雨水径流条件对陶瓷透水砖快速堵塞的影响

利用自行研制的透水砖雨水径流快速堵塞模拟装置,分别研究了雨水径流中颗粒浓度、颗粒粒径和径流速度对陶瓷透水砖渗透系数的影响。试验结果表明:在雨水径流颗粒粒径为10~150μm的条件下,堵塞过程主要经历快速堵塞、局部波动和渐进堵塞三个阶段。雨水径流中的颗粒浓度和粒径分布是影响陶瓷透水砖快速堵塞的主要因素。在颗粒浓度为200~1000 mg/L的条件下,随着颗粒浓度的增大,透水砖堵塞过程延缓、程度变轻;随着颗粒粒径的增大,堵塞特性相反。雨水径流流速是影响陶瓷透水砖快速堵塞的次要因素。当径流流速从1.5 cm/s增加到6.5cm/s时,堵塞过程变慢,但不显著影响最终堵塞的程度。应结合当地雨水径流颗粒粒径范围,选用合适规格的陶瓷透水砖。     

透水砖堵塞和控制研究及应用进展

透水砖是海绵城市系统的重要组成部分,可有效降低城市雨洪风险。但透水砖会因截留颗粒物而降低其渗透性能,严重缩短其使用寿命。综述了透水砖的分类、堵塞机理、防堵控制技术,及其在我国的工程实践应用情况。透水砖堵塞位置和程度主要受材料、孔隙结构、雨水径流颗粒物性质及暴露环境等诸多因素共同影响,需要经常性的维护清理以保证其透水性能。目前,透水砖主要有人工清扫、高压冲洗和真空抽吸等三种维护方法,但只能去除透水材料表层截留物,恢复能力有限。因此,研制高强度和高渗透性的透水砖,以及与纳米科技应用和耦合系统有助于源头控制堵塞。最后对缓堵型透水材料研制和长效维护机制提出了研究建议。     

玉溪市海绵工程透水砖堵塞规律研究

为研究分析透水砖堵塞规律,采用配制合成的雨水径流模拟透水砖的堵塞过程,考察了透水砖初始透水系数、透水柱进水水位高度及堵塞溶液SS浓度对透水砖透水系数的影响。实验结果表明,透水砖堵塞过程分为快速堵塞、小幅恢复和慢速堵塞三个阶段,透水砖初始透水系数较大、透水柱进水水位较高、堵塞溶液SS浓度较低时,透水砖堵塞相对缓慢;经过长时间堵塞,透水砖最终透水系数相近。研究透水砖的堵塞规律,对透水砖在海绵城市建设中的推广使用具有一定的意义。     

运用响应面法对透水混凝土堵塞试验分析

透水混凝土作为海绵城市建设排水工程中的透水铺装、排水明沟及生物滞留设施建设重要材料,得到了广泛推广和应用,但透水混凝土在长期使用后,其具有的多孔性特质导致堵塞物质随地表径流进入孔隙,堵塞现象不断加剧导致透水混凝土透水性功能丧失。针对堵塞涉及的雨水径流水头高度、水平径流速度和试件孔隙率三个关键影响因素开展试验和模拟分析,探讨应用响应面软件研究透水混凝土的堵塞规律。试验结果表明:雨水径流水头的高度对孔隙堵塞影响性最高,而孔隙率和水平径流速度的交互作用对孔隙堵塞的影响程度显著。     

地表径流污染物在透水铺装系统中的迁移规律

针对北京市雨水径流特性,选取3种典型的透水铺装系统即水泥透水砖、砂基透水砖和页岩透水砖,以面层破损实验和柱实验方式研究透水铺装系统对常规径流污染物（COD、NH₄⁺-N、TN、TP）的去除效能和机制,探讨不同降雨重现期和透水铺装各床层的影响。结果表明,破损的面层材料经雨水浸泡后可能会出现污染物溶出现象,加剧径流污染。3种透水铺装系统出水中的径流污染物浓度变化趋势基本一致,随着运行时间的延长,大部分污染物的浓度先急剧降低随后出现不同程度的升高。水泥砖和砂基砖透水铺装系统对污染物的去除效能较为接近,均优于页岩砖透水铺装系统。3种透水铺装系统面层、基层下部以及底基层对COD和NH₄⁺-N的去除效果较好;系统各床层对TN的去除效果均较差,甚至出现TN析出的现象,但对TP的去除效果均较好。当降雨重现期增加时,透水铺装系统对污染物的去除效果变差。     

纳米二氧化钛控制透水砖堵塞试验研究

为了研究纳米二氧化钛对陶瓷透水砖堵塞的控制效果,采用不同方式在透水砖表面负载纳米二氧化钛,并开展了一系列透水砖堵塞控制试验,测定了透水砖的透水系数随过水时间的变化。结果表明,引入适量纳米二氧化钛可以提高陶瓷透水砖的透水性能。在1 g和4 g纳米二氧化钛负载量下,采用喷涂法和浸提法负载1 g纳米二氧化钛的透水砖均表现出良好的透水性能。喷涂法负载纳米二氧化钛透水砖的透水性能优于浸提法,初期和末期透水系数比未负载纳米二氧化钛的透水砖分别高146.15%和100%。用喷涂法负载粒径为5～10、25、40、100 nm的纳米二氧化钛时,5～10 nm的透水砖表现出最佳的透水性能,且成本最低。因此,推荐采用喷涂法负载纳米二氧化钛,且最适粒径范围为5～10 nm。     

