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第1篇：水利工程的用處范文

1)根據水磨河泉水的原水特征，其濁度很低，常年小于1NTU，只有水中的總硬度及硫酸鹽超標。為降低投資，本方案考慮軟化除鹽的處理工藝流程，以最低的基建投資、低運行費用達到要求的出水水質。

2)凈水工藝選擇中，除了從衛生角度考慮外，水磨河水廠處理的目的是去除原水中的總硬度及硫酸鹽、細菌，使凈化后的水質能滿足生活飲用水或工業生產的需要。

3)常用的軟化除鹽凈水工藝有反滲透、離子交換、電滲析等。每項凈水工藝又有多種不同形式的凈水構筑物。設計時應針對不同的原水和用戶對水質的要求，經技術經濟比較，選擇其工藝流程，選擇一項或幾項凈水構筑物，作適當的組合，以滿足凈水要求。

2水磨河水廠凈水處理主要設計參數的確定

2.1進水水質指標

為保證供水安全，及時準確地了解水磨河泉水水質的動態變化，從2001年開始，水磨河管理處與新疆維吾爾自治區水環境監測中心簽訂水質監測協議，委托水環境監測中心對水磨河水源地的各泉眼及蓄水池的水質定時定點進行監測。水磨河水管站蓄水池水質情況:天然指標測定值變化范圍為:1)總硬度測定值變化范圍為479～592mg/L。2)氯化物測定值變化范圍為117～137mg/L。3)硫酸鹽測定值變化范圍為361～469mg/L;有機污染類指標揮發酚、亞硝酸鹽氮、氨氮全年均未檢出;高錳酸鹽指數測定值變化范圍為0.4～1.1mg/L;細菌總數測定值變化范圍為2～21個/mL，總大腸菌群測定值變化范圍為0～2個/L。年際變化不大。水磨河水廠進水水質指標見表1。根據以上指標可以判斷，水磨河水源地的泉水除總硬度及硫酸鹽超標外，符合生活飲用水衛生標準的要求。

2.2出水水質指標

本工程設計水磨河水廠出水水質嚴格要求執行《生活飲用水衛生標準》(GB5749－2006)中的規定。見表2。

2.3水處理工藝介紹

本工程水處理的主要對象是泉水中所含的Ca2+、Mg2+離子及硫酸鹽，常用的水處理工藝包括離子交換、電滲析、反滲透、消毒等常規處理。反滲透:RO反滲透設備采用當代最先進、節能有效的膜分離技術，反滲透設備其原理是在高于溶液滲透壓的作用下，使其他物質不能透過半透膜而將其它物質和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此反滲透設備能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等，反滲透設備可以生產純水、高純水，以滿足不同行業、不同需求的用戶。當純水和鹽水被理想半透膜隔開，理想半透膜只允許水通過而阻止鹽通過，此時膜純水側的水會自發地通過半透膜流入鹽水一側，這種現象稱為滲透，若在膜的鹽水側施加壓力，那么水的自發流動將受到抑制而減慢，當施加的壓力達到某一數值時，水通過膜的凈流量等于零，這個壓力稱為滲透壓力，當施加在膜鹽水側的壓力大于滲透壓力時，水的流向就會逆轉，此時，鹽水中的水將流入純水側，上述現象就是水的反滲透(RO)處理的基本原理。

3凈水處理的工藝流程

根據水磨河泉水的水質，本工程推薦采用離子交換法為主的水處理工藝。采用陰、陽離子交換器串聯的一級復床，去除水中的硬度及Cl－、SO2－4等陰離子，水質標準達到《生活飲用水衛生標準》。工藝流程如下:原水集水池一級泵站RO反滲透系統混合池、加氯二級泵站出水在采用RO反滲透對原水進行軟化除鹽時，水中的離子去除比較徹底。據資料顯示，水中的離子去除率可達到95%以上，而本工程中出水是供給生活飲用水，無需將水中的離子全部去除掉。因此，本工程為節約投資，對部分原水進行處理，處理后再與原水進行混合，使水磨河水廠中的出水水質達到《生活飲用水衛生標準》即可。

第2篇：水利工程的用處范文

【關鍵詞】 頂管、糾偏、監測、措施

1.引言

為了提升人們居住的水環境質量，城市污水處理量越來越大，污水處理廠污水管道收集系統不僅越來越龐大，也越來越密集。由于管道較長，經過的地質條件以及現場條件較為復雜，當遇到障礙物無法明溝開挖埋管時，頂管法可成為有效的解決方法。本文介紹的是海寧市東部污水干管一期工程黃灣泵站至尖山污水廠管道工程中穿越翁金公路的頂管施工。

2.頂管方案的選擇

翁金公路東西向，寬15m。頂管南北向，與公路交角為60°，長度約30m，深度約3.8m。根據工程勘察報告，頂管作業區為淤泥質粘土，該土層強度高，韌性好，施工阻力相對較小，故無需采用觸變泥漿，同時為了防止路面拱起，決定采用敞開式頂管法。擬投入施工的機械和人員如表（2.1）和（2.2）。

3.頂管前的準備工作

3.1 頂管工作坑的制作

3.1.1 基坑開挖

用挖掘機整平施工場地，按照“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖，嚴禁超挖”的原則進行開挖，用6m的鋼板樁做好豎向和水平支撐。

3.1.2 澆筑后背墻

后背墻的強度是管節能否順利頂進的關鍵，澆筑前應對后背土體進行允許抗力的驗算。施工最大頂力應大于頂進阻力，但不得超過管材或后背墻的允許頂力。頂進阻力計算按式（3.1.2-1）計算：

Fp=∏·D0·L·fk+Nf （3.1.2-1）

式中 Fp----頂進阻力（kN）；

D0----管道的外徑（m）；

L----管道設計頂進長度（m）；

Fk----管道外壁與土的單位面積平均摩阻力（kN/m2），通過試驗確定；

Nf----頂管機的迎面阻力（kN）；敞開式頂管機的迎面阻力宜按式（3.1.2-2）計算：

Nf=∏（Dg-t）t·R （3.1.2-2）

式中 Dg----頂管機外徑（mm）；

R----擠壓阻力（Kn/m2），取R=300～500kN/m2。

3.1.3 工作坑底板澆筑

可視地下水位情況進行抽排水，使井底保持穩定和干燥。坑底設置一50cm*50cm集水坑，并及時澆筑混凝土底板。

3.2 鋼板墊塊、油壓千斤頂和軌道安裝

用汽吊將鋼板墊塊、油壓千斤頂、軌道、頂鐵等配件吊放入坑內，組織安裝人員進行安裝。安裝完畢后，對軌道軸線、水平、標高等技術參數進行復核，使之滿足施工要求。

3.3 管節的選用和安裝

所有管節安裝就位前必須按設計要求做好防腐，全面檢查外觀質量，發現有缺陷的一律禁止使用。采用專業吊具將管節吊放在軌道上，安放O形頂鐵，緩慢推進，讓接頭平順對接。

3.4 動力及照明

施工場地動力及照明均由柴油發電機發電供電，配電箱、開關箱均為BSW型標準箱。照明電線用絕緣子固定，燈具的金屬外殼接地。全部設備在頂進前經認真檢查、試運行后投入使用。

4.頂管的頂進施工

4.1 頂進線路的控制及糾偏

接頭對好后，開動液壓千斤頂將管節頂進。機頭自身有一段糾偏段，糾編主要是由4臺螺旋千斤頂來完成，最大角度范圍能夠達到上下1.7°左右1.2°。頂進線路的控制主要依靠設備的正確操作以及預見性。

為了使管道按照設計要求的高程和方向頂進，在頂進過程中應不斷對工具管的高程方向轉動進行測量， 勤測勤糾 ，根據測量反饋結果，調整糾偏千斤頂，使機頭改變方向，從而實現頂進方向的控制，確保管道按設計軸線頂進。糾偏貫穿頂進施工的全過程，嚴格遵循“勤測量、勤糾偏、微糾偏”的原則。

測量是采用數字電子經緯儀進行方向測量的，對于扭轉，則由機頭的角度儀測出。經緯儀經校正后，牢固固定在千斤頂端，然后管道的機頭端安裝反射玻璃，并將測量的結果直接輸出至控制液壓千斤頂的電腦上，方便操縱。

4.2 管節的焊接

管節接口均采用V型焊縫雙面施焊，焊條采用E4303型。焊縫外觀質量和內部質量達到表4.2的要求，焊縫內部質量采用超聲波檢測。

4.3 排土

頂進掘出的土由機頭上安裝的鋼絲切成塊后用小推車運出管口，再用汽吊移出工作坑，并外運。開挖端面的取土過多或過少，會造成地面的沉降或隆起。為避免這種不良影響，掘進過程中要始終注意土壓和排土量的控制。開挖面的土壓控制值，按地下水壓+土壓+預備壓設定。排土量Q一般按式（4.3）計算：

Q=∏/4·D·St （4.3）

式中 Q----掘進土計算體積（m3）

D----頂管機外徑（m）

St----頂進長度（m）

4.4 監測

為了保證施工安全，在頂進過程中必須加強對工作坑、路面的監測，如附近還有構（建）筑物，則也在監測的范圍之內。

4.4.1 工作坑的監測

工作坑的穩定是保證頂管順利頂進的先決條件。在頂進過程中，必須加強對圍護結構的水平變形和豎向變位的監測。在圍護結構上取一個便于觀測的點，做上記號，進行監測，每頂進一管節觀測次數不少于一次。

