池、初沉淀池、二次沉淀池、曝气池、氧化沟、生物塘、消化池、沼气储罐等。(2)工艺辅助构筑物。(3)辅助建筑物，分为生产辅助性建筑物和生活辅助性建筑物。(4)配套工程。(5)工艺管线。二、构筑物结构形式与特点(1)水处理（调蓄）构筑物和泵房多数采用地下或半地下钢筋混凝土结构，特点是构件断面较薄，属于薄板或薄壳型结构，配筋率较高，具有较高抗渗性和良好的整体性要求。少数构筑物采用土膜结构（如氧化塘或生物塘等），面积大且有一定深度，抗渗性要求较高。（2)工艺辅助构筑物多数采用钢筋混凝土结构，特点是构件断面较薄，结构尺寸要求精确；少数采用钢结构预制，现场安装，如出水堰等。（3)辅助性建筑物视具体需要采用钢筋混凝土结构或砖砌结构，符合房建工程结构要求。（5)工艺管线中给水排水管道越来越多采用水流性能好、抗腐蚀性高、抗地层变位性好的PE管、球墨铸铁管等新型管材。2K314020水处理场站工程施工2K314021现浇（预应力）混凝土水池施工技术一、施工方案与流程（一）施工方案施工方案应包括结构形式、材料与配比、施工工艺及流程、模板及其支架设计、钢筋加工安装、混凝土施工、预应力施工等主要容。（二）整体式现浇钢筋混凝土池体结构施工流程测量定位→土方开挖及地基处理→垫层施工→防水层施工→底板浇筑→池壁及顶板支撑柱浇筑→顶板浇筑→功能性试验二、施工技术要点（一）模板、支架施工(1)模板及其支架应满足浇筑混凝土时的承载能力、刚度和稳定性要求，且应安装牢固。(2)各部位的模板安装位置正确、拼缝紧密不漏浆；对拉螺栓、垫块等安装稳固；模板上的预埋件、预留孔洞不得遗漏，且安装牢固；在安装池壁的最下一层模板时，应在适当位置预留清扫杂物用的窗口。在浇筑混凝土前，应将模板部清扫干净，经检验合格后，再将窗口封闭。(3)采用穿墙螺栓来平衡混凝土浇筑对模板侧压力时，应选用两端能拆卸的螺栓或在拆模板时可拔出的螺栓。对跨度不小于4m的现浇钢筋混凝土梁、板，其模板应按设计要\n求起拱；设计无具体要求时，起拱高度宜为跨度的1/1000～3/1000。(6)池壁与顶板连续施工时，池壁模立柱不得同时作为顶板模板立柱。顶板支架的斜杆或横向连杆不得与池壁模板的杆件相连接。池壁模板可先安装一侧，绑完钢筋后，分层安装另一侧模板，或采用一次安装到顶而分层预留操作窗口的施工方法。（二）止水带安装(2)塑料或橡胶止水带接头应采用热接，不得采用叠接；接缝应平整牢固，不得有裂口、脱胶现象；“T”形接头、十字接头和“Y”形接头，应在工厂加工成型。(4)金属止水带接头应按其厚度分别采用折叠咬接或搭接；搭接长度不得小于20mm，咬接或搭接必须采用双面焊接。(6)止水带安装应牢固，位置准确，其中心线应与变形缝中心线对正，带面不得有裂纹、孔洞等。不得在止水带上穿孔或用铁钉固定就位。（三）钢筋施工(2)根据设计保护层厚度、钢筋级别、直径和弯钩要求确定下料长度并编制钢筋下料表。(3)钢筋连接的方式：根据钢筋直径、钢材、现场条件确定钢筋连接的方式。主要采取绑扎、焊接、机械连接方式。（四）无粘结预应力施工1．无粘结预应力筋技术要求(1)预应力筋外包层材料，应采用聚乙烯或聚丙烯，严禁使用聚氯乙烯；。2．无粘结预应力筋布置安装(1)锚固肋数量和布置，应符合设计要求；设计无要求时，应保证拉段无粘结预应力筋长不超过50m，且锚固肋数量为双数。(2)安装时，上下相邻两无粘结预应力筋锚固位置应错开一个锚固肋；以锚固肋数量的一半为无粘结预应力筋分段（拉段）数量；每段无粘结预应力筋的计算长度应考虑加入一个锚固肋宽度及两端拉工作长度和锚具长度。3．无粘结预应力筋拉(1)拉段无粘结预应力筋长度小于25m时，宜采用一端拉；拉段无粘结预应力筋长度大于25m而小于50m时，宜采用两端拉；拉段无粘结预应力筋长度大于50m时，宜采用分段拉和锚固。(2)安装拉设备时，对直线的无粘结预应力筋，应使拉力的作用线与预应力筋中心重合；对曲线的无粘结预应力筋，应使拉力的作用线与预应力筋中心线末端重合。4．封锚要求(1)凸出式锚固端锚具的保护层厚度不应小于50mm；(2)外露预应力筋的保护层厚度不应小于50mm；\n(3)封锚混凝土强度等级不得低于相应结构混凝土强度等级，且不得低于C40。