基坑地下水回灌系统
阅读：200发布：2020-05-13
专利汇可以提供基坑地下水回灌系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基坑地下 水 回灌系统，包括 反冲 洗单元和依次相连的抽水井、一级储水箱、曝气单元、一级 过滤器 、二级过滤器、二级储水箱和回灌井，所述反冲洗单元分别与一级过滤器、二级过滤器相连；该系统还包括控制处理单元和分别与抽水井、二级储水箱以及回灌井相连的水位监测单元，控制处理单元包括与抽水井相连的抽水控制子单元、与回灌 水质处理 系统相连的 水处理 控制子单元、以及与回灌井相连的回灌及流量控制子单元。本发明的基坑 地下水 回灌系统能够确保基坑周边不会因为降水引起地面沉降，同时还真正实现了优化回灌水的水质，回灌水回灌后不会引起区域地下水的水位下降、水质变坏和污染，也不会造成回灌井堵塞，回灌效果佳。，下面是基坑地下水回灌系统专利的具体信息内容。
1.一种基坑地下水回灌系统，包括依次相连的抽水井、回灌水质处理系统和回灌井，其特征在于，所述回灌水质处理系统包括反冲洗单元和依次相连的一级储水箱、曝气单元、一级过滤器、二级过滤器、二级储水箱，所述反冲洗单元分别与一级过滤器、二级过滤器相连；
所述基坑地下水回灌系统还包括控制处理单元和分别与抽水井、二级储水箱以及回灌井相连的水位监测单元，所述控制处理单元包括与抽水井相连的抽水控制子单元、与回灌水质处理系统相连的水处理控制子单元、以及与回灌井相连的回灌及流量控制子单元。
2.根据权利要求1所述的基坑地下水回灌系统，其特征在于，所述抽水井内设有第一潜水泵，第一潜水泵管道出水经三通管，分别与一级储水箱、二级储水箱、对外排放通道相连；
所述第一潜水泵管道上靠近三通管处设有电磁阀，该电磁阀与抽水控制子单元相连。
3.根据权利要求1所述的基坑地下水回灌系统，其特征在于，所述曝气单元包括曝气罐和用于给曝气罐供氧的空压机，曝气罐顶部的进水口与一级储水箱的出水口通过管道连接，曝气罐底部的出水口与一级过滤器的进水口相连；曝气罐的顶部还设有反洗排水口、排气口，底部还设有反洗进水口，所述反洗进水口与反冲洗单元相连。
4.根据权利要求1所述的基坑地下水回灌系统，其特征在于，所述反冲洗单元包括反冲洗泵，所述反冲洗泵设置在二级储水箱的反洗出水口与二级过滤器的反洗进水口、一级过滤器的反洗进水口相连通的总管道上；所述水处理控制子单元与反冲洗泵相连，控制其对二级过滤器、一级过滤器进行反冲洗。
5.根据权利要求1所述的基坑地下水回灌系统，其特征在于，所述回灌及流量控制子单元采用太阳能自动启停回灌及流量控制箱控制回灌井内水位；所述水位监测单元采用太阳能水位检测箱监测回灌地下水水位，并由周边监测的水位自动控制回灌系统的回灌量。
6.根据权利要求1所述的基坑地下水回灌系统，其特征在于，所述一级过滤器内自下而上设有滤水底板、石英砂垫层和石英砂滤料层；所述石英砂垫层的厚度为2～8mm，所述石英砂滤料层的厚度为0.2～1.8m。
7.根据权利要求6所述的基坑地下水回灌系统，其特征在于，所述石英砂滤料层采用级配石英砂滤料进行铺设，所述级配石英砂滤料的粒径分别为0.5～1.2mm、1～2mm。
8.根据权利要求6或7所述的基坑地下水回灌系统，其特征在于，所述滤水底板采用多孔板，该多孔板上设有间距60mm、梅花形布置的若干DN25滤水帽。
9.根据权利要求1所述的基坑地下水回灌系统，其特征在于，所述二级过滤器内自下而上设有滤网、SS滤料滤层和PP棉复合滤网；所述SS滤料滤层的厚度为1.2～1.5m，且该厚度占二级过滤器内部高度的40～50％。
