除砂及除懸浮物技術(shù)在綠化灌溉系統(tǒng)中的應(yīng)用

馬 鵬 郭紅進(jìn) 鄭星奇

0 引言

新疆吐哈油田鄯善生產(chǎn)基地屬典型的溫帶大陸干旱性氣候，年平均蒸發(fā)量 2 625.3 mm，年平均相對(duì)濕度 45%，日最大騰發(fā)量ET0=7.1mm。基地院內(nèi)面積約 100萬 m2，院內(nèi)綠化面積為 44萬 m2，綠化率達(dá)到44%。院內(nèi)綠化主要分為環(huán)繞周邊約 30m寬，4 000m長(zhǎng)的林帶綠化區(qū)和院內(nèi)多功能的園區(qū)綠化區(qū)兩種類型。

鄯善基地現(xiàn)有綠化灌溉系統(tǒng)已逐漸不能滿足綠化需求，基地采用除砂、除懸浮物系統(tǒng)對(duì)基地綠化灌溉系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，綠化用水以基地外東南角 300m處的生活污水廠處理后的中水為主要綠化灌溉水源，坎兒其水庫(kù)水作為主要補(bǔ)充水源，自來水作為備用灌溉水源。

1 鄯善基地綠化灌溉系統(tǒng)存在的問題

目前，鄯善基地綠化水源主要由三部分組成:一部分為生活用自來水，一部分為基地外東南角約 300m處生活污水處理廠處理后的再生水(中水)，還有一部分為坎兒其水庫(kù)水。坎爾其水庫(kù)水通過輸水渠攔污處理，進(jìn)入距基地東北角約 3 km的小型儲(chǔ)水池，再由自壓輸水管道輸送至基地東北角的綠化灌溉引水口。整個(gè)灌溉季節(jié)，尤其在季節(jié)性洪水期，該水源混濁，雜質(zhì)較多，容易堵塞各類較先進(jìn)的噴滴灌灌水器，不能正常發(fā)揮現(xiàn)有綠化噴滴灌灌溉系統(tǒng)的功能和效率進(jìn)行綠化灌溉，在炎熱季節(jié)導(dǎo)致綠化缺水，樹木花草嚴(yán)重干旱。

近年來雖然部分綠化灌溉采用了現(xiàn)代高新節(jié)水技術(shù)設(shè)備，因?yàn)樗|(zhì)處理不理想，加上金屬材料管材的銹蝕，導(dǎo)致各類灌水器頻繁堵塞，嚴(yán)重影響基地綠化灌溉工作的正常進(jìn)行。

2 系統(tǒng)組成和工作原理

2.1 系統(tǒng)主要組成

基地綠化灌溉除砂、除懸浮物系統(tǒng)包括初級(jí)濾層過濾層過濾凈化處理系統(tǒng)和綠化灌溉首部控制系統(tǒng)。

2.1.1 初級(jí)濾層過濾凈化處理系統(tǒng)

初級(jí)濾層過濾凈化處理系統(tǒng)主要是對(duì)來自生活污水處理廠處理后的中水和坎兒其水庫(kù)水進(jìn)行初級(jí)過濾凈化。初級(jí)濾層過濾進(jìn)化處理系統(tǒng)是在基地東北角建設(shè) 1 000m鋼筋混凝土材質(zhì)的蓄水調(diào)節(jié)池，蓄水調(diào)節(jié)池分為三個(gè)長(zhǎng) 10m、寬 25m、深 1.7m的矩形水池連接，處理池邊壁鋪墊10 cm厚粘土碾壓，上鋪一層防滲膜和無紡布進(jìn)行防滲處理，底層間隔 0.5m并排排放 5根 2 m長(zhǎng)DN150濾水花管相連，孔洞直徑 30mm呈梅花狀分布，孔洞間距50mm，花管外進(jìn)行濾布包裹處理。蓄水調(diào)節(jié)池采用鋼筋在池頂部繃出網(wǎng)狀骨架作為支撐，池頂采用柔性材料(如帆布等)搭在網(wǎng)狀骨架上遮蓋水池，防止雜物隨風(fēng)吹入和生長(zhǎng)青苔污染水源;在水池周圍距外沿 1m間隔的位置，環(huán)繞一周建設(shè) 1.5m高的鋼制防護(hù)柵欄，柵欄條間距 0.2m，用以防止行人跌入發(fā)生危險(xiǎn)。

2.1.2 綠化灌溉首部控制系統(tǒng)

綠化灌溉首部控制系統(tǒng)主要由離心水泵、離心式過濾器、砂石過濾器、T形過濾器等組成。

為了有效地實(shí)現(xiàn)綠化灌溉，降低管理工作強(qiáng)度，節(jié)約能源，形成相對(duì)隨機(jī)的運(yùn)行管理模式，綠化灌溉系統(tǒng)首部設(shè)計(jì)為變頻控制動(dòng)力系統(tǒng)，采用 1拖 4的變頻控制器，安裝 4臺(tái)立式離心水泵(H=35m～40m，Q=100m/h)，最大供水強(qiáng)度 300m/h。 2臺(tái)離心式過濾器(公稱壓力 0.4MPa，流量 650m3，進(jìn)口直徑 250mm)、4臺(tái)砂石過濾器(公稱壓力 0.4 MPa，流量 650 m3，進(jìn)口直徑250mm)、14臺(tái) T形過濾器(公稱壓力 0.4MPa，流量 650m3，進(jìn)口直徑 150mm)(見圖 1)。

