四堡污水处理厂

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1、三十九、杭州市四堡污水处理厂工程（）工程概况该污水处理厂是杭州中、东河综合治理工程中重要组成部分，担负着杭州市内60km范闹 内的居民生活污水和500多个工厂生产污水的处理任务。建厂前、有中河和东河两条主要河 流贯穿市区，并遭到严重污染，致使河水黑臭，对两岸居民身体健康造成很大的影响和危害。 而且市区原有第一条污水干管排放的污水也未经处理，直接排入钱塘江中、均对江水造成严 重污染。为综合治理中河和东河污染问题，经中央和省、市批拨投资达2亿多九。修建两岸 污水截流干管和四堡污水处理厂工程，使城市污水处理后，再徘入钱塘江中、以改善和解决 江水污染问题。该项污水处理厂工程，于1983年3月1日由中国

2、市政工程华北设计院和杭州建筑设计 院共同完成初步设计，1984年10月至1985年10月由中国市政工程华北设计院完成施工各 项设计，工程于1984年4月开工，1987年底竣工，1988年初投产运行。经5年运行正常、 ff项指标达到设计要求，工程投资为7855. 5万元。四堡污水处理厂设计规模为40万m /d，位于杭州市东部四堡的钱塘江北岸边。占 地面积为38.5ha。污水处理程度为一级处理设计，按二级处理考虑、总受益面积为65.88km：。（二：）工程内容1. 设计污水量是按杭州市第一和第二污水总干管的平均时合流污水流量4. 63m/s设计的。 油水进厂设计水质为SS：250mg/L、 BoD

3、：200mg / L、 CODcr：350mg / L，污水经一级处理后出水水质为、SS： 100mg / L； BoD： 160mg / L。2. 污水处理工艺流程采用，原污水经格栅、一号污水泵房、配水井、曝气沉砂池、 辐流式沉淀池、二号污水泵房、竖井、经江底地下管道分散向江中排放。至于沉淀池中污 泥，经污泥泵房进行预热池后，进控制室，然后经一、二级消化池消化后，进行机械脱水后 外运或综合利用。沼气用于燃烧锅炉和厂内生活用气。（三）主要经验1. 一号进水泵房、型立轴式涡壳混流泵。泵房前池设4台格栅，每台宽2m，泵房内 设8台900HLwB10可适应二期水量要求，即不需换泵，仅将水泵叶片改变安

4、装角度即可。2. 沉砂池设计，除采用先进的曝气沉砂池外、且采用刮抓结合的排砂方式、即在池前 端设沉砂斗，还用抓斗清砂；并对后段沉砂采用衍车式利砂机将砂刮到前端砂斗中、以便将 砂集中抓出。为减少刮砂机和抓砂斗的数量，每二格沉砂池上设一台公用刮砂机，每四格设 一台公用的抓斗。至于初沉池形式，经比较后采用45m直径的辐流式沉淀池，并设计了同 步刮泥、刮浮渣机；每4座沉淀池为一组，每组中间设污泥泵房一座，并将配水并、出水井 等三者合建在一座构筑物中，中间为泵房、次外因为初沉他的配水井，再外因为韧沉淀池的 集水井。既便于管理，又节省投资。3. 初沉池造型，是通过技术经济比较后采用中间进水、周边出水的、直

5、径为45m圆形 预张壁板拼装结构的辐流式沉淀池池形，共8座，池壁厚仅20cm，节约了三材；并装有同 步运行的刮泥、刮浮渣机。辐流式沉淀池每4座池为一组， 中间设一座同心因建筑物、将 污泥泵房、配水井和出水井集中在三个不同直径的环困内，即污泥泵房设在中央、次外因为 配水井、最外因为沉淀池出水集水井，特别对泵房设计还考虑对排泥、排空以及重力、泵排 等多种运行方式的可能。4. 出水泵房，近期采用镊旋泵10台，并为远期预留二台泵的位置，每台泵直径为1. 8m， Q=0. 92mJ / s，H = 2. 75m，电机 55kw。5. 污泥消化池，采用中温二级消化方式。单池直径为24m，有效容积为5875

6、mJ、池形 为圆柱形，一级消化池采用沼气搅拌和泵循环搅拌两种方式，而二级消化池不加温也不搅拌。 污泥脱水机房设有引进法国产新型843型带宽为3m的带式压滤机2台和国产仿制的1台。（四）工程特点1. 该厂总平布置合理，按功能分为三个区。厂前区建设有综合楼、食堂、水房、仓库、车库等辅助性建筑物等；污水处理区包括污水泵房、沉砂池、初次沉淀池、污泥泵房 等，并有远期二级处理预留空地；污泥处理厂包括：污泥预热池、消化池、控制室、锅炉房 及污泥脱水机房及出水泵房、变电所等。2. 机械化程度较高，如对沉砂池的除砂采用衍架式刮砂机4台，直径为45m的沉 淀池的大型刮浮渣机8台、和直径为1. 8m螺旋泵10台等