10.根据权利要求9所述的基坑地下水回灌系统，其特征在于，所述二级过滤器内SS滤料滤层与PP棉复合滤网之间，SS滤料滤层以上依次铺设有复合锰砂滤料层、石英砂滤层；所述复合锰砂滤料层的厚度为0.2～0.5m，所述石英砂滤层的厚度为0.2～0.5m。
基坑地下水回灌系统
技术领域
背景技术
[0002] 与基坑工程有关的环境问题主要包括：坑周地面沉降，坑周地下水的下降，坑周土体向坑内侧向移动，邻近建(构)筑物的沉降、倾斜和裂缝，坑周综合管线的沉降与移位等。基坑开挖和基坑降水是引发坑周环境问题的主要原因，基坑开挖深度、基坑支护结构的水平位移量及因基坑降水导致的基坑周围地下水位降低是引发坑周变形的主要影响因素，且距离基坑2倍开挖深度范围外地下水位降低是引发地面沉降的主导因素。基坑降水导致的坑周水位降低引起土中孔隙水压力转移、消散，不仅打破了土体原有的力学平衡，有效应力增加；而且水位降落漏斗范围内，水力梯度增加，以体积力形式作用在土体上的渗透力增大。二者共同作用的结果是，坑周土体发生沉降变形。因此，基坑施工过程中，有效控制坑周地下水位变化，是控制因降水引起的坑周地面沉降变形的关键。
[0003] 为消除或降低基坑降水对周围环境的影响，通常采用设置止水帷幕的方法，但是止水帷幕的造价较高，而且施工难度较大，易发生渗透。鉴于止水帷幕的上述不足，地下水回灌法逐渐得到推广。
[0004] 实施地下水回灌是控制因基坑降水所引起的坑周土体地下水水位变化的最直接手段。但是，人工回灌地下水需要密切注意回灌水的水质，以免使地下水因回灌而遭受污染。回灌水的水质必须优于原地下水的水质，达到饮用水的标准；回灌后不会引起区域地下水的水质变坏和污染。同时，回灌水中还不能含有能使井管腐蚀的特殊离子或气体。此外，现有的地下水回灌体系在使用一段时间后，还容易因悬浮物、气泡、化学沉淀、微生物生长以及含水层的细颗粒介质本身的原因，造成回灌井堵塞，影响回灌效果。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种基坑地下水回灌系统。该基坑地下水回灌系统使得基坑周边地下水水位在基坑降水期间不持续下降，能够保持恒定水位，确保基坑周边不会因为降水引起地面沉降；更重要的是真正实现了优化回灌水的水质，回灌水回灌后不会引起区域地下水的水质变坏和污染，且回灌水中不含能使井管腐蚀的特殊离子或气体，不会造成回灌井堵塞，回灌效果佳。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案的来实现的：
[0007] 本发明涉及一种基坑地下水回灌系统，包括依次相连的抽水井、回灌水质处理系统和回灌井，所述回灌水质处理系统包括反冲洗单元和依次相连的一级储水箱、曝气单元、一级过滤器、二级过滤器、二级储水箱，所述反冲洗单元分别与一级过滤器、二级过滤器相连；所述基坑地下水回灌系统还包括控制处理单元和分别与抽水井、二级储水箱以及回灌井相连的水位监测单元，所述控制处理单元包括与抽水井相连的抽水控制子单元、与回灌水质处理系统相连的水处理控制子单元、以及与监测孔、回灌井相连的回灌及流量控制子单元。
[0008] 优选的，所述抽水井内设有第一潜水泵，第一潜水泵管道出水经三通管，分别与一级储水箱、二级储水箱、对外排放通道相连；所述第一潜水泵管道上靠近三通管处设有电磁阀，该电磁阀与抽水控制子单元相连。
[0009] 优选的，所述曝气单元包括曝气罐和用于给曝气罐供氧的空压机，曝气罐顶部的进水口与一级储水箱的出水口通过管道连接，曝气罐底部的出水口与一级过滤器的进水口相连；曝气罐的顶部还设有反洗排水口、排气口，底部还设有反洗进水口，所述反洗进水口与反冲洗单元相连。
