Обезвоживание

Обезвоживание / d iː ˈ w ɔː t ər ɪ ŋ / — это удаление воды из какого-либо места. Это можно сделать с помощью влажной классификации, центрифугирования , фильтрации или аналогичных процессов разделения твердой и жидкой фаз , таких как удаление остаточной жидкости из осадка на фильтре с помощью фильтр-пресса в рамках различных промышленных процессов. ^[1]

Обезвоживание при строительстве, обезвоживание или контроль воды — это общие термины, используемые для описания удаления или дренажа грунтовых или поверхностных вод из русла реки , строительной площадки , кессона или шахты путем откачки или испарения. На строительной площадке такое обезвоживание может быть реализовано перед проведением земляных работ под фундамент, опоры или подвальные помещения для понижения уровня грунтовых вод . Это часто предполагает использование погружных «обезвоживающих» насосов , центробежных («мусорных») насосов, эдукторов или применения вакуума к точкам скважин. Международная исследовательская компания Visiongain оценила мировой рынок водоотливных насосов в 6,4 миллиарда долларов в 2018 году. ^[2]

Процессы

Глубокие скважины

Глубокая скважина обычно состоит из скважины, снабженной щелевым хвостовиком и погружным электрическим насосом. При закачке воды из глубокой скважины гидравлический градиент образуется и вода течет в скважину, образуя конус депрессии воды мало или совсем нет вокруг скважины, в котором в поровых пространствах окружающего грунта . Глубокие скважины лучше всего работают в грунтах с проницаемостью k = 10. ⁻³ м/с до 10 ⁻⁵ РС; величина депрессии , которую может достичь скважина, ограничена только размером рыбонасоса. ^[3]

Глубокие колодцы можно установить кольцом вокруг котлована, чтобы снизить уровень воды и сохранить безопасное и сухое место. Для проектирования систем обезвоживания глубоких скважин можно использовать несколько уравнений, однако многие из них основаны на эмпирических данных и иногда терпят неудачу. Практика и опыт, а также четкое понимание основных принципов обезвоживания являются лучшими инструментами для разработки успешной системы. ^[4] Некоторые ситуации обезвоживания «настолько распространены, что их можно разработать практически на основе эмпирических правил». ^[5]

Глубокие колодцы также используются для тестирования водоносных горизонтов и для дренажа грунтовых вод колодцами . ^[6]

Очки здоровья

Иглы представляют собой трубы небольшого диаметра (около 50 мм) с прорезями внизу, которые вставляются в землю, из которой вода вытягивается за счет вакуума, создаваемого обезвоживающим поршневым насосом. Иглы обычно устанавливаются близко к центрам на линии вдоль или вокруг края выемки. Поскольку вакуум ограничен 0 бар, высота, на которую может всасываться вода, ограничена примерно 6 метрами (на практике). ^[7] Иглы можно устанавливать поэтапно: первая ступень снижает уровень воды до пяти метров, а вторая ступень, устанавливаемая на более низком уровне, еще больше понижает ее. Вода, просачивающаяся между глубокими колодцами, может быть собрана одним рядом колодцев на подошве. Этот метод обеспечивает гораздо большую ширину, свободную от сил просачивания.

Копья для колодцев обычно используются для выкачивания грунтовых вод в песчаных почвах и горных породах и не так эффективны в глине. Открытые насосы иногда используются вместо копий, если грунт содержит значительное количество глины. ^[8]

Горизонтальный дренаж

Установка горизонтальных систем обезвоживания относительно проста. ^[9] Траншеекопатель укладывает неперфорированную трубу, а затем перфорированную трубу с синтетической или органической оберткой. Длина дренажа определяется диаметром дренажа, состоянием почвы и уровнем грунтовых вод. Обычно длина дренажа составляет 50 метров. После установки водосточной трубы к сливу подключают насос. После того, как уровень грунтовых вод будет понижен, можно приступить к запланированному строительству. После завершения строительства насосы останавливаются, и уровень грунтовых вод снова поднимется. Обычная глубина установки до 6 метров.

