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国内外渗滤液处理技术的综述工学论文
摘要:文章分析了城市垃圾渗滤液的水质特征及国内外处理技术的最新成果后,对各种处理方法进行了阐述,为城市垃圾处理技术的选择提供了一定的参考价值。
关键词:渗滤液处理技术;物化处理、生化处理;土地处理;回灌法
垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂且水质、水量变化大的高浓度有机废水,因此,渗滤液的处理一直是水处理领域的一个世界性的难题。近年来,垃圾渗滤液处理技术有了很大的发展。目前渗滤液处理方法按进程可分为预处理、主处理、深度处理,国内外针对垃圾渗滤液处理的研究主要集中在高浓度氨氮的去除以及深度处理两个方面。
预处理一般采用氨吹脱、吸附、混凝沉淀、膜技术、光催化氧化及电化学技术等物理化学方法,主处理采用厌氧、好氧、厌氧与好氧结合等生物处理方法,深度处理可采用混凝沉淀、过滤、吸附、化学氧化和催化氧化、反渗透、超滤技术等物理化学方法。
1物化处理
物化法包括吸附、混凝沉淀、吹脱、膜技术、光催化氧化及电化学技术等。和生物处理相比,物化处理不受水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD5/COD比值较低(0.07~0.20)难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理,一般是作为生物处理的预处理工艺,以减轻生物处理的负荷,或作为生物处理的后续工艺,以确保最后出水水质达到设计要求。
混凝沉淀法:在废水中投加某些化学混凝剂,它与废水中可溶性物质反应,产生难溶于水的沉淀物,或混凝吸附水中的细微悬浮物及胶体杂物而下沉。这种净化方法可降低废水浊度和色度,可去除多种高分子物质、有机物、某些金属毒物以及导致富营养化物质氮、磷等可溶性无机物。金属盐类混凝剂中使用最广泛的是铝盐和铁盐。铝盐使用较多的是硫酸铝和明矾;铁盐使用的较多的是三氯化铁和硫酸盐铁。高分子混凝剂主要有聚合氯化铝、碱式氯化铝和聚丙烯酰胺等。聚合氯化铝因絮凝体形成较快,颗粒大而重,投加量远低于硫酸铝而广泛应用。混凝法与其他的废水处理方法比较,其优点为:设备简单,维护操作易于掌握,处理效果好,间歇或连续运行均可以,缺点是由于不断向废水中投药,经常性运行费用较高、沉渣量较大,且脱水困难。
湿式空气氧化(wet air oxidation,简称WAO):属于自由基反应,包括均相催化湿式氧化技术和非均相催化湿式氧化技术。目前,最受重视的均相催化剂都是可溶性的过度金属的盐类,它们以溶解离子的形式混合在废水中,其中,以铜盐效果最为理想。Fenton试剂法也是一种比较理想的均相催化湿式氧化剂,它是用可溶性亚铁盐和双氧水按一定比例混合所组成的试剂。邹长伟[8]等人研究采用PAF混凝加UV-Fenton工艺进行垃圾渗滤液深度处理的研究,在最佳工艺条件下,对垃圾渗滤液处理的总效率为COD去除率达68.5%,色度去除率达99%。
电化学氧化法:电化学氧化法近来也被发展成为处理垃圾渗滤液的一种方法,此法适于处理难处理的污染物(如苯胺等),能去除色度,具有高效、操作容易等优点。电化学氧化技术能够把不可生化降解的有机物转换成可生化降解的中间产物,甚至可把有机物彻底氧化为CO2和H2O。电化学氧化法处理难生化降解有机废水的研究是近年人们普遍重视的课题,尤其在国外,对该技术已有较多的研究。但总的来看,仍处于探索阶段。
膜分离法:膜法是利用隔膜使溶剂与溶质或微粒分离的一种水处理方法。应用于垃圾渗滤液的膜分离技术主要有两种,即反渗透技术和超滤技术,有关纳滤的技术也有报道。在渗滤液的后处理中经常使用反渗透工艺,该法能够去除中等分子量的溶解性有机物,国内早期试验表明,CODCr的去除率可以达80%以上,虽然使用过程中有膜污染的问题。但作为后处理工艺,反渗透工艺在生物预处理后或物化法之后,能够去除低分子量的有机物、胶体及悬浮物,提高了处理效率,延长了膜的使用寿命。
