水源处理工艺（精选7篇）
水源处理工艺 篇1
微污染水源是指饮水水源受到有机物的污染, 造成水中部分有机物含量出现超标现象, 已经不符合饮用水源的卫生标准, 若是强行饮用很可能出现中毒现象。对于微污染水源水处理工艺常规处理方法比较简单, 不能对水中有机物、氨氮进行有效去除。因此, 要想解决微污染水源问题, 还应该在常规处理的基础上, 加上一些改建措施, 比如增加臭氧→生物活性碳吸附、膜处理等。此种改进措施, 是在常规处理的微污染水源水处理工艺基础上进行改善, 对污染水质的处理效果较好, 而且造价费用偏低。
1 我国饮用水源的污染现状分析
微污染水源是指受到工农业和生活用水的污染, 部分项目已经超过了国家地质水环境的质量标准, 尤其似乎水体当中的高锰酸盐指数、氨氮等有机物。随着我国工业化水平的增长, 在农业方面农民大量的采用化学药物进行病虫害处理, 给当地的环境造成了很大的影响, 尤其是对我国水环境的污染已经到十分严重的地步。根据专业人士对我国地表水的环境污染调查, 发现河流、湖波的富营养化问题十分严重。比如在对62个湖波水库的检测中, 其中有61.3%多的湖波已经达到三级或是三级以上的水质, 由此可见, 我国的饮水资源已经出现了严重的卫生问题, 但是常规处理方法不能根治微污染水源问题, 对此必须加强微污染水源水处理工艺的改进。
2 微污染水源处理技术的研究
2.1 中水处理技术
中水是指将人们日常生活中的生活污水作为水源, 采用特殊的方式对其进行处理, 将其当做杂用水。此种水质的指标因在上水和下水之间, 因此被称之为中水。
在当前的中水处理工艺中, 采用的水处理工艺可分为三种类型即:物理化学处理法、生物处理法以及膜处理法。当然具体的中水处理工艺的应用, 还要根据中水的水源及其用途来判定。一般情况下, 中水水源对微污染水源水处理工艺影响较大, 一方面它决定着水处理工艺的选择, 另一方面中水水源还决定着微污染水源的处理成本[1]。
在我国当前的中水水源处理中, 中水水源多数来自于小区的生活用水, 所处理的中水一般用作浇花、冲厕、洗车, 不会将其当作居民的日常饮用水。其所采用的水处理工艺流程为:中水水源→水力筛→调节池→生化池→过滤池→消毒池→储水池。微污染水源水处理工艺则是根据现场情况, 将其划分为地上式结构和地埋式结构。
2.2 微污染水源的水处理工艺
微污染水源水体的指标较差, 大部分水质的指标是三类水体, 其中有一些则是四级水体或者四级以上的水体。因为这类微污染水源的污染现象比较严重, 所以不能采用常规处理的方式进行水质处理。对此, 还需要在常规处理的基础上, 增加一些生物处理单元或者是一些深度处理单元, 比如活性碳处理方式, 通过采用这样的水处理工艺, 不仅可以改善微污染水源的处理效果, 还能提升水质的饮用卫生标准[2]。根据微污染水源的实际情况, 可以选择以下工艺流程, 最为微污染水源水处理工艺。
第一种微污染水源水处理工艺:原水→生物预处理→混凝沉淀→过滤→消毒
第二种微污染水源水处理工艺:原水→生物预处理→混凝沉淀→过滤活性碳→消毒
第三种微污染水源水处理工艺:原水→混凝沉淀→生物处理→过滤→消毒
第四种微污染水源水处理工艺:原水→混凝沉淀→生物处理→过滤→活性碳→吸附→消毒
第五种微污染水源水处理工艺:原水→预臭氧化→生物处理→混凝沉淀→过滤→颗粒活性碳 (GAC) 吸附→消毒
第六种微污染水源水处理工艺:原水→预臭氧化→生物处理→混凝沉淀→过滤→过滤→消毒
通过上述工艺可以看出, 微污染水源水处理工艺有多种类别, 但是其具体的应用方式还应该根据水质的具体情况进行判断。一般情况下, 若是水质水浊度和色度都比较低, 可以选择第一种微污染水源水处理工艺, 若是想要更高的水水质可以选择第二章水处理工艺[3]。倘若该水质的浊度和色度要求比较高则可以采用, 第三种或者第四种微污染水源水处理工艺。一旦水中的水藻数量较高, 其水致变活性较强可以选择第五种水处理工艺, 若水中的水藻数量较高, 其水致变活性较低可以选择第六章水处理工艺。
3 微污染水源水处理工艺的改进措施
考虑到当前我国水处理的技术较为落后, 致使水质难以达到引用的卫生标准。先下微污染水源常规处理工艺多数为混凝→沉淀→过滤→氯气消毒, 此种常规处理工艺只能除去微污染水源表面的悬浮物以及少量的有机物, 对微污染水源中氨氮、贾地鞭毛虫以及隐孢子虫影响不大, 而且在常规处理中微污染水源井混凝沉淀之后, 一些有机物在经过氯气消毒, 可能会出现新的有毒物质, 比如三氯甲烷、二氯乙酸这种的致癌物质[4]。对此, 还需要加强对常规处理的改进, 从根本上杜绝居民饮水造成的健康问题, 以下则是笔者结合多项资料总结出来的常规处理水处理工艺改进措施。
3.1 强化常规处理工艺
对于当前的微污染水源处理而言, 多数情况下都会采取常规处理工艺, 因而要加强常规处理水处理工艺的改进, 必须从常规处理工艺落实各项环节的实施。强化微污染水源的沉淀、过滤, 改善出水水质, 提升出水水质的卫生指标, 使其符合居民健康饮用的卫生指标[5]。
3.2 加强微污染水源水处理工艺的预处理
预处理是微污染水源常规处理工艺之前对原水中污染物进行生物、化学、物理等方面的初步处理, 其目的是降低水中的污染负荷, 进而提高微污染水源常规处理的工艺效果, 对于当下的微污染水源常规处理而言, 常用的预处理技术多数为吸附、氧化技术, 此种预处理技术的应用, 不仅可以提升常规处理的水质还具有很高的性价比。
3.3 深度处理技术的应用
深度处理是指采用常规处理工艺之后, 在对微污染水源进行下一步的水处理工艺, 它能够去除常规处理工艺去除不掉的水中污染物。目前为止, 微污染水源水处理工艺中常用的深度水处理工艺为臭氧氧化技术、膜分离技术、活性碳吸附技术, 光氧化技术[6]。
4 结语
综上所述, 微污染水源是指饮水水源受到有机物的污染, 造成水中部分有机物含量出现超标现象, 已经不符合饮用水源的卫生标准。因为工业管理人员对工业废水处理的忽略, 造成周围河流的水源污染。时至今日, 人们已经注意到工业生产造成的废水、废渣, 给周围环境造成的影响, 并采取一些治理措施。比如当前常规处理的微污染水源, 其采用的工艺是混凝、沉淀、过滤和消毒。该种微污染水源水处理工艺只能处理污染水质中一些大型的颗粒物, 对水中有机物的处理十分有限, 并且还容易遗留一些有毒的残留物。
参考文献
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[3]李保建, 詹健.微污染水源水处理技术及工程应用[J].工业用水与废水, 2015, (2) :1~4.