[0010] 优选的，所述反冲洗单元包括反冲洗泵，所述反冲洗泵设置在二级储水箱的反洗出水口与二级过滤器的反洗进水口、一级过滤器的反洗进水口相连通的总管道上；所述水处理控制子单元与反冲洗泵相连，控制其对二级过滤器、一级过滤器进行反冲洗。
[0013] 优选的，所述石英砂滤料层采用级配石英砂滤料进行铺设，所述级配石英砂滤料的粒径分别为0.5～1.2mm、1～2mm。
[0014] 优选的，所述滤水底板采用多孔板，该多孔板上设有间距60mm、梅花形布置的若干DN25滤水帽。
[0015] 优选的，所述二级过滤器内自下而上设有滤网、SS滤料滤层和PP棉复合滤网；所述SS滤料滤层的厚度为1.2～1.5m，且该厚度占二级过滤器内部高度的40～50％。
[0016] 优选的，所述二级过滤器内SS滤料滤层与PP棉复合滤网之间，SS滤料滤层以上依次铺设有复合锰砂滤料层、石英砂滤层；所述复合锰砂滤料层的厚度为0.3～0.5m，所述石英砂滤层的厚度为0.2～0.4m。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0018] 1、使得基坑周边地下水水位在基坑降水期间不持续下降，能够保持恒定水位，确保基坑周边不会因为降水引起地面沉降；
[0019] 2、真正实现了优化回灌水的水质，回灌水回灌后不会引起区域地下水的水质变坏和污染；
[0020] 3、回灌水中几乎不含能使井管腐蚀的特殊离子或气体；
[0021] 4、级配一级过滤效果以及特定过滤介质设置的二级过滤效果均得到显著提升，回灌水中的悬浮物、气泡、化学沉淀、微生物生长以及含水层的细颗粒得到了最大程度的去除，显著减少了回灌井堵塞现象，极大的提高了回灌效果。附图说明
[0022] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0023] 图1为基坑地下水回灌系统的技术原理路线示意图；
[0024] 图2为基坑地下水回灌系统的工艺流程图；
[0025] 图3为基坑地下水回灌系统的结构示意图；
[0026] 图4为水位监测单元的技术原理路线示意图；
[0027] 图5为曝气罐的结构示意图；
[0028] 图6为一级过滤器的剖面结构示意图；
[0029] 图7为二级过滤器的外观结构示意图；
[0030] 图8为二级过滤器的剖面示意图；
[0031] 其中，1、抽水井，2、一级储水箱，3、空压机，4、曝气罐，5、一级过滤器，6、二级过滤器，7、二级储水箱，8、回灌井，9、反冲洗泵，10、第一流量计，11、第二流量计，12、第一潜水泵，13、第二潜水泵，14、太阳能自动启停抽水箱，15、水处理控制箱，16、太阳能自动启停回灌及流量控制箱，17、太阳能水位检测箱，21、一级储水箱进水口，22、一级储水箱出水口，23、一级储水箱溢水口，24、一级储水箱排污口，41、曝气罐进水口，42、曝气罐出水口，43、曝气罐反洗进水口，44、曝气罐反洗排水口，45、曝气罐排气口，46、曝气板，51、一级过滤器进水口，52、一级过滤器出水口，53、一级过滤器反洗进水口，54、一级过滤器反洗排水口，55、一级过滤器排气口，56、滤水底板，57、石英砂垫层，58、挡流板，61、二级过滤器进水口，62、二级过滤器出水口，63、二级过滤器反洗进水口，64、二级过滤器反洗排水口，65、二级过滤器排气口，66、二级过滤器进料口，67、二级过滤器出料口，611、滤网，612、SS滤料层，613、复合锰砂滤料层，614、石英砂滤层，615、PP棉复合滤网，71、二级储水箱进水口，72、二级储水箱出水口，73、溢水口，74、排污口，75、二级储水箱反洗出水口。