2生化处理
生化处理是渗滤液处理中最常用的`方法之一,技术相对比较成熟,而且成本相对较低、效率高,消除了化学污泥等造成二次污染,因而被广泛运用。处理技术包括好氧处理技术、厌氧处理技术以及厌氧+好氧处理技术等。厌氧生物处理简单有效、价格低廉,适合我国的国情。好氧处理主要包括活性污泥法、氧化沟、氧化塘、生物转盘等。好氧处理垃圾渗滤液可有效地降低BOD5、COD和氨氮含量,由于好氧处理通常使用延时曝气法,因而渗滤液存在的不利因素,同时能耗很大。不适于温度较低的环境,一般渗滤液中BOD/P的值远远大于100∶1,需要投加磷酸盐才能有效的处理,因此氨氮浓度过高,硝化作用消耗碱度,曝气池需投加碱度。采用厌氧-好氧处理工艺处理高浓度的垃圾渗滤液,经济高效。北京市政设计院采用UASB和传统的活性污泥法组合工艺处理垃圾渗滤液,COD和BOD总的去除率分别达86.8%和97.2%。
3土地处理
土地处理渗滤液主要是通过土壤颗粒中过滤离子交换吸附沉淀等作用去除渗滤液中悬浮固体颗粒物,同时,溶解成分通过土壤微生物作用渗滤液中的有机物和氨发生转化蒸发以减少渗滤液的发生量。土地处理价格低廉,但受气候条件和地域限制。人工湿地法是一种常用的土地法。该方法优化的土地,可以人为创造适宜水生生物与湿生植物生长的环境,渗滤液经稳定塘或沉淀池等预处理后,采用人工湿地系统处理,可以提高效率,节省投资、降低能耗方便管理,利用土壤及基质的快滤、吸附等功能净化废水,并通过植物对废水的吸收提高净化效果。因此,该法具有经济、维护容易、美化环境等优点。
4回灌法
回灌法就是将产生的渗滤液回流至填埋区域,把填埋场作为一个巨大的生物反应器,使渗滤液流经覆土层、垃圾层,通过一系列的物理、化学和生物作用而被处理,通过蒸发减少渗滤液量。循环回灌法简单经济具有很大开发潜力。垃圾填埋场和渗滤液中存在有大量的微生物,可以用来分解渗滤液中的有机污染物质,因此,利用循环回灌渗滤液可以向填埋层接种微生物,加快有机物分解和填埋场稳定,并且控制垃圾填埋场沼气的产生,使得沼气开发利用更加合理。
5合并处理法
合并处理就是将渗滤液与城市污水的一起处理的方法,是目前较为推崇的处理方法之一,费用低廉。但由于垃圾渗滤液水质水量波动大,分布复杂若不加控制,易对城市污水处理厂造成冲击负荷,甚至破坏城市污水处理厂的正常运行,另外,垃圾填埋场往往远离城市污水处理厂,渗滤液输送加大了处理费用。因此,该方法只适用城市污水处理厂附近的垃圾填埋场的渗滤液处理。传统的活性污泥工艺城市污水处理厂,其处理规模与不同污染物浓度渗滤液量比例决定了该方案可行性的重要因素,使用时需研究工艺上的可行性。
6小结
从以上分析可知,虽然渗滤液处理方法很多,但是各种方法都有其特点和使用范围,因此,在使用时,一定要根据实际情况选择经济合理的方法。
参考文献:
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国内外渗滤液处理技术的综述
摘要:文章分析了城市垃圾渗滤液的'水质特征及国内外处理技术的最新成果后,对各种处理方法进行了阐述,为城市垃圾处理技术的选择提供了一定的参考价值.作 者:李彦平 贺运鸣 赵艳 孙爱玲 Li Yanping He Yunming Zhao Yan Sun Ailing 作者单位:运城市环境保护检测站,山西,运城,044000 期 刊:科学之友 Journal:FRIEND OF SCIENCE AMATEURS 年,卷(期):, “”(5) 分类号:X703 关键词:渗滤液处理技术 物化处理、生化处理 土地处理 回灌法垃圾渗滤液的处理技术及其国内研究进展