4.4.2 路面的監測

由于機頭糾偏后，刃腳后會形成一個空隙，管道頂進時周圍的土體會塌入空隙，有可能引起地面沉降。為避免這種情況，在頂管頂進時，一方面，必須及時測量，勤測勤糾，避免大角度糾偏。另一方面，在頂管施工沿線按一定間距布設沉降觀測點，監測頂管頂進施工期間的地面沉降量。

5.接收

在接近到達位置時，放慢頂進速度。根據記錄的頂進長度判斷出機頭的位置，在地面上預先做好到達位置的標記，當機頭與管節連接線快要到達該標記時停止頂進。為了避免開挖面過大，此時可以進行開挖，并視條件采取適當的圍護措施，確保接收坑的穩定。將機頭與管節分離后吊出機頭，再借助U型頂鐵將管節接頭送至到達位置，頂管施工完畢。

6.結束語

本文的頂管長度較短，較淺，現場土質也較好，所以施工相對較為順利。隨著城市規模的不斷擴大，地下管線建設越來越密集，污水管道的敷設位置越來越受限制。頂管法的日漸成熟，讓污水管道的布置更加靈活。

參考文獻

第3篇：水利工程的用處范文

【關鍵詞】 城市建設；工業污水；處理；回收利用；研究

近年來，隨著我國社會經濟的快速發展和城市化建設進程的不斷加快，城市工業發展過程中的污水問題依然成為阻礙其可持續發展的瓶頸，同時對資源節約型和環境友好型社會的構建非常的不利，因此加強對城市工業污水處理與回收利用的研究，具有非常重大的現實意義。

1 城市工業污水處理中的基本方法

從實踐來看，隨著近年來城市化建設進程的不斷加快，城市廢水中的工業廢水比重越來越大，具有關統計數據顯示，2008年國內各大城市的全年總廢水排放量就已經超過了571億噸，其中工業廢水在總量中的占據份額大約是 42.3％，即超過241億噸。近年來，隨著社會經濟的快速發展和城市化建設進程的不斷加快，國家加大了城市工業污水的處理力度，同時也投入了大量的專項資金。從2012年上半年的處理情況來看，確實取得了一定的成效，但形勢依然嚴峻。對于城市工業污水而言，有效的應對策略就是嚴格控制城市工業污水的排放量，加強對工業污水的處理與回收利用。在當今社會，國內各類企業對城市工業污水的處理與回收利用越來越重視，以下是幾種常用的處理工藝和方法。

第一，化學沉淀法。該方法主要適用于處理鎳、鉻、銅以及鋅和汞等工業廢金屬離子以及砷、硼等兩性元素，同時還可以對城市工業污水中鈣、鎂等堿性金屬元素與氟、硫等非金屬元素進行有效的處理。實踐中，利用化學方法對城市工業污水中的各種重金屬進行處理，其技術方法相對比較容易和簡便一些。在此過程中，再結合相應的化學反應方程式可有效地準確計算應投數量，以實現物盡其用之目的。如果工業污水量相對較少一些，則可直接采用手工操作等方式進行處理；如果工業污水量相對較大，則條件具體的情況下可利用大型的自動化機械設備實施作業。針對工業污水中的重金屬離子，可設置差異性的PH沉淀條件，該方法主要是應用于采礦冶煉生產實踐中所含有的大量重金屬離子污水處理。

第二，電解法。實踐中，該方法主要包括隔膜電解法和凝聚電解法兩種，利用電解法對工業污水進行處理，不僅可有效地對重金屬離子進行處理，而且還可以對重金屬進行有效的回收和利用。但需要主要的是采用電解法對工業污水中的重金屬進行處理，通常因電極板用電會消耗大量的電力資源。

第三，浮力浮上法。在城市工業污水分離處理實踐中，將重金屬上依附一些相對較小的氣泡，從而使其比重小于水，并浮上水面，即實現重金屬清除之目標。

在工業污水處理過程中，當前使用最多的浮力上浮法主要有離子浮上法和沉淀浮上法，同時還包括電解浮上法等。

以上幾種方法均是對城市工業污水的具體處理措施，一般是在確定了回收利用目標和污水水質檢驗以后，再選擇具體的處理方法和工藝，這樣能夠有效地保證城市工業污水達到可回收利用的程度。在此過程中，每種具體的污水處理7方法都有其自身的特點與用途，但實踐中只采用一種方法卻難以實現工業污染物的有效清除，因此為達到預期的污水處理目的，多采用幾種方法共同配合運用。

2 城市工業污水回收利用

基于以上對當前城市工業污水處理中的幾種方法分析，污水處理只是一種手段，要真正的實現節能環保，還要在回收和利用上多下功夫。

（1）回收利用方式

實踐中，根據城市地理條件、經濟發展狀況以及污水匯集狀況等因素，首先應當制定水質管理機制，將工業、地表以及地下水的輸送與分配活動，納入到污水處理與回收利用系統之中，并在此基礎上劃定水質分區范圍，從而為城市工業污水的處理與回收利用提供規劃依據。

第一，城市工業建筑中水系統。在城市區域中的一些大型的工廠建筑結構群中，應當建立一套科學完善的中水系統。實踐中該系統主要是用于收集雜排水， 通常將污水處理站設在裙房、地下室等處，可用中水進行沖廁、洗車以及綠化。

第二，區域中水系統。該系統主要應用于建筑小區、機關大院之中，采用多種原水類型。對于雨水系統而言，利用建筑屋面、綠地、路面以及停車場等，對雨水進行有效的收集。屋面雨水回收利用流程：屋面雨水、濾網、初期的雨水棄流以及景觀水面等。當水質要求較高時，可增加深度處理措施，即混凝過濾、混凝、浮選以及生物工藝和深度過濾等。針對路面徑流，實踐中因水質比屋面的雨水要差一些，所以應當先進行實地水質調研，必要時可增加深度處理，從而滿足雜用水水質要求。

（2）集中回收利用

從實踐來看，集中回收利用系統由污水處理廠組成，每一個污水處理廠都可以根據自己的實際地區特點，對中水系統進行調節和選用不同的方式方法。在此過程中，回收利用水的水質與工業污水處理廠所采用的具體處理方法非常的密切，不同污水處理廠回收利用的處理工藝除受水質標準的影響，還受到污水處理規模、出水水質等因素的影響，因此回收利用工藝流程存在著一定的差異性。

（3）分散回收利用

針對當前國內城市污水處理實踐而言，要想真正地實現工業污水處理與有效回收利用，必須要打破小范圍的回收利用方法，利用大型的污水管理截流至城市污水處理中心進行處理，然后再排放至不同的管網之中進行回收和利用。該手段雖然有效，但因該這項工程并非一朝一夕的事情，需要有大量的政府資金作為支持，加之當前的城市老城正在改擴建之中，地下管網設備相對比較陳舊和落后， 因此難以有效地滿足截流之需求，工程實施難度非常的大。

結語：總而言之，社會主義經濟體制改革的不斷深化，促使城市工業得到了前所未有的發展，同時也導致工業污水的大量增加，城市工業污水處理與回收利用工作，依然任重而道遠。

參考文獻

[1] 耿東穎．淺談城市工業污水處理及回用．科技創新與應用 ，2012（09z）.

[2] 宋岱岳．淺談城市工業污水處理及回用[J].科技致富向導，2012（05）

第4篇：水利工程的用處范文

關鍵詞：分形理論 絮凝體結構 分形結構模型

凝聚和絮凝是混凝過程的兩個重要階段， 絮凝過程的完善程度直接影響后續處理(沉淀和過濾)的處理效果。但絮凝體結構具有復雜、易碎和不規則的特性，以往對絮凝的研究中由于缺乏適用的研究方法，通常只考慮混凝劑的投入和出水的混凝效果， 而把混凝體系當作一個“黑箱”， 不做深入研究。即使考慮微觀過程， 也只是將所有的膠粒抽象為球形， 用已有的膠體化學理論及化學動力學理論去加以解釋[1]，得出的結論與實驗中實際觀察到的膠體和絮凝體的特性有較大的差別。盡管有的研究者在理論推導和形成最終的數學表達式時引入了顆粒系數加以修正， 但理論與實驗結果仍難以一致。而分形理論的提出，填補了絮凝體研究方法的空白。作為一種新興的絮凝研究手段， ，分形理論啟發了研究人員對絮凝體結構、混凝機理和動力學模型作進一步的認識。

1 分形理論的概述

1.1 分形理論的產生

1975年[2]，美籍法國數學家曼德布羅特（B. B. Mandelbrot）提出了一種可以用于描繪和計算粗糙、破碎或不規則客體性質的新方法，并創造了分形 (fractal) 一詞來描述。

