stringtranslate.com

Обезвоживание

Насосы используются для осушения водосброса на плотине Болдхилл.

Обезвоживание / d iː ˈ w ɔː t ər ɪ ŋ / — это удаление воды из местоположения. Это может быть сделано путем мокрой классификации, центрифугирования , фильтрации или подобных процессов разделения твердого вещества и жидкости , таких как удаление остаточной жидкости из фильтрационного осадка с помощью фильтр-пресса в рамках различных промышленных процессов. [1]

Строительное осушение, откачка воды или контроль воды являются общими терминами, используемыми для описания удаления или осушения грунтовых или поверхностных вод из русла реки , строительной площадки , кессона или шахтного ствола путем откачки или испарения. На строительной площадке это осушение может быть реализовано перед подземными выемками для фундаментов, подпорок или подвальных помещений для понижения уровня грунтовых вод . Это часто включает использование погружных «осушающих» насосов , центробежных («мусорных») насосов, эжекторов или применение вакуума к точкам скважин. Международная исследовательская компания Visiongain оценила мировой рынок осушающих насосов в 6,4 млрд долларов в 2018 году. [2]

Процессы

Глубокие колодцы

Глубокий колодец, используемый для осушения шлюзов в Су-Сент-Мари, штат Мичиган.
Осушение речного перехода на участке рудника

Глубокая скважина обычно состоит из скважины, оснащенной щелевым вкладышем и электрическим погружным насосом. Когда вода выкачивается из глубокой скважины, образуется гидравлический градиент , и вода течет в скважину, образуя конус депрессии вокруг скважины, в котором в поровых пространствах окружающей почвы остается мало или совсем не остается воды . Глубокие скважины лучше всего работают в почвах с проницаемостью k = 10−3  м/с до 10−5  м/с; величина падения давления , которую может достичь скважина, ограничена только размером рыбонасоса. [3]

Глубокие скважины могут быть установлены по кольцу вокруг котлована, чтобы понизить уровень воды и поддерживать безопасное сухое место. Для проектирования систем осушения глубоких скважин можно использовать несколько уравнений, однако многие из них основаны на эмпирических данных и иногда терпят неудачу. Практика и опыт, наряду с твердым пониманием основных принципов осушения, являются лучшими инструментами для проектирования успешной системы. [4] Некоторые ситуации осушения «настолько распространены, что их можно проектировать почти по эмпирическому правилу». [5]

Глубокие скважины также используются для тестирования водоносных горизонтов и для дренажа грунтовых вод через скважины . [6]

Иглоукалывание

Перемычка , созданная для осушения территории

Иглофильтры представляют собой трубки небольшого диаметра (около 50 мм) с прорезями у дна, которые вставляются в землю, из которых вода вытягивается вакуумом, создаваемым осушительным поршневым насосом. Иглофильтры обычно устанавливаются в непосредственной близости от центра в линию вдоль или по краю котлована. Поскольку вакуум ограничен 0 бар, высота, на которую может быть вытянута вода, ограничена примерно 6 метрами (на практике). [7] Иглофильтры могут устанавливаться поэтапно, причем первый этап снижает уровень воды до пяти метров, а второй этап, установленный на более низком уровне, понижает его еще больше. Вода, просачивающаяся между глубокими скважинами, может быть собрана одним рядом иглофильтров у носка. Этот метод обеспечивает гораздо большую ширину, свободную от сил просачивания.

Иглопробивные копья обычно используются для извлечения грунтовых вод в условиях песчаных почв и скальных пород и не так эффективны в глинистой среде. Открытые насосы иногда используются вместо копий, если условия почвы содержат значительное количество глины. [8]

Горизонтальный дренаж

Обезвоживание ила на очистных сооружениях

Установка горизонтальных систем осушения относительно проста. [9] Траншеекопатель устанавливает неперфорированную трубу, а затем синтетическую или органическую перфорированную трубу. Длина дренажа определяется диаметром дренажа, состоянием почвы и уровнем грунтовых вод. Обычно длина дренажа составляет 50 метров. После установки дренажной трубы к дренажу подключается насос. После понижения уровня грунтовых вод можно начинать предполагаемое строительство. После завершения строительства насосы останавливаются, и уровень грунтовых вод снова поднимается. Обычно глубина установки составляет до 6 метров.

