小型生活用水净化系统初探

小型生活用水净化系统设计初探刘娟（河北省南运河河务管理处,河北沧州061001）摘要：通过为不具备集中供水条件的地区设计一套较简单而功能完善的小型生活用水净化系统，包括蓄水池和水净化系统设施，使水质达到国家规定的卫生标准。为广大农村、野外工程、水利枢纽等场地提供简便经济可行的生活饮用水解决方案。关键词：水净化系统；小型1.引言小型生活用水净化系统是指在不具备集中供排水条件的农村、野外施工、工程枢纽等场地，因水源水质较差，不能直接使用，而制做的沉淀过滤系统设施，使未达到使用饮用标准的劣质水达到我们正常生活饮用水标准。现结合河北省南运河河务管理处北陈屯闸所水净化工程，介绍小型水净化系统的设计、施工、功能作用和效益。2.工程概况2.1工程背景河北省南运河河务管理处北陈屯枢纽位于河北省沧州市北郊，座落于南运河上。北陈屯闸所位于北陈屯枢纽节制闸西侧，现闸所职工10余人，生活饮用水源取自院内水井，水井深38米，由于当地地下水质较差，多泥沙，含氟较高，不具备直接使用条件，无法满足闸所职工正常的工作和生活用水需求。2.2设计原理通过沉淀池和过滤系统设施除去水中泥沙以及细菌、重金属和一些离子，使水达到国家规定生活饮用水标准。沉淀池能够有效地使从井中抽出的浑水得到初步的沉淀净化，滤掉部分的泥沙颗粒；过滤系统设施可以使水得到进一步的净化，质量最终达到生活饮用水的标准。3.整体结构劣质水通过沉淀池和滤水系统设施过滤，除去泥沙、细菌、重金属和一些离子，使水能够供闸所人员生活办公使用。劣质水源→沉淀池→过滤系统设施→蓄水池→直接使用4.分级结构4.1水源选一处水质相对较好，水量充沛，无污染的地下水作为饮水水源。这样既可保证水量，也可确保饮用水的安全。4.2沉淀池在距离水源较近的地方用水泥和砖修建一个1.78米*4.16米*2.5米的沉淀池，其中在距离水源进口1.54米的地方设置一个36cm厚过滤墙。具体样式参见下图：图一图一图二图二用小型水泵将井水抽入到沉淀池中，在此池中井水可进行初步的沉淀。4.3过滤系统设施和蓄水池用水泥、砖彻一个底面边长为1.78米*4.14米、底高为2.5米的池子，水池进出口位置如图一、图二所示。在距水池进口1.54米的地方设置水池的核心部位过滤净化系统设施——过滤墙。过滤墙由干砖砌成，高1.48米，长36cm,里面用麦饭石、滤沙及活性炭填充，排放顺序（从进水口一侧开始）依次为：高密度活性炭→滤沙→麦饭石。高密度活性炭是用来增加接触面来吸附氯与有机分子的水平；滤沙可以过滤去除水中的部分杂质；麦饭石是一种对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物或药用火山岩石。主要化学成分是无机的硅铝酸盐。含有人体所必需的钾、钠、钙、镁、磷常量元素和锌、铁、硒、铜、锶、碘、氟、偏硅酸等十八种微量元素。麦饭石中含铝硅酸盐类（长石），对色素和细菌有吸附能力，可以改善水质，也有抑制细菌和吸附有机物质的作用。因此，当将麦饭石投入水中时，可将水中的游离氯和杂质、有机物、杂菌等吸附、分解，而供给水中以矿物质。麦饭石的特性：1.多孔2.吸附性强及净化水功能3.麦饭石中包含的天然矿物质易于释放从麦饭石上无数的小孔中释放出氧。通过吸收漂白粉和其它有毒物质净化水。麦饭石中散发出的钙、铁、钠等矿物质可改良饮用水。因此在许多滤水设施中都会放麦饭石以调节水质。经过初步沉淀后的井水透过过滤墙，进一步消除杂质和有害物质，使水得到进一步净化，从而达到生活饮用水卫生标准，进入蓄水池，供生产生活使用。4.4注意事项1.长期使用的活性碳，石英砂与麦饭石表面吸附物过多时会影响净化效果，故必须定期取出清洗，再重新铺回，且滤材有使用期限，须定期更换。2.各分层要清晰明显，不得混在一起，否则会丧失淘洗之功能，实践中可在各层之间铺一层透水性良好的纱布。3.各层粒子大小应力求大致相同，不能相差太多。