[4]梁月周.微污染水源水处理技术研究进展和对策[J].建筑工程技术与设计, 2015, (11) :2209.
[5]朱文倩, 徐斌, 林琳, 等.微污染水源中溶解性有机氮组成规律及其水处理特性[J].中国环境科学, 2014, (1) :130~135.
[6]刘思宇, 张可方, 张立秋, 等.微污染水源水处理技术研究新进展[C].//广东省土木工程学科研究生学术论坛论文集.2013:143~147, 179.
水源处理工艺 篇2
关键词：微污染水,源水,水质特点,处理工艺
微污染水源水是指所含的污染物种类较多、污染物性质较为复杂, 但污染浓度较低的水, 微污染水源水主要是受到有机物的污染, 目前从源水中检测出的有机物多达2000多种。伴随近几十年工业化的发展以及城市规模的扩大, 人们生产生活用水中排放出的污染物对源水水质造成严重的污染, 且污染程度伴随污染物的增多而不断加重。在对我国的北京、上海等地的饮用水富集提取物的致突试验中, 发现结果阳性率较高, 因此净化水源成为保护认为身体健康的重要任务。
1 微污染水源水水质特点
检测水质污染指标主要有高锰酸盐指数和氨氮浓度, 污染水源水的物理、化学和微生物指标不能达到相关标准, 具有有机物综合指标值较高、嗅味明显和氨氮浓度较高的特点。微污染水源水经过常规工艺处理之后出厂的水质依旧难以达到国家饮用水标准, 其水质问题主要表现为以下几个方面: (1) 嗅阈值高, 但色、味、嗅感官的性状有待提高; (2) 污染水中的污染指标较高, 而常规工艺去除氨氮和高锰酸盐的能力有限; (3) 药和氯消耗较高, 容易在混凝工艺的过程中产生副产物, 如铝、丙烯酰胺等, 且氯单耗较高导致微污染水中的有机物含量增高, 进而提升出厂水产生副产物的风险; (4) 全国很多地区出厂水的富集提取物的致突试验结果多呈阳性, 水质的安全性较差。
2 微污染水源水处理工艺的选择分析
2.1 传统处理工艺的强化分析
2.1.1 混凝工艺的强化。
混凝工艺的强化是从常规混凝处理基础上发展而来的一种去除水中有机物的处理工艺, 对去除富含腐殖酸类有机物的效果更为明显, 主要是通过调节源水中的PH值和提高金属盐混凝剂投加量的方式, 去除微污染水源中的天然有机物和悬浮物, 进而发挥强化混凝效果的作用。强化措施主要包括强化颗粒的碰撞、改善絮凝药剂的性能和强化絮凝工艺的流程等, 但伴随近几年强化混凝概念研究的深入发展, 人们发现混凝剂的投药量、有机物的分布情况、水利条件、混凝剂形态、温度以及水体有机物的性质等均是影响混凝剂混凝效率的主要因素。
2.1.2 过滤工艺的强化。
过滤工艺的强化是通过开发新生物滤料的方式, 将普通石英砂滤料与新的生物滤料进行结合, 通过生物方式对普通滤池进行强化, 在传统工艺中常用的过滤工艺方法是新冲洗技术的研究与改性滤料的开发。研发新冲洗技术主要是通过冲洗滤料以保证滤料的截污能力, 常用的方法是气水结合冲洗和有气冲洗;而改性滤料则是通过化学反应的方式在传统滤料上添加体层活性氧化物以增加滤料的表面积, 进而达到有效强化吸附能力的目的。
2.2 预处理技术分析
在常规工艺之前采用物理、生物和化学的处理方法对源水中的污染物进行初级处理的方式, 被称为预处理, 其主要包括化学氧化、吸附和生物预处理。
2.2.1 化学氧化处理。
化学氧化预处理借助氧化剂的氧化能力, 通过化学反应的方式达到分解去除污染物的目的, 臭氧、紫外线、二氧化氯等是常用的氧化剂。自来水厂常选择的净水方案是氯氧化法, 通过向水中投加氯气氧化的方式去除污染物, 但由于使用的混凝剂数量较多极易导致三卤甲烷的产生, 进而造成饮用水的安全隐患;臭氧是新型的绿色氧化剂, 不仅能提高有机物的生化性还能提高絮凝的效果, 有助于减少使用混凝剂的数量, 但存在致突变物易导致不完全氧化物的积累;而光氧化法则是以紫外线为辐射源, 可有效去除难降解且有毒性的小分子有机物。
2.2.2 吸附预处理。
吸附预处理主要利用吸附剂的吸附性功能去除水中污染物, 在混泥池中投加吸附剂以改善混凝沉淀的效果, 生活中常见的吸附剂可分为有机吸附剂和无机吸附剂两种, 其中有机吸附剂为粉末活性炭、硅藻土、黏土和沸石等, 无机吸附剂为二氧化硅、活性氧化铝等。在工业上常选用的是粉末活性炭, 这是因为活性炭的表面存在很多微孔, 具有疏水性的特点可有效去除水中的异味、色度以及多种有机物, 并且费用较低。虽然吸附预处理具有众多优点, 但存在吸附剂的要求较高、易受到吸附容量的限制、稳定性较差以及运行费用较高的缺陷, 因此造成实际运用过程中的困难。
2.2.3 生物预处理。
生物预处理主要是利用生物群体的代谢活动对微污染水源的水质进行处理, 其主要采用处理方法是曝气生物滤池、膜反应生物器和生物接触氧化池等。这些污水净化技术不仅能有效去除氨氮、臭味、藻类以及亚硝酸盐氮等, 还能有效去除水中的相应色度和浑浊度, 并且还具有使用费用较低的特点。
2.3 深化处理技术分析
深化处理技术是在常规处理之后采用的处理方面, 可有效去除消毒副产物和污染物的, 有助于饮用水质量的提高, 生活中常用的处理技术是膜分离法和生物活性炭法。生物活性炭法是结合臭氧化、砂过滤和活性炭吸附三种技术的水处理工艺, 不仅可有效溶解有机物、三卤甲烷制物等, 还可有效规避三种技术单独使用时产生的不良影响, 此外, 活性炭具有部分再生功能, 可有效降低运行费用。膜分离技术适用于分离热敏性组分和性质成分相似组分等混合物, 其利用膜对混合物中各组分渗透性能的差异进行水源的分离、提纯和浓缩, 且不需要发生相的变化或添加任何助剂便可在离子和分子范围内进行分离。
结语
生产和生活的影响造成水污染日益严重的情况出现, 水资源不断发生质的变化, 利用常规污染水处理技术已经无法达到人们生活用水的水质标准, 迫切需要水质净化新技术以解决源水中出现的污染问题。在常规处理之后, 采用深化水处理技术不仅能有效处理水污染, 还可有效降低费用, 是有效应对微污水源水水质问题的技术处理方案。
参考文献
[1]马建英.我国微污水处理技术研究分析[J].中小企业管理与科技, 2014, 03 (02) :310-311.