分形是指一類無規則、混亂而復雜， 但其局部與整體有相似性的體系， 自相似性和標度不變性是其重要特征。體系的形成過程具有隨機性，體系的維數可以不是整數而是分數 [3]。它的外表特征一般是極易破碎、無規則和復雜的，而其內部特征則是具有自相似性和自仿射性。自相似性是分形理論的核心，指局部的形態和整體的形態相似，即把考察對象的部分沿各個方向以相同比例放大后，其形態與整體相同或相似。自仿射性是指分形的局部與整體雖然不同， 但經過拉伸、壓縮等操作后， 兩者不僅相似， 而且可以重疊。

分形理論給部分與整體、無序與有序、有限與無限、簡單與復雜、確定性與隨機性等概念注入了新的內容，使人們能夠以新的觀念和手段探索這些復雜現象背后的本質聯系。

1.2 絮凝體的分形特性

絮凝體的成長是一個隨機過程， 具有非線性的特征。若不考慮絮凝體的破碎， 常規的絮凝過程是由初始顆粒通過線形隨機運動疊加形成小的集團， 小集團又碰撞聚集成較大集團， 再進一步聚集，一步一步成長為大的絮凝體。 這一過程決定了絮凝體在一定范圍內具有自相似性和標度不變性， 這正是分形的兩個重要特征[4]， 即絮凝體的形成具有分形的特點。

2 絮凝體的模擬模型

2.1 絮凝體的分形結構模型

為了更好地了解絮凝體的形成過程并盡可能地加以預測， 經過大量的研究提出了眾多的絮凝體結構模型。

2.1.1 早期的絮體結構模型

最早的一個模型[5]是由Vold 通過計算機模擬提出的具有3 層結構的模式: (見圖1[4])初始顆粒， 絮凝體與絮凝體聚集體。該絮凝體結構由一中心核與一群向外延展的觸須(突起) 形成的粗糙表面構成。該絮凝體的形成是由初始顆粒隨機運動疊加而成， 不考慮內部重組過程。而絮凝的進一步聚集也即形成第三層次的聚集結構， 從而導致快速沉降與肉眼可見的懸浮顆粒。進一步分析其結構特征表明絮凝體密度隨著中心向外逐漸降低， 并由此推導出絮凝體密度隨粒徑變化的經驗公式Stokes 定律。

Sutherland對Vold絮凝體模式顆粒聚集過程中的隨機特征提出了批評[6]。他認為絮凝體成長的主要機理不在于單獨顆粒的碰撞而在于包含有不同數目顆粒的簇團之間的碰撞聚集， 這看起來更符合邏輯。因為事實上初始顆粒的碰撞只是在較小的簇形成期間顯得十分重要。與Vold 模型相比， Sutherland 模型(見圖2[4])形成更為多孔疏松的結構， 具有較低的密度。隨著粒度的增加其密度降低而孔隙度也隨著增加。當絮凝體成長過程中結構內部重整也將會發生。在懸浮液攪拌過程中發生同向絮凝時， 絮凝體的聚集條件將會發生變化。流體剪切力將會破壞絮凝體結構從而在一定條件下導致具有特征粒度的絮凝體形成。Sutherland模型僅僅適用于絮凝體粒度不大于數um。

絮體的復雜結構使得對其進行定量描述十分困難。早期提出的模型從不同角度對絮體結構進行了定量分析與描述， 一定程度上涉及了分形特征，但因沒有歸納出其中分型概念而沒有得到廣泛運用。

2.1.2 絮體結構模型的發展

早期模型所考慮的初始顆粒均為單一粒度的均勻球體， 而通常所發生的情形不盡如此。Good-arz-Nia 建立了新的模型[7]， 其初始顆粒粒度分布基于一標準正態分布， 為具有不同軸半徑比的橢圓形初始顆粒， 而結構由初始顆粒形成的鏈組成。計算所得絮體顆粒粒徑與具有單一粒度分布的情形并沒有太大的區別。絮體體積相對而言卻變得較小。這是由于小顆粒的存在得以填充粒間間隙并導致更為密實的絮體。

Vold模型和Sutherland模型中，顆粒和簇團的運動都是按線性路線進行的，并不包括布朗運動，這與實際情況不符Witten & Sander對此作出修正[8]，他們設置了多個種子顆粒作為生長點，其它顆粒在隨機位置加入并作隨機行走直至達到與種子顆粒相鄰的位置，相互粘附成為成長中的集團，然后不斷加入顆粒至形成足夠大的絮體。

3 絮凝體分形維數的計算方法

表征分形體系特征的參數是分形維數(Fractal Dimension) ，它是對應于分形體的不規則性和復雜性或空間填充度量的程度。由于研究對象的不同，存在多種不同的維數定義。常用的顆粒形態分形維數有4種: D、D 1、D 2和D k。D、D 1、D 2和D k 分別是從面積與周長、長度和周長、長度和面積、面積和階數(rank)的關系得到。數學關系式如下:

P ∝ AD/2; P ∝ LD 1; A ∝ LD 2 ; N r (a > A ) ∝ A –Dk/2。

其中P 為周長， A 為面積， L 是顆粒的最大長度，Nr 是具有面積a (a > A )的絮體數量或階數。D、D k 和D 2 的瞬時變化與觀測到的顆粒形態變化相一致， 并可量化， D 1 則不具有這一特點[10]。

目前分形維數的計算方法一般有兩種途徑:計算機模擬絮凝體成長過程和實驗直接測定。 計算機模擬計算是基于絮凝體的形成機制，在20 世紀70 —80 年代運用較多； 隨著科學技術的發展，通過先進儀器直接測定分形維數已成為可能，目前采用較多的有圖像法、粒徑分布法、光散射法、沉降法等。

3.1 計算機模擬計算[8]

計算機對絮凝體成長過程的模擬要根據實際情況選擇合適的動力學模型和結構模型進行。具體的模擬方法有兩種：網格模擬和非網格模擬。

網格模擬是在一個具有周邊界條件的網格平面（二維）或立方體網格空間（三維）進行。所謂周期邊界是指當顆粒在運動過程中溢出網格邊界時，由對稱的地方重新進入。

非網格模擬是在一個連續的有限空間內進行，與網格模擬義格子長度為單位不同，非網格模擬以顆粒粒徑為單位度量，各顆粒或基團的位置由其質心決定。

兩種方法由于所采用框架不同，得到的絮體形態有所差別，網格模擬得到的絮體中顆粒為正方形(二維)或立方體(三維)；非網格模擬得到的絮體中顆粒為圓形(二維)或球體(三維)，絮體圓滑度較網格模擬要好。

3.2 直接測定

3.2.1 圖像法[11，12]

通過顯微攝影技術，對水中絮凝體進行放大拍攝，運用計算機圖像處理軟件分析拍攝的絮凝體圖像，可以測得絮凝體的投影面積A 、周長P 和在某一方向的最大長度L ，根據下述關系求得一維和二維分形維數:

三維分形維數一般不能通過圖像法直接得到，需要進行一定的轉換。 一種方法是根據投影面積求得等面積圓的直徑dp (即當量直徑) ，再將其換算成球體體積V ，根據下式推算D3 :

但有研究認為，這種方法計算的三維分形維數偏差較大，建議以與投影面積同等大小的橢圓換算成橢球體體積再用(3)式計算。圖像法是目前普遍運用的分形維數計算方法。

3.2.2 粒徑分布法[13]

此法又稱為雙斜率法，通過測定同等條件下以特征長度L (一般為某一方向最大長度)為參數的累積顆粒濃度分布曲線N (L)和以絮凝體體積為參數的分布曲線N (v ) 的斜率求得。

長度和體積分布函數分別如下:

式中SL 和Sv 分別為長度與體積顆粒分布曲線指數， AL 和Av 為常數。 由于是同等條件下的累積分布曲線，因此有:

一般認為絮凝體由初始顆粒( Primary Particle) 組成。 用初始顆粒長度L ，形狀系數α， 密度ρ， 堆積系數β 表示出體積v 為:

將(8) 式代入(7) 式有:

(9) 式兩邊的L 項指數應該相等，則有:

如果知道顆粒以長度和體積為參數的分布曲線，根據曲線斜率按上式可計算出分形維數。

3.2.3 其它方法[14]

沉降法是通過測定或計算絮凝體沉降速度u 與特征長度L 之間的關系u∝ LD ，從而推算分形維數，該方法適用于絮凝體比較密實并且不易破碎的情況。

光散射法是通過小角度X 射線散射法，根據散射光強I ( q) 與光波矢量q 之間的關系I ( q) = | q|D 求得分形維數。 該方法是以瑞利(Rayleigh) 散射為前提，當絮凝體粒徑太大時，產生的偏差較大。

用靜態光散射測定快速絮凝的絮凝體模型分維數是1.75～1.80 ，而用沉降法測定快速絮凝的絮凝體分維數是1.65～1.70; 對架橋絮凝體用靜態光散射法測定的維數是2.12 ，而用沉降法測定的維數是1. 81[3]。 其中，光散射法對小的、松散的絮凝體測定效果好，而沉降法對絮凝體大的、致密的絮凝體測定效果好。