4.使用之前应先用水冲滤几次，将附带沙子冲掉，保持水质干净。5.使用时，过滤速率慢一些（维持正常供水情况下），效果越好。5.水池的制作工艺水池是用砖和水泥砌成，水池的墙体采用24墙，因水池埋在地下，所以要对池底和池壁做防水防渗处理。具体工艺流程如下所述：5.1施工准备1.水泥采用425号的硅酸盐水泥，砂采用中砂，不得含有杂物。含泥量不得超过3%，使用前必须经过3-5mm的筛。2.外加剂：宜采用减水剂、早强剂等外加剂外，亦可掺入有机硅防水剂和水玻璃矾类防水促凝剂。3.施工工具：灰板、铁抹子、阴阳角抹子、半截大桶、钢丝刷、软毛刷、八字靠尺、头尖凿子、捻錾子、铁锹、扫帚、木抹子、刮杠等。5.2操作工艺1.砖砌体基层处理：对于新砌体，应将其表面残留的砂浆等污物清除干净，并浇水冲洗。对于旧砌体，要将其表面酥松表皮及砂浆等污物清理干净。2.灰浆的配合比和拌制⑴灰浆的配合比灰膏：水灰比为0.37～0.4；标准园锥体体沉入深度为70mm.水泥浆：水灰比为0.55～0.60.水泥砂浆：灰砂比1：1.5～2.5，水灰比为0.40～0.50左右，标准园锥体沉入深度为75～80mm.⑵灰浆的拌制灰浆的拌制以机械搅拌为宜，亦可用人工搅拌。拌合时要严格按照配合比加料，拌合要均匀一致，存放时间控制为：普通硅酸盐水泥砂浆，当气温为5～20℃时，不应超过60min；当气温为20～35℃时，不应超过45min.⑶砖墙面五层防水操作：第一层水泥浆层，厚度约为1mm，用毛刷往返涂刷均匀。第二层水泥砂浆层，厚4～5mm.在水泥浆层初凝时进行，抹压力度以使砂浆层薄薄压入水泥浆层为宜。抹完后，在砂浆初凝时用横扫按顺序向一个方向扫出横向条纹。第三层水泥浆层，厚2mm.在第二层水泥砂浆层凝固并具有一定强度（一般隔12h），适当浇水湿润，分次用铁抹子压实，一般抹压3～4次为宜，其方法同第一层。第四层水泥砂浆，厚4～5mm.在第三层凝结前，按照第二层的施工方法进行，抹压后不用条纹，而是在砂浆初凝前，分次抹压3～4遍，最后再压光。第五层水泥浆层，厚1mm.在第四层水泥砂浆抹压两遍后，用毛刷均匀地将水泥浆涂刷在第四层表面，随第四层抹实压光；五层抹面法主要用于防水工程的迎水面，而背水面则四层抹面法即可。3.地面防水层的操作地面防不层操作与墙面操作不同的地方是，水泥浆层不采用刮抹的方法，而是把拌合好的水泥浆倒在地面上，用刷往返用力涂刷均匀，第二、四层是水泥浆层初凝前后把拌合好的水泥砂浆层按厚度要求均匀铺上，铵墙面。4.养护一般情况，防水层终凝后，每隔4h浇水一次，保持防水层表面经常湿润。防水层的养护其一般为14d在通风良好及有阳光照射的地方，应在防水层上覆盖湿草席、麻袋等。5.质量标准原材料、外加剂配合比及春分层造法必须符合设计要求和施工规范规定。水泥砂浆防水层与基层必须结合牢固，无空鼓。⑴外观表面平整、密实、无裂纹、起砂、麻面等缺陷，阴阳角呈园弧形或钝角，尺寸符合要求。⑵留搓位置正确，按层次顺序操作，层层搭接紧密。修补空鼓、裂缝时，将空鼓处的防水层剔成斜坡形。6.施工注意事项主要需要避免工程质量通病，其主要内容是：⑴空鼓：基层污染物未处理好或刷水泥浆前基层表面未进行凿毛。⑵裂纹：配合比不当或称料不准；早期干燥脱水，后期养护不当；施工时压实、压光不好等，都会产生裂纹。⑶渗漏，各层抹灰时间掌握不当，层间施工间隔时间短，出现流坠，或水泥浆抹上后干得太快，抹面层砂浆粘结不牢造成渗水；接搓、穿墙及楼板管洞处理不好易造成局部渗漏。⑷抹完防水砂浆的防水面，在24小时内严禁上人踩踏。6.结语净化蓄水池在建造过程中要抓住两个重点：一是水净化系统设施本身各层过滤层不能混杂，在放置过滤材料时要用隔板将它们分离开来并填满充实；二是蓄水池要做好防水防渗处理。该设计系统简单，施工便宜，经济实用，极适用于农村、野外施工现场等地方的生活用水需求，具有一定的推广应用价值。参考