7、均为该院自行设计的。3. 建筑物群造型体现丁功能分区特点，设计成各自不同的风格、色调，并点缀以 绿化和景观。颇具美化环境特色。（五）工程评价自1988年投产以来，生产能力达到了 40万m/d的设计能力。但实际运行中污 水进水口质、 平均 SS 为 400500mg/L、 BOD 5： 250350mg / L、 COD： 500 一 1000mg/L，远超过设计水质的0. 62倍多，因而处理效率低于设计要求，SS50%、 BoD?25%、CoD25%。且污泥消化脱水设备不够使用。该设计获1991年建设部优秀设计表扬奖。设计单位：中国市政工程华北设计研究院设计负责人：张恩荣、荣铭涛、邱宝莲四堡污

8、水处理厂位于东郊四堡。1985年4月开工建设，1987年12月竣工，1989年7 月通过验收。投资3720万元，占地面积38. 47万平方米。第一期工程占地16. 97万平方 米，共有26个单项工程，每日可一级处理污水40万吨排入钱塘江，污泥作农肥。该工程竣 工，结束了，杭州市污水不经处理直接徘入钱塘江的历史。抗州四堡污水处理厂四堡污水处理厂坐落在杭州江于区四堡，南临钱塘江，占地40公顷，日处理能力 为40万吨（一级处理），总投资7000多万元，于1985年4月6日开工，1988年9月29日通 过验收投入试运行，1991年1月25日正式投入运行。四堡污水处理厂是杭州市“七五”期间城市基础设施的

9、重点工程之一，系中东河 综合治理工程中最大的分项工程。工程包括8座直径为45米的初沉池和2座日排污量各为 40万吨的泵房，还有长1. 3公里的大口径双孔暗渠、3. 4公里的3. 5万千伏高压供电线 路、3. 2公里600毫米口径的自来水管等24个单项工程。这一工程从设计能力看，在当时为全国最大的污水处理厂，承担着杭州市区第 一、第二污水干管所接纳的生产、生活污水及部分雨水的处理及排放，其受益范围北起样符 桥，南至南星桥，西起浙江大学，东到钱塘江边，受益面积50平方公里，受益人口近百万。 仅1989和1990两年的试运行，共处理污水9107. 17万吨，各项指标全部达到和超过设计 指标和试运行目

10、标。这一工程的建成，标志着杭州城市在污水排放、处理等技术和设施方面登上了一 个新台阶。附录一杭州四堡污水处理厂扩建的卵形消化池工程简介1工程概况杭州市四堡污水厂扩建工程中三座1. 09万m3卵形消化池采用无粘结预应力混凝 土结构，总高度42. 9m、地下13. 6m，池体最大内径24m、上部和下部均为圆锥体，中 间部分由半径为24m、圆心角为85。的圆弧旋转而成的双曲壳体组成，如图1。消化池池壁 除配置内外双向构造钢筋外，在竖向和环向还分别布置无粘结预应力筋，竖向共布置以64 束3X76 j5的无粘结预应力筋，环向布置122束5X76 j5、4X76 j5、3x 76 j5三种无粘结预 应力筋

11、，其抗拉强度标准值人fptk=1860kPa，张拉控制应力。con=0. 726fptk，为了减少 无粘结预应力筋的松弛影响，设计采取超张拉3%，锚具采用0VM锚，混凝土标号为侧， 非预应力区混凝土标号为C30，三池共用无粘结筋1864kN。该工程由中国市政工程华北设 计研究院设计、杭州市市政工程总公司施工。+顽I、图1卵形消化池剖面示意图2试验目的及内容后张无粘结预应力混凝土工艺具有预应力筋与周围混凝土无粘结的特性。施工时， 可免去有粘结预应力混凝土工艺中预留子L洞、穿筋、张拉、灌浆等工艺，只需在混凝土 挠筑前与非预府力筋一起固定绑扎，待混凝土达到设计强度后即进行张拉锚固。此工艺应用 于大直

12、径、高水位卵形消化池结构中，在国内尚属首次。本工程设计要求池体整体混凝土强 度达到如以上后方可进行预应力张拉，张拉顺序为先环向后竖向，环向在池外从下往上隔 圈张拉，环向张拉完毕后再在池内进行竖向张拉。为缩短工期，笔者设想在池体混凝土分段 浇筑的同时即对环向预应力筋进行隔圈张拉，方案能否可行需通过测试张拉力对混凝土的影 响范围来确定。规范规定预应力筋曲率变化按60。考虑，且允许一端先张拉，另一端后张拉。而本工 程中预应力筋曲率为1806，能否完全套用规范值得思考，变角张拉时变角垫块角度选取、 单根张拉锚固工艺是否可靠、张拉实际伸长值与理论计算值的差异及张拉控制力的选取等都 需通过试验决定，从而保