（五）混凝土施工(1)对于结构混凝土外观质量、在质量有较高的要求，设计上有抗冻、抗渗、抗裂要求。对此，混凝土施工必须从原材料、配合比、混凝土供应、浇筑、养护各环节加以控制，以确保实现设计的使用功能。(3)混凝土浇筑后应加遮盖洒水养护，保持湿润不少于14d。洒水养护至达到规规定的强度。（六）模板及支架拆除(1)应按模板支架设计方案、程序进行拆除。(2)采用整体模板时，侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时，方可拆除；底模板应在与结构同条件养护的混凝土试块达到表2K314021规定强度，方可拆除。整体现浇混凝土底模板拆模时所需混凝土强度表2K314021序号构件类型构件跨度L(m)达到设计的混凝土立方体抗压强度标准值的百分率(%)1板≤2≥5028≥1002梁、拱、壳≤8≥75>8≥1003悬臂构件-≥1002K314022沉井施工技术一、沉井准备工作（一）基坑准备(3)地下水位应控制在沉井基坑底以下0.5m，基坑的水应及时排除；采用沉井筑岛法制作时，岛面高程应比施工期最高水位高出0.5m以上。（二）地基与垫层施工(1)制作沉井的地基应具有足够的承载力，地基承载力不能满足沉井制作阶段的荷载时，应按设计进行地基加固。(2)刃脚的垫层采用砂垫层上铺垫木或素混凝土，且应满足下列要求：\n1)垫层的结构厚度和宽度应根据土体地基承载力、沉井下沉结构高度和结构形式，经计算确定；素混凝土垫层的厚度还应便于沉井下沉前凿除；2)砂垫层分布在刃脚中心线的两侧围，应考虑方便抽除垫木；砂垫层宜采用中粗砂，并应分层铺设、分层夯实；3)垫木铺设应使刃脚底面在同一水平面上，并符合设计起沉高程的要求；平面布置要均匀对称，每根垫木的长度中心应与刃脚底面中心线重合，定位垫木的布置应使沉井有对称的着力点；二、沉井预制（一）结构的钢筋、模板、混凝土工程施工应符合2K314021条有关规定和设计要求；混凝土应对称、均匀、水平连续分层浇筑，并应防止沉井偏斜。（二）分节制作沉井(2)设计无要求时，混凝土强度应达到设计强度等级75%后，方可拆除模板或浇筑后一节混凝土。(3)混凝土施工缝处理应采用凹凸缝或设置钢板止水带，施工缝应凿毛并清理干净；外模板采用对拉螺栓固定时，其对拉螺栓的中间应设置防渗止水片；钢筋密集部位和预留孔底部应辅以人工振捣，保证结构密实。(5)分节制作、分次下沉的沉井，前次下沉后进行后续接高施工。1)应验算接高后稳定系数等，并应及时检查沉井的沉降变化情况，严禁在接高施工过程中沉井发生倾斜和突然下沉；2)后续各节的模板不应支撑于地面上，模板底部应距地面不小于lm。三、下沉施工（一）排水下沉(3)挖土应分层、均匀、对称进行；对于有底梁或支撑梁的沉井，其相邻格仓高差不宜超过0.5m；开挖顺序应根据地质条件、下沉阶段、下沉情况综合运用和灵活掌握，严禁超挖。\n(4)用抓斗取土时，井严禁站人，严禁在底梁以下任意穿越。（三）沉井下沉控制(1)下沉应平稳、均衡、缓慢，发生偏斜应通过调整开挖顺序和方式“随挖随纠、动中纠偏”。(2)应按施工方案规定的顺序和方式开挖。(3)沉井下沉影响围的地面四周不得堆放任何东西，车辆来往要减少震动。(4)沉井下沉监控测量1)下沉时高程、轴线位移每班至少测量一次，每次下沉稳定后应进行高差和中心位移量的计算；2)终沉时，每小时测一次，严格控制超沉，沉井封底前自沉速率应小于lOmm/8h；3)如发生异常情况应加密量测；4)大型沉井应进行结构变形和裂缝观测。（四）辅助法下沉(1)沉井外壁采用阶梯形以减少下沉摩擦阻力时，在井外壁与土体之间应有专人随时用黄砂均匀灌入，四周灌入黄砂的高差不应超过500mm。(2)采用触变泥浆套助沉，下沉到位后应进行泥浆置换。(3)采用空气幕助沉。(4)沉井采用爆破方法开挖下沉时，应符合国家有关爆破安全的规定。四、沉井封底（一）干封底（二）水下封底(6)每根导管的混凝土应连续浇筑，且导管埋入混凝土的深度不宜小于1.0m；各导管间混凝土浇筑面的平均上升速度不应小于0.25m/h；相邻导管间混凝土上升速度宜相近，最终浇筑成的混凝土面应略高于设计高程。(7)水下封底混凝土强度达到设计强度等级，沉井能满足抗浮要求时，方可将井水抽除，并凿除表面松散混凝土进行钢筋混凝土底板施工。