此外，還有通過改變觀察尺度求分形維數，根據相關函數求分形維數，根據頻譜求分形維數等方法。

4 分形理論在混凝過程中的應用

4.1 分形參數與混凝效果的關系

一些研究人員通過實驗驗證了絮凝體的分形參數與混凝效果的關系。常穎[15] 、李孟[16]等對混凝控制的研究表明：對應不同的原水濁度，改變混凝劑的投量后絮凝體的分形維數和沉后水濁度可表現出良好的相關性。陸謝娟等[17]的實驗討論了不同的投藥量、攪拌條件、沉淀時間下，形成的絮凝體結構和絮凝體分形維數的關系，發現絮凝效果好時， 絮凝體的分形維數值偏高； 分形維數在反映絮凝體絮凝變化程度時是非常靈敏的， 可以用不同分形維數值來表征不同條件下形成的絮凝體的自相似分形特征。因此可以通過測定分形維數來控制混凝時絮凝體的成長。

4.2 應用實例

水處理過程中，絮體的分形特性對調節顆粒物的傳輸與去除發揮著重要的作用。如李冬梅等[18]在對以黃河泥沙為代表的高濃度懸濁液架橋絮凝實驗研究中通過對電鏡照片（圖1）中絮體維數的測定，發現在慢速絮凝階段的中前期（絮凝時間180秒）， 絮凝體“分維”達最大值，結構的密實程度為最佳， ，此時，絮凝體孔隙率最小，粒度分布最集中，沉速最快(見圖1 (c)) 。

a —絮凝時間10 s (快攪結束時拍攝) ; b —絮凝時間50 s (慢攪過程拍攝) ; c —絮凝時間180 s (慢攪過程拍攝) ; d —絮凝時間600 s (慢攪結束時拍攝) ; e —攪拌停止15 s 后拍攝; f —a 圖的局部掃描照片(放大倍數為5 000 倍) ? a～e 為絮凝體顯微攝像照片(放大倍數為180 倍)

實驗結果同時表明：⑴絮凝體構造由瞬間形成的“分維”較低的DLCA 模式逐步過渡到“分維”較高的RLCA 模式，最后趨于相對穩定構型。 ⑵絮凝體分形結構演變過程導致絮凝體內部滲透性顯著不同，當D3 > 2 時， D3 越大，絮凝體沉速越高; 當D3 < 2時， D3 越大，則絮凝體沉速越低。⑶不同含沙量下絮凝體分形結構的發展變化規律基本相同。但懸濁液含沙量越高，絮凝體的分形結構越密實，“分維”提高越顯著。

金鵬康等[18]對絮凝體粒徑分布規律的研究指出， 只要知道初始顆粒的特征， 再測定出任一時刻的平均體積以及絮凝體的分形維數， 就可以計算出任一時刻的標準偏差， 從而得到絮凝體的對數正態分布函數。

魏在山等[19]實驗發現在聚硅硫酸鐵鋁( PFASSi ) 和聚丙烯酰胺(PAM) 共同使用時， 絮凝體具有網絡結構、比表面積大， 吸附架橋能力強， 從而使小顆粒聚集成體形大， 多孔、復雜、不規則，具有自相似性（即分形特征）的絮凝體， 確定絮凝體的分維數， 能夠很好地描述和分析絮凝體的形成、生長及不規則程度，解釋混凝和氣浮過程中的現象和機理。

上述實驗通過現代結構表征技術對分形結構與各種影響因素之間相互關系進行研究， 闡明了混凝工藝條件對絮凝體形成和結構的影響，提高了人們對混凝過程動力學的認識。

5 研究展望

傳統的絮凝理論提供了模擬與計算的基本框架， 結合分形理論對絮凝機理作進一步研究可以深化我們對其過程及內涵的理解。 混凝過程中絮凝體分維值的變化可以用來預測不同的絮凝體結構的轉折點，還可以進一步對絮凝體形成的影響因素進行研究，提出最佳的混凝控制條件。 然而，對絮凝機理的研究尚處于起步階段， 雖然產生了許多混凝動力學模型，但是基于微觀表象強加于模型上的約束條件， 使它們并不能完滿地描述混凝過程的實際情況。研究人員對混凝機理與動力學過程的認識仍局限于簡單體系中絮凝過程的探討， 對復雜體系過程的研究還有待進一步深入。

參考文獻

[1] 陸謝娟 李 孟 唐友堯. 絮凝過程中絮凝體分形及其分形維數的測定[J]. 華中科技大學學報(城市科學版)， 2003，20(3):46-49.

[2] 張越川 張國祺. 分形理論的科學和哲學底蘊[J]. 社會科學研究， 2005(5):81-86.

[3] 王 峰 李義久 倪亞明. 分形理論發展及在混凝過程中的應用[J]. 同濟大學學報， 2003， 31(5):614-618.

[4] 王曉昌 丹保憲仁. 絮凝體形態學和密度的探討——從絮凝體分形構造談起[J]. 環境科學學報，2000，20(3):257- 262.

[5] Vold M J. Computer simulation of floc formation in a colloidalsuspension[J]. Colloid Sci.，1963，18: 684-6951.

[6] Sutherland D N. Comments on Vold’s simulation of floc formation[J]. C & IS，1966，22:300-3031

[7] 王東升 湯鴻霄.分形理論在混凝研究中的應用與展望[J]. 工業水處理，2001，21(7):16-20.

[8] 譚萬春 王云波 李冬梅等. 計算機模擬技術在絮凝體分形成長中的應用[J]. 水處理技術，2005，31(1):16-19.

[9] 張濟忠. 分形[M]. 北京:清華大學出版社，1995.166-167.

[10] 李劍超 褚君達 林廣發 等. 絮凝過程的分形研究進展. 福建農林大學學報(自然科學版)，2002，31(1):128-131.

[11] Li D， Ganczarczyk J. Fractal geometry of particle aggregates generated in water and wastewater treatment processes[J] . Environmental Science and Technology ， 1989 ， 23 (11) : 1385 -1389.

[12] Chakraborti R K， et al . Characterization of alumfloc by image analysis[J] . Environmental Science and Technology ， 2000 ， 34 (18):3969-3976.

[13] Logan B E， Kilps J R. Fractal dimensions of aggregates formed in different fluid mechanical environments[J] . Water Research，1995，29(2):443-453.

[14] 金鵬康 王曉昌. 腐殖酸絮凝體的形態學特征和混凝化學條件[J]. 環境科學學報，2001，21(增刊):23-29.

[15] 常 穎 張金松 王寶貞等. 強化絮凝工藝中絮凝體特征參數分析與研究[J]. 給水排水，2005，31(3):33-36.

[16] 李 孟 陸謝娟 黃功洛. 絮凝分形技術處理有機微污染物原水的研究. 武漢理工大學學報，2004，26(2):21-23.

[17] 李冬梅 金偉如 王和平等. 高濃度懸濁液絮凝體分形結構的發展變化研究[J]. 環境科學研究，2005，18(3):39-42.

[18] 魏在山 徐曉軍 宮　磊.新型聚硅硫酸鐵鋁處理廢水的絮凝體分形研究[J]. 中山大學學報(自然科學版)，2004，43(增刊):217-220.

第5篇：水利工程的用處范文

工建設及管理工作提出了更高的要求。水利水電工程施工建設質量一直是施工管理中至關重

要的環節，基礎處理部分關系著整個水利水電工程的施工質量、工程的安全性能以及投產運

營之后人民群眾的生命財產的安全，影響著施工企業戰略目標的實現與健康持續的發展，在

水利水電工程的施工建設過程中，必須足夠重視基礎處理技術，嚴格落實施工標準來保障基

礎及地基的承載能力。

關鍵詞:水利水電工程;基礎工程;處理技術

中圖分類號：TV74 文獻標識碼：A

水利水電工程在施工建設過程中，所涉及到的工程環節較為復雜、工程覆蓋范圍比較廣

泛、工程項目的流動性比較大，加之工程的結構類型、質量標準、施工周期及現實條件等諸

多方面都存在的較大的差異，施工建設中容易引發多種質量問題，嚴重影響著水利水電工程

施工建設中工程造價、工程質量及工程周期的有效保證。基礎處理作為水利水電工程施工建

設中非常關鍵的環節，處理技術的落實影響著工程基本承載能力，需要技術及施工人員依據

工程特點嚴格落實。

一、水利水電工程基礎處理技術特點

分析水利水電工程基礎工程的處理技術特點，能為明確水利水電工程施工建設中基礎處

理的要點，以及選擇采用何種有針對性適宜的處理技術具有指導性的意義。水利水電工程的

基礎處理技術關系著整個建設工程的安危，建筑物承受的荷載情況相對復雜，在運營使用中

面臨的不利因素比較多，對基礎及地基的要求比較高，基礎處理技術就成為了關鍵，水利水

電大量事故中相當部分都是由地基險情或地基失穩所引發的。水利水電工程中基礎處理環節

相對復雜，施工建設現場的地質條件差異比較大、相對比較復雜，為有效的減少由基礎所引

發的損失或事故，基礎處理工作之前的現場基礎勘察較為重要，要實施必要的補充勘察或者

是在施工之前進行現場基礎承載力、滲水等方面的試驗。基礎工程的處理在水利水電工程施

工建設中相較而言是較為隱蔽的工程，在施工建設結束之后直觀性的質量檢驗及質量評定工

作較難開展，所存在的質量缺陷多在運行使用階段才顯露出來，此時往往造成較大的質量缺陷或者是安全事故，而反工修補工作的開展也相對困難，基礎處理要注重施工質量控制與質

量檢驗。

二、水利水電工程基礎處理技術要點

在水利水電工程基礎處理技術落實之前，技術人員及施工人員要擁有基礎施工圖紙、基

礎處理技術文件、地質勘查報告等，對基礎處理工程現場的各種地質條件有清楚的認識;在

基礎開挖之前，依據施工方案中的各項規定嚴格執行各種清場操作，對處于施工范圍內的各

種建筑物、樹木、管線等實施妥善的處理;熟悉基礎處理工程現場及周邊的地層巖性、地形

地貌、地質構造以及水文地質等，尤其是在地質構造相對復雜的山區等特殊的地形環境下，

嚴格落實基礎處理過程中有可能出現的滑坡或塌陷等的預防性措施;在將用于水利水電工程

基礎處理施工所需的機械設備及工程材料運往施工現場之前，要做好相關路段的現場勘察;