玉溪海绵城市透水砖堵塞恢复方法研究

针对云南玉溪海绵城市建设中透水铺装的情况,采用人工配制的SS溶液模拟降雨径流,探究不同的清洗方式对透水砖堵塞的恢复效果及对透水砖养护的影响,以延长透水砖的使用年限。12次堵塞/清洗实验结果表明,混合了柠檬酸钠的高压水清洗效果最佳,其次是普通高压水清洗、常压水清洗及使用毛刷清洗,透水系数分别维持在初始值的50%、36%、15%、0. 78%,毛刷刷洗几乎无效果。在湿润状态下清洗透水砖比干后再清洗效果更明显,透水系数分别维持在初始值的52%和36%。通过对清洗周期的分析,表明短期内频繁的清洗对透水性能的恢复有良好效果,但在长期使用中区别不大。     

透水混凝土路面结构层孔隙堵塞机理试验研究

利用透明聚丙烯酸钠小球代替透水混凝土粗集料,对堵塞颗粒在地表径流作用下进入透水混凝土内部孔隙造成的堵塞过程进行了图像分析研究,并采用控制变量法分别研究了透水混凝土孔隙率、水平径流速度、渗流速度、堵塞颗粒级配对堵塞过程的影响。结果显示:堵塞过程经历了快速堵塞、堵塞恢复、缓慢堵塞和稳定堵塞4个阶段;孔隙率和堵塞颗粒级配对堵塞发展速度的影响较为明显;孔隙率、水平径流速度、渗流速度和堵塞颗粒级配都对各粒径堵塞颗粒的最终分布有一定影响。该研究结果对透水混凝土路面的养护有一定的参考价值。     

新型建材推介

陶瓷透水砖由高温烧制而成,不会褪色和变色,由于表面使用了细颗粒料,因此步行更安全,而且不易产生疲劳感。自环保陶瓷透水砖除了透气、透水功能,保水性、隔热性能都很高,下雨时雨水通过陶瓷透水砖渗透到地下,天晴后水份由地表层慢慢蒸发出来,能缓和路面温度上升。     

海绵城市建设中三种类型透水路面削减内涝效果研究

在海绵城市建设过程中,透水路面的削减内涝效果对区域海绵化改造具有重要意义。对透水沥青路面、透水混凝土路面和陶瓷透水砖路面三种不同类型透水路面的削减内涝效果进行了研究。结果表明,透水路面总地表径流减少1%～40%,峰值流量减少7%～42%。透水路面的效果受透水率和初始含水量的影响。初始含水量为0%和50%时,三种路面地表总径流减少效果和峰值流量减少效果分别下降8%～24%和8%～17%。初始含水量高的透水路面减少总径流和减少峰值流量的效果下降。在三种透水路面中,最不利状态下透水沥青路面透水效果最好,陶瓷透水砖路面次之,透水混凝土路面较差。最佳状态下透水混凝土路面透水效果最好,透水沥青路面效果次之,陶瓷透水砖路面效果最差。     

透水混凝土路面堵塞对径流水质控制影响试验研究

透水混凝土铺装对雨水径流水质控制有显著效果,但随着使用时间的延长,铺装系统中的路面堵塞会越来越严重,水质处理能力也随之下降。试验表明,在一年重现期下,没有堵塞的透水混凝土路面对SS、COD、TN、TP、Cu的去除率分别是47%、40%、37%、43%、43%。当透水混凝土路面的堵塞率达到70%时,SS、COD、TN、TP、Cu的去除率分别下降到33%、27%、33%、34%、37%。随着透水混凝土路面的堵塞率的不断增大,其对径流中常见污染物的控制作用持续减弱。结果揭示了堵塞对径流水质控制的作用及变化,为透水混凝土铺装在海绵城市的建设过程中的应用及维护对策提供了技术支撑。     

综合透水地面系统去除城市径流污染物试验与探索

在实验室条件下,以砂基透水砖地面系统为例,采用道路雨水为试验水源,模拟南京市夏季平均降雨强度,研究不同基层厚度的综合透水地面系统对污染物的去除规律,并对进出水样进行系统分析.     

