渗滤取水滤层反冲洗方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种渗滤取水滤层反冲洗方法及控制系统，该渗滤取水滤层反冲洗方法将反冲洗介质通过高频振荡法、中频振荡法、低频振荡法、脉冲振荡法作用于滤层淤塞区域，在该区域往复或脉冲式振荡运动，使淤塞边界产生疲劳松动，在全面积范围产生能量释放点，同时将淤塞物脱离附着物并被反冲洗介质带走，在整个滤层恢复渗水通道。该渗滤取水滤层反冲洗控制系统包括中央控制器、气水工作站、传感控制装置、连接部件；该渗滤取水滤层反冲洗控制系统采用远程传感，远程控制，自动识别判断各项参数，自动给定各项反冲洗参数，对反冲洗过程中各项参数变化实时监测并实时调整，实现高度自动化、智能化，本方法及控制系统适用于天然滤层及人工滤层。

【技术实现步骤摘要】
渗滤取水滤层反冲洗方法及控制系统
本专利技术属于取水
中有关渗滤取水的滤层清淤技术，具体涉及一种渗滤取水滤层反冲洗方法及控制系统。
技术介绍
滤层(滤床)反冲洗清淤的目标为打破淤塞形成的容器效应，清除滤层(滤床) 内淤塞物，在整个取水面积范围疏通或新建渗水通道，恢复含水层的补水量，保证取水管道的设计取水量。滤层(滤床)反冲洗清淤的基本工作原理是将压力介质通过取水管道反向注入滤层(滤床)内部，利用介质的压力向外膨胀，打破淤塞造成的容器效应，再通过介质的冲刷力及吸附力，将淤塞物清理出滤层(滤床)内部的过程。在这个过程中，如果介质压力过高， 能量会在容器效应最薄弱点(承受压力最低点)集中释放，即产生爆破现象。由于能量的集中释放，压力介质瞬间以高流速向外喷射，其产生的冲刷力大于滤层(滤床)的破坏力， 将米石、粗砂、细沙等小颗粒滤料带出滤层(滤床)，形成井喷现象。其结果在滤层(滤床) 中形成一个无小颗粒滤料的管道，使地表水与含水层直接连通，失去了滤层(滤床)的过滤效果，造成取水孔或整个水井报废。为了避免发生爆破、井喷现象，精确控制反冲洗滤层(滤床)清淤的基本原则是低压差、小流速，高流量、大膨胀。由深层至浅层逐层清洗。低压差、小流速井喷是由于能量释放时流速过高造成的，而流速的大小是由两端压力差决定的，压差小流速就低，因此，控制好滤层(滤床)内外的压差，就能避免井喷的发生。在取水管控制阀门关闭后，滤层(滤床)内的含水就变成了静态水，具有一个静态水压力，只有用大于静态水压力的压力介质，才能通过取水管道反向进入滤层(滤床)，并使介质与滤层(滤床)内部的水向其它方向(渗滤补水的反方向)流出，实现反冲洗过程。反冲洗压差过大，会造成原渗滤通道中的水逆向流速过高，产生的冲刷力会冲刷掉滤料级配中的小颗粒滤料，使过滤效果变差或丧失，甚至会发生由高压差产生的边界最薄弱点(压力最低点)的能量突然释放形成的爆破、井喷现象。反冲洗时增加的压力的选择范围应为初始静态压力的5% 50%，具体数值的确定还应参照滤层(滤床)厚度及淤塞程度等参数。高流量、大膨胀在保证低压差的基础上，加高流量可使整个滤层(滤床)保持一种大膨胀状态(清淤完成及建立新渗滤通道前)，反冲洗介质对淤塞区域始终保持有一定的压力作用，在渗滤边界恢复或产生新的渗滤通道。反冲洗过程中流量参数的选择应从大于淤塞后取水管流量10%开始，直到大于设计流量逐渐增加。精确控制反冲洗滤层(滤床)清淤的方法由以下几方面构成(1)按介质分气反冲洗、水反冲洗、气水混合反冲洗、药物反冲洗等。其原理为不同介质会产生不同的冲刷力、膨胀力、吸附力、溶解力，利用介质的不同性质进行反冲洗。(2)按控制方法分高频振荡法、中频振荡法、低频振荡法、脉冲振荡法。其原理为利用不同的控制方法，使滤层(滤床)产生高、中、低频及脉冲等不同的振荡效应，对各类型的淤塞进行清洗。反冲洗法解决渗滤取水滤层(滤床)淤塞与地面水厂过滤池淤塞有着很大的区别，地面水厂过滤池淤塞采用的反冲洗方法是完全不适用于渗滤取水滤层(滤床)淤塞的， 包括以下原因1、边界条件不同渗滤取水滤层(滤床)初始为无边界条件，随着淤塞的产生，形成不同条件形式且不规则的边界，造成能量释放的方向与形式都不相同，为能达到清除淤塞物的目的，需要采取多种操作方式及更精确的控制。过滤池为人工所建，其边界清晰，能量释放方式为均勻向上，其操作及控制方式单一。