對基礎處理現場的測量線上的定位控制線以及水準基準點等進行尺寸復核、現場保護以及定

期復測等，辦理好相應的預測驗手續;在執行位于地下水位之下的坑槽以及管溝的土方開挖

過程中，要綜合地質勘探資料以及水文地質構造方面的資料，以合理的措施科學的降低地下

水位，以便于作業面上的施工作業的開展。

三、水利水電工程基礎處理技術方法

3.1在水利水電工程基礎處理技術的應用過程中，要依據地基中的地質構造特點，重點考慮土質特點，尤其是不良地基條件下的基礎處理技術的合理選用。不良地基依據形成原因和主要特點可將其分為常見的三種土質雜填土、軟土及膨脹土，其中雜填土是較為常見的不良地基，主要的形成原因是生活及生產活動中產生并逐漸的積累下的垃圾土，在歷史久遠的工礦區及居民區的大面積的存在現象較為普遍;軟土常見于會經常遭受泥沙沖擊的地帶，其主要成分是粘著性的沉積物，因水利水電工程大多在河流附近組建，施工建設現場該種土質比較常見;膨脹土是較為奇特的土質，多分布于湖南以及四川等地帶，其親水性能非常強，使得體積在一定范圍內隨著含水量的增多而增大，所存在的彈性變換容易造成工程的損壞。因此基礎處理技術的使用要結合具體的土質特點進行。

3.2在水利水電工程的基礎處理工程中，灌漿技術是使用較為普遍的基礎處理技術，在大壩的壩基的防滲與加固處理中有非常廣泛的應用。無塞灌漿技術在以往被叫做是“白上而下的循環式不待凝孔口封閉式灌漿法”，該技術的應用是首先鉆出一個要比帷幕灌漿孔大的孔洞，將鉆桿或者是無縫鋼管下入孔洞中來作為射漿管，將鉆桿與L壁之問存在的空隙選作循環灌漿實現所需要的回漿管，其他的操作流程與常規的帷幕孔口的封閉式灌漿法相同。在水利水電工程的基礎處理過程中，如果遇到特大漏水通道，在沒有水流作用及傾角先對緩慢的大裂縫時，首先要采用水泥砂漿、濃漿或者是問歇灌漿等灌漿技術進行處理，如果處理效果并不明顯，還可采用穩定漿液、混合漿液的定量灌注技術來實施基礎的進一步穩固;而對于存在水流作用或者是傾角坡度較大的大孔洞及大裂縫，要合理的設定充填及配料，進行模袋灌漿技術與雙漿液灌漿技術的合理選用。

3.3軟土質的地基處理技術常見的有挖除置換法、加筋法、混凝土灌樁法以及旋噴法等。挖

除置換法是將承載條件較差的土質挖出，使用無侵蝕性并且具有低壓縮特性的散粒材料進行

填充，可被選用的材料有粗砂粒、卵石、煤渣及石屑等，從而改變軟土質不具有良好承載力

的問題。加筋法即在軟土地基之上放置拉力符合標準的化合物，以提升土質的強度以及韌性

使其基礎達到工程標準。混凝土灌樁法是在軟土質基礎之上利用混凝土灌樁來有效承受上部

結構所帶來的荷載，從而提升基礎的承載能力;與混凝土灌樁原理相類似的還有灌漿法，將

含有硅酸鹽類、木質素類以及聚氨酷類的液態化學漿材灌注到軟土質層中，液漿在固化之后

可具有良好的固性和承載力等。

3.4基礎處理過程中針對土層液化的處理技術，土層出現液化現象可能會導致基礎失穩，出現移位沉陷現象，對上層的建筑體造成嚴重的影響，易液化的土層是水利水電工程施工建設中所遇到的基礎處理中危險性最高的土質。為控制液化土層向四周擴散，造成更大范圍內的損害，采用混凝土在基礎部位將大壩的四面墻進行封堵;可采用同軟土質同樣的處理技術，將液化土層實施開挖清除，利用高強度、高防水性能的材料進行取而代之，提升基礎的穩定性與承載能力，但液化土層的基礎處理技術要依據施工現場的具體特點選用最佳的處理技術。

3.5基礎處理過程中的防滲技術，透水層的施工建設是水利水電工程基礎工程中的關鍵環節，對工程的整體質量具有較大的影響作用。在組成大壩及土壩的成分中，往往含有較多透水能力較強的成分，在造成水量大量流失的同時可能會引發管涌現象，增加單位面積上的承載壓力，對建筑物的穩定性以及安全性造成不利影響。此時可通過高壓噴射灌漿技術的應用來修筑起水泥防滲墻，在壩前實施混凝土鋪設，有效的提升大壩基礎的防滲半徑;可以利用混凝土建立截水墻，利用沖擊鉆機進行大口徑的空洞的鉆打，并利用粘土或者是回填混凝土等形成基礎的防滲墻。

結語

水利水電工程的基礎處理關系著上部結構的安全性與穩定性，決定著整個水利水電工程

的施工質量，在基礎處理技術的使用過程中，要依據施工現場的地質特點以及承載力的基本要求等進行基礎處理技術的科學選用。

參考文獻:

[1]張志良.水利水電基礎工程與地基處理技術的現狀和展望「J}.水利水電施工，2008 (02>

第6篇：水利工程的用處范文

關鍵詞：污水處理；除臭工程；紫外光催化氧化

污水處理對于現代的綠色生活至關重要，然而污水處理廠在處理污水、污泥等過程中將產生一定的惡臭氣體，惡臭氣體的散發將極大的影響甚至危害附近居民的正常生活，也易因惡臭氣體的散發引發嚴重的環境污染問題。污水處理廠在處理污水、污泥中產生的臭味就成為當前環境生態發展的重要議題。本文以紫外光催化氧化為例，探析污水處理廠除臭工程的應用，以期為污水處理廠在處理污水、污泥中產生的臭味除臭給出一定對策。通過采用適當的構筑物加蓋形式，設計合理的換氣次數，并以紫外光催化氧化設備試行處理廣東某污水處理廠的臭氣，在試驗結果中得出，該設備的除臭效率上較之現行其他設備具有一定的優越性，且操作相對簡單，具有阻力小、不產生二次污染的優良性能，對于城市污水處理廠除臭工程具有較強的適用性，具有較好的市場前景與社會效益。

一、污水處理廠臭氣的產生及其分解

（一）臭氣的產生、臭氣的類別

考察污水處理廠臭氣的來源，可以觀察知曉污水處理廠惡臭發生源主要構筑物有粗格柵、沉砂池、曝氣池、生物反應池、儲泥池（ 污泥濃縮池），主要建筑物有進水提升泵房、脫水機房及污泥堆場。以上不同的構筑物、建筑物產生惡臭氣體有所不同，如初沉池污泥厭氧消化過程中產生的臭氣以H2 S及其他含硫氣體為主，污泥鹼化穩定過程中會產生氨氣和其他易揮發物質，污水處理廠的進水提升泵房產生的主要臭氣為H2S，垃圾堆肥過程中會產生氨氣、胺、含硫化合物、脂肪酸、芳香族和二甲基硫等臭氣，污泥風干過程則會有一定的硫化氫，但主要以硫醇和二甲基硫氣體為主。經過臭氣產生及其類別的分析，可知污水、污泥處理過程中產生的惡臭氣體對人體與生活都可能造成極大的危害，如何應用現代工程進行污水處理的除臭工程，首先對其產生的臭氣成分及其進行分析。

（二）污水處理中產生的臭氣成分分析

污水處理工藝過程中產生的惡臭氣體主要由碳、氫和硫元素組成。其成分構成種類與濃度值則與污水本身的性質及種類有關。作者選取污水處理中的H2S、NH3作為惡臭污染物樣本，在七天的監測與樣品對比后，得出H2S、NH3的濃度分別為0～8.7mg /m3與0～0.7mg /m3。在檢測的樣本中可發現，臭氣的濃度較高且對人體有一定的影響。