[2]李柱.微污水处理技术进展[J].给水排水, 2013, 04 (S1) :34-37.
[3]王喆, 王龙, 张亮.臭氧氧化技术及其在微污染水处理中的应用[J].中小企业能源与环境, 2014, 07 (03) :77-82.
细粉砂层水源井成井工艺的探讨 篇3
对于松散层砂砾层水源井成井技术要求, 国内有关手册, 文献中已有详细论述和规定。归纳起来:主要是关于井管及滤管类型、缠丝类型规格、滤网滤料选择、填料规格及厚度要求、管井成井验收标准等方面。而成井工艺恰当与否虽然关系到成井的质量好坏, 但尚无明确详细的要求, 均系各施工单位摸索掌握, 现实中不少水源井成井后在投入使用中出现长期跑砂, 出水含砂量严重超标, 以至发展到塌井报废。另一种现象是井的出水量较同一类地段相同的水井严重偏小。究其原因, 多为成井工艺不恰当所致。笔者经长期施工实践与分析总结, 主要由两方面原因造成:一方面是填砾滤料选择上过分强调单一比例级粒, 即滤料填投不当。另一方面在成井中清除钻井泥浆的方法不当, 不能有效地清除泥浆。本文着重从此两方面的施工实践及应用效果上, 探讨细粉砂层水源井的成井工艺。对于井管、缠丝类型、规格、材料以及滤网包扎材料, 规格不作赘述, 以期同仁改进检验。
(一) 关于滤料级配
井管外填滤料砂砾的粒级级配和填砾厚度是否得当, 是水井进水效果过滤防砂的关键之一, 亦是水井成败和服务年长短的决定因素之一。有关文献和手册中对填砾粒级和厚度作有明确的规定, 对中粗砂砾含水层:填料粒级为含水层砂粒D50的6~10倍, 厚度为75~100m/m;细粉砂层含水层:填砂粒级为D50的6~8倍, 厚度为100~200m/m。当前大多数打井施工单位多以此作为施工依据。按此可以概括, 对中细砂层而言, 填滤料砾砂粒径、均匀者为0.5~1m/m, 半均匀者则为0.5~2m/m。对上述规定早已引起不同见解, 如1976年《勘探技术》刊载原中南建工设计院勘察试验室于1966年前通过室内流槽实验资料, 认为上述级配料粒级, 虽然能达到防砂效果, 但严重影响水井出水率。试验结果:对细粉层达到即防砂又不影响出水, 其极限填砾粒径为D50的24倍, 正常应在D50的14~16倍为最好。而且认为在上述极限填砾粒级以内, 出水含砂量随清砂排水时间的延长而逐渐减少。
观察目前生产实践中, 用D50的6~8倍粒级填砾滤料的水井, 虽然有较好的防砂效果, 但普遍现象是水井出水量偏低、井阻严重。而按中南建工院勘察室流槽试验资料填砾, 其井阻低, 出水效果好, 但出水中含砂量长期超过国家标准GBJ13—66规定。不少井因长期跑砂最终导致塌井报废。
近年来针对水井施工中出现的问题, 不少施工单位及地区, 在水井填料滤料的选择使用上更加讲究。如沪宁地区施工单位, 使机制加工袋装石英砂, 粒径严控为1~2m/m。山东地区则为精洗筛选海砂, 粒径为1~3m/m。粒级单一、使用结果出水含砂量严重超标, 以致导致垮井报废, 同时也有不少井出现井阻严重, 产水量低于附近相同水井。
分析上述各种滤料填充砂砾级配选定, 均以取水含水砂层粒级级配分筛D50粒径的倍比作为选料的标准, 虽可以有据可依, 但不可忽略的问题是, 上述选料确定的标准均较单一粒径。众所周知, 同一粒径或近乎同一粒径的组体, 其孔隙度是最大的, 一般能高达25%~20%的孔隙率。这样的人工填砾过滤层是很难防止含水砂层中的粉砂的, 这是造成目前砂细粉砂层中水井长期含砂量超标, 以至发展到坍塌垮井的关键所在。
针对上述原因, 在长期打井实践中, 在滤料级配选样上, 采用混合级配不均粒级。具体选用山东临沂河砂石英砂粒。筛分结果:Φ4~2m/m19.41%;Φ2~1m/m22.11%;Φ1~0.5m/m27.74%;Φ0.5~0.25m/m19.64%;小于0.25m/m11%。砂样孔隙度为12.7%~14.2%。
用该种砂砾料作水井成井过滤层填料, 经管井模拟测试。测试中用Φ300m/m铸铁缠丝滤管, 外包两层28目尼龙网纱, 管外环填滤砂厚200m/m。其过水能量达到每米管长40~45m3/小时, 透水性能极佳。然后再在滤层外填埋细粉砂层, 仿照含水砂层。放水测试, 过水能量达到每米管长20~25 m3/小时。水中含砂量小于1/2万, 模拟测试效果极佳。其后长期通过大量的成井实践对于中细砂含水层、细粉砂含水层, 均证明上述滤料的出水效果好, 井阻小, 水中含砂量均保持在规定标准范围以内, 现已成熟的在成井施工中使用。
(二) 成井过程中钻探泥浆的清除
成井施工时均需泥浆护壁钻探, 凿井达到设计深度后方将井管及所配置的过滤器系统装置下入井中。清除井中钻探泥浆的方法, 通常是在井管过滤系统装置下完之后, 将钻具下入至井管底部, 用清水冲洗井内泥浆。基于井管口一般均高于地面, 清水冲洗时常见冲洗液从井管外溢。待清水返出一段时间后, 即认为井中泥浆被清除, 随即边冲洗边开始投放人工滤料, 充填砂砾滤层, 直至投满填实方停止清水冲洗, 此乃成井施工中的通用工艺, 亦为普遍采用的施工方法。