13、证正常工程施工、达到设计预期效果。3试验方法及步骤先在池体外进行试验，现场制作枷一）（枷一 x 300C40混凝土短柱，在中心埋入 一束5x 76j5钢绞线，两端设承压板，见图2。取得摩擦损失和锚因损失值，然后在池体上 进行试验。测试中运用电测和振弦式应变计两种测试手段，较全面地反映了结构内部及表面应力、应变情况，在两端锚具和锚垫板之间埋设测力传感器，通过读数分析锚具下有效预应 力、摩擦损失和锚圆硕天。变角垫块图2变角垫块摩阻损失试验示意图钢蛟维千斤映被改端(1)环向预应力筋张拉测试对A池J?、J9号预应力筋进行张拉测试，采用先张拉一整圈中的左半圈，后张拉 右半圈的张拉顺序；一端千斤顶为主动张

14、拉端，另一端千斤顶为被动端，传感器埋设位置见 图3。J7-2被动端J7I被动端，J7 I主动哨口一2钢叙线图3试张拉平剖面图J7-2主动端J7E钢绞线策壳结拖(2 )纵向须应力筋张拉测试对A他的Jv7、Jvl9、Jv35、Jv2、Jv4号预应力筋张拉进行测试，采用两端同时张 拉，测力传感器埋没位置如图4(a)、(b)所示。(3)张拉中混凝土的应力、应变测试在A池内外壁环向和纵向四个标高处预埋应变计，用以测定各阶段由预应力筋张 拉而产生的混凝土应变，并确定应变量随张拉的变化规律及应变沿池壁高度的分布规律。埋 入式应变计位置布置见图5,h35被动端传感器aoM9主动靖停感器*33主动端传感器800

15、0图4测力传感器埋没位置图J) J1M预应力筋测为传感器埋设位置(b) Jv济恤应力筋浒力传感器埋度位置第二根械应力筋第四根教应力筋8.42图5埋入式应变什位置布置图(H)埋入式应变计各截面标高；(b)第二截面应变计埋入位置;M第三截面应变计埋入位置说明:卜阡向应变计竖向应霆计第四裁而11.375 =11用5第三截面第酒面L7.454试验结果及分析(1)变角垫角摩擦损失变角垫角摩擦损失率为垫* 1斐角垫块摩擦损失测试笙果组变角块个数变角钢角线 编号主功端张拉控制应力主动端张拉力 （kN）被动端张拉力（kN）差值(kN)摩擦损失率（%）4 25令十成217.62217 02217.显217.62

16、?13.62)3.62U.821L84皿J,02_5.825,821 345217.62211.85.S2_ _217.62 J217.62由D姬7.629.624,23十217.62217.622067.62IL6252L7.(g2089.62注：单根钳皎线规幡74汉 钢税线标准强度诳=J甄N/rnnh根据测试结果（见表1）,张拉端采用变角垫块的摩擦损失 与变角度数大小有关。变角25。的摩擦损失在应力达到0,78/认时 为2.34%；当采用变角32叩寸则增加到4.23% （两者比值为1： L8）.因此，施工时应优先采用变角25。的垫块，以减少该部分 的预应力损失只有当某些部位采用25。张拉困

17、鹿时，方可采用 变角32。的垫块。（2）钢绞线摩擦应力根据变角垫角测试结果,取】顷,二0.75/附，则1860N/ 测试数据见表2*（3）无粘结钢绞线摩擦损失分析按行业标准JGJ/T92T3规定，无粘结预应力筋与壁之间的 摩擦损失皿为：叫竺叽,（1 1/产一湖）（N/mn?）根据本程，取 K = 0.004,兴=（k 12,3 tt/2, jg =（吓+ 品接）/ 2= l395（kN/mm2）Q则得到 血=1395（ 1 - 1&仙非兄项山血） = 321N/g?（未包括变角垫块损失）二按试张力的20根钢绞线的实测摩擦损失值，两端张拉时取 皿二J395 x 22.8%/2 = !59N/mm

18、2 （已包括-端变角垫块的损 失L即表明试张拉取得的摩擦损失3卫较理论值约低50%,就根钢绞线摩擦损失实测资料见表2,均值m = 22.81%. 标准差 S=晦二 4.3J,变异系数 8 = S/m =431/22.81 = 0,189c股2元粘结预成力筋；钢蛟域I试张技堵果邱号束号钢较钱母犀擦拙失（1）伸长值酣占m.6265.4n i -217.7281.4J? 1-319.9256.4P-Ian247.4J? i-5MJ.2阁.417平均JS.34鲤一。J7-2-I20.52B2.9P-2-222.0259.4r-2-325.ft卜-F233.41f-二*wILL233.4J7-M520.