具体实施方式
[0032] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0033] 本发明的基坑地下水回灌系统的技术原理路线如图1所示，对抽水井水位进行监测，如判断需进行回灌，则控制抽水井内设潜水泵抽取地下水，即进行基坑抽降水；对抽取的地下水进行水质检验，合格的话可直接进行净水回灌，不合格的话进入沉淀池进行泥沙沉淀、经曝气罐曝气氧化、经含一级、二级过滤器的地下水处理系统过滤处理去除杂质、铁锰后，输送至净水储水箱，再次进行水质检验，合格后进入净水回灌，不合格则再次进行沉淀池，依次进行沉淀、曝气、过滤处理；太阳能自动启停地下水处理和回灌控制系统对一级、二级过滤器的进出水压降进行监测控制，当压降过低时启动反冲洗流程，将净水储水箱经水质检验合格的出水反输送至二级、一级过滤器进行反冲洗；上述净水回灌的流量具体受回灌井水位监测和控制系统控制，且由其控制交替进行回灌和回扬，不使回灌中断。
[0034] 具体而言，本发明的基坑地下水回灌系统包括以下11个系统：
[0035] 1)人工判别：地下水干净度达到标准时可不需处理，直接进入3回灌流量控制。利用太阳能地下水位监测系统控制坑内观测井内水位处于安全区间。
[0036] 2)沉淀：抽取地下水储存于储水箱(沉淀池)，地下水中的铁锰离子暴露在空气中氧化后，生成三氧化铁、二氧化锰等沉淀物。
[0037] 3)流量控制：在储水箱(沉淀池)与过滤器之间设置流量计，控制处理的水量；在净水储水箱后设置流量计控制回灌的水量。不回灌的地下水分流。
[0038] 4)曝气：通过曝气灌+空压机的增氧作用，促进铁锰离子和空气中的氧离子发生化学反应，生成三氧化铁、二氧化锰等沉淀物。
[0039] 5)一般过滤：通过石英砂滤料过滤器等，初步过滤地下水中较大粒径杂质。
[0040] 6)铁锰过滤：通过SS滤料过滤器等，除去地下水中的铁、锰氧化物等。
[0041] 7)储水：通过二级储水箱储存过滤后的干净地下水，始终保持一定储水量，以备回灌。
[0042] 8)反冲洗：当过滤器进、出口压力降达不到回灌要求时，开启反冲洗。
[0043] 9)回灌：基坑抽取的地下水经水质检验合格后可直接回灌，否则应通过水质处理系统处理，并经水质检验合格后方可回灌，利用太阳能地下水位监测系统控制回灌井内水位。
[0044] 10)回扬：设置增压泵回扬回灌井内地下水，回灌、回扬交替进行。
[0045] 11)监测：通过太阳能地下水位自动监测单元监测回灌地下水水位，并由周边监测的水位自动控制回灌系统的回灌量。
[0046] 基坑地下水回灌系统的具体实施例如下：
[0047] 实施例1
[0048] 本实施例涉及一种基坑地下水回灌系统，其结构示意图如图3所示，包括依次相连的抽水井1、一级储水箱2、曝气单元、一级过滤器5、二级过滤器6、二级储水箱7和回灌井8，还包括反冲洗单元、控制处理单元和水位监测单元；所述反冲洗单元分别与一级过滤器5、二级过滤器6相连；所述水位监测单元分别与抽水井1、二级储水箱7以及回灌井8相连；所述控制处理单元包括与抽水井1相连的抽水控制子单元、与回灌水质处理系统相连的水处理控制子单元、以及与回灌井8相连的回灌及流量控制子单元。作为本实施例的一个优选实施方案，水处理控制子单元还包括在连通曝气单元的曝气罐4底部的出水口与一级过滤器5的进水口的管道上设置的第一流量计10，进而实现对处理的水量的控制，包括在二级过滤器6的出水口与回灌井8相连通的管道上设置的第二流量计11，进而实现控制回灌的水量，并控制不回灌的地下水分流。
