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技术负责人培训课件水务工程讲义第一章基础知识1概述水是生产、生活不可或缺的重要资源，随着全国乃至全球范围的资源性缺水和水质性缺水地区不断扩大，如何合理利用与有效保护水资源已成为制约社会、经济发展的重要因素。在此背景下，一个新的市场——“水务市场”正在形成，与之伴生的是“水务业”，即由城市原水、供水、排水、污水处理与回用构成的产业链。1.1给水系统简介给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统，它是由相互联系的一系列构筑物和输配水管网组成，它的任务是从水源取水，按照用户对水质的要求进行处理，然后将水输送到用水区，并向用户配水。1.2污水系统简介环境保护与可持续发展是我国国策，得到我国广大群众的衷心拥护，并已成为人们的自觉行为。近几十年来，污水处理技术无论在理论研究方面还是在应用方面，都取得了一定的进展，新工艺、新技术大量涌现，如ＡＢ法工艺，间歇式（序列式）活性污泥法，脱氮、除磷的Ａ－Ｏ系统，同步脱氮除磷的Ａ－Ａ－Ｏ系统等；氧化沟系统和高效低耗的污水自然处理技术。2厂区主要构筑物功能及结构形式表1－1厂区主要构筑物功能及结构形式统计表序号构筑物名称主要功能结构形式备注1进水泵房主要是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力自流。（1）按水泵启动前能否自流充水分为自灌式泵房和非自灌式泵房。（2）按泵房的平面形状，可以分为圆形泵房和矩形泵房。（3）按集水池与机器间的组合情况，可分为合建式泵房和分建式泵房。（4）按照控制的方式又可分为人工控制、自动控制和遥控三种。基本组成包括：机器间、集水池、格栅、辅助间。机器间内设置水泵机组和有关的附属设备。2沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞，工作原理是以重力分离为基础。主要有平流沉砂池、曝气沉砂池（现代常用形式）、旋流沉砂池等类。3曝气池主要功能是不断地把空气打入水中，或利用机械搅拌作用使空气中的氧溶入水中，是活性污泥法进行污水处理的主要构筑物。主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。4沉淀池主要功能是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。池内水流方向可分为：（1）平流式：由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成；（2）竖流式：结构形式多为圆形或方形，池占地面积小，但深度大，池底为锥形，施工较困难；（3）辐流式：平面多为圆形，也有方形的。3水处理工艺及流程3.1污水处理技术3.1.1污水处理方法目前所有污水厂中污水处理方法较为统一，常用处理方法有：物理处理法、化学处理法、生物处理法。污水处理程度分级及常用方法：污水处理根据处理程度可分为一级处理、二级处理、三级处理（深度处理）。其中一级处理常用方法有重力分离法、阻力截留法、稀释法、中和法。常用构筑物为粗格栅、细格栅、沉砂池、初级沉淀池。二级处理方法有气浮法、混凝法、萃取法、氧化还原法、电解法、生物法、吹脱法、汽提法。现在一般采用工艺为生物法，即对经过一级处理后的污水进行生化处理，常用构筑物为生物反应池、二次沉淀池。三级处理又叫深度处理主要用于污水资源化，就是将污水进行处理后进行回用方法。常用方法为吸附法、膜分离。其中膜分离法又可按作用原理的不同分为超过滤、电电渗析和反渗透三种方法。3.1.2污水处理的典型流程对于城市废水有相对典型的处理流程，一般包括如图1-1所示的几个主要单元过程。图1-1城市废水处理的典型流程3.2生物处理方法污水的生物处理方法是利用生物的新陈代谢作用，对污水中的污染物质进行转化和稳定、使之无害化的处理方法。主要方法有活性污泥法、生物膜法两种。3.2.1活性污泥法活性污泥法的实质是以存在于污水中的有机物作为培养基，在有氧的条件下，对各种微生物群体进行混合连续培养，通过凝聚、吸附、氧化分解、沉淀等过程去除有机物的一种方法。主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。