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(dá)，一度曾利用廢井將生產(chǎn)污水注入地下進(jìn)行處置。后來由于環(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格，深井注入法逐漸被淘汰，進(jìn)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(jìn)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(dāng)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(dāng)時該公司認(rèn)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(yùn)行穩(wěn)定，費(fèi)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(jìn)和推廣應(yīng)用該技術(shù)，迄今為止作了許多改進(jìn)，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(jìn)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(jìn)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(jī)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。“深井曝氣”其機(jī)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(jìn)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(jī)物負(fù)荷、MLSS、空隙率、回流污泥比、脫氣池容積、二沉池固體負(fù)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(hù)的要求越來越嚴(yán)，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(dāng)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(qiáng)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(jī)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(dá)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(dá)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(hù)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(hù)筒底部危險截面的影響，為了確保護(hù)筒外壁與孔口自然土壁的牢固，在護(hù)筒外壁除回填粘土、夯實外，在護(hù)筒外壁布設(shè)壓密注漿孔，對護(hù)筒外回填的粘土進(jìn)行注漿，達(dá)到保護(hù)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(dá)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(dá)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(jìn)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(jìn)行分離。在成井過程中，除了對泥漿一般指標(biāo)粘度、比重和含砂量進(jìn)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(dá)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(zhǔn)備工作夠深層曝氣井外然槽安裝直接影蝴響深井的成敗奏，外槽一旦巳絹安全下放、深匆井施工的風(fēng)險僑基本巳避免，茫接下來，是在椅外槽內(nèi)下入不香封底的內(nèi)管，動除了根據(jù)內(nèi)管章總重量配制好衡足夠的吊車進(jìn)顫行安裝外，一短般不存在安裝脫難度。因此，蛇在成井結(jié)束后杠的下降管安裝換是相當(dāng)重要的嚷一道工序，為問了確保外槽能昂最快速度安全槐下放入孔底要帥求在成井設(shè)備丙讓出孔口前，江組織好對接工讓作，包括外槽織試拼、標(biāo)記、昨防腐處理等準(zhǔn)掉備工作。靈2.

閥喉今外槽在孔口的姥對接整形瀉由于外槽管的累直徑較大，在斯制作和運(yùn)輸過飄程中，管口可胳能產(chǎn)生變形，膠井管在孔口的午對接整形直接吉影響了下管安癥裝進(jìn)度，正常獅時一般勺花心1無個小時左右的滔管口整形處理敵，在管口變形鷹較大時可能花掀上巨7~靈8科個小時，因此帝，為確保整形濾處理能及時順賴?yán)倪M(jìn)行，分托節(jié)外槽在送到沉孔口前應(yīng)有防姑變形措施，在禿管口處加十字賴支撐或在管口占處加密加強(qiáng)板付，運(yùn)送到現(xiàn)場醫(yī)前應(yīng)進(jìn)行試拼銜，右圖為外管子在孔口整形對嚷接。幫3.

洲篩鏡“叨懸浮藝法前”胸下沉外仍槽益粒角紫猛斬根據(jù)施工起重構(gòu)能力和現(xiàn)場的跌條件對外槽進(jìn)途行分節(jié)后，根就據(jù)每一節(jié)的分踩節(jié)長度，精確荒計算管內(nèi)注漿脫高度，下沉外鏟槽時采用吊車稻導(dǎo)正下放，要贈求其下放速度刻一定要緩而穩(wěn)境，下沉要均勻智，避免由于下羅沉過快而造成閥泥漿壓力激動參，影響孔壁的蘋穩(wěn)定性。五4.

常輝拜外槽安裝垂直遷度保證措施悔成井過程中，頌采用了一系列慚措施確保鉆孔芬的垂直度，下滾管過程中，確賭保如此長的剛嘆性外槽在孔內(nèi)那垂直對接也顯亡得尤其重要，給為了確保外槽湖在井口的垂直敢對接，對接時久采用兩臺經(jīng)偉景儀監(jiān)測井管的顏垂直度，確保配外槽加工垂直寫度她(啄垂直度偏差培〈主2救‰中)薄，以及外槽的籍圓整度，防止版外槽在下放過壁程中刮摩孔壁櫻，引起孔壁坍午塌導(dǎo)致外槽下完不到孔底。衡5.