[0049] 本实施例中，所述水位监测单元采用太阳能水位自动监测单元(太阳能水位检测箱17)；利用该太阳能地下水位自动监测箱17控制坑内观测井内水位处于安全区间(图4)。
[0050] 所述抽水井内设有第一潜水泵12，泵出水经三通管，分别与一级储水箱2、二级储水箱7、对外排放通道相连；泵出水在抽水控制子单元(本实施例中采用太阳能自动启停抽水控制箱14)的控制下，在不需要回灌的情况直接对外排放；在通过水质检验合格后直接回灌；在水质检验不合格的情况下，通往一级储水箱2沉淀处理后，出水依次经曝气单元、一级过滤器5、二级过滤器6过滤处理后，进入二级储水箱7，达到回灌水位要求后进行回灌。
[0051] 所述一级储水箱2顶部设有进水口21，侧壁设有出水口22，另一侧壁上对应于预设溢水水位处设有溢水口23，底部设有排污口24。
[0052] 所述曝气单元包括曝气罐4(图5)和用于给曝气罐4供氧的空压机3，曝气罐4顶部的进水口41与一级储水箱2的出水口22通过管道连接，曝气罐4底部的出水口42与一级过滤器5的进水口51相连，曝气罐4的顶部还设有反洗排水口44、排气口45(也可设自动放气阀)，底部还设有反洗进水口43(与反冲洗单元的反冲洗泵相连)，涉及的管道采用镀锌钢管、丝扣连接。空压机3提供的空气经管道输送至曝气罐4内的曝气板46，通过曝气板46上的曝气孔实现罐内地下水的供氧曝气。
[0053] 所述一级过滤器5(图6)顶部设有进水口51、排气口55和反洗排水口54，底部设有出水口52和反洗进水口53，一级过滤器5与内部滤料填充区域的上部相对应的侧壁上设有进料口，与内部滤料填充区域的下部相对应的侧壁上设有出料口；一级过滤器5的出水口52与二级过滤器6的进水口61相连。
[0054] 所述一级过滤器5(石英砂过滤器)内部下方设有滤水底板56(可为多孔板或滤网)，滤水底板56上铺设石英砂垫层57(高度＝2～8mm)，石英砂垫层57上铺设石英砂滤料层(高度＝1.4～1.8m)，一级过滤器5内部上方设有挡流板58。
[0055] 所述二级过滤器6(图7)顶部设有进水口61、排气口65和反洗排水口64，底部设有出水口62和反洗进水口63，二级过滤器6与内部滤料填充区域的上部相对应的侧壁上设有进料口66，与内部滤料填充区域的下部相对应的侧壁上设有出料口67；二级过滤器6的出水口62与二级储水箱7的进水口71相连。
[0056] 所述二级过滤器6(SS滤料过滤器)内部下方设有滤网，滤网上依次铺设1.2～1.5m的SS滤料滤层、PP棉复合滤网，且SS滤料滤层的厚度控制在二级过滤器高度的40～50％；二级过滤器6内部上方设有挡流板。
[0057] 所述二级储水箱7(净水箱)顶部设有进水口71，底部设有排污口74，下部设有出水口72和反洗出水口75，侧壁上对应于预设溢水水位处设有溢水口73。通过二级储水箱7储存过滤后的干净地下水，始终保持一定储水量，以备回灌。
[0058] 所述反冲洗单元的反冲洗泵9设置在连通二级储水箱7的反洗出水口75与二级过滤器6的反洗进水口71的管道上，控制处理单元中的水处理控制子单元(水处理控制箱15)与反冲洗泵9相连，控制其对二级过滤器6、一级过滤器5进行反冲洗。
[0059] 所述回灌井8为若干个，其内部设有第二潜水泵13。设置增压泵回扬回灌井8内地下水，回灌、回扬交替进行(如图2)。通过回灌及流量控制子单元控制地下水的回灌及堵塞回扬。所述回灌及流量控制子单元采用太阳能自动启停回灌及流量控制箱16，利用其控制回灌井内水位。通过太阳能地下水位自动监测箱17(图4)监测回灌地下水水位，并由周边监测的水位自动控制回灌系统的回灌量。