⑴处理原理活性污泥法就是以活性污泥为主体的生物处理方法，它的基本处理工艺如图1-2所示。图1-2活性污泥法基本流程⑵活性污泥法的基本组成活性污泥法主要由曝气池、二沉池、污泥回流系统、剩余污泥排放系统、供氧系统等组成。其中常用的处理法有两种：两级活性污泥法（AB法）、SBR（序批式间歇活性污泥法）。废水格栅沉砂池沉淀池生物处理二次沉淀池三级处理污泥处理垃圾处理沉渣处理污泥浓缩一级处理出水沉渣处理二级处理出水部分污泥回流三级处理出水曝气池进水沉淀池二次出水压缩空气剩余污泥回流污泥两种活性污泥法工艺流程详见图1-3AB法的工艺流程、图1-4SBR一个运营周期内的操作过程图1-5处理生活污水的三池SBR系统。图1-3AB法的工艺流程图1-4SBR一个运行周期内的操作过程图1-5处理生活污水的三池SBR系统3.2.2生物膜法生物膜法是污水好氧生物处理法的另一种方法，常用的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。3.3污泥的处理流程⑴污泥处理基本流程污水厂污泥处置的一般流程如图1-6所示。图1-6污泥处置一般流程目前国内污水厂污泥浓缩的方法主要有重力浓缩法和气浮浓缩法；污泥脱水通常采用机械脱水，方法有真空过滤法、压滤法和离心法真空过滤。4水务工程试运行给水与污水处理构筑物和设备安装、试验、验收完成后、正式运行前，必须进行全厂试运行。4.1主要工作内容⑴检验、试验和监视运行，设备首次启动，以试验为主，通过试验掌握运行性能。⑵按规定全面详细记录试验情况，整理成技术资料。⑶试运行资料，交工程鉴定、验收、交接等方面进行正确评估并建立档案。4.2试运行基本流程单机试车→设备机组充水试验→设备机组空载试运行→设备机组负载试运行→设备机组自动开停机试运行。第二章主要分部工程施工要点1地基与基础工程1.1地基施工要点⑴地基加固工程，应在正式施工前进行试验段施工，论证设定的施工参数及加固效果。为验证加固效果所进行的载荷试验，其施加载荷应不低于设计载荷的2倍。⑵对灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、粉煤灰地基、强夯地基、注浆地基、预压地基，其竣工后的结果(地基强度或承载力)必须达到设计要求的标准。检验数量，每单位工程不应少于3点，1000m2以上工程，每100m2至少应有1点，3000m2以上工程，每300m2至少应有1点。每一独立基础下至少应有1点，基槽每20延米应有1点。⑶对水泥土搅拌桩复合地基、高压喷射注浆桩复合地基、砂桩地基、振冲桩复合地基、土和灰土挤密桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基及夯实水泥土桩复合地基，其承载力检验，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3处。有单桩强度检验要求时，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3根。1.2桩基础施工要点水务工程最常用桩基础为预应力混凝土管桩基础，下面介绍预应力混凝土管桩施工要点：⑴试桩在管桩设计前，应按下列要求进行试桩：①设计等级为甲级和乙级的管桩桩基工程，单桩竖向承载力应根据单桩竖向静载荷试桩确定；②对于主要承受水平力的管桩，单桩水平承载力应根据单桩水平静载荷试验确定；③对于承受抗拔力的管桩，单桩抗拔承载力应根据单桩抗拔静载荷试验确定。⑵沉桩管桩沉桩分锤击法沉桩和静压法沉桩。①锤击法沉桩施工要点a.按锤击应力控制时，锤击应力不得大于混凝土抗压强度设计值，锤击拉应力不得大于混凝土抗拉强度标准值与混凝土有效预压应力之和的1.3倍；b.按总锤击数控制时，在合理选锤的情况下，任一单桩的总锤击数：PHC桩不宜超过2500、PC桩不宜超过2000，最后1m的锤击数：PHC桩不宜超过300、PC桩不宜超过250；c.桩帽和送桩器宇管桩周围的间隙应为5mm～10mm；桩锤与桩帽、桩帽或送桩器与桩顶之间应加设弹性衬垫，衬垫厚度应均匀，且经锤击压实后的厚度不宜小于120mm；在打桩期间应经常检查，及时更换和补充；d.桩帽和送桩器应与管桩匹配做成圆筒形，并应有足够的强度、刚度和耐打性；e.