上述施工方法, 在客观实际上是难以达到理想的清除井内泥浆的效果, 主要受两方面的因素制约:一种情形是钻具将清水送至井底部冲洗, 虽见清水从井管外溢返, 但由于井中泥浆与冲洗清水的比重差异, 清水在泵压作用下, 多从过滤管上部或某段过滤孔突破, 其下部的泥浆并未被置换清除。另一种情形是成井钻探口径大多在0.8~1.00m的直径的空间, 冲洗清水在冲洗运行中, 从滤管某一部位突破到管外环状空间, 不可能形成全断面顶托流返, 而是沿一条突破通道流返、致使管外环状空间中的泥浆及悬浮泥屑不能有效清除。通常在冲洗中所见清水溢返实为局部清水溢道现象, 井中泥浆并未得有效彻底清除, 滤料投入后与未被清除的稠泥浆及悬浮泥屑混合, 过滤系统被糊塞。出水严重受阻, 极大地降低了水井中的产水效能。故而有效地清除成井时钻探泥浆成为成井工艺中极为重要的环节。
针对上述现象, 为保障井中钻探泥浆被清除, 我们采用一种特制的密封冲孔器。该冲孔器由井管滤管最底端与底部一节井管之间装设一环形钢圈, 内径较井管小10m/m, 构成环状阻挡圈。另在钻具下端一节钻具上装上钢板橡皮盖。冲洗井时将此盖压在阻挡圈上, 形成橡胶密封盖。冲洗时将整套井管提离孔底0.5m左右, 开泵用清水冲洗, 清水被逼从管底顺管外返还将管外泥浆顶托返溢。冲孔后清晰可见井内稠泥浆返出, 50m左右的井深稠泥浆返溢可达3小时。80m左右的井深稠泥浆返溢可达4小时之久。较不用密封冲洗器冲洗, 其稠泥浆返出量成数倍增加。表明井管外泥浆被清水顶托出, 继续冲洗井内返出几乎全为清水。此时可以边冲洗边向管外投放人工滤料, 直至滤料填好方可停止冲洗, 从而达到了清除井内泥浆保障滤料填投的目的, 完成该井的洗冲和投料的正常程序。
提出橡胶钢板压盖后, 再下钻具至井管内用清水冲洗清除管内泥浆即可开始抽水。以上述方法冲洗孔投料的井, 洗井抽水时1~2小时即清。4~8小时水中含砂量即可达到小于1/2万的标准。开始抽水洗井水浑且有一定的粉砂排出, 若发现管外填料下沉应随即补充直至稳定为止。
(三) 检测实例简介
为检测上述滤料级配选择是否适当以及清除井内钻探泥浆的效果, 1990年在淮北矿区施工了一批浅层细粉砂层含水层水源井工程, 施工中对此作有专门工程测试, 就其一例作简介:
淮北市刘桥矿区地下淡水主要储存分布于浅层细粉沙层含水层中, 埋深多在垂深35m以内。由数层细粉砂层组成, 总厚度12~15m左右。试验检测1号井, 经钻探全取芯并作了电测分层获取较精确的地质柱状。同时对主要砂层采样做颗粒筛分分析。
钻探井深40m, 井径Φ800m/m, Φ300m/m铸铁井管, 缠丝过滤器, 垂深8~36m为过滤管外包两层28目尼龙纱网。成井时按前述洗孔方法清除井内泥浆, 冲孔时稠泥浆返溢近3小时开始返出清水。共投混合滤料18m3, 抽水时除从抽水井中观测水位下降值外, 同时通过距水井17.34m远在施工中为钻场供水打的一供水钻孔作为观测孔, 以获取较为正确的水文地质参数资料, 抽水流量基本稳定在44吨/小时左右, 井中水位下降稳定在4.17m, 供水小井观测孔水位下降1.65m, 开始抽水4小时内水浑, 并有极细粉沙, 8小时后水完全清基本无砂, 17小时后完全无砂达到小于与1/2万的含砂量标准, 抽水延时至19小时结束。用抽水井观测孔资料分别进行水文地质参数计算, 结果基本一致。以水井水位降S-lgt直线图解下降斜率i与下降s关系比为4.75值 (井完善系数为完善井) , 表明井结构属于完善井, 无水阻现象。该检测实例充分证明, 前述的滤料选择及清除井内钻探施工泥浆的方法是正确的。对于细粉砂层含水层成井工艺是成功恰当有效。该测试井以及同期施工的数口水井投产后均安装36吨/小时深井泵, 十几年来一直正常使用作为工人村供水源。
(四) 结语
砂层水井工程成井工艺繁多复杂, 均具有一定的难度。尤其是细粉砂层成井工艺在成井方面最为复杂困难。若能成熟地掌握好其工艺则其他类型的沙砾含水层成井工艺则可轻易运用, 细粉砂层成井工艺中最关键的环节:一是滤料的级配选择是否恰当。二是成井中钻探泥浆及悬浮泥屑如何清除及保障投料填充好。把握好这两关是成井工艺工程中的关键所在。
笔者通过对此问题的分析研究及实例检测介绍作了概述, 其方法在多处城市供水、矿山供水水源井成井中广泛使用, 均取得较为理想的效果。水井产水量高、防砂效果妤、所有成井投产后运行至今数年, 十余年均很正常。表明为一成熟的工艺。
参考文献
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水源处理工艺 篇4
关键词：钢筋混凝土,辐射水源井,辐射管,施工工艺
辐射水源井与常规水源井相比具有以下特点:1)出水量大。2)井的寿命长。3)管理运行费用低,维护方便。
辐射井的施工方法一般有沉井法施工和钻机成孔漂浮下井管法两种。沉井法施工深度一般在15 m左右,钻机成孔漂浮下井管法的施工深度一般可达40 m。
下面以西合线姚李庙车站水源井施工过程为例,对钢筋混凝土大口辐射井的施工工艺进行阐述,以供类似工程施工参考。
1 工程概况
西合线姚李庙车站水源井直径为4.0 m,井深为5.5 m,为钢筋混凝土大口井;井底四周设置4根辐射管;井底反滤层采用卵石填筑,共分为三层,下层为直径60 mm～100 mm、厚度200 mm卵石层,中间层为直径20 mm～30 mm、厚度200 mm卵石层,上层为直径5 mm～8 mm、厚度200 mm卵石层。取水层位于圆砾土层。该水源井及辐射管的构造见图1。
2 钢筋混凝土大口辐射水源井施工技术及工艺
2.1 水源井井身施工方法