二、惡臭氣體加罩收集系統

（一）惡臭氣體加罩收集系統的設計

惡臭氣體加罩收集系統的設計理念主要是在最小范圍對臭氣進行封閉與直接收集，以免其擴散或加強，以加罩的方法對其進行封閉與收集。目前我國，加蓋除臭的結構形式主要有鋼筋混凝土頂板加蓋；輕型骨架覆面加蓋，采用彩色壓型鋼板、聚酯玻璃鋼、PC 板（ 玻璃卡普隆或陽光板） 和夾絲（ 鋼化） 玻璃等作為覆面結構；鋼支撐反吊膜結構加蓋等三種方法。以上方法的選擇與設計主要是考慮當地的經濟條件、場地條件、設備條件等，應充分考慮設備維護如何更為簡便、設備的檢修或更換如何更為便利；加罩的方式要盡量周全與便捷；材質要考慮其輕便、抗老化、耐腐蝕，具有較高的實用性。同時應充分考慮其運行成本，盡量降低其費用的投入，包括材料與人本成本。

（二）惡臭氣體加罩收集系統風量的計算

本工程惡臭氣體排風量根據各構筑物臭氣空間容積和換氣次數確定，設計缺氧池排氣次數為7次/ h，其余池體換氣次數為3次/ h；調節池和接觸池設有曝氣系統，臭氣排風量在換氣次數3次/ h的基礎上還需要加曝氣量。本工程惡臭氣體排風量取值4000m3/h。

三、惡臭物質的處理方法

除臭處理技術目前主要有土壤法、生物濾池法、化學洗滌法、植物提取液凈化法、高能離子凈化法及紫外光催化氧化法等。其中土壤法、生物濾池法、高能離子凈化法等方法占地較大，投資較大。植物提取液凈化法雖能除臭但卻有一種植物提取液的特殊氣味。化學洗滌法需要使用酸、堿及氧化劑，且設備阻力大，能耗高。紫外光催化氧化技術具有反應條件溫和、能耗低、操作簡便、能礦化絕大多數有機物及可減少二次污染等突出優點。故本工程選用紫外光催化氧化設備除臭。

四、紫外光催化氧化的應用

（一）紫外光催化氧化的應用原理

在紫外光催化氧化設備內，高能紫外線光束與空氣、TiO2反應產生臭氧、羥基自由基對惡臭氣體進行協同分解氧化反應，生成水和CO2，達標后經排風管排入大氣，整個分解氧化過程在2s內完成。其原理包括產生臭氧、產生羥基自由基和滅菌脫臭。

1、臭氧的產生

通過紫外光催化氧化，在100nm ～ 200 nm屬真空紫外，在空氣中很快被氧吸收，形成臭氧。該設備以紫外線燈使產生的臭氧，可以氧化分解有機物和無機物，與主要臭氣硫化氫、氨、苯乙烯、二硫化碳、甲硫醇等，都可發生反應。在臭氧的作用下，這些惡臭氣體由大分子物質分解為小分子物質，直至礦化。

2、產生羥基自由基

納米TiO2受到波長小于387.5 nm的紫外光照射時，當能量等于或大于禁帶寬度（ 也稱帶隙，Eg） ，價帶上的電子躍遷到導帶，激發電離出電子同時產生正電性的空穴，形成電子-空穴對，分布在表面上的空穴將空氣中的水分子氧化成?OH，?OH能氧化大部分有機和無機污染物，在光催化氧化中起著決定性的作用。

3、滅菌與除臭

高能紫外光能穿透細菌、病毒的細胞膜，使核酸（ DNA） 損傷，導致細胞失去繁殖能力，再通過?OH、O3進行氧化反應，徹底達到殺滅細菌的目的并脫臭。

簡單來說，污水處理廠臭氣的除去，先是通過惡臭氣體加罩收集系統，再通過紫外光催化氧化設備，經抽風機，再達標排放，既緩解了傳統方法占地大、耗資高的問題，也達到了更好的除臭效果。

（二）紫外光催化氧化設備的性能與成本

1、紫外光催化氧化設備的性能

UVCY 紫外光催化氧化設備包括帶蓋板的外殼，外殼上設置有儀表及控制系統； 外殼的前后端分別設置有臭氣進氣口以及凈化氣出口，進氣口后面設有空氣過濾模塊，出氣口前面設有活性碳纖維過濾模塊；在空氣過濾模塊和活性碳纖維過濾模塊之間交替布置著多個光觸媒（ 納米TiO2） 模塊和紫外線燈模塊；紫外光催化氧化設備具有較高的除臭效率，且占地相對傳統處理設備有一定的優勢，操作起來相對簡單，人力成本也隨之降低，設備在運轉除臭過程中還能起到殺菌的作用，也不帶來二次污染。

2、紫外光催化氧化設備的成本

紫外光催化氧化設備目前市面價值大約為15萬元，每小時每立方米臭氣對應的紫外線燈功率為0.5-1W，紫外燈功率為2880W，風機功率為1.1kW，排風量為3000m3/h，相對其他設備紫外光催化氧化設備在成本上具有一定的優勢。

五、紫外光催化氧化設備運行結果

2012年10月對紫外光催化氧化設備投入廣東省某污水處理廠運營，2013年4月在當地環境保護監測站對其運行效果進行驗收檢測，驗收結果表明，各項指標符合國家污水處理除臭標準。具體的除臭值為，對惡臭污染物氨、硫化氨、臭氣濃度、甲烷的去除效果檢測為氨的最小值為0.087mg?m-3，最大值為0.431mg?m-3，平均值為0.221mg?m-3，而國家標準值為1.5mg?m-3，遠遠超出國家標準預期；硫化氨未檢出，國家標準值為0.05mg?m-3；臭氣濃度最小值為-10，最大值為15，平均值為10，國家標準值為20；甲烷的數據最小值為3.20-6，最大值為7.780-6，平均值為4.570-6，國家標準值為10000-6。

六、結論

由以上試驗與運行結果可知，惡臭氣體加罩收集系統在污水處理的除臭工程中至關重要，惡臭氣體排風的量與度均由臭氣空間容積以確定，紫外光催化氧化設備在城市污水處理廠除臭工程的應用中具有較強的經濟效益與社會效益，該設備的除臭效率上較之現行其他設備具有一定的優越性，且操作相對簡單，具有阻力小、不產生二次污染的優良性能，對于城市污水處理廠除臭工程具有較強的適用性，具有較好的市場前景。

參考文獻：

[1]張金龍.光催化[M].華東理工大學出版社，2012.

[2]蔡偉民，龍明策.環境光催化材料與光催化凈化技術[M].上海交通大學出版社，2012.

[3]崔玉民，李慧泉，張坤.三氧化鎢光催化劑制備及應用[M].化學工業出版社，2013.

[4]谷晉川，蔣文舉，雍毅.城市污水廠污泥處理與資源化[M].化學工業出版社，2011.

第7篇：水利工程的用處范文

關鍵詞：水利 工程 現代 測繪 技術

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

正文：

我國經濟取得了快速的發展，近幾年來，我國更重視于國防的建設，而測繪技術為國防建設的一項基礎性工作，所以加強測繪技術水平具有十分重要的意義，其不僅對宏觀調控具有較好的改善作用，同時也可以有效的對區域的發展進行協調，對于我國新時期和諧社會的建設具有極其重要的推動作用。隨著水利工程規模的不斷擴大，現代化的測繪技術得以廣泛的應用，這在很大程度上降低了測繪人員的工作量及水利工程的造價成本。

1 測繪新技術的內容

目前所說的“3S”技術即是測繪技術的新內容，其中包括全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、全自動的測圖系統以及遙感技術(Rs)。在測繪新技術內容中，其中全球定位系統利用信號接收機對測繪瞇的三維坐標值進行測算，而且此接收機在接收信號時還不會受到時間和地點的限制。而地理信息系統則利用計算機技術的支持，從而實現對空間內涵的信息進地輸入、儲存、查詢、分析、運算和表達。而實現對測量目標的大小、形狀、性搟和位置的測量時，則需要利用遙感技術中的傳感器來獲取目標的影像資料，從而提取出有用的信息。而當需要進行航測成圖時，則需要利用全自動測圖系統來進行，其可以有效的減少成圖的時間，有效的提高勘測的效率。

2“三 S”技術集成

GPS 全球定位系統、RS 遙感技術和 GIS 地理信息系統的集成，即“三 S”技術集成。GPS 主要用于實時、快速地提供目標的空間位置；RS 用于實時快速地提供大面積地表物體及其環境的幾何與物理信息及各種變化；GIS 為對多種來源的時空數據的綜合處理分析和應用的平臺。“三 S”技術集成帶來了地球表面的時空模型，它不僅提供地面物體及其環境的幾何信息，而且給出了空間位置，并通過應用平臺對模型進行綜合處理和分析，滿足應用者的各種要求。

3 采用新測繪技術意義重大

目前信息產業取得了較快的發展，這對于測繪技術起到了積極的促進作用，測繪技術水平的提升，不僅是國家科技水平的重要體現，同時也是當前國情、國力的重要手段。通過測繪技術為各級政府提供測繪公共服務，使政府的管理決策水平得到有效的提高。測繪成果繪制成圖后，其是國家和政治主張的體現，所以測繪工作還涉及國家，所以需要保證測繪成果的安全性，從而使國家的和安全得以維護。所以需要有效的提高測繪服務的水平，從而使社會得以健康、快速的發展。近年來我國的測繪事業取得了快速的發展，相關的法律法規也不斷的完善，這對于測繪水平的提高也起到了積極的作用。當前地理信息產業正在興起，這對測繪起到了極強的保障作用，但在當前我國社會的快速發展過程中，測繪的需求和測繪的發展存在著脫節的情況，而且二者之間的矛盾也在日益的突出。所以提高測繪技術的水平，使測繪技術開始向現代化和智能化的方向發展具有迫切性。