摘要:从垃圾渗滤液的'产生及其特点出发,介绍了国内外正在开发和研究的垃圾渗滤液处理技术.针对国内渗滤液处理技术的现状,提出了渗滤液处理技术的发展方向.作 者:蔡涛 王丹 宋志祥 佘万能 Cai Tao Wang Dan Song Zhixiang She Wanneng 作者单位:湖北省化学研究院,湖北,武汉,430074 期 刊:化工中间体 Journal:CHEMICAL INTERMEDIATE 年,卷(期):2010, 06(1) 分类号:X789 关键词:垃圾渗滤液 物化法 生物法 化学法 物理法 回灌法膨胀土隧道塌方成因及处理技术工学论文
摘要:结合新响沙湾隧道工程实例,通过对隧道膨胀土洞段塌方的研究,分析隧道塌方原因,详细阐述了塌方处理方案、施工注意要点,对同类围岩隧道施工具有一定的借鉴意义。
关键词:膨胀土塌方原因分析处理技术
1工程概况
1.1工程概况新响沙湾隧道全长3430m,除进口1057m,出口129m位于直线上,其余均位于半径为4500m的曲线上,纵坡11.5‰。隧址区地震烈度Ⅷ地震动峰值加速度0.20g。
1.2工程地质和水文地质
1.2.1工程地质新响沙湾隧道为鄂尔多斯台地剥蚀丘陵区,沟谷纵横,切割强烈,地形起伏较大。围岩为白垩系下统(K1),紫红色、姜黄色、灰绿色含砾泥质砂岩,砂石含量5~20%左右,泥质胶结,砂状结构,薄层~中厚层构造。局部夹薄层状紫红色泥岩。强风化层约10~30米。地层产状近水平。
1.2.2水文地质特征地下水主要为赋存在河床冲洪积砂层中的空隙潜水,水量较丰富,膨胀土地带地下水丰富,基岩裂隙水不发育。
2塌方过程描述
9月27日早7时,新响沙湾隧道GDK48+885~GDK48+950段边墙出现多条裂缝,裂缝内有水渗出,部分拱脚出现向外挤出的.现象。209月28日~年10月9日期间,GDK48+885~GDK48+950段不时出现钢筋断裂的声音,多处出现环向裂纹,多处喷射混凝土面崩裂。边墙从拱脚以上1.7米处钢架整体被压断,拱顶边墙变形严重。掌子面已经全断面塌方封堵;缝宽1cm以上的裂纹有十多条,最大裂缝宽度达到60cm;拱墙部位格栅钢架大部分挤出变形,最大变形达80cm;裂缝处渗漏水现象严重。2008年10月10日下午15时10分GDK48+885~GDK48+950段出现整体坍塌,塌方过程无人员伤亡。
3塌方原因分析
塌体段为白垩系下统灰绿色泥质砂岩,泥质胶结,砂状结构,薄层~中厚层构造,水平层理极其发育,经铁四院检测后发现该种砂岩为膨胀性质,且属于中度膨胀。由于膨胀土围岩具有“吸水而膨胀,失水而收缩”的特性。塌体段为富水段,围岩遇水极易软化崩解,围岩中度膨胀性加速、加大围岩应力释放,造成围岩松动圈范围大,在初期支护支撑力不够的状态下,由于围岩压力和膨胀压力的综合作用,使围岩产生局部破坏,然后逐渐牵引周围土体连续破坏。
4塌方处理方案
处理塌体的总体方案:首先对塌体进行大管棚施工,然后在已施工完毕大管棚上方进行混凝土造壳,在混凝土壳体的掩护下,实施四台阶开挖,并且加强支护,具体措施如下:
4.1对GDK48+893.5~GDK48+898.5段塌方部位用塌方碴料从两侧向中间进行回填,回填至拱顶设计标高后对剩余空洞采用轻质材料进行填塞,以形成内模。
4.2回填工作完毕之后在靠近塌方段处并排架设三榀I22工字钢作为管棚支承钢架,工字钢钢架之间焊接牢靠。
4.3拱部90°范围内架设108管棚,管棚间距为30M,外插角为15°,长度为6米(伸入塌方部位5米,外露1米),管棚与钢架焊接牢靠。 4.4管棚施做完毕之后,对塌方部位进行混凝土浇筑,混凝土标号为C35,厚度为1m,在开挖轮廓线以外形成壳体。
4.5回填混凝土浇筑完毕且终凝之后,对塌方体按照四台阶法进行开挖,第一台阶开挖高度为2m,第二台阶开挖高度为2.5m,第三台阶开挖高度为2.5m,第四台阶开挖高度为2.71m,具体见《塌方体开挖示意图》