硅砂滤水砖的性能及其对雨水处理能力的研究

采用微污染河水作为模拟雨水和地面径流,经免烧结成型的硅砂滤水砖渗滤装置处理后,检测滤前和滤后的水质变化。结果表明,经过透水砖渗滤作用,对浊度、NH+4-N和TP的平均去除率分别为58.7%、12.8%和21.1%;由于硅酸盐的析出导致p H值稍微增大;CODMn浓度在开始的几次过滤中有少量增长,之后随着过滤次数的增加而下降;硅砂滤水砖对溶解性荧光有机物中类蛋白物质浓度的影响不大,但类腐殖质物质浓度稍有增加。     

基于光感技术的径流雨水分质截留模式研究

基于"初期冲刷"理论的传统径流雨水截留模式没有直接与水质挂钩,因而不能准确拦截污染径流雨水、弃流清洁径流雨水。为此,提出了一种基于光感技术的径流雨水分质截留模式,建立径流雨水水质与透光性的关系,根据透射光衰减量对实际降雨径流进行截留分析。试验结果表明,径流雨水水质与透光性具有较高的一致性。与容积式截留模式相比,在截留体积相同的条件下,光感式所拦截的SS、COD和TP质量增加了17%～105%;光感式应用范围更广,为径流污染的削减提供了一种新模式。     

透水混凝土强度及渗透性能研究

通过试验研究了硅灰、P·O52.5级水泥对透水混凝土抗压和抗折强度的影响;根据透水路面透水系数长期原位监测试验揭示了透水路面堵塞规律,并对不同堵塞程度路面进行渗透能力恢复研究。结果表明：透水混凝土制备过程中掺入硅灰和P·O 52.5级水泥的混合物,透水混凝土抗压和抗折强度的改善效果最好;透水路面运营前期,渗透能力衰退速度最快;高压水冲洗和真空吸尘相结合的透水路面养护方式可取得更好的渗透能力恢复效果。     

曝气生物滤池在生活污水处理方面的试验研究

试验通过对进水水质、出水水质和去除率进行比较,考察了曝气生物滤池（BAF）对生活污水的净化效能。实验分动态试验和静态试验两组进行,动态试验模拟连续式BAF运行方式,静态试验模拟间歇式BAF运行方式。并在试验过程中,选择不同的滤料、滤速和曝气时间进行对比,考察对COD和NH3-N的处理效果。试验结果表明,静态试验和动态试验对污水中COD和NH3-N均有较好的去除效果;不同滤料对COD、NH3-N的去除有较明显的差异,合理地选择滤速及曝气时间,将显著提高对COD、NH3-N去除效果;试验中还发现及时正确的反冲洗有利于提高滤料表面生物膜的活性,促进污染物的去除。     

缝隙透水路面透水性能研究

采用单一堵塞材料、复合堵塞材料来模拟缝隙透水路面堵塞过程,并用透水系数恢复率来表征缝隙透水路面透水性能恢复程度。研究结果表明,采用单一堵塞材料来堵塞缝隙透水路面时,随着堵塞材料粒径的减小,透水路面透水系数恢复率降低愈明显。根据路面实际情况,提出了透水路面透水性能恢复试验研究时复合堵塞材料组成及用量。为保证缝隙透水路面透水系数恢复率达到80%,缝隙宽度宜设置为10 mm,清理措施宜采取真空度低于-20 kPa的吸尘器清理和2～4 MPa压力水清理的双重措施。     

透水混凝土制备及抗堵塞性能的研究

以建筑混凝土废弃物破碎制成的再生骨料为骨架、以普通硅酸盐水泥和强凝胶为胶凝材料,添加少量高性能减水剂和一定量的短切纤维,制备再生骨料透水混凝土。试验结果表明:1、再生骨料透水混凝土比碎石或卵碎石骨料透水混凝土的耐磨性、抗压强度及抗弯拉强度略低,透水系数介于两者之间;单一粒级堵塞剂滞留在再生骨料透水混凝土表面的占比也介于另外两种透水混凝土之间,且透水恢复比比较低;2、短切纤维掺量增加,再生骨料透水混凝土的耐磨性、抗压强度及抗弯拉强度升高,透水系数降低;单一粒级堵塞剂随着纤维添加量增加更容易滞留于再生骨料透水混凝土表面,经冲洗表面透水恢复比比较高。     

混凝/PAC/超滤工艺去除水中天然有机物的研究

在饮用水处理过程中如何去除天然有机物是一个亟待解决的问题。混凝能降低水中污染物的浓度,避免这些物质进入膜孔内部,改善沉积在膜表面滤饼层的过滤性能和水中颗粒、胶体的迁移性能,提高膜通量。投加粉末活性炭(PAC)吸附溶解性有机物,利用超滤(UF)膜截留粉末炭,可达到提高出水水质的目的,还能防止膜污染。试验结果表明,混凝/PAC/UF组合工艺对水中UV254、UV410、TOC有较好的去除效果,平均去除率分别为92%、95%、84%,同时能改善膜透水通量、降低膜的吸附阻力、延长过滤周期、有效减少膜污染。     

生物活性炭滤柱反冲洗技术优化

在生物活性炭深度处理技术的应用中,反冲洗的方式与最佳参数直接影响活性炭滤池的运行效果和成本。采用反冲洗水的浊度、对COD Mn、UV254的去除效果以及出水颗粒数等指标进行分析,以新炭和四年炭为研究对象,比较分析了5种不同的反冲洗方式对生物活性炭滤柱运行效果的影响。