2.1.1 沉井施工程序
平整场地→测量放线→开挖土体→砌筑砖基座→沉井制作→沉井下沉→封底。
2.1.2 沉井制作
1)制作顺序。场地整平→放线→挖土1.5 m深→夯实基底→抄平放线→铺砂垫层→挖刃脚土模砌砖座→绑扎钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模。
2)地基处理。沉井制作时先挖土1.5 m深以减少下沉工程量,沉井制作前先对下挖土坑进行处理,以防地基不均匀下沉引起井身裂缝。处理方法采用砂、砂砾、碎石垫层。
3)刃脚支设。沉井制作下部刃脚的支设采用砖垫座。砖垫座砌筑为保证刃脚踏面的宽度和刃脚斜面的推力作用而做成宽高比为1∶2台阶,砖座砌筑完毕后内壁用1∶3水泥砂浆抹平。砖座顶部支出刃脚100 mm以供支模作为平台。
4)井壁制作。
a.制作方式。沉井制作基坑比沉井宽2 m～3 m,四周设排水沟、集水井,使地下水位降至比基坑低约0.5 m。沉井采用分节制作,第一节为1.5 m,其他节段高度控制在1 m。
b.模板支设。沉井模板采用钢定型模或木定型模组装而成,每节模板的长度视井的总长而定为1.2 m。采用木模时,外模靠混凝土一侧刨光,涂脱模剂两度,沿模板长度方向间隔1 m设一道肋模。模板支设时先支井内模,一次支到比施工缝高约100 mm处,竖缝处用方木支撑在内部脚手架上,外模亦一次支到比施工缝略高100 mm处,竖缝亦用木方或脚手管杆与外脚手架紧固。模板支设时内设钢筋撑子以保证井壁的厚度,设钢筋对拉片以使外模稳固,如为圆形沉井则在外模上增设间距为2 m的钢丝绳环箍,以增强模板整体的稳定性。模板支设过程中应进行垂直度、平整度校正。
c.钢筋绑扎。沉井钢筋采用人工井内安装,绑扎顺序为:先内后外,先下后上。竖筋可一次绑好,水平筋分段绑扎,与前一节井壁连接处伸出的插筋采用焊接连接,接头错开1/4,以保证钢筋位置和保护层正确,内侧钢筋之间要设ϕ14 mm钢筋铁码,每0.5 m不少于一个。钢筋用挂线法控制垂直度,用水平仪控制水平度,用木恰卡尺控制间距,用水泥砂浆垫块控制保护层厚度。
d.混凝土浇筑。采用沿沉井周围搭设脚手架平台,用手推车运送混凝土至浇筑口均匀浇筑。
2.1.3 沉井下沉
第一节混凝土达到设计强度的100%,其上一节达到70%后,方可开始下沉。
根据本工程的实际情况,采用下沉挖土方法施工:由设于井外的提升设备将土从井内转出。人工挖土的方法随土质情况而定,一般方法有:由沉井中间开始向四周,每层挖土0.2 m～0.3 m,沿刃脚周围保留0.5 m～1.5 m土堤,然后再沿沉井壁每1 m～2 m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的削薄土层。刃脚下方土方边挖边清理。如遇流砂时,可采取先从刃脚挖起,每层200 mm,下沉后再挖中间部分;亦可在刃脚跟部满塞稻草,把砂子滤堵在原土层,人工从中间向四周均匀开挖。
2.1.4 沉井封底
当沉井下沉至距设计标高0.1 m时,即停止井内抽水,使沉井依靠自重下沉至设计或接近设计标高,再经过2 d～3 d下沉稳定,或经观测在8 h内累计下沉量不大于10 mm时,即可进行封底。
封底方法:采用内排水封底(干封底),将新旧混凝土接触面冲刷干净或打毛,对井底进行修整呈锅底形,由刃脚向井中心呈放射形挖排水沟,再在排水沟上填以卵石作成滤水暗沟,根据沉井内径的大小和涌水量设置多个或一个集水坑。在集水坑内设置一个抽水滤鼓(滤鼓顶面比底板顶面低约200 mm),将潜水泵置于滤鼓内排水以便铺一层150 mm～500 mm厚碎石层,碎石层上浇一层厚约100 mm的混凝土垫层,待垫层达到约50%强度后即可进行钢筋绑扎和混凝土浇筑,混凝土浇筑时由四周向中间推进。待混凝土达到70%强度后,对集水坑逐个停止抽水,逐个封堵。
2.2辐射管施工方法
1)顶进设备的选用。本工程的辐射管采用机械顶进施工,顶进设备采用全液压千斤顶,其吨位为100 t,行程为250 mm,最大承载推力为915 kN。
2)顶进施工。a.施工准备。顶进后背墙由方木、型钢或钢板及混凝土井壁组成;导轨选用钢质材料制作,两导轨安装牢固、顺直、平行、等高,其纵坡与管道设计坡度一致。千斤顶安装时固定在支架上,并与管道中心的垂线对称,其合力的作用点在管道中心的垂线上。b.钻头掘进。为了便于钻进,在滤水钢管前端焊接一个钻头,钻头的直径稍大于钢管的直径为220 mm,钻头前端加工成圆锥形以减少掘进阻力。c.流砂出土。钻头前的砂土经过钻头进入滤水钢管内,而挤压在滤水管周围的砂土颗粒从滤水孔进入管内随同水流一起排出。d.正常顶进。在顶进过程中,应有一个人站在前面观察,边铲边顶。同时,当末端管子留在导轨上的长度为40 cm～50 cm时,无论千斤顶活塞是否全部用完都要停止顶进,因为要为下一步顶管做预备工作面。
3结语
随着我国现代化建设的飞速发展,基础建设日新月异,为把对环境、居民生活等的影响降到最低限度,减少拆迁量、降低工程投资、采用四新技术,越来越多的基础建设工程采用顶管等非开挖技术进行施工。随着沉井和顶进施工工艺的逐步成熟,该技术有广阔的应用前景和推广价值,特别是在市政工程的降水领域,为一种新型降水施工方法。
参考文献
[1]王艳玲.钢筋工程施工应注意的问题[J].山西建筑,2007,33(1):170-171.
