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污水處理廠-厭氧反應(yīng)器

發(fā)布日期：2019-11-25
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介紹污水處理場厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特點和工藝要求。為保證安全生產(chǎn)及對污水的處理能力,設(shè)計中利用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力抗拉能力強、抗裂能力高的特點重點解決好溫度應(yīng)力、裂縫寬度等問題,使得污水處理的厭氧工藝更具推廣優(yōu)勢。

污水處理廠可研調(diào)查


    水池結(jié)構(gòu)在石油化工系統(tǒng)中,常用于污水處 理場,由于規(guī)模不夠大,通常采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。近年來,隨著生產(chǎn)能力的持續(xù)增長,新工藝的不斷開發(fā),舊的結(jié)構(gòu)形式越來越不能滿足新工藝的要求。因此,結(jié)合石化行業(yè)的工藝要求,借鑒相應(yīng)的大型市政工程經(jīng)驗,在比較特殊的污水池結(jié)構(gòu)設(shè)計中做了一些有益的嘗試。下面就工程設(shè)計中重點考慮的問題,加以簡要的敘述。
    1 工程概述 
    污水處理場的厭氧反應(yīng)器,其結(jié)構(gòu)特點及工藝要求如下:水池基本是全地上圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。水池主體高9.75m,局部高11.2m,水池外徑37m。因正常生產(chǎn)時,池內(nèi)產(chǎn)生沼氣,從安全考慮要求無泄漏,全密閉。池內(nèi)操作溫度40～45℃。池內(nèi)壁允許裂縫寬度≤0.1mm。池內(nèi)水位高8.5m,池壁厚0.6m。 
    氣象資料:歷年最熱月(7月)平均溫度:28.1℃,歷年最冷月(1月)平均溫度:1.8℃,夏季極端最高溫度:40.7℃,冬季極端最低溫度:-15.1℃,冬季采暖室外計算干球溫度:-3.0℃。以往在污水處理中較大處理能力的厭氧工藝較少運用,主要是工藝系統(tǒng)難度較大,其次是厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)難以處理。由于本工程是引進項目,工藝系統(tǒng)不成問題。那么,解決好厭氧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)問題則成了本工程的關(guān)鍵。 
    2 結(jié)構(gòu)方案選擇
     一般情況,污水池均采用普通鋼筋混凝土結(jié) 構(gòu)。其操作溫度不高,大多數(shù)為半地下,池內(nèi)壁允許裂縫寬度≤0.2mm。結(jié)構(gòu)計算,強度和最大裂縫 寬度都可以滿足設(shè)計要求。但從本水池工程的工藝條件,氣象條件來看,不利因素較多。第一是,壁面溫差大。池內(nèi)操作溫度較高,環(huán)境溫度四季變化較大,尤其在冬季,壁面溫差可高達35.4℃。僅溫差產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力(拉)最大處為658KN。在考慮池壁做外保溫的情況下,壁面溫差仍可達10.44℃。溫差產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力(拉)可減小至最大處為210KN。第二是,水壓力高。水池基本是全地上,池內(nèi)水位高8.5m,水壓產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力(拉)最大處為740KN。第三是,抗裂要求高。池內(nèi)壁允許裂縫寬度≤0.1mm。 
    綜合以上幾個方面的不利因素,結(jié)合工藝條件、氣象條件、地質(zhì)條件,池底采用普通鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ),池頂采用普通鋼筋混凝土無梁樓蓋結(jié)構(gòu),這樣可以避免頂部沼氣的聚集而引發(fā)的安全事故。而池壁采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)難以滿足經(jīng)濟合理的設(shè)計要求。根據(jù)以往的工程經(jīng)驗和工程的具體情況,經(jīng)結(jié)構(gòu)試算,專業(yè)技術(shù)評審,決定采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),既環(huán)拉應(yīng)力由預(yù)應(yīng)力鋼絞線承擔,豎向彎矩和環(huán)向彎矩由非預(yù)應(yīng)力鋼筋承擔。這樣,可以大大提高池壁的抗裂能力,使得結(jié)構(gòu)方案更具有安全性及合理性。
    3 基本計算
    污水處理場厭氧反應(yīng)器的設(shè)計難點在于池壁的設(shè)計。池壁的基本計算應(yīng)包括水壓力作用效應(yīng)計算,溫度應(yīng)力作用效應(yīng)計算,池壁預(yù)應(yīng)力計算,豎向彎矩及環(huán)向力計算,強度計算及裂縫寬度驗算五個方面。水壓力作用應(yīng)考慮使用階段操作水位和充水試壓階段最高水位兩種工況;溫度應(yīng)力作用首先計算壁面溫差,考慮冬季環(huán)境溫度下,池壁外20mm厚水泥砂漿找平,30mm厚聚苯乙烯泡沫板保 溫。所得壁面溫差求出相應(yīng)的溫度應(yīng)力,再分別計 算豎向彎矩、環(huán)向彎矩、環(huán)向拉力、剪力標準值;池壁預(yù)應(yīng)力計算,是對環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力的計算也是池壁設(shè)計的重點,具體內(nèi)容如下: 
(1)張拉控制應(yīng)力的確定σcon=0.7fptk(N/mm2 ) 
式中:σcon———無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng) 力(KN); 
     fptk———預(yù)應(yīng)力筋抗拉強度標準值(KN); 
(2)預(yù)應(yīng)力損失計算 
  ①錨具變形損失:σl1=

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