4.6塌方体开挖完毕结束后立即进行初期支护,钢架设置为I22工字钢钢架,间距40M/榀,上台阶钢架脚部采用40槽钢垫底,钢架各单元连接处采用6m长42钢管锁脚,每处不少于4根,拱脚与槽钢间的空隙采用混凝土楔块顶紧,确保钢架脚部整体稳定,各钢架间采用100*100角钢进行纵向连接,环向间距40cm,钢架脚部均采用22槽钢焊接牢靠,确保钢架脚部整体稳定。边墙部位喷射C25混凝土并确保钢架后空洞喷填密实,喷射混凝土与φ42锁脚钢管及纵向槽钢形成系统稳定的脚部加固系统。第一台阶施工完成后,再依次施工第二、第三、第四台阶,左右侧马口交错开挖,循环长度不大于80cm。
4.7GDK48+898.5~GDK48+950段塌方体处理施作三次大管棚,管棚每环42根,外插角为12°~15°,长度为15米,管棚与钢架焊接牢靠;每环大管棚施工结束后,采用四台阶法对塌方体进行开挖,台阶尺寸与工序5相同;塌方体开挖结束后立即进行初期支护,支护参数与工序6相同;
4.8钢架落底单侧、单榀施作,并与仰拱钢架封闭成环,仰拱与塌方体开挖掌子面距离不大于15m,二次衬砌与塌方体开挖掌子面距离不大于30m;
4.9初期支护后每隔10m布置一检测断面,变形量测在每次开挖结束后进行,测点布置见《观测点示意图》
5结论
新响沙湾隧道GDK48+885~GDK48+950塌方段围岩属于中度膨胀,地质条件复杂,且处于富水段,因此,此次塌方较大。经过我单位人员严密组织以及采取合理的处理方案新响沙湾隧道膨胀土塌方段安全顺利处理完毕。通过新响沙湾隧道膨胀土段的施工和塌方段处理,有以下几点体会:
5.1膨胀土围岩的“吸水膨胀,失水收缩”特性,特别是在富水洞段,隧道容易发生塌方,因此膨胀土隧道超前地质预报工作必须进行,以便提前预测工作面前方围岩工程地质和水文地质情况。
5.2膨胀土围岩隧道在开挖过程中或过程后,周边土体容易向洞内膨胀突出,所以膨胀土隧道围岩监控量测尤为重要。
5.3膨胀土隧道围岩应力释放是导致隧道塌方的主要原因,采取合适的开挖方式最为重要。塌方处理完毕后,新响沙湾隧道膨胀土围岩洞身开挖方式为三台阶(上台阶预留核心土法)开挖,实践证明此种开挖方式能够较好的控制膨胀土开挖面的应力释放。
5.4膨胀土围岩隧道在开挖完成之后,围岩变形一般在3~4周内发生,隧道的仰拱和二衬应及早进行封闭。尤其是仰拱施工,因为仰拱是隧道形成环向受力的关键工序,在施工中应最大程度上的缩短掌子面与仰拱之间的距离,使隧道形成环向受力。
桥梁软土地基的处理技术的工学论文
【摘要】:对于桥梁工程建设施工而言,出现软土地基带来的危害作用是十分广泛的。若施工单位不能及时采取针对性的处理措施,将直接影响地基的稳定性,严重时会因为构造物沉降过大或不均匀沉降而导致桥梁遭到巨大的破坏,严重影响了桥梁的正常使用性能。基于此,本文对桥梁软土地基的一些处理技术作探讨。
【关键词】桥梁;软土地基;处理
不同形式的桥梁工程,其软土地基的软硬程度都存在着较大的差异,这主要是受到了土质和工程性质的影响。设计人员、施工人员对于工程笔不要严格按照于软土的定义施工,对于构造物的荷载对地基产生的不利影响,以及不同程度的沉陷问题都需要进行科学的验算处理,并参照工程性质的具体标准,实施针对性的处置方式,尤其是做好现场的地质勘查与鉴别,避免工程质量遭到破坏。
1砂(砾)垫层处理技术
砂(砾)垫层主要常用作软土层厚度小,排水功能良好,砂砾资源优良、工程进度松缓的情况下。通常砂(砾)垫层的'厚度在12~24cm,而主要理论根据是提升排水面,主要针对软土地基在构造物荷载作用下加快排水固结凝结过程,以增强软土层的强度,达到稳定性标准。在砂砾垫层施工的材料选择方面,主要是结合洁净中、粗砂,含泥量低于5%,并在实际施工过程中得出5cm以下的天然级配砂砾排水固结效果显著,需在施工过程做好洒水压实工作,在施工之前需要做好砂砾表层的检查,表层湿润时则可采取施工处理。
2抛石挤淤处理技术