Контроль порового давления

В то время как инженеры могут использовать осушение для понижения уровня грунтовых вод или осушения почв, они также могут использовать этот процесс для контроля порового давления в почвах и предотвращения повреждения конструкций в результате вспучивания основания. Высокое поровое давление возникает в почвах, состоящих из мелкого ила или глины. Поскольку эти почвы имеют очень низкую проницаемость , осушение в традиционном смысле (гравитационный поток в заборную скважину) может оказаться очень дорогостоящим или даже бесполезным. Вместо этого схема осушения с помощью вакуума , такая как эжекторные скважины или вакуумно-герметичные глубокие скважины, может служить для забора воды в скважину для забора. [10]

Приложения

Строительство

Осушение часто является критически важным компонентом строительных проектов. Осушение участка повышает безопасность, предотвращая образование грязи и устраняя опасности для электрооборудования, создаваемые водой. Удаление воды также повышает устойчивость почв и смягчает эрозию. [11]

Очистка сточных вод

При очистке сточных вод обезвоживание может использоваться для удаления твердых веществ в процессе обработки для отдельной утилизации. Это может быть сгущение, при котором удаляется только часть воды, или полное обезвоживание. [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Алимохаммади, Масумех; Такли, Хейден; Холмс, Бэйли; Дэвидсон, Кирклин; Лейк, Крейг Б.; Спунер, Ян С.; Джеймисон, Роб К.; Уокер, Тони Р. (2020). «Характеристика изменчивости физических свойств осадков для целей стендового осушения». Экологическая геотехника : 1–9. doi :10.1680/jenge.19.00214. S2CID  225315568.
  2. ^ ""Глобальный рынок насосов для откачки воды оценивается в 6,4 млрд долларов в 2018 году" сообщает Visiongain". Visiongain . 5 сентября 2019 г. . Получено 5 сентября 2019 г. .
  3. ^ CIRIA515 Контроль грунтовых вод – проектирование и практика. Спонсор. Лондон. 2000.
  4. ^ Проектирование систем контроля грунтовых вод с использованием метода наблюдений. TOL Roberts и M Preene. Geotechnique 44, № 4, 727–34, декабрь 1994 г.
  5. ^ Об анализе систем осушения. Дж. К. Уайт. Труды X Международной конференции по механике грунтов и фундаментостроению, июнь 1981 г.
  6. ^ ILRI, 2000, Подземный дренаж с помощью (трубчатых) скважин: Уравнения размещения скважин для полностью и частично проникающих скважин в однородных или слоистых водоносных горизонтах с анизотропией и входным сопротивлением или без них , 9 стр. Принципы, используемые в модели "WellDrain". Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Онлайн: [1]. Бесплатная загрузка программного обеспечения "WellDrain" с веб-страницы: [2], или с: [3]
  7. ^ Адаптируемый иглофильтр. Дж. К. Уайт. Службы водоснабжения, май 1982 г.
  8. ^ Civil Assist Australia. 2014. Complete Water Table Management. [ОНЛАЙН] Доступно по адресу: http://civilassistaustralia.com.au/service/ground-water-control/ Архивировано 2 апреля 2015 г. в Wayback Machine . [Доступ 03 марта 15 г.]
  9. ^ ILRI, 2000, Энергетический баланс потока грунтовых вод, применяемый к подповерхностному дренажу трубами или канавами в анизотропных почвах с входным сопротивлением: уравнения расстояния между дренажами. , 18 стр. Принципы, используемые в модели "EnDrain". Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Онлайн: [4] Архивировано 19 февраля 2009 г. на Wayback Machine . Бесплатная загрузка программного обеспечения "EnDrain" с веб-страницы: [5] или с: [6]
  10. ^ Робертс, TOL; Роско, H.; Поури, W.; Бутчер, DJE (2007). «Контроль порового давления в глине при открытой прокладке тоннелей». Труды Института инженеров-строителей – Геотехническая инженерия . 160 (4): 227–236. Bibcode : 2007ICEGE.160..227R. doi : 10.1680/geng.2007.160.4.227. ISSN  1353-2618.
  11. ^ Руис, Анджелина (29 декабря 2020 г.). «Проблемы осушения и сброса сточных вод в строительных проектах и ​​решения». Журнал Waste Advantage . Получено 24 сентября 2022 г.
  12. ^ Министерство окружающей среды, охраны природы и парков (29 марта 2019 г.). «Руководство по проектированию очистных сооружений: сгущение и обезвоживание осадка». ontario.ca . Получено 24 сентября 2022 г. .

Дальнейшее чтение