支疑墓外槽拌防村“炎失胸穩(wěn)羞”分技術(shù)控制婚隨著深井曝氣鈴技術(shù)的推廣應(yīng)栽用，其外槽直尿徑由以前的曠1m霸以內(nèi)，發(fā)展到洲現(xiàn)在的畏5m堆，槽體的剛度傅急劇降低，而謠由于外槽底部繳為封閉的圓球愁形謙“落鍋藏底碌”訓(xùn)，外槽的安放位采用管內(nèi)注照漿景“舊懸浮片法為”毛下沉，在安裝泊過程中，應(yīng)視殼為一種薄壁長搜圓筒型受外壓眨的壓力容器，次在孔內(nèi)泥漿外概壓的作用下，謝可能采狀生?！拌b失水穩(wěn)思”典破壞，在早期爸曾有過井管失悼穩(wěn)壓扁的事故萄，孤8寺0龜多米的外槽，些在井內(nèi)發(fā)生壓巨扁失穩(wěn)，發(fā)出繡巨大的破裂響糟聲。樣近年來，一般祝采用在外槽外驟從底口往上外筆加強(qiáng)板的措施舊，根據(jù)孔內(nèi)泥捐漿比重及安放練深度，一般從矛上往下逐漸加召密的措施辜。愿墓同時，施工過押程中也采用優(yōu)駝質(zhì)泥漿，成井鈔結(jié)束后，控制著孔底泥漿的比仰重志在求1.1躁5順以內(nèi)，對注入倉管內(nèi)的泥漿面露進(jìn)行精確控制評，以確保槽體惡底部承受的外不向側(cè)壓力不超兵過復(fù)0.1Mp選a迎，以及鈔接頭集焊縫采用打坡脂口對接，施焊幣三道等一系列克措施，即通過診修改槽體的結(jié)鐮構(gòu)設(shè)計、根據(jù)岔孔內(nèi)的泥漿密塔度對外槽進(jìn)行巡受力狀況分析姻、穩(wěn)定性計算驚及控制槽體的顫加工質(zhì)量解決咳了外槽失穩(wěn)的踢施工技術(shù)難題慢。肯三、地下支護(hù)布挖掘毯法薪“饒深層曝氣您井嫂”唐施工技術(shù)盒隨著我國深層景曝氣井的推廣稀應(yīng)用、環(huán)保深釘井施工技術(shù)的寫日益成熟，成竊井直徑越來越顛大，同時，外壘槽的設(shè)計也朝財混凝土管方向撞轉(zhuǎn)化，相對于哪鋼管，混凝土宴外槽具有耐腐昂性能強(qiáng)的優(yōu)點湊。匠在第四紀(jì)粘土笨、砂層中，國凈內(nèi)外施工勢5m蔑直徑的機(jī)械設(shè)溫備，一次成孔柄設(shè)備基本能滿注足施工的需要府，新疆糖廠較峽復(fù)雜的漂卵石匹地層中，其動明探忽（椅N63.被5億）擊經(jīng)數(shù)剩>10銹0番擊，一般占粒徑歌30裂-60mm章，在一期施工族3.4m胞深井時，就相濟(jì)當(dāng)困難，成井哨時間長達(dá)兩個愚多月，要在這概么復(fù)雜的地層全利用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)訴完成體5m信直徑的深井，栗一次成孔相當(dāng)田困難，勢必工怖程豎井饅鉆機(jī)論或多次擴(kuò)井的崖方法?？紤]到將采用混凝土外嶼槽的設(shè)計方案鵲，我們在施工磚中采用了地下故支護(hù)挖掘法成陳孔，在成糊孔蔬1~掏3m末后，采用憑模板傷支護(hù)，澆注啄40cm漠厚混凝土井壁揪的方法。粱采用挖掘法施記工深曝井時，鋤由于其井壁除宜了起到支護(hù)的炎作用外，還作便為曝氣工程的爸外槽，因此，塞對混凝土井壁夢的垂直度、圓左度、抗?jié)B性能蜜要求比一般豎陪井來得要高，償一般對混凝土匪井壁進(jìn)行配筋柿，采用抗?jié)B混怪凝土，抗?jié)B等田級論0.8Mp獄a蹲以上，達(dá)到了泥護(hù)壁及作為深離井外槽壁的目肝的。閉由于深井外壁銳在挖掘過程中植，不斷地延伸龍制作，在成井構(gòu)結(jié)束后，曝氣怕井外槽也就施殊工完成，減少堂了下外槽的工曲序，在混凝土砍井筒達(dá)到養(yǎng)護(hù)背期后，即可下堆入曝氣井內(nèi)管余。盞相對于鉆井法盆，挖掘法成井貿(mào)在施工過程中近，除了采用邊伐挖掘邊用混凝鴨土支護(hù)制作井金壁外，主要解丟決是遇地下水碑時，防止鏟管涌漂坍方和漂卵石夠?qū)?、僅基巖紋層掘進(jìn)效率，當(dāng)以及在極松散望層防坍的技術(shù)任問題。在地下取水位較高，含君水量豐富的地顫層中，一般采闊用在豎井外降洞水的措施，遇疑松散易坍地層綿，可采用超前松井壁壓密注漿標(biāo)的措施，而漂稀卵石和紡基巖雅的掘進(jìn)，常采腐取打眼乖放橋“傍礫石賺彈傅”底的辦法。濕四、深層曝氣樣井施工中的施捐工關(guān)鍵捕大口徑橋梁工銷程井的施工時賽，其工程規(guī)模娃較大，對于海暈上和陸地上的牙復(fù)雜地層，為挎了保證孔壁的宅穩(wěn)定，我們都拿可采用打入一擦定深度的鋼護(hù)觸筒，達(dá)到維護(hù)殘孔壁，滿足鉆泡進(jìn)的要求，但我在污水處理工顏程中，由于一刷般成井工作吹量左1~識6技個，工程規(guī)模豪小，總投資一座般在幾百萬元撲左右，業(yè)主往漲往不給予打入烤長護(hù)筒的預(yù)算仗，因此，孔口錯除采取了施工律混凝土平臺、帳埋設(shè)孔口護(hù)筒挑措施外，我們兼近兩年來，為茫了確保上部地散層的穩(wěn)定，采礦用了在護(hù)筒外核50cm允布設(shè)水泥注漿摟孔的加固措施貪，達(dá)到了有效芒保護(hù)上部地層么穩(wěn)定的效果，鄙其成本低，效瞎果好，這種方遼法值得在一些冰上部易坍地層掛中采用。夏在完成鉆進(jìn)法詢成孔施工時，祝應(yīng)及時組織其武后續(xù)下管安裝落工序的施工，行防止鉆孔在長歲時間下管過程歇中出現(xiàn)永縮徑這坍塌事故，一摘旦井管開始安駱裝到一定深度譽(yù)出現(xiàn)事故，如