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(guó)在70年代所開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，以往，國(guó)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(lái)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(huì)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(guó)有限帝國(guó)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(shí)的鉆井直徑為0.4m，井深135m，處理能力363m3/d，停留時(shí)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(shí)該公司認(rèn)為，此法是污水處理近幾十年來(lái)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(wú)惡臭等特點(diǎn)，且該法對(duì)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(guó)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(guó)的污水處理工作者為了發(fā)展本國(guó)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(guó)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(guó)外的新成果，推出了多種形式的深井裝置，目前在國(guó)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(guó)內(nèi)為推廣這一技術(shù)還成立了專門設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)，并在此過(guò)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(shí)采用的動(dòng)力、氧利用率、曝氣時(shí)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(shí)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(guó)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)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(dòng)了“深層曝氣”法污水處理的發(fā)展。近年來(lái)，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(yàn)。一、鉆井法“深層曝氣”施工技術(shù)隨著我國(guó)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(shí)的2m，發(fā)展到后來(lái)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(duì)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(diǎn)：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(zhǎng)度較長(zhǎng)、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(duì)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(shí)，除了確保機(jī)械設(shè)備的安裝垂直度外，施工過(guò)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(duì)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(duì)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(guò)程中及成井后內(nèi)外槽安裝時(shí)的孔口安全，鉆井施工基礎(chǔ)平臺(tái)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(tái)，混凝土施工平臺(tái)應(yīng)滿足成井及下管時(shí)的工作面要求，同時(shí)將孔口地面的堆載分散到孔口四周，壁免了對(duì)孔口護(hù)筒底部危險(xiǎn)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(shí)外，在護(hù)筒外壁布設(shè)壓密注漿孔，對(duì)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(zhǎng)達(dá)數(shù)十天，我公司在新疆糖廠污水豎井施工過(guò)程時(shí)，從開孔到外槽安放到孔底長(zhǎng)達(dá)60多天，鉆井過(guò)程中對(duì)泥漿的質(zhì)量要求極高，在泥漿配制時(shí)，除采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)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(guò)大，泥皮增厚；另一方面以滿足泥漿固相含量較低且相對(duì)穩(wěn)定、流動(dòng)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(chǔ)渣池外，宜有一沉池和二沉池和結(jié)合旋流器對(duì)泥漿中的粗顆粒進(jìn)行分離。在成井過(guò)程中，除了對(duì)泥漿一般指標(biāo)粘度、比重和含砂量進(jìn)行控制監(jiān)測(cè)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(shí)的孔壁安全，另一方面，確保在成井結(jié)束后，長(zhǎng)達(dá)幾天下管過(guò)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(diǎn)：1.

做好安裝前的準(zhǔn)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(fēng)險(xiǎn)降基本巳避蓄免，接下柜來(lái)，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(jìn)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(dāng)重餅要的一道手工序，為勵(lì)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(duì)接工伐作，包括附外槽試拼獄、標(biāo)記、累防腐處理溜等準(zhǔn)備工拜作。瓣2.

碎

夫

遼

唐外槽在孔因口的對(duì)接嘉整形咐由于外槽嫩管的直徑正較大，在撞制作和運(yùn)德輸過(guò)程中殖，管口可漿能產(chǎn)生變軟形，井管糞在孔口的傅對(duì)接整形持直接影響稱了下管安枝裝進(jìn)度，礦正常時(shí)一畢般絡(luò)花若1諸個(gè)小時(shí)左犧右的管口常整形處理查，在管口駁變形較大觸時(shí)可能花革上漿7~痰8轟個(gè)小時(shí)，聞因此，為無(wú)確保整形歌處理能及稀時(shí)順利的事進(jìn)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(qiáng)板尖，運(yùn)送到快現(xiàn)場(chǎng)前應(yīng)特進(jìn)行試拼肅，右圖為偏外管在孔冠口整形對(duì)株接。自3.

譯

懼

掏

辨“做懸浮薪法叨”濤下沉外醫(yī)槽盼

謝

漢

尾

即

能

優(yōu)

逆根據(jù)施工掀起重能力討和現(xiàn)場(chǎng)的課條件對(duì)外做槽進(jìn)行分卻節(jié)后，根凱據(jù)每一節(jié)紛的分節(jié)長(zhǎng)不度，精確君計(jì)算管內(nèi)橫注漿高度蔬，下沉外受槽時(shí)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(guò)快而誠(chéng)造成泥漿法壓力激動(dòng)表，影響孔臂壁的穩(wěn)定移性。蛛4.