微污染水源水处理技术的研究探讨 篇5
1 微污染水源水处理技术分析
1.1 微污染水源水传统工艺强化处理技术
对于原有的饮用水处理工艺进行改进和强化是目前微污染水源水处理中经常使用的手段, 并且经改进和强化处理后的微污染水源水的水质较好, 可以满足国家饮用水标准。目前在微污染水源水处理中常用的强化和改进传统工艺有强化混凝技术和强化过滤技术。
对于强化混凝技术来说, 其主要是加大混凝剂、助凝剂等药剂的投量, 使药剂的投量处于过量的状态, 并将p H调节到最佳p H, 从而使得传统混凝技术的去除效果得到增加。但是该技术目前还存在着对一些特定的污染物和亲水有机物去除效果不佳, 且生产的副产物难以确定。而对于强化过滤技术来说, 其主要是通过设计新型滤池, 更换更加有效的滤料来对滤池进行改进, 使得原有难以通过滤池进行处理的溶解性污染物得到去除。而对于设计新型和更换滤料两个方面来说, 目前学术界研究较多的是对滤料进行改进, 并且已经取得了一定的成果, 但是在滤料的适用性和过滤效果方面还是存在着一些问题。
1.2 微污染水源水预处理技术
目前, 在微污染水源水处理过程中, 使用的预处理技术主要有吸附预处理技术、化学氧化预处理技术和生物氧化预处理技术。在这其中, 对于吸附预处理技术来说, 其主要是利用吸附剂所具备的吸附特性来去除微污染水源水中的少量有机污染物, 在这个过程中, 使用比较多的吸附剂是活性炭、沸石、粘土及硅藻土。而目前该技术存在的主要问题是吸附剂难以回收利用, 这使得该方法的运行费用偏高, 同时也是的系统的排泥量也大为增加, 如何寻找价格便宜, 易于再生的吸附剂成为该技术目前亟待解决的问题和研究的方向。对于化学氧化预处理技术来说, 其主要是在微污染水源水中投加强氧化剂, 通过强氧化剂的氧化来对有机物进行分解和去除, 达到去除有机物和提高后续处理效果的目的。在目前的化学氧化预处理技术中, 常使用到的的氧化剂主要有以下几类:臭氧、双氧水、二氧化、氯氯气和高锰酸钾。以上各个氧化剂适用于不同的情况, 需要根据实际情况进行选择。对于生物氧化预处理技术来说, 其主要是通过水中微生物的新陈代谢作用来实现对污染物的去除, 该技术具有改善混凝沉淀性能、降低混凝剂用量, 去除常规处理工艺难以去除污染物的优点。而在具体的实际工作中, 对于微污染水源水处理使用到的生物预处理技术主要是生物膜法, 该方法具体包括生物接触氧化、生物滤池、生物转盘和生物流化床。
1.3 微污染水源水深度处理技术
目前, 对于微污染水源水进行深度处理, 使用的技术主要有臭氧-活性炭联用技术、生物活性炭技术、膜过滤深度处理技术和光催化氧化深度处理技术。这其中, 对于臭氧-活性炭联用技术来说, 二者的有机结合, 不仅可以发挥臭氧的强氧化性能, 使得大分子, 难降解的有机物得到降解, 还可以使得活性炭更好的发挥其吸附性能。另外活性炭中大量生长的微生物可以使得活性炭的处理效果进一步得到提高, 同时也通过分解活性炭中得有机物使得活性炭的寿命得到延长。对于生物活性炭技术来说, 其主要是通过活性炭的吸附作用和活性炭上的微生物的生物氧化作用来实现微污染水源水有机物的去除。与单独使用活性炭对微污染水源水进行处理相比, 生物活性炭技术具有处理出水副产物少、运行费用低、对有机物具有较好去除效果的优点。但是同时存在生物活性炭价格较高、长期使用可能使水的微生物指标难以达到相关水质标准的缺点。对于膜过滤深度处理技术来说, 目前使用较多的膜过滤技术主要有微滤、超滤、纳滤和反渗透四种技术。膜过滤技术对于细菌、色度、嗅味、消毒副产物均具有较好的去除效果, 且其具有占地较少, 处理不产生副产物, 出水水质稳定、易于自动控制等优点, 在微污染水源水处理中具有非常广阔的发展前景, 但是其基建和运行费用相对较高。对于光催化氧化深度处理技术来说, 具有氧化性强, 作用范围广, 氧化产物可以完全矿化的优点。
2 结论
微污染水源水给传统的饮用水处理带来了严重的挑战。我们在实际工作中, 需要根据实际情况, 选择合理的处理工艺, 保证饮用水的安全性。
参考文献
[1]陈莉, 范跃华.微污染源水的处理技术发展与探讨[J].重庆环境科学, 2002, 24 (6) :67-70.
