人工回灌過程中雨洪水的預(yù)處理技術(shù)研究.pdf

1、地下水人工回灌可以有效緩解水資源短缺、地面沉降,海水入侵帶來的問題,但在人工回灌時(shí)容易造成堵塞,降低了回灌的效率。在用雨洪水進(jìn)行地下水人工回灌時(shí),水中的懸浮物易造成含水介質(zhì)物理堵塞,致使回灌效率明顯降低。本文在野外調(diào)查和采樣的基礎(chǔ)上,用河底沉積物進(jìn)行了懸浮顆粒物沉降去除研究和砂柱過濾處理研究。該研究結(jié)果可為人工回灌過程中的雨洪水預(yù)處理提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。
　　雨洪水中顆粒物沉降試驗(yàn)中,分別研究了顆粒物粒徑、懸浮物濃度及環(huán)境溫度

2、對(duì)水中懸浮物去除的影響。滲流砂柱試驗(yàn)中,分別研究了顆粒物粒徑、懸浮物濃度及不同水動(dòng)力條件對(duì)含水介質(zhì)堵塞及過濾效能的影響。
　　懸浮物沉降試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)沉降速度為1m/h時(shí),粒徑在18.1μm以上的顆粒物可以通過沉降完全去除;當(dāng)沉降速度為1m/h時(shí),對(duì)于初始濃度分別為115mg/L和516mg/L的懸浮物,其去除率分別為67.7％和81.3%;當(dāng)溫度在18~50℃內(nèi)變化時(shí),對(duì)于7μm以上的顆粒物,溫度升高可以加快其沉降,但當(dāng)沉降速

3、度為0.33m/h時(shí),溫度對(duì)于7μm以下顆粒物沉降的影響很小。
　　砂柱滲流試驗(yàn)中,不同粒徑的懸浮物在砂柱中的運(yùn)移具有不同的時(shí)空特征。研究結(jié)果表明,濁度約為100 NTU,定水頭約為30cm,介質(zhì)滲透系數(shù)約為30m/d,溫度約為15℃,將粒徑在12.9、7.3和2.3μm左右的懸浮物分別通入砂柱。在0~5cm的介質(zhì)層中,介質(zhì)滲透系數(shù)下降到初始值的0.5倍時(shí),砂柱的運(yùn)行時(shí)間分別為1.9、2.6、11.0 h,而三種完全被去除的時(shí)間分

4、別為20、28和60h。在5~15cm的介質(zhì)層中,前二種懸浮物通入砂柱約5 h后,介質(zhì)的K`值穩(wěn)定在0.85左右;而后一種懸浮物通入砂柱40 h后,介質(zhì)的K`值穩(wěn)定為0.4左右。在砂柱15cm斷面處,粒徑在2.3μm左右的懸浮物在開始階段約有20%可以通過該斷面,經(jīng)過約34h后懸浮物不再通過該斷面。
　　懸濁液的濁度越高其帶入砂柱的懸浮物量就越大,含水介質(zhì)的堵塞就越嚴(yán)重,而砂柱的過濾效能會(huì)越低。用2.8μm左右的懸浮物配置成濁度約

5、為50、100和200 NTU的懸濁液分別通入砂柱。在0~5cm的介質(zhì)層中,介質(zhì)滲透系數(shù)下降到初始值的0.5倍時(shí),砂柱的運(yùn)行時(shí)間分別為4.3、4.1和2.2 h;三種懸浮物完全被去除的時(shí)間分別約為48、54和72h。
　　砂柱內(nèi)液體的流速和流量都對(duì)砂柱的滲透性和過濾效能均有影響。砂柱的進(jìn)水水頭分別控制在15、30和50cm。在0~5cm的介質(zhì)層中,介質(zhì)滲透系數(shù)下降到初始值的0.2倍時(shí),砂柱的運(yùn)行時(shí)間分別為12.7、9.1和7.3h

6、;三種水頭的砂柱形成的堵塞層分別約為0~2 cm、0~5 cm和0~7 cm。
　　配制的懸濁液的CODcr為20mg/L,經(jīng)0~5cm的砂層過濾后,其中有約30%被過濾去除;0-95cm的砂層CODcr去除率均約為60%。懸濁液中的氨氮濃度為20mg/L,其去除率隨時(shí)間而降低,試驗(yàn)結(jié)束時(shí)各斷面的氨氮去除率均低于5%。懸濁液通入砂柱2h后,砂柱對(duì)氨氮去除率約為75%;通水15h后砂柱對(duì)氨氮去除率低于5%。配制的懸濁液中的細(xì)菌總數(shù)7