怎

稠

請(qǐng)

騙外槽安裝處垂直度保輕證措施戒成井過(guò)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(shì)管過(guò)程中雞，確保如胡此長(zhǎng)的剛樸性外槽在正孔內(nèi)垂直寸對(duì)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(duì)接麻，對(duì)接時(shí)層采用兩臺(tái)烘經(jīng)偉儀監(jiān)刪測(cè)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(guò)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(jī)“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(shuō)，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(guò)程珠中，應(yīng)視盈為一種薄她壁長(zhǎng)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(guò)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(lái)，似一般采用轟在外槽外瞧從底口往頓上外加強(qiáng)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(shí)，施造工過(guò)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(duì)維注入管內(nèi)稼的泥漿面未進(jìn)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(guò)姓0.1M郵p零a壓，以及盡接頭泛焊縫采用脆打坡口對(duì)絹接，施焊墨三道等一衛(wèi)系列措施閘，即通過(guò)丑修改槽體幻的結(jié)構(gòu)設(shè)槍計(jì)、根據(jù)攝孔內(nèi)的泥仙漿密度對(duì)考外槽進(jìn)行晴受力狀況冶分析、穩(wěn)菜定性計(jì)算犯及控制槽期體的加工楊質(zhì)量解決砍了外槽失風(fēng)穩(wěn)的施工著技術(shù)難題降。良三、地下尿支護(hù)挖掘佩法廚“間深層曝氣哲井呢”顛施工技術(shù)孝隨著我國(guó)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(lái)越基大，同時(shí)席，外槽的聾設(shè)計(jì)也朝禽混凝土管賣方向轉(zhuǎn)化鞏，相對(duì)于洞鋼管，混傻凝土外槽列具有耐腐撲性能強(qiáng)的復(fù)優(yōu)點(diǎn)。津在第四紀(jì)電粘土、砂小層中，國(guó)非內(nèi)外施史工留5義m粉直徑的機(jī)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(dòng)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(shí)，丘就相當(dāng)困魂難，成井敲時(shí)間長(zhǎng)達(dá)捕兩個(gè)多月伴，要在這容么復(fù)雜的匯地層利用州回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)挖完叮成院5查m競(jìng)直徑的深啞井，一次如成孔相當(dāng)俗困難，勢(shì)訴必工程豎檔井悄鉆機(jī)叔或多次擴(kuò)糧井的方法用?？紤]到媽采用混凝己土外槽的羽設(shè)計(jì)方案畝，我們?cè)诩兪┕ぶ胁衫w用了地下雨支護(hù)挖掘艱法成孔，風(fēng)在成嶺孔脾1~3簽m痕后，采用牲模板許支護(hù)，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(shí)，斜由于其井重壁除了起軟到支護(hù)的蟲作用外，蒜還作為曝融氣工程的隸外槽，因絞此，對(duì)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(jiān)般豎井來(lái)濱得要高，殼一般對(duì)混強(qiáng)凝土井壁怎進(jìn)行配筋搜，采用抗檢滲混凝土示，抗?jié)B等淘級(jí)苦0.8M療p捷a呈以上，達(dá)和到了護(hù)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(guò)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(jǐn)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(dá)到養(yǎng)護(hù)期期后，即糟可下入曝咬氣井內(nèi)管平。析相對(duì)于鉆胞井法，挖幣掘法成井好在施工過(guò)止程中，除仇了采用邊扇挖掘邊用鍬混凝土支妨護(hù)制作井皇壁外，主朗要解決是避遇地下水循時(shí)，防止盞管涌跟坍方和漂錫卵石層、斑基巖怠層掘進(jìn)效奮率，以及吵在極松散哥層防坍的匠技術(shù)問(wèn)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(xiàng)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(jìn)，貪常采取打底眼點(diǎn)放鑰“儲(chǔ)礫石儀彈獨(dú)”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(shí)全，其工程洽規(guī)模較大堵，對(duì)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(hù)嬸筒，達(dá)到坡維護(hù)孔壁醋，滿足鉆糟進(jìn)的要求溪，但在污過(guò)水處理工宴程中，由瑞于一般成炸井工作圣量薄1~展6補(bǔ)個(gè)，工程際規(guī)模小，榨總投資一離般在幾百桌萬(wàn)元左右蹤，業(yè)主往任往不給予霸打入長(zhǎng)護(hù)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(tái)、埋設(shè)運(yùn)孔口護(hù)筒捐措施外，進(jìn)我們近兩屬年來(lái)，為蹲了確保上御部地層的湊穩(wěn)定，采票用了在護(hù)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(dá)到了奪有效保護(hù)短上部地層莖穩(wěn)定的效普果，其成刮本低，效堵果好，這譽(yù)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(jìn)法成孔括施工時(shí)，沾應(yīng)及時(shí)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(zhǎng)確時(shí)間下管蓬過(guò)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