微污染水源水处理技术研究进展 篇6
微污染水源水中主要污染物有悬浮物、有机物和氨氮, 其中传统给水处理工艺对悬浮物的去除效果好, 而对于有机物和氨氮几乎无去除效果。
1 强化常规工艺
1.1 强化混凝
强化混凝是指改善混凝剂匹配和优化混凝工艺条件, 提高混凝沉淀对于有机物的去除效率, 降低消毒副产物前驱物的浓度, 从而降低滤后消毒副产物超标的风险。
张锦等[2]研制出的高锰酸钾复合药剂 (PPC) 不仅具有混凝的功效, 而且能够有效地去除水中有机物和致癌突变物。
1.2 强化过滤
强化过滤的核心是将常规工艺中的普通滤池改成生物滤池, 以达到去除水中NH3-N、NO-2-N和有机物的目的。用的滤料有沸石、陶粒、石英砂等。
汪胜等[3]进行了生物沸石滤池处理微污染水的中试研究, 结果表明, 在最小水力负荷为3.8m3·m-2·h-1时, NH3-N、COD的去除率分别为75.2%、31.8%。
2 预处理工艺
2.1 化学氧化预处理
化学氧化预处理主要是通过投加氧化剂, 利用氧化剂的氧化能力, 分别破坏水中的污染物质, 减轻后续常规处理工艺的污染物负荷, 增强常规处理工艺的效果。常用的氧化剂有氯、臭氧、高锰酸钾等。但这些氧化剂都有局限性, 有的会产生有害副产物, 有的费用较高, 推广使用中存在一定问题。
高铁酸钾是近年来研究较多的一种氧化剂。刘伟等[4]研究了高铁酸钾对有机物含量较高水源水的处理效果, 结果表明:少量的高铁酸钾 (0.5mg/L~1.0 mg/L) 预氧化即可显著提高混凝效果, 出水剩余浊度明显下降。水中色度、uv254和氯仿生成量等有机物综合指标均随着高铁酸钾投加量的增加呈明显下降趋势。
2.2 生物预处理
生物预处理法主要是借助微生物的新城代谢, 去除微污染水中的少量可降解有机物, 另外包括氨氮等。目前应用最多的有生物接触氧化和曝气生物滤池等。
张帆, 陆少鸣等[5]采用四段式接触氧化沟预处理珠江原水, 氧化沟分别填装三类四种填料。试验结果显示, 出水的氨氮、亚硝酸盐、COD和浊度的平均去除率分别为93.16%、44.09%、44.86%和64.47%。
3 深度处理工艺
3.1 吸附法
吸附法是指利用吸附剂的吸附能力去除水中污染物的方法。常用的吸附剂有活性炭、硅藻土、二氧化硅等。
田文华、文湘华等[6]利用沸石、活性炭联合吸附工艺处理原水, 试验表明, 该工艺对CODMn、浊度、氨氮、三氯甲烷的去除率分别为10%、60%、95%、4%以上, 对水中苯酚、LAS的去除率分别为60%、89%以上。
3.2 膜法
膜分离利用膜的选择性透过来实现水中污染物的分离, 它具有成本低、能耗少、效率高、无污染等优点, 特别适宜微污染水的处理。随着经济实力的增强和膜成本的降低, 膜分离在我国给水处理方面将发挥更大作用。
蔡邦肖等[7]设计UF膜直接将未经任何处理的自来水管网输出成优质供水。聚砜中空纤维超滤膜的MWCO不大于5万时, 净化水的浊度为0NTU, 色度小于3度, 氨氮、COD和悬浮固体的质量浓度分别为0.1、1.000、70mg/L左右。即使原水的水质突然恶化, UF膜能有效地将色度和浊度严重超标的异常自来水转化成为符合饮用水水质指标的卫生洁净水。可见, UF膜技术在微污染水的供水工程中具有安全保障的重要作用。
4 组合工艺
4.1 臭氧-生物活性炭法 (O3-BAC)
O3-BAC工艺将活性炭吸附与O3的氧化结合起来, 使出水水质明显提高。关春雨等[8]采用载锰颗粒活性炭催化O3氧化与活性炭工艺处理微污染松花江水。结果发现, 对氨氮的平均去除率在80%左右。
4.2 臭氧-砂滤联用技术
臭氧-砂滤混合技术可以去除水中TOC达50%以上。臭氧-砂滤混合技术只在过滤介质表层形成生物菌落, 介质内层不形成生物菌落, 表层在反冲洗时完全去除, 而形成新的滤层需要很长时间, 因此TOC的去除率不高。
4.3 粉状活性炭-超滤工艺 (PAC-UF)
李星[9]等采用粉状活性炭-超滤工艺对微污染水进行中试研究发现, 该工艺对有机物的去除效果明显好于单独UF工艺, 对浊度的去除效果则略低于单独UF工艺, 投加PAC可以有效延缓膜污染, 但是过多会增加膜污染速率, 实验条件下的最佳PAC投加范围为2~10g/L。
5 结论
目前, 已有一些行之有效的微污染水的处理技术, 但仍有许多问题亟待解决。各种联用技术的开发存在经济性问题, 而且设备复杂、运行操作条件要求高, 制约了它们的推广使用。膜分离技术能有效去除水中各种污染物, 但是其造价高昂, 存在滤膜的污损、浓缩液的处置等问题。
生物处理技术能有效减少水中“三致”物的生长, 运行费用低, 投资少, 与深度处理相结合将是处理微污染水的一个重要发展方向。
参考文献
[1]刘辉.全流程生物氧化技术处理微污染原水[M].北京:化学工业出版社, 2003:53-56.
[2]张锦, 李圭白, 马军.高锰酸钾复剂对给水处理中混凝的强化效应[J].工业用水与废水, 2004, 24 (11) :29-32.
[3]汪胜, 张玉先, 张伟勤等.生物沸石滤池处理微污染水源水的试验研究[J].工业用水与废水, 2006, 37 (2) :20-24.
[4]刘伟, 马军.高铁酸钾预氧化处理受污染水库水[J].中国给水排水2001, 17 (7) :70-73.
[5]张帆, 陆少鸣, 范平等.接触氧化沟工艺在珠江微污染原水处理中的应用[J].水处理技术, 2007, 33 (12) :54-57.
[6]田文华, 文湘华, 杨爱华等.沸石生物滤池处理低浓度生活污水的工艺性能及影响因素[J].环境科学, 2003, 5.