19、0248.4平均”一幽255用J9-L-】8.3229.4JP-l-333.5234.4J9-JWl n23.4璃.4N 1-422 7理.4弟-320 B234-4|0|FT均21.62234,8J7J9-2-I26. J268.4jy-2-i25.0277.4DQ T24.4271 .J30.0顺,4J9-2-5M.O277.4T均7S.4272.4总平均但22-81 (ft)256.3注史钢绞皆出曰虻受管鹰削甜,变M大(4无粘结州应力筋伸长值按行业标准JGJ/22T3无粘结预应力筋伸长值为=I片=牛Smm) c半个圆孤跨中顶点处有效魏放力叩切二 1195- 321 = 1UMN/M,单根

20、钢绞线的平均张拉应力 = l235Wmm七 1, = 37.05m； Ev = 1.95 x I便JVmm% Av = 150mm3; % =耕皿若允许偏差范闱-5% +10%,则伸长,允许范围为224,2 -259-6nw .按试张粒实测摩擦损失,计算钢校统平均张拉应力为叩中: =】395 - 159 = l236tVmii己 则 b叩二(】395 + 1236)/2= 13I5.3IV mm2,可得古=(1315x37.05)/( 1.95 x 10) =249,8.若允许偏差范围-3验-+10%,则伸长值允许范围为237.3 -NK.Rnun,匕述与实测伸长值对比情况虬表3。衰3弛拽伸力

21、值比SMmn】)%号 技 Xd/T92-93 H 制传试摧拧安隔卑肺失汁鼻试炒实侧伸民值偏差弛用.fiJLL252.226.0+ 3,9250.6255事+ 2.1236J50.7一竺土-63236246.2272.4+ 10.6平均痂249. a侦.3 2.6(5)应力、应变影响范围通过预埋的混凝土成变计进行应变楼恻.应变计测量位于标 S + 8.4m和十ll.Ow处，分别张拉竖向距离为标商3.砒和7.质 姓*张拉前与张拉后此小时测得标商8,4m压应变为(3少怦, 而标高】1国处压应变为零由此推算，混凝土中压应力约为 (T - X t =4x(3.Gx 1(T) = 0. lZN/inm2o

22、*4卵雅消化油标高处两京预应力筋张拉后莅成MmM面处混踵土成变情湿标高JH谈日期OLJ枳率差强)张拉前后应变差1心S-429R. IO.7_B：201颂,8-2/2-3J39B.JD.8.7：451660.64258r42OS. EO.7.fi；2O舰.8-2.4-4,见 98.16%.4431H.45驱.1。.了一：网l做L4-1.49B. Id.S.7-4516(59.0-2.264548.45宝L 10.7.B：30竹 OS.3(1)PU5.2Jf础8.459A,10.?.8-301702 J-,0-l.fi?CZ)1701.14325S.4SW. JO. 7.8： 3)1(566 24

23、.22 1301-J )明.10.8.7HS雌一9433乩48c ,10 1 $：20l龄6L冷Lzn-2)W,W(S,7：45IS9I.3422E.北1招3.5J79e.lOJ,7：4$1635.22.935结论(1) 张拉端变角垫块摩擦损失与变角度数大小有关。(2) 单圈预应力筋张拉对混凝土结构应力影响范围为5m o当环向张拉圈上、下5m 范围内的混凝土强度达到设计要求强度时即可进行该环向圈的预应力张拉。(3) 采用单根张拉同样能够满足设计要求。在一束(5根76J5)内钢绞线的应力损失和 伸长值波动幅度都不大。同时单根张拉的千斤顶体积小，重量较轻，操作和移动方便，可以 提高张拉工效，在施工

24、作业面不够的情况下，可优先采用。(4) 本工程实际张拉角为180。，后张拉的半圈预应力主动端锚固损失也偏大，虽经 被动端补足张拉后，锚下有效预应力虽有所提高，但后张拉半圈的主动端锚下有效应力依然 偏小，造成同一圈的四个锚固端下有效预应力不均匀。因此，建议施工中环向筋必须采用一 整圈四个锚因端同时张拉，纵向筋张拉时采用两个锚固端同时张拉。(5) 实测摩擦损失和变角垫角损失均比理论计算小50%，因而有效预应力较大。可 适当降低张拉控制应力con，但不宜大于钢绞线强度标准值的75%。(6) 规范上的钢绞线弹性模量取值为1. 8)(105，有些专家建议采用1. 95X1d，按 这两个系数计算而得的伸长值均比实际施工中伸长值偏大，因此建议选平均值1*9x105作为 计算伸长值的弹性模量。