[0060] 本实施例的基坑地下水回灌系统的工艺流程图如图2所示，由图2可知，工艺流程主要包括：抽取坑内地下水→一级储水箱(沉淀池)→曝气灌→一级(石英砂)过滤器→二级(SS滤料)过滤器→二级储水箱(净水箱)→按需回灌。具体主要包括：抽水及沉淀工序、曝气工序、过滤工序、回灌及回扬工序；
[0061] 抽水及沉淀工序：通过潜水泵抽取地下水，经过三通管，一端可直接排放，适用于不需要回灌的情况；另一端通过水质检验合格后可直接回灌；否则通往一级储水箱(沉淀池)，经过沉淀后进行过滤处理。沉淀处理中，一级储水箱内的地下水中的铁锰离子暴露在空气中氧化后，生成三氧化铁、二氧化锰等沉淀物。
[0062] 曝气工序：通过空压机向曝气灌中注入0.75～3.00MPa压力的空气，使水中二价铁锰充分氧化后进行后续过滤处理。曝气处理中，通过曝气灌+空压机的增氧作用，促进铁锰离子和空气中的氧离子发生化学反应，生成三氧化铁、二氧化锰等沉淀物。
[0063] 过滤工序：
[0064] 曝气后的地下水通过镀锌钢管首先进入一级过滤器(石英砂过滤器，初步过滤地下水中较大粒径杂质)，打开石英砂过滤器进水阀门和出水阀门，同时将排水阀门和反冲洗阀门关闭，过滤后的水通过出水阀门进入二级过滤器(SS滤料过滤器，通过SS滤料过滤器，除去地下水中的铁、锰氧化物等)，类似的，打开SS滤料过滤器进水阀门和出水阀门，同时将排水阀门和反冲洗阀门关闭。经过两个过滤器过滤后的地下水进入二级储水箱(净水箱)备用。
[0065] 当水处理控制子单元检测到二级过滤器的进出口压力降变小，不能满足回灌要求时，开启反冲洗流程，即关闭一级、二级过滤器的进水阀门和出水阀门，同时将排水阀门和反冲洗阀门打开，利用二级储水箱(净水箱)中经水质检验合格的地下水进行反冲洗，直至进出口压力降恢复正常。
[0066] 回灌及回扬工序：经水质检验合格的地下水，利用太阳能通过监测地下水水位自动启停回灌及流量控制箱控制地下水的回灌及堵塞回扬，同时设置多台水泵，交替进行回灌和回扬，不使回灌中断。
[0067] 实践证明，本实施例的基坑地下水回灌系统处理后的回灌水的水质得到很大的改善，回灌水回灌后不会引起区域地下水的水质变坏和污染。同时，采用本实施例的基坑地下水回灌系统，使得基坑周边地下水水位在基坑降水期间不持续下降，能够保持恒定水位，确保基坑周边不会因为降水引起地面沉降。
[0068] 需要特别指出的是：本实施例中过滤器填充介质的选择是在充分考察了现有过滤器填充介质的前提下，结合过滤效果以及过滤成本进行考虑后确定的方案，具体内容如下：
[0069] 对于地下水回灌处理多介质过滤器(一级、二级过滤器)，目前过滤器罐体常用玻璃钢、不锈钢及碳钢加衬防腐层制作而成，在过滤器外设各种必要的管道和阀门等，根据回灌用水的要求，使用的滤料主要有石英砂滤料、锰砂滤料，且多个过滤器可以通过每个过滤器只装填一种滤料，采用串联的方式连接，也可分层装填几种滤料，采用并联方式连接。
[0070] 过滤器的使用按一定周期运行，每个周期分为过滤、反洗和正洗三个步骤；反洗的目的是清除滤层中积累的污物，以恢复滤层的截污能力。过滤器运行流速约8～10m/h，当它运行到水流通过滤层的压力降达不到允许值时，停止过滤，开始反洗。此时将过滤器内的水排放到滤层的上缘，然后送入一定压力的空气，吹洗几分钟后，在继续压入空气的情况下，向过滤器内反向送水，其强度应使滤层膨胀约40％～50％，从而达到反向排污的目的。最后，正向进水至出水水质合格，然后开始恢复运行过滤。
