劉 娟,李 巖,岳福永

(1.河北省南運河河務(wù)管理處,河北 滄州 061001;2.滄州市水務(wù)局,河北 滄州 061000)

小型生活用水凈化系統(tǒng)是指在不具備集中供排水條件的農(nóng)村、野外施工現(xiàn)場、工程樞紐管理單位等場所,為改善生活飲用水水質(zhì)而制作的沉淀、過濾系統(tǒng)設(shè)施,使未達到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的原水水質(zhì)達到正常生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。文中結(jié)合河北省南運河河務(wù)管理處北陳屯閘所水凈化工程的建設(shè),對小型水凈化系統(tǒng)的設(shè)計、施工等進行探討。

1 工程概況

南運河北陳屯樞紐位于河北省滄州市北郊,座落于南運河上。北陳屯閘所位于北陳屯樞紐節(jié)制閘西側(cè),現(xiàn)有職工 10余人,由于閘所距城市供水管網(wǎng)較遠(yuǎn),生活用水利用自備水源供水。水源井位于閘所院內(nèi),井深38 m,由于當(dāng)?shù)氐叵滤|(zhì)較差,多泥沙,含氟量較高,不具備直接飲用條件,無法滿足閘所職工正常的工作和生活用水需要。為解決閘所職工的生活用水問題,通過方案比較,決定利用常規(guī)的水凈化工藝,建設(shè)一座小型生活用水凈化系統(tǒng),其工藝流程如圖 1所示。

圖1 水凈化工藝流程

2 系統(tǒng)設(shè)計

在距離水源較近的地方用水泥和磚修建一個1.78 m×4.14 m×2.5 m的沉淀池,其中在距離進水口1.54 m的地方設(shè)置一個36cm厚過濾墻,見圖 2、圖 3。

用小型水泵將井水抽入到沉淀池中,在此池中井水可進行初步的沉淀并在沉淀池中加入少量氯對原水進行消毒,之后進入濾墻過濾。過濾后的水進入蓄水池進行進一步沉淀后,水質(zhì)達到了飲用水標(biāo)準(zhǔn),再由小型水泵將水抽出供閘所職工日常生活用水。

3 池體施工

水池用磚和水泥砌成,墻厚 24cm。因水池埋在地下,所以要對池底和池壁做防水、防滲處理。

磚墻面共做五層防水[1,2]:第一層為水泥漿層,厚度約為1 mm,用毛刷往返涂刷均勻;第二層為水泥砂漿層,厚 4～5 mm,在水泥漿層初凝時進行刮抹,抹壓力度以使砂漿層薄薄壓入水泥漿層為宜,抹完后,在砂漿初凝時用橫掃按順序向一個方向掃出橫向條紋;第三層為水泥漿層,厚 2 mm,在第二層水泥砂漿層凝固并具有一定強度后(一般隔 12 h),適當(dāng)澆水濕潤,分次用鐵抹子壓實,一般抹壓 3～4次為宜,其方法同第一層;第四層為水泥砂漿層,厚 4～5 mm,在第三層凝結(jié)前,按照第二層的施工方法進行,抹壓后不掃條紋,而是在砂漿初凝前,分次抹壓 3～4遍,最后再壓光;第五層為水泥漿層,厚 1mm,在第四層水泥砂漿抹壓兩遍后,用毛刷均勻地將水泥漿涂刷在第四層表面,隨第四層抹實壓光。五層抹面法主要用于防水工程的迎水面,而背水面用四層抹面法即可。

地面防水層[1,4]的施工方法與墻面施工方法的不同是,水泥漿層不采用刮抹的方法,而是把拌合好的水泥漿倒在地面上,用刷子往返用力涂刷均勻,第二、四層是水泥漿層初凝前后把拌合好的水泥砂漿層按厚度要求均勻鋪平。