4 現代測繪技術在水利工程中的應用

由于現代農業的快速發展，使水利工程的規模得以不斷的擴大。水利工程具有工期長、任務重的特點，所以需要在較短時間內提供大量的數據，這就對測繪技術提出了更高的要求，僅僅依靠傳統的測繪作業模式是滿足不了水利工程對數據的需求，所以需要利用現代化的測繪技術來為水利工程提供良好的服務。

4.1 在大型水利工程中的應用

在南水北調、三峽水利樞紐等大型的水利工程建設中，現代測繪技術深入到各個階段。勘測施工的坐標框架即控制網的建立，已由 GPS 定位代替傳統的三角測量。目前除大范圍（400 平方千米以上） 控制測量以外，GPS 定位從靜態定位后處理向實時動態定位方向發展。從單純的精密定位處理向建立特定勘測施工坐標系方向發展。勘測階段已完全采用全數字攝影測量技術和野外數字測圖技術獲得數字地形圖。目前，勘測技術開始向機載激光測量和 CCD 航攝集成技術過渡，以獲取真三維數字地圖。利用數字地形圖可以實現三維虛擬現實，在三維可視化可量測景觀上呈現多種工程設計方案，實現各種工程設計仿真，并及時計算出相應的土石方工程量，做出該區域環境評估，以提供最優化設計方案。在水利工程施工建設和現場管理中，采取了大量的現代數字測繪手段。目前除大量采用全站儀進行施工放樣、土石方驗收，采用數字水準儀測定挖填深度、測量坡度外，還有三維近地激光影像掃描、GPS -RTK 實時測圖與工程放樣、航空攝影和衛星攝影測量等方法可進行實時的工程進度管理，還可以輔以移動通信和網絡通信等手段，實現遠程實時監控。在山體開挖、隧道開鑿等危險施工中，智能全站儀或 GPS 與 GIS 集成技術可實現工程機械的自動化運行和工程安全及質量監控。智能全站儀可以控制機械掘進（隧道）的位置和方向，GPS 可以實時定出施工車輛的位置和姿態，可實現現場土方自動挖掘控制和工程量精密計算，從而實現開挖和掘進的自動化。

4.2 在防災減災救災中的應用

利用“3S”技術不僅可以實現對江、河、湖等水位的監測工作，同時可以提前進行災情的預報，從而為防災和抗災提供準確的信息。而且利用遙感技術還可以實現對水下資源的監測，從而有效的對水污染情況進行監測，以便于采取及時的治理措施。目前在我國已建立了災情預報系統，對于防災和救災將起到積極的作用。

4.3 在變形監測中的應用

在水利樞紐工程竣工后，需對水庫大壩、大型橋梁等進行連續的、精密的監測。現代測繪技術提供了連續、實時的安全運行監控手段。如采用 GPS、智能全站儀（測量機器人）和數字垂線儀等技術( 它們都具有全自動、全天候、無人值守的特點) ，綜合其他工業傳感器，可實現全自動、無人或少人值守的工程運行方式。又如，利用三維激光影像掃描儀，可以對監測對象（大壩、橋梁）進行全方位的監測，幾秒鐘內對整體幾百萬個掃描數據進行毫米級分析，可以隨時準確了解觀測對象整體模型變形情況。

4.4 RS 技術在水利工程勘測中的應用

當前在編制地形圖、像片圖和專用圖過程中都會利用遙感技術，能用遙感技術可以有效的對水利工程的流域進行規劃，而且在無人煙的地方也能利用遙感像片提供信息，從而有效的減少了野外工作人員的工作強度，可以在短時間內快速成圖。

5 結束語

將測繪技術應用到水利工程中，可以有效的提高水利工程設計、施工及運營的質量，有效的控制造價成本，所以測繪技術的先進與否，則直接影響著水利工程的健康發展。因此需要加強對測繪技術在水利工程應用中的研究，從而有效的提高測繪質量，使測繪工作人員的工作量得以降低，推動水利工程得以健康、持續的發展，使其社會效益和經濟效益得以實現。

參考文獻

[1]賈力.水利測量現狀與展望[J].河北水利，2006(08).

第8篇：水利工程的用處范文

關鍵詞:污水處理技術;環境工程

引言

無論是工業生產還是居民日常生活都會產生大量的污水，污水含有的病原體污染物、耗氧污染物以及植物營養物等成分一旦不經處理排放到土壤、河流或湖泊中，會帶來如水源污染、藍藻爆發等環境污染問題。一些污水造成的環境污染難以修復，比如滇池的污染，在耗費大量人力、物力、財力之后，滇池的水質仍然沒有得到完全的恢復。因此，污水處理工作對于環境保護十分重要，是環境工程中的重點、難點問題，值得每一位環境工作者深思與研究。

一、環境工程中污水處理的現狀

目前，環境工程中的污水處理工作主要面對三個狀況:第一，現有的污水排水系統功能單一，處理作用有限。我國城市中現有的污水排水系統中先進技術和科學手段運用不足，導致系統功能單一，限制了污水排水系統的處理能力，降低了污水處理的作用。第二，缺乏對污水處理系統的科學規劃。我國現階段的污水處理方法主要是根據《城市給水工程規劃規范》對歷史用水數據采取回歸反推的方法計算污水量，這種方法可靠性不強，使得污水處理的規劃設計不合理，無法與污水處理的需求匹配。第三，對污水處理的投入不足。污水處理系統作為城市建設、發展中的重要基礎設施之一，為提高污水處理的效率，需要增加一些資金投入。然而，我國目前大多數城市的污水處理投入都相對較少，造成一些先進的污水處理設施和技術無法引進。

二、環境工程中污水處理工作的意義

(一)有效提升城市水資源的利用能力

水資源，尤其是淡水資源，是在世界范圍內被公認的稀缺資源，污水處理工作的有效開展不僅有助于防范污水對地下水等可用水資源以及土壤的污染，也有助于實現水資源的有效循環再利用。一方面，污水處理工作對污水中的污染源、寄生蟲等污染物、有害物質進行處置，從而可以有效地減少污染物以及其他有害物質流入的可用水源和土壤中;另一方面，污水處理工作還包括污水的凈化與再利用，在完成對污染物和有害物質的處置之后，都會對處理過的污水進行再利用，通常在農作物灌溉中可以得到充分的利用。

(二)促進城市的環境保護工作的推進與城市的健康、可持續發展

污水處理工作對于城市的生態建設和經濟發展都有著十分積極的推動作用，是城市健康、可持續發展的重要助力。首先，污水處理工作折射出一座城市的發展水平和發展狀況，擁有良好污水處理能力的城市，通常也處在良性發展狀態中。其次，污水處理是城市環保建設的重要工作內容，對實現城市與環境的和諧共處有著不可小覷的積極作用。

三、污水處理技術概述及其運用

(一)污水的物理處理方法

污水的物理處理方法是指將污水中含有的體積較大的懸浮物通過篩濾的方法將其從污水中截留并分離出來。可以說，這是污水處理的起始步驟。此外，吃了通過篩濾裝置以外，還可以利用氣浮、沉淀、離心等方法來處理污水中的懸浮物。在這些方法當中，氣浮法的利用比較全面且效果較佳，特別是在處理含油污水隔油應用中。而且隨著技術的發展，氣浮法也被具體劃分為布氣氣浮法、電氣氣浮法、生物氣浮法、化學氣浮法、溶氣氣浮法等。

(二)污水的化學處理方法

污水的化學處理方法主要利用化學反應原理向污水中投入化學物質對污水中的污染物進行分離或者消除，比如，通過使用酸堿處理法可以對污水中的物質進行中和，利用強氧化劑氧化污水中的污染物并進行分離，又或是利用電解法對污水進行氧化還原處理，從而達到凈化水質的目的。

(三)污水的生化處理方法

通過利用微生物對污水中的污染物質進行分解來進行污水處理的方法都屬于污水的生化處理方法，相對而言，這一類的處理方法有較好的污水處理效果，甚至可以完全清楚污水中的污染物，并且應用也相對簡便。本文對以下幾種生化污水處理方法進行探討:1、活性污泥法活性污泥法是通過連續向污水中通入空氣，經過一段時間后，好氧性微生物進行大量的繁殖會形成污泥絮凝劑物體，在其上生存的以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附和氧化能力，能夠對污水進行有效地處理。這種方法的應用較為廣泛，且有很好的應用效果。而且隨著研究的不斷深入，目前活性污泥法也得到了相應的發展。AB法、SBR法、CASS法、Unitank法都是在傳統的活性污泥法的原理基礎上研發出的新的污水處理方法。其中，CASS法是目前國際公認的、最先進的城市污水處理工藝，是在SBR法的基礎上，將反應池沿長度方向分為前后兩個部分，根據生物反應的動力學原理以及利用水利條件，研發出的一種新型城市污水處理工藝，主要應用于工業廢水較多的污水處理工作。其他的幾種方法也都各具優點，比如AB法適合經濟水平較低的城市，SBR法適合濃度高、排放量小的工業有機廢水處理。2、厭氧生物處理技術厭氧生物處理技術主要是指在厭氧條件下，兼性厭氧和厭氧微生物將有機物消化為甲烷和二氧化碳的方法。這種技術的生物處理能力一直在不斷提升，近年來比較新的應用方法有A2/O法。A2/O法是一種常用的脫氮除磷工藝，這種工藝利用各化學元素的特點對其進行有效處理，具有生化效率高、管理方便、運行穩定、流程簡單的優點，同時也具有污泥回流、工作量大且節能差的缺點。