[7]蔡邦肖, 唐名威, 许阳.自来水深度处理超滤膜的选择[J].工艺用水与废水, 2007, 38 (6) :71-75.
[8]关春雨, 马军, 鲍晓丽等.臭氧催化氧化-活性炭处理微污染水源水[J].水处理技术, 2007, 31 (11) :75-78.
水源处理工艺 篇7
关键词：高校扩建,自备水源,处理方法
1. 背景
目前, 随着高等院校招生规模的不断扩大, 很多高校出现了校舍拥挤、难以满足高等教育校园文化建设的时代需要, 部分高等院校需要扩大建设规模或者是新择校址, 更新建设。而基于城市建设规模的限制和规划建设用地的选择趋向, 很多新校址都是坐落于具有发展潜力的城乡结合部位。如, 中国海洋大学青岛学院的校址位于青岛胶州市新城区西南面的丘陵上, 距老城区较远。在进行水资源供需论证时, 最优方案是:按照胶州市城市建设的统一规划, 使用辐射到该校校址所在地的城市自来水的输水管网供水。对由校舍建设时间和新城供水管网建设时间的差异引起的暂时水源供给问题, 选用临时自备水源解决。因此, 可能遇到在选择自备水源时经常遇到的有关问题。
2. 自备水源选择的原则
给水水源可分为:地下水源和地表水源。
2.1 水源的特点
2.1.1 地下水:
青岛市的大部分地下水源由于受形成、埋藏和补给等条件的影响, 呈现出水质澄清、无色无味、水温稳定、分布面广且不易受环境的污染、径流量较小、矿化度和硬度较高的特点。
2.1.2 地表水:
由于受地面各种因素的影响, 其具有浑浊度和温度的变化幅度较大、易受环境的污染、径流较大、矿化度和硬度较低、水量充沛、含铁量和其他物质较少、具有季节性的变化特点。
2.2 水源选择的原则
2.2.1高校自备生活用水水源的水质必须符合《生活饮用水卫生标准》, 且水量充沛、便于保护。
2.2.2在符合水质要求的前提下, 优先选用地下水。且按泉水、承压水、潜水的顺序进行选择。因地下水源具有以下优点:
2.2.2.1取水条件及取水构筑物构造简单, 便于施工和运行管理。
2.2.2.2对于一般工程来说, 一般不需要进行澄清处理;遇到水质不符合要求时, 其水处理过程也比地表水简单, 从而在一定程度上可以简化给水系统, 节省处理构筑物的建设投资和运行费用。
2.2.2.3有利于选择近距离水源, 可以多水源联合, 减少管网布置密度和广度, 降低给水系统的造价, 增加系统运行的可靠性。并可分期建设, 减缓一次性的投资额度。
2.2.2.4卫生条件好, 便于采取人防措施, 有利于建立卫生防护区。
缺点是:勘探工作量较大, 水文地质勘察用时较长, 费用较高。
3. 水源的防护处理
3.1 采取行之有效的保护措施。
根据现有的水资源分布情况, 有效配合水行政主管部门, 制定水资源有效合理利用开发规划, 搞好水源地的水质保护, 加强水源的管理工作, 搞好观测和预报, 防止漏斗区的形成和扩大。
3.2 采取有效强制措施, 防止水源的水质污染和恶化。
合理选择供水水源地, 尽量使水源地远离具有污染可能的工业园区、养殖场所以及农药和肥料的污染范围, 有效杜绝污染源;如在滨海区域, 可以采取地下水库或防护墙, 以便有效阻止海水入侵及不良含水层的水力联系。
3.3 对水质不符合饮用水卫生条件的水源要进行水质处理。
3.3.1 地下水的水源处理:
主要是过滤、沉淀措施, 可以采用带滤层的大口井、深井等工程措施, 净化过滤, 使水质达到要求。
3.3.2 地表水的水源处理:
水源在不受污染的前提下, 主要处理水中的悬浮物、胶体和溶解物, 以及水中含有的泥沙。可以通过添加混凝剂和化学药剂, 使之速凝、沉淀, 然后经过过滤、澄清、排污等过程净化水源, 达到生活饮用水的标准。
3.4 净化工程的冲洗问题。
尽管设计时, 管网的布置都是按不冲不淤流速进行经济管径的计算, 但实际应用中, 因投产初期达不到设计水量, 导致管内流速过小, 可能产生淤积;有时自流管长期停用, 由于异重流的原因, 管首上层清水与河 (或水库) 中的混水不断地发生交替, 也可能造成管内淤积, 因此在建设工程的时候应该考虑到冲洗问题。
3.4.1 冲洗方法:
有顺冲和反冲两种。冲洗流速一般采用1.5m/s～2.0m/s。
3.4.1. 1 顺冲法:
可分为两种情况。一、对有多条分支的管网中, 可以将一部分进水管关闭, 使全部的进水流量通过一条进水管, 以加大该管的流速来实现冲洗。二、当河流 (或水库) 的水位较高时, 可以将进水管上的阀门关闭, 将集水井的水抽到最低水位, 然后迅速开启进水管的阀门, 利用河流 (或水库) 与集水井的水位差冲洗进水管。
其特点是:操作简单, 不需要另设冲洗管道, 投资少, 但附在管壁上的泥沙难以冲掉, 冲洗效果较差。
3.4.1. 2 反冲法:
可分两种情况。一、在河流 (或水库) 为低水位时, 先关闭进水管末端阀门, 将集水井的水位冲至最高水位, 然后迅速开启阀门, 利用集水井与河流 (或水库) 的水位差来反冲进水管。二、对有泵站的工程, 可将水泵的压水管与进水管连接, 利用水泵的压力水, 进行反冲洗。
其特点是:冲洗效果好, 但管路较复杂, 投资较大。
另外, 有虹吸的系统, 也可以在河流 (或水库) 的低水位时, 利用破坏真空的方法, 对虹吸进水管进行反冲洗。
4. 结论
解决高校自备水源供水问题, 关键是处理好水源。其次, 是加强管网的合理布置, 对分期投入运行的校区建设, 其管网布局应采用机组并联运行方式, 以适合全面启动时的并联对接状态。再次, 采用集中供水工程可以降低工程的管理费用, 便于水源的集中防护和工程的运行管理。
参考文献