4 濾墻施工

過濾墻由干磚砌成,高 1.48 m,厚 36cm,里面用麥飯石、濾砂及活性炭填充,排放順序(從進水口一側(cè)開始)依次為:高密度活性炭→濾沙→麥飯石。高密度活性炭用來吸附氯與有機分子;濾砂可以過濾去除水中的部分雜質(zhì);而麥飯石不僅具有凈化水質(zhì)的作用,而且還具有改善水質(zhì)的作用。

麥飯石是一種對生物無毒、無害并具有一定生物活性的復(fù)合礦物或藥用火山巖石,主要化學(xué)成分是無機硅鋁酸鹽,同時含有人體所必需的鉀、鈉、鈣、鎂、磷等常量元素和鋅、鐵、硒、銅、鍶、碘、氟、偏硅酸等十八種微量元素。麥飯石中含鋁硅酸鹽類(長石),其特性:一是多孔,二是吸附性強,三是易于使氧從無數(shù)的小孔中釋放出來。麥飯石對色素和細(xì)菌有吸附能力,可以改善水質(zhì),也有抑制細(xì)菌和吸附有機物質(zhì)的作用。因此,當(dāng)將麥飯石投入水中時,可將水中的游離氯和雜質(zhì)、有機物、雜菌等吸附、分解,而供給水中以礦物質(zhì)。

5 處理效果

經(jīng)過初步沉淀后的井水透過過濾墻,進一步消除雜質(zhì)和有害物質(zhì),使水得到進一步凈化后,進入蓄水池,并在蓄水池中進行進一步沉淀,從而達到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),供職工生活使用。系統(tǒng)的處理效果主要指標(biāo)如表 1所示。

表1 水凈化系統(tǒng)的處理效果

6 施工與運行中注意的問題

在施工中,原材料、外加劑配合比等必須符合設(shè)計要求和施工規(guī)范規(guī)定,水泥砂漿防水層與基層必須結(jié)合牢固,無空鼓。[3]在施工中應(yīng)注意:1)外觀表面平整、密實,無裂紋、起砂、麻面等缺陷,陰陽角呈圓弧形或鈍角,尺寸符合要求;2)留茬位置正確,按層次順序操作,層層搭接緊密;3)修補空鼓、裂縫時,將空鼓處的防水層剔成斜坡形;4)抹完防水砂漿的防水面,應(yīng)在24 h內(nèi)嚴(yán)禁上人踩踏。

濾墻是凈化系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,因此,必須采用正確的施工方法進行施工。一是各分層要清晰明顯,不得混在一起,否則會喪失淘洗功能,實踐中可在各層之間鋪一層透水性良好的紗布。二是各層濾料的粒徑的大小應(yīng)力求大致相同,不能相差太多。

正確的使用與維護是保證濾墻凈水功能的重要環(huán)節(jié)。在使用之前應(yīng)先用水沖洗濾墻幾次,將附帶沙子沖掉,保持水質(zhì)干凈。長期使用的活性碳、石英砂與麥飯石表面吸附物過多時會影響凈化效果,故必須定期取出清洗,再重新填鋪。此外,各種濾料均有使用期限,因此須定期更換。使用時,過濾速率越慢(維持正常供水情況下),效果越好。

7 結(jié)語

凈化蓄水池在建造過程中要抓住兩個重點:一是水凈化系統(tǒng)設(shè)施本身各層過濾層不能混雜,在放置過濾材料時要用隔板將它們分離開來并填滿充實;二是蓄水池要做好防水防滲處理。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,造價低,經(jīng)濟實用,極適用于農(nóng)村、野外施工現(xiàn)場等場所的生活用水的供水系統(tǒng),具有一定的推廣應(yīng)用價值。

[1]GB 50108-2001,地下水防水工程規(guī)范 [S].

[2]王志軍,袁雪峰,等.房屋建筑學(xué) [M].第 2版.北京:科學(xué)出版社,2003.

[3]GB50208-2002,地下防水工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[4]GB5749-2006,生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].