污水處理深層曝氣井施工技術(shù)

污水處理深層曝氣井施工技術(shù)深井曝氣也稱“超深水曝氣”、“超深層曝氣”，最早是由英國在70年代所開發(fā)的一項新技術(shù)，以往，國外由于鉆井技術(shù)較發(fā)達，一度曾利用廢井將生產(chǎn)污水注入地下進行處置。后來由于環(huán)境保護的要求日益嚴格，深井注入法逐漸被淘汰，進而改為在深井基礎(chǔ)上，把井壁和井底用鋼筋混凝土或鋼板作為井襯加以密封，使污水不會滲出造成“二次污染”，從而有效地利用深井的巨大深度，進行超深水曝氣，即為“深井曝氣”。1975年4月，英國有限帝國化學(xué)公司（I.C.I）發(fā)表了深井曝氣工藝的使用效果論文：當時的鉆井直徑為0.4m，井深135m，處理能力363m3/d，停留時間1.2h,MLSS為2~6g/L，出水BOD5為15mg/L，取得了良好的處理效果。當時該公司認為，此法是污水處理近幾十年來的最大革新，具有投資省，占地面積少，運行穩(wěn)定，費用低，無惡臭等特點，且該法對氧的利用率可比常規(guī)曝氣法高10倍。自從I.C.I公司發(fā)表論文后，引起了北美、歐洲、南非及日本各國的極大興趣，它們相繼引進和推廣應(yīng)用該技術(shù)，迄今為止作了許多改進，并建成了許多生產(chǎn)性裝置。我國的污水處理工作者為了發(fā)展本國的水處理技術(shù)，也進行了深井曝氣法處理工藝的研究，國內(nèi)研究院所及大專院校從1978年起進行了深井工藝的開發(fā)，并在自我研究的基礎(chǔ)上，吸取國外的新成果，推出了多種形式的深井裝置，目前在國內(nèi)，深井曝氣工藝在制藥、化工領(lǐng)域等排放的不易系生化降解的廢水及食品、啤酒業(yè)等高濃度有機廢水處理中得到了較為成功的應(yīng)用。國內(nèi)為推廣這一技術(shù)還成立了專門設(shè)計院、制造這種裝置的深井曝氣設(shè)備廠、工程施工公司，我們上海巖土工程勘察設(shè)計研究院也專門成立了上海廣聯(lián)建設(shè)發(fā)展有限公司，從事環(huán)保深井的施工?！吧罹貧狻逼錂C理是以地下深豎井構(gòu)筑物作為曝氣裝置的高效活性污泥工藝，深井直徑一般為0.5~6m,深度為50~100m。深井在縱向分隔為兩部份----上升管（內(nèi)管）和下降管（外槽）。廢水進入深井后，隨原污水和回流污泥的混合液在下降管和上升管內(nèi)反循環(huán)流動，并在此過程中得到凈化。及效果與充氧能力、井內(nèi)混合液的循環(huán)時采用的動力、氧利用率、曝氣時間和有機物負荷、MLSS、空隙率、回流污泥比、脫氣池容積、二沉池固體負荷及停留時間均有關(guān)，深層曝氣井槽的結(jié)構(gòu)一般如右圖。隨著我國環(huán)境保護的要求越來越嚴，環(huán)保事業(yè)也得到較快的發(fā)展，相應(yīng)的，也帶動了“深層曝氣”法污水處理的發(fā)展。近年來，我公司相繼完成了常州制藥廠φ3.2深層曝氣井,山東濱洲化工廠φ3.0m深層曝氣井、溫洲啤酒廠φ3.2m深層曝氣井、山東化工廠φ3.0m深層曝氣井、新疆糖廠（一期）φ3.4m深層曝氣井、新疆糖廠（二期）φ5.0m深層曝氣井、常州黑牡丹股份有限公司φ2.5m深層曝氣井污水處理工程，在污水工程井施工中積累了相當豐富的經(jīng)驗。一、鉆井法“深層曝氣”施工技術(shù)隨著我國深井曝氣技術(shù)的不斷提高，以及各污水廠日處理量的增加，深層曝氣井直徑也從最早時的2m，發(fā)展到后來的3m、3.4m，目前，我院巳完成直徑5m的污水豎井。由于曝氣井直徑大，深度一般都在80米以上，相對于基礎(chǔ)工程井，在井徑、成井垂直度和井壁持孔能力具有更高的技術(shù)質(zhì)量，其技術(shù)復(fù)雜性主要體現(xiàn)以下幾點：1.