Контроль порового давления

Хотя инженеры могут использовать обезвоживание для понижения уровня грунтовых вод или осушения почвы, они также могут использовать этот процесс для контроля порового давления в почве и предотвращения повреждения конструкций из-за пучения основания . Высокое поровое давление возникает в почвах, состоящих из мелкого ила или глины. Поскольку эти почвы имеют очень низкую проницаемость , обезвоживание в традиционном смысле (самотечное течение в водозаборную скважину) может оказаться очень дорогостоящим или даже бесполезным. Вместо этого схема обезвоживания с помощью вакуума , такая как эжекторные скважины или глубокие вакуумные скважины . для забора воды в скважину для забора может служить ^[10]

Приложения

Строительство

Обезвоживание часто является критически важным компонентом строительных проектов. Обезвоживание объекта повышает безопасность, предотвращая образование грязи и устраняя опасность для электрооборудования, создаваемую водой. Удаление воды также улучшает стабильность почв и уменьшает эрозию. ^[11]

Очистка сточных вод

При очистке сточных вод обезвоживание может использоваться для удаления твердых частиц в процессе очистки и их отдельной утилизации. Это может принимать форму сгущения, при котором удаляется лишь часть воды, или полного обезвоживания. ^[12]

См. также

Ссылки

^ Алимохаммади, Масуме; Тэкли, Хайден; Холмс, Бэйли; Дэвидсон, Кирклин; Лейк, Крейг Б.; Спунер, Ян С.; Джеймисон, Роб С.; Уокер, Тони Р. (2020). «Характеристика изменчивости физических свойств отложений для целей обезвоживания в лабораторных условиях». Экологическая геотехника : 1–9. дои : 10.1680/jenge.19.00214 . S2CID 225315568 .
^ « В 2018 году глобальный рынок водоотливных насосов будет оценен в 6,4 миллиарда долларов», сообщает Visiongain» . Видениегейн . 5 сентября 2019 года . Проверено 5 сентября 2019 г.
^ CIRIA515 Контроль подземных вод – проектирование и практика. Спонсор. Лондон. 2000.
^ Проектирование систем контроля подземных вод методом наблюдений. ТОЛ Робертс и М. Прин. Геотехника 44, № 4, 727–34, декабрь 1994 г.
^ К анализу систем водоотведения. Дж. К. Уайт. Материалы X-й Международной конференции по механике грунтов и проектированию фундаментов, июнь 1981 г.
^ ILRI, 2000, Подземный дренаж (трубчатыми) скважинами: уравнения расположения скважин для полностью и частично проникающих скважин в однородных или слоистых водоносных горизонтах с анизотропией и входным сопротивлением или без них , 9 стр. Принципы, используемые в модели «WellDrain». Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. На линии: [1] . Бесплатно загрузите программное обеспечение «WellDrain» с веб-страницы: [2] или с: [3]
^ Адаптируемая игла. Дж. К. Уайт. Службы водоснабжения, май 1982 г.
^ Гражданская помощь Австралии. 2014. Полное управление уровнем грунтовых вод. [ОНЛАЙН] Доступно по адресу: http://civilassistaustralia.com.au/service/ground-water-control/. Архивировано 2 апреля 2015 г. в Wayback Machine . [Проверено 3 марта 15 марта]
^ ILRI, 2000, Энергетический баланс потока подземных вод, применяемый для подземного дренажа трубами или канавами в анизотропных грунтах с входным сопротивлением: уравнения расстояния между дренажами. , 18 стр. Принципы, используемые в модели «EnDrain». Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. В сети: [4] Архивировано 19 февраля 2009 г. в Wayback Machine . Бесплатная загрузка программного обеспечения «EnDrain» с веб-страницы: [5] или с: [6]
^ Робертс, ТОЛ; Роско, Х.; Паури, В.; Мясник, DJE (2007). «Контроль порового давления глины при проходке туннелей открытым способом». Труды Института инженеров-строителей – геотехническая инженерия . 160 (4): 227–236. дои : 10.1680/geng.2007.160.4.227 . ISSN 1353-2618 .
^ Руис, Анджелина (29 декабря 2020 г.). «Проблемы обезвоживания и сброса воды в строительных проектах и решениях» . Журнал Waste Advantage . Проверено 24 сентября 2022 г.
^ Министерство окружающей среды, охраны природы и парков (29 марта 2019 г.). «Руководство по проектированию канализационных сооружений: сгущение и обезвоживание осадка» . Онтарио . Калифорния . Проверено 24 сентября 2022 г.