2、处理条件与处理范围的不同由于渗滤取水滤层(滤床)的不可入性，滤层(滤床)内的一切条件都是由勘探结论推断出来的，且渗滤取水滤层(滤床)内部的复杂结构及不均勻性等，对于反冲洗控制的要求很高，过滤池的结构条件单一且均勻，反冲洗时操作简单。渗滤取水滤层(滤床)处理范围很大，可达到几千平方米的面积，对反冲洗参数的要求很大，过滤池处理范围小，最大一二百平方米，参数要求简单。渗滤取水滤层(滤床)多在天然河床上，处理问题时基本无法进行排水处理，因此要求在反冲洗时的控制精确度很高， 过滤池可将全部的水排干处理，对反冲洗的控制精度要求相对较低。3、滤料条件不同渗滤取水滤层(滤床)滤料是不均勻的各种规格的石、沙等固体颗粒的级配，过滤池滤料均勻单一，对反冲洗时各项参数的要求不同。4、可能产生不良后果的不同滤层(滤床)反冲洗过程中如果出现了爆破井喷现象，其后果会造成取水通道无过滤效果而报废，甚至整个取水井的报废，过滤池如果发生这样的现象，只需人工整理一下滤料就可完全避免报废现象，不会产生不良的后果。另外，由于洪水期与枯水期水位及水量的变化很大，包括流量、流速、压力等参数变化也很大，现有的反冲洗系统都是由人工先检测取水管的各项参数，再根据得到的数据判断取水管淤塞情况，操作比较单一的反冲洗模式，不仅对操作人员的技术要求很高，同时增大了工作人员的劳动强度，降低了工作效率，引入了人为误差，影响了反冲洗效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是反冲洗滤层清淤过程中如何能够完全避免爆破、井喷发生，为了避免压力介质只在压力最低点一处释放全部能量，而是在整个取水面积内大范围疏通或新建渗水通道，本专利技术提供的一种渗滤取水滤层反冲洗控制系统及其反冲洗清淤操作模式，采用自动化、智能化的中央控制系统及传感控制装置，结合使滤层产生不同频率振荡，用疲劳强度远小于破坏强度的原理，使滤层其它部分疲劳松动，产生多处多点全面积范围的能量释放点，在整个滤层恢复渗水通道。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是提供一种渗滤取水滤层反冲洗方法， 其特征在于用于清除滤层淤塞物，将反冲洗介质通过高频振荡法、中频振荡法、低频振荡法、脉冲振荡法作用于滤层淤塞区域，反冲洗介质在滤层淤塞区域往复或脉冲式振荡，使淤塞边界产生疲劳松动，同时将淤塞物脱离附着物并被反冲洗介质带走。所述高频振荡法是利用反冲洗介质使滤层内压力产生正向、反向交替变化，从而使淤塞物与附着物不断在正向及反向压力转换间产生振荡摩擦，淤塞物与附着物间的附着力减弱，使淤塞物脱离附着物随反冲洗介质排出滤层；所述高频振荡法适用于靠近取水管的深层及中层淤塞物的清除；所述高频振荡法的振荡周期为10 MOs ；所述中频振荡法是利用反冲洗介质使滤层内压力产生正向、反向交替变化，从而使淤塞物与附着物不断在正向及反向压力转换间产生振荡摩擦，淤塞物与附着物间的附着力减弱，使淤塞物脱离附着物随反冲洗介质排出滤层；所述中频振荡法适用于整个滤层淤塞物的清除；所述中频振荡法的振荡周期为50 600s ；所述低频振荡法是利用反冲洗介质使滤层内压力产生正向、反向交替变化，从而使淤塞物与附着物不断在正向及反向压力转换间产生振荡摩擦，淤塞物与附着物间的附着力减弱，使淤塞物脱离附着物随反冲洗介质排出滤层；所述低频振荡法适用于中层及靠近滤层表面的浅层淤塞物的清除；所述低频振荡法的振荡周期为100 1200s ；所述脉冲振荡法是利用反冲洗介质的往复运动使滤层不断地膨胀、还原而产生振荡，淤塞物与附着物之间不断摩擦，淤塞物与附着物间的附着力减弱，使淤塞物脱离附着物随反冲洗介质排出滤层；所述脉冲振荡法适用于中层及靠近滤层表面的浅层淤塞物的清除；所述脉冲振荡法的振荡周期为10 1200s。实现上述渗滤取水滤层反冲洗方法的控制系统，包括中央控制器、气水工作站、连接部件；其特征在于还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈台智，马玉欣，
申请(专利权)人：陈台智，马玉欣，
类型：发明
国别省市：