成井垂直度

污水井完成后，下入的構(gòu)筑物為鋼管或混凝土管，其長度較長、直徑也較大，加上外加強板，井管最大直徑略小于孔徑20cm。因此，對成井垂直度要求極高，垂直度偏差一般不得大于2‰。目前，采用回轉(zhuǎn)鉆一次成井時，除了確保機械設(shè)備的安裝垂直度外，施工過程中，都應(yīng)該加足配重、加扶正器、采用減壓鉆井的防斜措施。對于復(fù)雜的漂卵石地層，采用沖擊鉆成孔后，由于沖擊鉆垂直度及孔壁的園整度難以達到下管的安裝要求，為了確保外槽能順利下到孔底，采用回轉(zhuǎn)鉆修孔的辦法，達到修圓沖擊鉆形成的梅花孔孔壁和糾正其垂直度的目的。2.

孔壁穩(wěn)定性污水處理工程都在陸地上，其成井設(shè)備相對于基礎(chǔ)工程井大而重，在孔口堆載也多，因此，為了確保成井過程中及成井后內(nèi)外槽安裝時的孔口安全，鉆井施工基礎(chǔ)平臺的施工顯得極為重要：除了要求在孔口埋設(shè)護筒外，還應(yīng)搭設(shè)混凝土施工平臺，混凝土施工平臺應(yīng)滿足成井及下管時的工作面要求，同時將孔口地面的堆載分散到孔口四周，壁免了對孔口護筒底部危險截面的影響，為了確保護筒外壁與孔口自然土壁的牢固，在護筒外壁除回填粘土、夯實外，在護筒外壁布設(shè)壓密注漿孔，對護筒外回填的粘土進行注漿，達到保護孔口穩(wěn)定的目的。由于從成井開始到外槽安裝完成，正常的情況也長達數(shù)十天，我公司在新疆糖廠污水豎井施工過程時，從開孔到外槽安放到孔底長達60多天，鉆井過程中對泥漿的質(zhì)量要求極高，在泥漿配制時，除采用優(yōu)質(zhì)膨潤土、純堿外，還加入Na—CMC和KP共聚物，一方面進行降失水，防止孔內(nèi)泥漿失水過大，泥皮增厚；另一方面以滿足泥漿固相含量較低且相對穩(wěn)定、流動阻力小的深層曝氣井施工要求。其泥漿循環(huán)系統(tǒng)較為復(fù)雜，除了采用出渣桶、除渣槽外，泥漿循環(huán)系統(tǒng)布設(shè)要求也較高，除了儲渣池外，宜有一沉池和二沉池和結(jié)合旋流器對泥漿中的粗顆粒進行分離。在成井過程中，除了對泥漿一般指標粘度、比重和含砂量進行控制監(jiān)測外，還應(yīng)控制泥漿的泥皮、失水量、靜切力和膠體率，一方面以保證成孔時的孔壁安全，另一方面，確保在成井結(jié)束后，長達幾天下管過程中，孔壁不塌、孔內(nèi)泥漿不分層、巖渣不易沉淀和孔底沉渣不多，以使外槽能安全下入到孔底。二、深層曝氣井外槽的安放技術(shù)成井施工，主要是為曝氣槽提供安放槽，為確保槽體的順利安裝，關(guān)鍵要掌握以下幾點：1.

做好安裝前的準備工作議深層曝氣盲井外槽安倒裝直接影翻響深井的賞成敗，外副槽一旦巳禾安全下放適、深井施寺工的風險降基本巳避蓄免，接下柜來，是在嗓外槽內(nèi)下僚入不封底夸的內(nèi)管，始除了根據(jù)腎內(nèi)管總重散量配制好嗚足夠的吊瑞車進行安乖裝外，一話般不存在宏安裝難度去。因此，翁在成井結(jié)探束后的下父降管安裝造是相當重餅要的一道手工序，為勵了確保外戲槽能最快銹速度安全腦下放入孔能底要求在原成井設(shè)備糕讓出孔口凈前，組織圓好對接工伐作，包括附外槽試拼獄、標記、累防腐處理溜等準備工拜作。瓣2.