總結

在我國城市的快速發展已經給環境帶來了巨大的傷害，環境問題已經成為制約社會進步、經濟發展以影響人們生活的重要因素。如何有效地進行污水處理是城市與環境實現和諧共處的需要考慮的重點問題。政府以及社會各界要重視污水處理問題，引進先進的污水處理設備和污水處理技術，科學、合理、有效地處理城市污水，實現城市的健康、可持續發展。

參考文獻

第9篇：水利工程的用處范文

關鍵詞:環境工程 水處理 曝氣設備 應用

中圖分類號：E271文獻標識碼： A

我國現階段還是制造業大國，各大工業企業的不斷發展，對水體環境的污染非常嚴重，在環境治理工程也非常注意對水污染的防治工作，在不斷的摸索中曝氣技術就得到了廣泛的研究和應用。借助曝氣技術,將空氣轉移到受污染的水之中,對污水進行攪拌的同時使空氣中的氧能夠迅速轉到污水之中, 既能避免曝氣池內的懸浮物出現下沉，也給微生物的生長代謝提供氧源，在通常情況下，它可以加強池內微生物、溶解氧以及有機物的充分接觸與結合, 以達到對污水中的有機物進行氧化分解的目的。

一、環境工程水處理中曝氣的應用分析

曝氣技術在環境工程中的地位是非常關鍵的，曝氣設備也在隨著科學技術的不斷進步也在不斷的完善中，目前全世界的水處理項目中都離不開曝氣技術的運用。曝氣技術在環境工程的水處理的應用中,主要依托曝氣設備而實現的。曝氣設備按運行方式和操作條件的不同可分為機械曝氣和鼓風曝氣。在實際應用中，對曝氣設備的穩定性、可維護性、氧轉移效率、能源消耗、噪音公害、經濟性提出要廣泛的要求。在環境工程的水處理中, 主要應用的曝氣設備有以下幾類。

1 . 1 潛水射流曝氣設備的應用

在工業污水處理中, 射流曝氣活性污泥工藝的應用相當廣泛。在污水處理中, 主要運用潛水射流曝氣設備,使水流通過曝氣設備中的噴嘴座( 設置于泵出口位置)被迅速地輸送至混氣室內,同時通過進氣導管將空氣導入該混氣室內,使混氣室內的空氣與水接觸并混合, 之后再通過擴散管將混氣室內的空氣排出。運用射流曝氣活性污泥工藝進行污水處理,其處理中曝氣的時間較短, 而且對空氣的氧的利用率較高, 并具有較強的充氧動力效率。

在潛水射流曝氣設備中, 深水自吸式潛水射流曝氣機是其核心組成部分,該部分主要是由消音器、進氣管與擴散管、潛水排污泵等幾大主體部分組成, 水流在潛水電泵的作用下,經過曝氣設備的噴嘴座, 加快水流的速度, 在噴嘴座的四周形成高速水流以及負壓, 從而使空氣在水流與負壓作用下進入進氣管之中, 并與水流接觸結合, 最終形成混合流, 并通過排氣管高速噴出帶有氣泡的液氣混合流, 之后在水深較深、面積較廣的水域漩渦中進行攪拌, 最終完成整個曝氣過程。該曝氣設備中設置有消音器,以消除曝氣過程中的噪音, 防止噪音公害產生。同時, 在污水處理中, 處理水的深度較深, 一般在水處理深度在5～5.5 m的范圍內時,若污水處理量相同, 運用該曝氣工藝, 還能有效減少污水池的污水面積,利于污水處理中的成本降低。

1 . 2 表面曝氣設備的應用

在環境工程的污水處理中, 表面曝氣設備也是應用非常廣泛的一種曝氣設備,在污水處理中,運用該曝氣設備,通過電機的驅動,帶動軸流式葉輪能夠快速地運轉,并利用導管導水板噴出廢水,在噴出廢水的過程中,會產生較薄的水幕,從而使其與空氣結合,產生大量的水滴,并在水滴下降至液面的過程中,出現大量的氣泡與亂流,增加水中的含氧量。在環境工程的水處理中運用該曝氣設備,所需能耗較小,而且曝氣設備結構簡單,同時在曝氣過程中,無需設置大量的曝氣頭以及布氣管道, 能有效降低污水處理的成本投入。

1 . 3 鼓風曝氣設備的應用

運用鼓風曝氣設備進行環境工程中的水處理時,主要通過曝氣風機的運用,產生一定壓力與風量,并通過輸送管道,強加空氣于池內污水之中,并以擴散曝氣器為有效渠道, 使空氣在池內的水流之中快速流動擴散,使水、氣、泥充分混合。通過該曝氣設備能夠使空氣與污水池內的液體進行充分的接觸與混合。該曝氣方式主要由連貫的曝氣管道、鼓風機以及曝氣裝置等構成,結構相對較為復雜,并通過安裝的相關的管道, 輸送空氣于生化池池底的鼓風機之中,通過鼓風機運轉產生的風量,使空氣在經過鼓風機時就會形成尺寸不一的氣泡,并在其流動以及上升的過程中, 遇到液面時則發生破裂, 使氧在這一過程中轉移至混合液之中, 完成曝氣。

二、環境工程水處理中曝氣設備的選用分析

在環境工程的水處理中, 不同的曝氣設備的充氧能力存在著差異,選用參數較高,性能較好的曝氣設備,對于全面提高水處理的出水水質、降低能耗,節省成本投入具有重要意義。在環境工程的水處理中,選擇曝氣設備時,要綜合考慮曝氣設備的EL、EA、EP等性能參數,即曝氣設備的充氧能力、氧轉移的效率以及曝氣設備的動力效率,同時還需結合實際的水處理工藝要求,以及能夠承擔的成本投入, 優選實用性較強的曝氣設備。

通常而言,環境工程水處理中,選擇曝氣設備時,主要考慮其規格與效能這兩大主體技術直指標, 以直觀反映曝氣設備的規格特點與設備的優劣。用戶在選擇曝氣設備時, 一定要立足于水處理實際需求情況, 選擇適合的規格設備。同時, 優選能效好的曝氣設備, 以便于使用, 同時節約水處理成本。例如, 判斷曝氣設備的能效情況時, 可將溶解氧轉移率為主要參考指標, 對設備的能效情況進行全面地衡量。在水處理中, 唯有保證選用規格適合且能效高的曝氣設備, 才可能提高氧轉移率,節省資金投入, 全面體改污水處理的質量與效率。

此外,在曝氣設備的選用中,若僅僅考慮曝氣設備的氧轉移率, 而不考慮其動力效率, 則無法對選用的曝氣設備進行全面的經濟分析。例如,如果我國城市全年的污水排放量與處理量分別為372.52億立方米與86.1億立方米,若按照360天進行計算,那么全國的污水流量平均每小時就有8.46×105m3,若對城市這些污水全部運用活性污泥法加以處理, 那么所需的充氧量則為0.25 kg/m3,則所有城市所需的充氧能力則為2.72×105/h,那么運用曝氣設備的動力效率低者＜2.2 kg/kW?h,高者在5 kg/kW?h左右。若采用的曝氣設備的動力效率為2 kg/kW?h,那么全年的用電量則高達9.82億kW?h,年用電費以及曝氣設備的投資費分別為5.98億元與3.46億元,若選用設備的動力效率為5 kg/kW?h,全年的用電量3.29億kW?h,年用電費以及曝氣設備的投資費分別為2.32億元與1.34億元,兩者的差值巨大。因此,在選用曝氣設備的過程中, 要綜合考慮曝氣設備的各項性能指標,優選合適的曝氣設備,在提升效率的同時,提高水處理的經濟性。

結束語

污水處理是環境工程中的重要環節,而曝氣是水處理中的重要組成部分, 能夠為生化池內的微生物提供充足的充氧量,為微生物雜質降解創造有利的條件。在環境工程水處理曝氣的應用中, 關鍵在于選擇合適且性能較好的曝氣設備, 綜合考慮其規格以及效能等指標, 全面提升水處理效率與質量, 實現真正節能高效低成本的水處理。

參考文獻

[1] 商大文.環境工程水處理中對曝氣設備的應用分析[J].科技創新與應用,2013(29):154-154.

[2] 蔣娜莎, 金臘華. 微曝氣混凝土生態膜法污水處理試驗研究[J].工業水處理,2011 31(5):21-23.

[3] 黃曉輝.自吸渦旋曝氣的研究[D].華中科技大學,2011.

[4] 李寬峰.硫酸鹽廢水處理過程中SRB與MPB的協同作用研究[D].蘇州科技大學,2013.