2.2 系統(tǒng)主要工作原理

2.2.1 蓄水池容積的確定

基地最終綠化面積約 44萬 m2(660畝)，由于該區(qū)域年平均降水量 26.2mm，年平均蒸發(fā)量 2 625.3mm，綠化完全依靠人工灌溉，降雨有效利用量設(shè)計(jì)灌溉系統(tǒng)時(shí)忽略不計(jì)。

I0=E0=ET0=7.1mm/d，t=20 h/d，η=0.85，A=660畝。Q=(10AI0)/(ηt)=(10×44×7.1)/(0.85×20)=184m/h。

基地綠化灌溉系統(tǒng)日運(yùn)行時(shí)間設(shè)計(jì)為 20 h，每小時(shí)供水量不小于 184m，蓄水調(diào)節(jié)池為單位供水能力的 3倍 ～6倍，考慮到基地為干旱區(qū)，蒸發(fā)量極大，選取上限，蓄水調(diào)節(jié)池的容積設(shè)計(jì)確定為1 000m。

2.2.2 系統(tǒng)主要工作流程

1)修建中水和坎兒其水庫(kù)水輸水管道，把基地污水處理廠處理后的可用于綠化灌溉的中水以及坎兒其水庫(kù)水輸送至綠化灌溉蓄水調(diào)節(jié)池，經(jīng)過蓄水調(diào)節(jié)池內(nèi)的網(wǎng)式花管濾水裝置進(jìn)行初級(jí)過濾，過濾標(biāo)準(zhǔn) 80目 ～100目，初步凈化處理水源。

2)在基地東北角引水口處修建集中綠化灌溉首部系統(tǒng)(見圖2)，首先，通過四臺(tái)離心水泵將初級(jí)過濾后的水源提升至離心式過濾器，離心式過濾器由于重力及離心力的作用，對(duì)水中的砂子和石塊進(jìn)行分離，分砂效果為 60目 ～150目砂石 98%～92%。然后，離心式過濾器過濾后的水源進(jìn)入砂石過濾器，通過砂石過濾器，對(duì)水中有機(jī)雜質(zhì)和無機(jī)雜質(zhì)進(jìn)行過濾處理，并將過濾后的水源不間斷供給T形過濾器，水源流經(jīng) T形過濾器時(shí)，其中殘余的雜質(zhì)被濾出，同時(shí)，T形過濾器可保護(hù)機(jī)泵、壓縮機(jī)、儀表和其他設(shè)備正常工作。從T形過濾器過濾后的水源，達(dá)到基地綠化灌溉設(shè)備正常工作的水質(zhì)要求，并通過綠化管線輸送進(jìn)行基地綠化。

3 系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)

1)正常狀態(tài)下，系統(tǒng)首部動(dòng)力設(shè)備日連續(xù)工作時(shí)間以不超過20 h/d為宜，冬季對(duì)水泵進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)。

2)過濾系統(tǒng)應(yīng)定時(shí)經(jīng)常進(jìn)行沖洗，尤其是蓄水調(diào)節(jié)池中的濾網(wǎng)花管初級(jí)過濾設(shè)施要經(jīng)常觀察和檢查，定期進(jìn)行清洗，在冬季來臨停止灌溉后，對(duì)過濾器內(nèi)的各種部件進(jìn)行清潔處理。

3)年末綠化灌溉停止后必須把蓄水池內(nèi)的余水清理干凈，各管網(wǎng)末端要開啟排水閥，排空管網(wǎng)內(nèi)的積水防止凍脹損壞設(shè)備;中水輸水管網(wǎng)在冬季來臨前也要把管網(wǎng)內(nèi)的余水放空。

4)下一個(gè)灌溉季節(jié)來臨前，應(yīng)先對(duì)各控制閥進(jìn)行檢查是否正常，以便及時(shí)更換壞損的設(shè)備;對(duì)蓄水池進(jìn)行清洗，同時(shí)沖洗管網(wǎng)。對(duì)首部動(dòng)力和過濾設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行檢查，以便及早排除隱患，保證灌溉系統(tǒng)正常工作。

4 結(jié)語

鄯善基地綠化灌溉系統(tǒng)通過初級(jí)濾層過濾凈化處理系統(tǒng)和首部水處理系統(tǒng)的建設(shè)，形成了一套工藝上完整、可靠，技術(shù)上先進(jìn)、節(jié)能的除砂、除懸浮物系統(tǒng)。該系統(tǒng)投用后，經(jīng)過污水處理廠處理后的生活污水和坎兒其水庫(kù)水將得到充分的應(yīng)用，綠化灌溉水量充足，避免了以往直接取用大量自來水進(jìn)行綠化，節(jié)省了大量的淡水資源。同時(shí)，綠化灌溉率得到了充分保障，杜絕了綠化與生活、工作爭(zhēng)水的現(xiàn)象，而且可以進(jìn)一步擴(kuò)大綠化區(qū)域，使基地辦公生活區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步改善。

[1] 徐 濤.淺談城市工業(yè)污水處理及回用研究[J].山西建筑，2009，35(13):170-171.

[2] 馬士朝.超濾技術(shù)在生活污水回用處理中的開發(fā)與應(yīng)用[J].山西建筑，2008，34(26):188-189.