塑料管道室式渗滤系统应用的发展分析

在美国现在已经有37%以上的新开发居民区和25%以上的现有家庭使用现场污水处理系统。在过去的30多年间，塑料管道室式渗滤系统的设计已经有了很大的发展，而且已被普遍地用于现场初级与及高级的水处理。管道室式渗滤系统在20世纪70年代初建于新英格兰， 其材料原是用水泥所建造的。 这些早期的水泥“长廊式” 的管道室式渗滤系统，其效率要比以前传统的石头和管道系统高很多。但是它们还是很笨重，不便于运输，安装也需要大量的劳动力。很显然地我们需要一种建造管道室式渗滤系统的替代材料，而这种材料应具有与水泥一样的强度、耐久性和处理性能。 近年来塑料技术的飞速发展，在管道室式渗滤系统设计中采用塑料是非常符合逻辑的发展。经数年的研究和设计，终于使塑料管道室式渗滤系统在1987年进入市场。 现在有四个不同的公司生产塑料管道室式渗滤设备，它们已被安装者、设计者和管理者广泛接受。据统计，现在在美国每建造四个小型局部污水处理系统就有一个是塑料管道室式渗滤系统。在处理的容量和流程相同的条件下，塑料管道室式渗滤系统拥比传统水泥管道室式渗滤系统据有更多的优势，而与石头、管沟等材料修建的管道室式渗滤系统相比，它的好处就更多了。 塑料管道室式渗滤设备的发展 塑料管道室式渗滤系统设计的进步是市场需求和社区管理发展方向要求所共同促成的结果。最初，塑料管道室式渗滤设备仅被用作现场污水处理系统的渗滤部件。随着工业发展的需要，设计者和安装者必须为许多不同的应用要求提供相应的专门处理方法和技术。他们发现，塑料管道室式渗滤系统对不同用户所需的专门系统设计和处理上的需求，具有极高的适应能力和很好的效果。 除了传统上用于腐化系统的渗滤槽和渗滤床，塑料管道室式渗滤设备还被用于沙滤系统、堆石排水系统、蒸发床、社区系统、人造沼泽地、污水处理厂、预处理设施，甚至是有毒废料的现场处理。 塑料管道室式渗滤系统的优越性 塑料管道室式渗滤系统安装简便，在强度和性能设计上，它们具有更大的设计灵活性。与石头和管道相比，其占地面积小，而且通常可以用再生材料制造。塑料管道室式渗滤系统的渗透能力是石头管道系统的两倍，而其储存容量则高出67%以上。 在大多数的塑料管道室式渗滤系统应用中并不需要石头或土工织物。这样就不用考虑石头的质量和细微的成分，以及用重型卡车运输石头的必要。如此可使安装更为快速，而且节省了重型设备运转的成本。塑料管道室式渗滤系统的安装 对现场土壤的扰动低，使对土壤破坏最小，而且系统寿命可以得到明显的延长。这些优点使用户可以在劳动力、设备、材料和工作时间上节省成本。 目前塑料管道室式渗滤的设备是使用具有先进技术、价值数百万美元的模具所制造。这些工艺模具可保证产品尺寸的精确度，及设计产品的统一性。 这些模具非常复杂，公差要求很高，使其与其它部件联接紧密。此外，百叶窗式侧壁 的设计则有助于防止土壤进入系统内。现有的塑料管道室式渗滤设备有各种不同的尺寸，高度范围从6到30英寸高，宽度可以超过50英寸。 塑料管道室式渗滤系统在社区中的应用 由于塑料管道室式渗滤系统的存储容量大，工程师在设计大型社区系统时喜欢指定使用该系统。一般商业设施在产生污水的特点是高峰流量大，因此使用塑料管道室式渗滤系统可以应对高峰流量。这些分散的管道室式粪池腐化系统可为众多住宅或商业机构提供废水处理服务。 在设计上这些系统使用技术先进的过滤器、泵、储水池及排水水处理池系统来提供更高水平的处理。这些分散的管道室式粪池腐化系统在对污水进行处理后，就近将其排放回污水产生地，因而不需要长距离地运送到集中的排水设施里。这种小型分散式水处理系统越来越受到欢迎， 而其原因是建造下水道的高成本，和全国性缺乏可用高质量的土地。这些限制迫使建造者及开发商想尽办法去开发那些先前由于地理位置或地质原因而被认为无法使用的土地。 沙滤器 现在有一些沙滤器的设计也充分利用塑料管道室式渗滤技术所具有的优越性。 比如，它可以增加分布的面积，而且提高渗滤室的有效应用。 沙滤器是填充床过滤器的一种，而且已被使用了一个多世纪。它一般来讲运行可靠，而且具有良好的处理效果。现在更新的填充材料包括泥煤、纺织物、 或者泡沫媒介等。 蒸散系统 塑料管道室式渗滤设备另一个常规应用是把它用在蒸散系统中， 特别是在美国干旱的西部地区。