碎

夫

遼

唐外槽在孔因口的對接嘉整形咐由于外槽嫩管的直徑正較大，在撞制作和運德輸過程中殖，管口可漿能產(chǎn)生變軟形，井管糞在孔口的傅對接整形持直接影響稱了下管安枝裝進度，礦正常時一畢般絡(luò)花若1諸個小時左犧右的管口常整形處理查，在管口駁變形較大觸時可能花革上漿7~痰8轟個小時，聞因此，為無確保整形歌處理能及稀時順利的事進行，分是節(jié)外槽在寇送到孔口情前應(yīng)有防柄變形措施除，在管口從處加十字善支撐或在縫管口處加榮密加強板尖，運送到快現(xiàn)場前應(yīng)特進行試拼肅，右圖為偏外管在孔冠口整形對株接。自3.

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辨“做懸浮薪法叨”濤下沉外醫(yī)槽盼

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即

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逆根據(jù)施工掀起重能力討和現(xiàn)場的課條件對外做槽進行分卻節(jié)后，根凱據(jù)每一節(jié)紛的分節(jié)長不度，精確君計算管內(nèi)橫注漿高度蔬，下沉外受槽時采用探吊車導(dǎo)正膜下放，要怠求其下放催速度一定陷要緩而穩(wěn)生，下沉要瓣均勻，避濱免由于下蒜沉過快而誠造成泥漿法壓力激動表，影響孔臂壁的穩(wěn)定移性。蛛4.

怎

稠

請

騙外槽安裝處垂直度保輕證措施戒成井過程孔中，采用摔了一系列戒措施確保賀鉆孔的垂壤直度，下勢管過程中雞，確保如胡此長的剛樸性外槽在正孔內(nèi)垂直寸對接也顯久得尤其重醫(yī)要，為了煎確保外槽奏在井口的取垂直對接麻，對接時層采用兩臺烘經(jīng)偉儀監(jiān)刪測井管的卸垂直度，蛙確保外槽蹈加工垂直盤度脹(友垂直度偏趁差逗〈放2偏‰球)桃，以及外爺槽的圓整也度，防止妙外槽在下劑放過程中焦刮摩孔壁剪，引起孔瞞壁坍塌導(dǎo)途致外槽下軋不到孔底杏。待5.

傷

言

御

蘋外槽蛾防機“篇失限穩(wěn)由”誘技術(shù)控制嶺隨著深井裙曝氣技術(shù)淺的推廣應(yīng)泛用，其外否槽直徑由棋以前性的占1厚m但以內(nèi)，發(fā)線展到現(xiàn)在料的擠5廈m催，槽體的慮剛度急劇關(guān)降低，而和由于外槽筒底部為封鬼閉的圓球股形姓“遞鍋橡底您”說，外槽的刺安放采用態(tài)管內(nèi)注須漿唯“朽懸浮絕法遍”癢下沉，在定安裝過程珠中，應(yīng)視盈為一種薄她壁長圓筒插型受外壓睬的壓力容泰器，在孔欲內(nèi)泥漿外這壓的作用粒下，可能石采蝕生糞“瓦失括穩(wěn)序”慧破壞，在套早期曾有租過井管失晉穩(wěn)壓扁的延事故落，沿8箱0鉤多米的外川槽，在井浮內(nèi)發(fā)生壓膨扁失穩(wěn)，喉發(fā)出巨大淹的破裂響三聲。厭近年來，似一般采用轟在外槽外瞧從底口往頓上外加強遭板的措施客，根據(jù)孔軌內(nèi)泥漿比康重及安放后深度，一掙般從上往腸下逐漸加慌密的措施斜。叔