由于软土层厚度较大,且处于流动状态,这就给排水带来了难度,在修建涵洞地基处理工程中主要结合抛石挤淤法。挤淤施工材料主要包括了难风化的石料,片石尺寸在30cm以上的。抛投过程中需要按照正确的顺序进行,通常为延桥涵中轴线,自中间往两边,促使淤泥往向两旁挤出。在片石挤淤固定的情况下设置一层砂砾反滤层,并做好相应的施工处理工作。抛石挤淤法的优点在于,操作方便、动作快捷。在施工时需尽量保证施工地点能够满足材料使用的需要,并结合正确的顺序完成施工,这样能够避免因抛石厚度失衡而造成工程质量降低,若从成本和料源考虑也可运用钢渣代替片石挤淤。
3粉喷桩加固处理技术
(1)在粉喷桩施工前期需要做好材料准备工作,主要是针对技术资料而言,需具备工程地质报告,土工试验报告,室内配比试验报告,粉喷桩设计桩位图等相关资料。
(2)保证施工场地的整洁、无异常物质。遇到场地低洼时需做好回填粘性土;遇到施工场难以达到机械行使的需要时,需要增加砂土或碎石垫层。
(3)粉喷桩使用到的水泥性能应该达到工程设计的标准,并且配备相关的产品合格证,以及施工现场的检验合格才可使用。禁止运用受潮、结块变质的加固料。
(4)准备必要的施工准备,并做好组装与维护工作。
(5)粉喷桩的施工工艺制定需要参照配比和施工参数相互符合的,试桩通常为5根,这样能够确找出钻进和搅拌速度,以及喷气压力、喷粉量等等。
4井点降水处理技术
4.1井点降水处理技术特征
对于地下水水位较高的区域,常常会对排水给施工带来很大的阻碍,这时就需要积极采取井点降水法,这种方式常常具有很好的性价比。遇到降水深度过大,土质质量差的情况时,需要对井点降水法比集水坑法的作用进行综合分析评比,尤其是在降水,工期、资金等指标做好对比工作。井点降水法的不足之处在于桥涵多,工期短时需要增加井点设备,投资金额也增多。 4.2实例分析
本次研究的某公路工程公路,其第二合同段地质为湿陷性黄土,且地下水位较高,地面到达980~160cm则有地下水。在地质面积里设置了8座小桥涵,而一道3m涵洞因为在设计早期,地质勘查问题使得桥涵基础埋深达到了地面3m以下,因此难以制定软基处理措施。在施工过程中将软基处理措施划定为属于换填软弱土,且适当增加片石砼。参照具体工程的施工环境与工期长短,使用了环形布置的单层轻型井点设备,单级离心泵则属于主要的抽水设备,结合基坑地面实施开挖线,长度为1.5m;并设置了适当的集水总管,总长在45m;总管主要是由无缝钢管组成,用直径为10cm;井点管主要由无缝钢管构成,数量共24根,长为6m,直径为4cm,井点管的间距控制在3m,在地面的埋深度在5m;对井点管下端的1.5m面积内,参照梅花形态布置滤孔,直径为1.5cm。外围包裹着铜丝细滤网,细滤网外围包裹着塑料纱布粗滤网,用铁丝绑扎粗滤网外部,最后用粗麻环绕起来;离心泵、射流器、循环水箱构成了一个抽水机。
井点降水法施工工艺流程包括了:施工准备--安装井点系统--抽水--挖基--基础施工--井点系统去除环节。
施工准备分地表清理、施工放线、设备检查等,而井点设备是检查重点。安装井点降水设备需把井点沟槽挖出后设置总管,并且结合井点管边冲孔布置井点管,并灌填干净粗砂形成一道滤层;利用弯头把总管、各井点管组合起来再布置抽水设备。水电接通时需进行试抽、检查,以保证设备使用性能的正常。抽水需顺利进行,并对附近的地面变化进行观察,发生变化时需要对抽水量调整。通常出水按先大后小,先浊后清情况进行。遇到施工附近存在建筑物,可布置回灌井点避免沉降。抽水时需要试挖基坑一点,划定水位下降情况。在水位低于施工水位时对抽水马力调整,尽早做好挖基工作。基础施工需尽早完成,并针对性的回填,接着讲井点系统拆掉,对总管和井点管进行清理。结合实际的工程施工结构看,笔者总结出了若工程施工时期划定的妥当,且周围的施工环境,及施工设备都能够准备好,运用井点降水法对构造物软基挖进行处理常常会起到重要的效果,不仅能够达到工期和效益双赢的局面,还能保证基础施工达到理想的质量效果。
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