2K314023水池施工中的抗浮措施一、当构筑物有抗浮结构设计时二、当构筑物无抗浮结构设计时，水池施工应采取抗浮措施（一）下列水池（构筑物）工程施工应采取降排水措施(1)受地表水、地下动水压力作用影响的地下结构工程。(2)采用排水法下沉和封底的沉井工程。(3)基坑底部存在承压含水层，且经验算基底开挖面至承压含水层顶板之间的土体重力不足以平衡承压水水头压力，需要减压降水的工程。（二）施工过程降、排水要求\n(2)基坑受承压水影响时，应进行承压水降压计算，对承压水降压的影响进行评估。(3)降、排水应输送至抽水影响半径围以外的河道或排水管道，并防止环境水源进入施工基坑。(4)在施工过程中不得间断降排水，并应对降、排水系统进行检查和维护；构筑物未具备抗浮条件时，严禁停止降、排水。三、当构筑物无抗浮结构设计时，雨、汛期施工过程必须采取抗浮措施(1)施工中常采用的抗浮措施如下：1)基坑四周设防汛墙，防止外来水进入基坑；建立防汛组织，强化防汛工作。2)构筑物下及基坑四周埋设排水盲管（盲沟）和抽水设备，一旦发生基坑积水随即排除。3)备有应急供电和排水设施并保证其可靠性。(2)当构筑物的自重小于其承受的浮力时，会导致构筑物浮起；应考虑因地制宜措施：引入地下水和地表水等外来水进入构筑物，使构筑物、外无水位差，以减小其浮力，使构筑物结构免于破坏。2K314024构筑物满水试验的规定一、试验必备条件与准备工作（一）满水试验前必备条件(1)池体的混凝土或砖、石砌体的砂浆已达到设计强度要求；池清理洁净，池外缺陷修补完毕。(2)现浇钢筋混凝土池体的防水层、防腐层施工之前；装配式预应力混凝土池体施加预应力且锚固端封锚以后，保护层喷涂之前；砖砌池体防水层施工以后，石砌池体勾缝以后。(3)设计预留孔洞、预埋管口及进出水口等已做临时封堵，且经验算能安全承受试验压力。(4)池体抗浮稳定性满足设计要求。(5)试验用的充水、充气和排水系统已准备就绪，经检查充水、充气及排水闸门不得渗漏。(6)各项保证试验安全的措施已满足要求；满足设计的其他特殊要求。（二）满水试验准备工作(1)选定好洁净、充足的水源；注水和放水系统设施及安全措施准备完毕。(2)有盖池体顶部的通气孔、人孔盖已安装完毕，必要的防护设施和照明等标志已配备齐全。(3)安装水位观测标尺、标定水位测针。(4)准备现场测定蒸发量的设备。一般采用严密不渗，直径500mm、高300mm的敞口钢板水箱，并设水位测针，注水深200mm。将水箱固定在水池中。(5)对池体有观测沉降要求时，应选定观测点，并测量记录池体各观测点初始高程。二、水池满水试验与流程（一）试验流程试验准备→水池注水→水池水位观测→蒸发量测定→整理试验结论（二）试验要求1．池注水\n(1)向池注水宜分3次进行，每次注水为设计水深的1/3。对大、中型池体，可先注水至池壁底部施工缝以上，检查底板抗渗质量，当无明显渗漏时，再继续注水至第一次注水深度。(2)注水时水位上升速度不宜超过2m/d。相邻两次注水的间隔时间不应小于24h。(3)每次注水宜测读24h的水位下降值，计算渗水量。在注水过程中和注水以后，应对池体作外观检查。当发现渗水量过大时，应停止注水。待做出妥善处理后方可继续注水。(4)当设计有特殊要求时，应按设计要求执行。2．水位观测(1)利用水位标尺测针观测、记录注水时的水位值。(2)注水至设计水深进行渗水量测定时，应采用水位测针测定水位。水位测针的读数精确度应达0.1mm。(3)注水至设计水深24h后，开始测读水位测针的初读数。(4)测读水位的初读数与末读数之间的间隔时间应不少于24h。(5)测定时间必须连续。测定的渗水量符合标准时，需连续测定两次以上；测定的渗水量超过允许标准，而以后的渗水量逐渐减少时，可继续延长观测。延长观测的时间应在渗水量符合标准时止。3．蒸发量测定(1)池体有盖时可不测，蒸发量忽略不计。．(2)池体无盖时，需作蒸发量测定。(3)每次测定水池中水位时，同时测定水箱中蒸发量水位。三、满水试验标准(1)水池渗水量计算，按池壁（不含隔墙）和池底的浸湿面积计算。(2)渗水量合格标准。钢筋混凝土结构水池不得超过2L/(m2·d)；砌体结构水池不得超过3L/(m2·d)。