[0071] 基于上述原理，首先，本实施例对SS滤料进行考察；SS滤料具有良好的除铁除锰与净水效果(过滤质量优于锰砂滤料)，其主要机理是絮凝沉降和吸附过滤的综合作用。由于SS滤料的主要成分是硅、铁、铝，其中铁、铝在水中溶解后形成的铁盐和铝盐是良好的絮凝剂，对铁、锰及水中的各种污染物具有絮凝沉降作用；SS滤料呈多孔状结构，表面粗糙，孔隙率高达50％以上，比表面积较大，表面能高，对铁、锰及水中的各种污染物具有良好的物理截滤和化学吸附作用。
[0072] SS滤料与锰砂滤料性能比较如下表1所示：
[0073] 表1 SS滤料与锰砂性能比较
[0074]
[0075]
[0076] 下表2列出了设计除铁除锰过滤器时应用SS滤料的有关技术参数：
[0077] 表2
[0078]
[0079] 本实施例进一步考察了不同直径过滤器所需SS滤料的数量，如下表3：
[0080] 表3
[0081]序号
罐体直径(mm) 滤层体积(m3) 滤料重量(Kg) 滤料数量(袋) 滤层厚度(m)
1 400 0.14 125 5 1.1
2 600 0.31 250 10 1.1
3 800 0.6 500 20 1.2
4 1000 0.94 750 30 1.2
5 1200 1.41 1125 45 1.25
6 1400 1.92 1550 62 1.25
7 1600 2.5 2000 80 1.25
8 1800 3.18 2550 102 1.25
9 2000 4.06 3250 130 1.3
10 2200 4.94 3950 158 1.3
11 2400 5.9 4700 188 1.3
12 2600 6.9 5550 222 1.3
13 2800 8.0 6400 256 1.3
14 3000 9.2 7350 294 1.3
15 3200 10.5 8400 336 1.3
罐体直径(mm) 滤层体积(m3) 滤料重量(Kg) 滤料数量(袋) 滤层厚度(m)
1 400 0.14 125 5 1.1
2 600 0.31 250 10 1.1
3 800 0.6 500 20 1.2
4 1000 0.94 750 30 1.2
5 1200 1.41 1125 45 1.25
6 1400 1.92 1550 62 1.25
7 1600 2.5 2000 80 1.25
8 1800 3.18 2550 102 1.25
9 2000 4.06 3250 130 1.3
10 2200 4.94 3950 158 1.3
11 2400 5.9 4700 188 1.3
12 2600 6.9 5550 222 1.3
13 2800 8.0 6400 256 1.3
14 3000 9.2 7350 294 1.3
15 3200 10.5 8400 336 1.3
[0082] 结合上述考察结果、过滤效果以及过滤成本进行考虑，本实施例最终确定：一级过滤器采用石英砂过滤器，二级过滤器采用SS滤料过滤器。在此基础上，进一步对各过滤层中的过滤介质的最佳填充方式进行考察，重点考察SS滤料，结果表明SS滤料使用必须满足以下条件：
[0083] 1)除铁除锰原水必须曝气。采用SS滤料除铁锰，必须充氧曝气氧化，使大部分铁锰离子变成难溶于水的沉淀物，才能经SS滤料过滤去除；因而在系统中设置了曝气单元。
[0084] 2)要保证足够的滤层厚度。试验表明：过滤器内的滤层厚度(不含垫层)应达到1.2～1.5m，特别是水质较差时，要尽量选择上限。滤层厚度不够，负荷过大时容易穿透滤层。
[0085] 3)要有足够的反冲洗空间。试验证实：SS滤料容重较轻，要留有40～50％的反洗膨胀空间，否则容易堵塞上布水滤头，滤料也洗不干净。