起初，人们对于塑料管道室式渗滤设备系统有个误解，认为塑料管道室式渗滤设备顶部的固体拱顶会抑制蒸散。 但是，通过对水和空气在土壤中运动的物理特性的研究调查，发现在塑料管道室式渗滤系统中的蒸散效率和发生在石头槽中的蒸散效率非常类似。一旦槽中开始蓄水，废水将横向地流出槽的侧壁，进入土壤中之后，通过毛细管作用，水被向上吸到土壤基质中。然后，水变成蒸汽状态（气体阶段），垂直地通过土壤的毛孔进入到大气中。 沼泽地处理系统 自从人类开始污水收集时起，自然形成的沼泽就被当作一种方便的污水排放地。早在20世纪70年代初之前，人们就已经对自然沼泽地的处理能力作了研究，从而导致自然沼泽地的开发，和在人工沼泽地技术上的发展。沼泽地处理系统一般被用于废水的最终净化处理，并且经常被设计为多功能处理和野生生物栖息系统。 这些系统也可以用于商务或社区的大型水处理系统，也可以是为个体家庭服务的小型沼泽地处理单元。最常用的类型之一是暗流式人造沼泽地。 废水在长有自然植物群的浅地表层下所建造的渠道里得到处理。处理后的高质量出水可直接排放回地下。由于塑料管道室式渗滤系统成本低，与老式的传统建筑形式相比更为可靠，因此它常常被指定用于沼泽地处理系统和地下废水的排放。在土质敏感地区，使用简易快捷的安装方式和最少的建筑车辆与设备，能够保护土壤的结构和渗透力。 污水处理设施 安大略省Bayham市的Port Burwell废水处理厂，就是一个使用塑料管道室式渗滤系统来延长污水处理设施寿命的很好例证。在这儿，排水口直接把废水排放到紧邻伊利湖的小溪中。扩展处理厂一个很重要的升级方式就是将排水口延长距离来将处里过的水排入湖中。这是因为原有小溪无法承受污染物的增长，因此有人建议在湖边修建排水口。 在对各种选择进行了广泛的调查后，Port Burwell废水处理厂决定使用塑料管道室式渗滤系统，以便就地处理废水，而不修建排水口。 塑料管道室式渗滤系统为废水厂节约了相当可观的成本，还能进一步去除其它污染物。在处理厂安装渗透床的另一个好处是可以降低出水磷的含量。这是因为土壤具有吸收养份的能力，因而可以去除更多的磷，从而消除对脆弱的湖区环境可能造成的影响。 生物过滤器 塑料管道室式渗滤设备现在也被指定用于生物过滤器。生物过滤器是一种可以从空气中涤除令人厌恶气味的有机媒介层。来自堆肥设施，炼油生产，或泵站的有臭味的空气，经过生物过滤器的处理，可以去除氨，降低琉醇、胺类和VOCs等硫化物。 这些气味在生物过滤器中可以被生物降解成无臭物质。水流过生物过滤器时可以将这些降解过的无毒物质从媒介中洗出，因而延长媒介的使用寿命。与其它过去传统的方法相比较，在生物过滤器中使用塑料管道室式渗滤设备可以得到更多的好处。 按照Black and Veatch公司Lew Naylor博士的观点，在生物过滤器中使用塑料管道室式渗滤设备能够提高通过媒介的风量分配，而且提供更有效的排放。此外塑料管道室式渗滤设备亦可增加媒介的寿命，使生物过滤器的设计更容易，并且使媒介的更换变得简单。 地下水污染清理 在众多地下水处理的方案里，其中之一就是被称为“泵出和处理”的方法。 在这个过程中，污染的地下水被抽到表面进行处理，然后回灌到地下补充地下水位，维持循环模式。回灌床的大小是由土壤的渗入率和水流量决定的。以前回灌床补充地下水的方法包括使用石头，但是石头带入的泥土微粒会对渗入率产生十分明显的反作用，因此需要扩大回灌床的面积。工程师认为，如果使用塑料管道室式渗滤设备作为解决方法，将可以使微粒的反作用降到最小。 结论 30年前塑料管道室式渗滤技术的引进，在当时对于是不断追求高效率，标准化，以及先进技术的现场处理系统来说是革命性的一大步。它在解决无数问题上的好处已经被许多领域所肯定。社区系统因提高储存容量而受益，沙滤器的处理能力因更广泛的分布面而得以提高，沼泽地处理系统也因而更为可靠。 为了适应不断变化的环境和经济需求，我们将来肯定会看到更新的系统设计和更先进的处理技术将不断地被开发出来。 当设计师和工程师接受挑战，并不断创造解决世界污水问题的革新方法时，塑料管道室式渗滤技术将处在这些解决方法的前沿。随着未来的展现，这个多功能产品和它的应用将继续发展以迎接广范的挑战。 信息来源于: WWD-China.com