蓋同時，施造工過程中企也采用優(yōu)紗質(zhì)泥漿，摸成井結(jié)束偽后，控制印孔底泥漿裂的比重番在蕉1.1群5斑以內(nèi)，對維注入管內(nèi)稼的泥漿面未進行精確鋤控制，以祝確保槽體織底部承受綱的外向側(cè)絨壓力不超豪過姓0.1M郵p零a壓，以及盡接頭泛焊縫采用脆打坡口對絹接，施焊墨三道等一衛(wèi)系列措施閘，即通過丑修改槽體幻的結(jié)構(gòu)設(shè)槍計、根據(jù)攝孔內(nèi)的泥仙漿密度對考外槽進行晴受力狀況冶分析、穩(wěn)菜定性計算犯及控制槽期體的加工楊質(zhì)量解決砍了外槽失風穩(wěn)的施工著技術(shù)難題降。良三、地下尿支護挖掘佩法廚“間深層曝氣哲井呢”顛施工技術(shù)孝隨著我國釋深層曝氣取井的推廣資應(yīng)用、環(huán)主保深井施份工技術(shù)的盼日益成熟渡，成井直真徑越來越基大，同時席，外槽的聾設(shè)計也朝禽混凝土管賣方向轉(zhuǎn)化鞏，相對于洞鋼管，混傻凝土外槽列具有耐腐撲性能強的復(fù)優(yōu)點。津在第四紀電粘土、砂小層中，國非內(nèi)外施史工留5義m粉直徑的機包械設(shè)備，乒一次成孔壁設(shè)備基本潮能滿足施剩工的需要圖，新疆糖助廠較復(fù)雜作的漂卵石宏地層中，菌其動探被（片N63.傅5租）擊怕數(shù)慘>10女0鍋擊，一般芝粒徑羅30-6紫0m蝶m臣，在一期淺施澆工垃3.4筐m篩深井時，丘就相當困魂難，成井敲時間長達捕兩個多月伴，要在這容么復(fù)雜的匯地層利用州回轉(zhuǎn)鉆進挖完叮成院5查m競直徑的深啞井，一次如成孔相當俗困難，勢訴必工程豎檔井悄鉆機叔或多次擴糧井的方法用?？紤]到媽采用混凝己土外槽的羽設(shè)計方案畝，我們在純施工中采纖用了地下雨支護挖掘艱法成孔，風在成嶺孔脾1~3簽m痕后，采用牲模板許支護，澆躺注徐40c映m僵厚混凝土綱井壁的方疏法。英采用挖掘混法施工深祥曝井時，斜由于其井重壁除了起軟到支護的蟲作用外，蒜還作為曝融氣工程的隸外槽，因絞此，對混蝕凝土井壁拼的垂直度鹽、圓度、闊抗?jié)B性能結(jié)要求比一堅般豎井來濱得要高，殼一般對混強凝土井壁怎進行配筋搜，采用抗檢滲混凝土示，抗?jié)B等淘級苦0.8M療p捷a呈以上，達和到了護壁騰及作為深烏井外槽壁茄的目的。雄由于深井褲外壁在挖貓掘過程中輩，不斷地蜓延伸制作缺，在成井膚結(jié)束后，沃曝氣井外謹槽也就施未工完成，內(nèi)減少了下僻外槽的工挨序，在混欠凝土井筒拍達到養(yǎng)護期期后，即糟可下入曝咬氣井內(nèi)管平。析相對于鉆胞井法，挖幣掘法成井好在施工過止程中，除仇了采用邊扇挖掘邊用鍬混凝土支妨護制作井皇壁外，主朗要解決是避遇地下水循時，防止盞管涌跟坍方和漂錫卵石層、斑基巖怠層掘進效奮率，以及吵在極松散哥層防坍的匠技術(shù)問題悄。在地下革水位較高泥，含水量鉗豐富的地吹層中，一狹般采用在酸豎井外降芒水的措施杏，遇松散帖易坍地層定，可采用項超前井壁槽壓密注漿府的措施，夫而漂卵石灣和鮮基巖洋的掘進，貪常采取打底眼點放鑰“儲礫石儀彈獨”慶的辦法。柔四、深層型曝氣井施諷工中的施撒工關(guān)鍵版大口徑橋悶梁工程井甲的施工時全，其工程洽規(guī)模較大堵，對于海箱上和陸地省上的復(fù)雜苦地層，為償了保證孔奏壁的穩(wěn)定貌，我們都森可采用打饞入一定深著度的鋼護嬸筒，達到坡維護孔壁醋，滿足鉆糟進的要求溪，但在污過水處理工宴程中，由瑞于一般成炸井工作圣量薄1~展6補個，工程際規(guī)模小，榨總投資一離般在幾百桌萬元左右蹤，業(yè)主往任往不給予霸打入長護嫌筒的預(yù)算訂，因此，站孔口除采跑取了施工帆混凝土平淚臺、埋設(shè)運孔口護筒捐措施外，進我們近兩屬年來，為蹲了確保上御部地層的湊穩(wěn)定，采票用了在護終筒傾外受50c瘡m此布設(shè)水泥術(shù)注漿孔的使加固措施講，達到了奪有效保護短上部地層莖穩(wěn)定的效普果，其成刮本低，效堵果好，這譽種方法值僚得在一些冷上部易坍蠅地層中采喚用。幣在完成鉆磨進法成孔括施工時，沾應(yīng)及時組曾織其后續(xù)袖下管安裝據(jù)工序的施脊工，防止仔鉆孔在長確時間下管蓬過程中出徐現(xiàn)裂縮徑碎坍塌事故鮮，一旦井沸管開始安世裝到一定節(jié)深度出現(xiàn)譯事故，如皮此巨大的番鋼管