Дальнейшее чтение

Эрдманн, Вильфрид; Эмануэль Романчик (1995). «Международное состояние и тенденции в области сгущения и обезвоживания» . В Веславе Блашке (ред.). Новые тенденции в технологиях и оборудовании углеобогащения . Издательство Гордон и Брич. стр. 89–93. ISBN 978-2-88449-139-6 . OCLC 60279792 . Проверено 15 мая 2009 г.
Пауэрс, Дж. Патрик (1992). Водоотведение в строительстве: новые методы и применение . Нью-Йорк : Джон Уайли и сыновья . ISBN 0-471-60185-3 . ОСЛК 24502054 . Проверено 15 мая 2009 г.
Спеллман, Фрэнк Р. (1997). Обезвоживание твердых биологических веществ . Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 1-56676-483-1 . OCLC 36556585 . Проверено 15 мая 2009 г.
Сваровский, Ладислав (2000). Разделение твердой и жидкой фаз . Оксфорд : Баттерворт-Хайнеманн . п. 3 . ISBN 0-7506-4568-7 . ОСЛК 45103009 .
Туровский И.С.; ПК Матай (2006). «Обезвоживание» . Переработка осадка сточных вод . Хобокен, Нью-Джерси : John Wiley & Sons . стр. 106–135. ISBN 0-471-70054-1 . OCLC 61821712 . Проверено 15 мая 2009 г.

[1] Алимохаммади, Масуме; Тэкли, Хайден; Холмс, Бэйли; Дэвидсон, Кирклин; Лейк, Крейг Б.; Спунер, Ян С.; Джеймисон, Роб С.; Уокер, Тони Р. (2020). «Характеристика изменчивости физических свойств отложений для целей обезвоживания в лабораторных условиях». Экологическая геотехника : 1–9. дои : 10.1680/jenge.19.00214 . S2CID 225315568 .

[2] « В 2018 году глобальный рынок водоотливных насосов будет оценен в 6,4 миллиарда долларов», сообщает Visiongain» . Видениегейн . 5 сентября 2019 года . Проверено 5 сентября 2019 г.

[3] CIRIA515 Контроль подземных вод – проектирование и практика. Спонсор. Лондон. 2000.

[4] Проектирование систем контроля подземных вод методом наблюдений. ТОЛ Робертс и М. Прин. Геотехника 44, № 4, 727–34, декабрь 1994 г.

[5] К анализу систем водоотведения. Дж. К. Уайт. Материалы X-й Международной конференции по механике грунтов и проектированию фундаментов, июнь 1981 г.

[6] ILRI, 2000, Подземный дренаж (трубчатыми) скважинами: уравнения расположения скважин для полностью и частично проникающих скважин в однородных или слоистых водоносных горизонтах с анизотропией и входным сопротивлением или без них , 9 стр. Принципы, используемые в модели «WellDrain». Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. На линии: [1] . Бесплатно загрузите программное обеспечение «WellDrain» с веб-страницы: [2] или с: [3]

[7] Адаптируемая игла. Дж. К. Уайт. Службы водоснабжения, май 1982 г.

[8] Гражданская помощь Австралии. 2014. Полное управление уровнем грунтовых вод. [ОНЛАЙН] Доступно по адресу: http://civilassistaustralia.com.au/service/ground-water-control/. Архивировано 2 апреля 2015 г. в Wayback Machine . [Проверено 3 марта 15 марта]

[9] ILRI, 2000, Энергетический баланс потока подземных вод, применяемый для подземного дренажа трубами или канавами в анизотропных грунтах с входным сопротивлением: уравнения расстояния между дренажами. , 18 стр. Принципы, используемые в модели «EnDrain». Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. В сети: [4] Архивировано 19 февраля 2009 г. в Wayback Machine . Бесплатная загрузка программного обеспечения «EnDrain» с веб-страницы: [5] или с: [6]

[10] Робертс, ТОЛ; Роско, Х.; Паури, В.; Мясник, DJE (2007). «Контроль порового давления глины при проходке туннелей открытым способом». Труды Института инженеров-строителей – геотехническая инженерия . 160 (4): 227–236. дои : 10.1680/geng.2007.160.4.227 . ISSN 1353-2618 .

[11] Руис, Анджелина (29 декабря 2020 г.). «Проблемы обезвоживания и сброса воды в строительных проектах и решениях» . Журнал Waste Advantage . Проверено 24 сентября 2022 г.

[12] Министерство окружающей среды, охраны природы и парков (29 марта 2019 г.). «Руководство по проектированию канализационных сооружений: сгущение и обезвоживание осадка» . Онтарио . Калифорния . Проверено 24 сентября 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]