[0086] 4)要对SS滤料彻底冲洗。SS滤料为多孔状颗粒，粉尘较多。初次使用时，一定要彻底洗净才能投入使用。洗料时用原水冲洗即可，可以反复反洗和正洗，直至彻底冲洗干净排水变清为止。正是基于此，本发明的系统中设置反冲洗单元，采用水处理控制子单元精确控制其对二级过滤器、一级过滤器进行反冲洗；最大程度地维护SS滤料过滤器的过滤效果。
[0087] 5)三天要对滤料反洗1次。SS滤料每3天必须反洗1次，以保证长期使用。如不及时反洗就会板结，影响净水效果和使用寿命。该反洗工序同样由水处理控制子单元进行精确控制。
[0088] 实施例2
[0089] 本实施例涉及一种基坑地下水回灌系统，其系统组成及工序操作同实施例1。所不同之处在于，本实施例对一级、二级过滤器中过滤填料的选择不同于实施例1。本实施例是在实施例1的基础上结合基坑地下水质情况、过滤效果以及过滤成本，研究确定了以下几种过滤填料的选择方案：
[0090] 方案一：
[0091] 一级过滤器：石英砂滤料层(厚度＝1.8m)采用级配石英砂滤料(d＝0.5～1.2mm，d＝1～2mm，体积比为1:1.5)进行铺设。
[0092] 二级过滤器：同实施例1。
[0093] 方案二：
[0094] 一级过滤器：同实施例1。
[0095] 二级过滤器：如图8所示，滤网611上由下至上依次铺设1.2m的SS滤料滤层612、0.5m的复合锰砂滤料(MnO2≥35％)滤层613、0.4m的石英砂滤层614和PP棉复合滤网615。
[0096] 方案三：
[0097] 一级过滤器：石英砂滤料层(厚度＝1.6m)采用级配石英砂滤料(d＝0.5～1.2mm，d＝1～2mm，体积比为1:1)进行铺设。
[0098] 二级过滤器：滤网上由下至上依次铺设1.2m的SS滤料滤层612、0.5m的复合锰砂滤料(MnO2≥35％)滤层613、0.4m的石英砂滤层614和PP棉复合滤网。
[0099] 进一步，通过对对照例(同实施例1的不同之处仅在于：仅采用一级过滤器(复合锰砂滤料过滤器))、实施例1以及本实施例的过滤效果进行考察，发现过滤效果由低到高为：对照例、实施例1、方案一、方案二、方案三。具体而言，实施例1的过滤效果教对照例提高了
20％，方案一的过滤效果较实施例1提高了8％，方案二的过滤效果较实施例1提高了12％，方案三的过滤效果较实施例1提高了25％。由此可见，特定的复合过滤介质组合(SS滤料滤层、复合锰砂滤料(MnO2≥35％)滤层、石英砂滤料层)可显著提高过滤效果；结合具有级配石英砂滤料铺设的石英砂滤料层的一级过滤，其过滤效果取得了极其显著的提高，且回灌水中几乎不含能使井管腐蚀的特殊离子或气体，同时其成本上仍保持优势，因而适用于工业推广应用。
20％，方案一的过滤效果较实施例1提高了8％，方案二的过滤效果较实施例1提高了12％，方案三的过滤效果较实施例1提高了25％。由此可见，特定的复合过滤介质组合(SS滤料滤层、复合锰砂滤料(MnO2≥35％)滤层、石英砂滤料层)可显著提高过滤效果；结合具有级配石英砂滤料铺设的石英砂滤料层的一级过滤，其过滤效果取得了极其显著的提高，且回灌水中几乎不含能使井管腐蚀的特殊离子或气体，同时其成本上仍保持优势，因而适用于工业推广应用。
[0100] 为了最大程度的提高反冲洗效果，作为本实施例的方案三的一种优选技术方案，一级过滤器中的滤水底板采用多孔板，多孔板上设有间距60mm、梅花形布置的DN25滤水帽。二级过滤器下方的滤网上同样可设有DN25滤水帽，间距60mm，梅花形布置。
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