应采取管桩内腔排气、排水措施及涌土处理。②静压法沉桩施工要点采用顶压式桩机时，桩帽或送桩器与桩之间应加设弹性衬垫；采用抱压式桩机时，夹具应避开桩身两侧合缝位置，桩身允许抱压压桩力宜根据当地工程设计经验确定。③沉桩应确保桩锤、桩帽或送桩器与桩身在同一轴线上，第一节管桩插入地面时的垂直度偏差不得超过0.3%。④沉桩过程中，应经常观测桩身的垂直度，桩身垂直度偏差不得超过0.5%。当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。⑤每根桩应一次性连续打（压）到底，接桩、送桩应连续进行，尽量减少中间停歇时间。⑥沉桩过程中，出现贯入度反常、桩身倾斜、位移、桩身或桩顶破损等异常情况时，应停止沉桩，待查明原因并进行必要的处理后，方可继续进行施工。⑦施工过程中，严格执行旁站制度。⑶接桩与焊接①桩需要接长时，其入土部分桩段的桩头宜高出地面0.5～1.0m；②下节桩的桩头处宜设导向箍以方便上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm；③桩对接前，上下端板表面应用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽，上下节桩之间的间隙，应用铁板填实焊牢；④接桩采用钢端板焊接法，焊接除应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18）的有关规定外，尚应符合下列规定：a.焊接材料的型号、质量应符合设计要求并附有出厂合格证明书、复试报告；b.焊接时宜先在坡口周围上对称点焊4～6点，待上下桩节固定后再分层施焊，施焊宜由两个焊工对称进行；c.焊接层数不得少于二层，内层焊必须清理干净后方能进行施焊外一层；焊缝应饱满连续，不得有任何裂缝或缺焊等；d.应在焊接好的接头自然冷却后才可继续沉桩，冷却时间不宜少于8min。2主体工程2.1现浇（预应力）混凝土水池施工技术2.1.1施工方案与流程⑴施工方案内容：结构形式、材料与配比、施工工艺及流程、模板及支架设计、钢筋加工安装、混凝土施工、预应力施工等。⑵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→池壁及柱浇筑→顶板浇筑→功能性试验⑶单元组合式现浇钢筋混凝土水池工艺流程土方开挖及地基处理→中心柱浇筑→池底防渗层施工→浇筑池底混凝土垫层→池内防水施工→池壁分块浇筑→底板分块浇筑→底板嵌缝→池壁防水施工→功能性试验2.1.2施工技术要点⑴模板、支架施工①满足浇筑混凝土时的承载力、刚度和稳定性要求，且安装牢固。②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；安装池壁最下一层模板时，在适当位置预留清扫窗口。浇筑混凝土前，模板内部清扫干净，检验合格后将窗口封闭。③采用穿墙螺栓时，选用两端能拆卸或在拆模板时可拔出的螺栓。对跨度≮4m的现浇钢筋混凝土梁、板，模板起拱高度宜为跨度的1/1000～3/1000。④池壁模板应设置确保墙体直顺和防止浇筑混凝土时模板倾覆的(支撑)装置。⑤固定在模板上的预埋管、预埋件安装牢固，位置准确。安装前应清除铁锈和油污，安装后应作标志。⑥池壁与顶板连续施工时，池壁内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，另一侧模板：分层安装或一次安装到顶而分层预留操作窗口。⑵止水带安装①塑料或橡胶止水带：a.形状、尺寸及其材质的物理性能符合设计要求，且无裂纹，无气泡。b.接头热接，不得叠接；接缝平整牢固，不得有裂口、脱胶现象；c.T字、十字和Y字接头，应在工厂加工成型。②金属止水带：a.平整、尺寸准确，清除表面铁锈、油污，不得有砂眼、钉孔。b.接头依厚度可折叠咬接或搭接；搭接长度≮20mm；必须双面焊接。c.在伸缩缝中的部分涂防锈和防腐涂料。③止水带安装：d.橡胶止水带加固装置的制作：先截取两根各3m长30*3角钢，6根300mm长30*3角钢，将300mm长角钢分别焊于每根3m，焊接间距为1.5m。将焊接完成的焊件通过Φ8钢筋（或根据橡胶止水带厚度确定）焊接在一起，共焊接两处，分别为端头处及距离端头100mm处。e.橡胶止水带安装加固：先将橡胶止水带放入池壁内，再将橡胶止水