一种降水可多级利用的基坑降水井系统的制作方法

本发明涉及建筑领域地下结构施工的基坑降水井领域，特别涉及一种降水可多级利用的基坑降水井系统。

背景技术：

基坑降水是指在开挖基坑时，地下水位高于开挖底面，地下水会不断渗入坑内，为保证基坑能在干燥条件下施工，防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降而做的降水工作。为了使基坑中各项施工正常进行，一般将降水井中的水抽到地面后进行排放。这种方式导致了水资源的浪费，而且增加了施工临时用水的成本。

为解决上述问题，专利cn204475356u公开了一种地铁车站明挖基坑降水井水再利用系统，解决了现有的降水井中的水抽到地面后进行排放造成的水资源浪费的问题。包括地铁车站明挖基坑，在地铁车站明挖基坑中设置有降水井，抽水泵的抽水管口设置在降水井中，抽水泵的出水管口与沉淀过滤水池的入水口连通在一起，在沉淀过滤水池的出水口上设置有水泵，水泵的出水口与水塔的入水口连通在一起，在水塔的出水口上设置有水加压设备，在水压加压设备的出水口上连接有施工工地临时用水管道。节约工地施工用水，使降水井抽出的地下水得到了循环利用。

该专利虽然使得水可以进一步的循环利用，但是其利用方式单一，未发挥出降水更多的价值。且在实际工作中，基坑降水井水的再利用存在水的质量过低的问题，以及降水中的细菌、微生物及其他化学物质对设备具有腐蚀作用，导致设备使用寿命过低的问题。专利cn204475356u未给出关于这些方面的解决方案。

因此，基于上述的现有技术方案，本发明提供一种降水可多级利用的基坑降水井系统，该基坑降水井系统不仅可以将降水作为工地临时用水，还可以将水质处理后的污泥进行驯化培养，且利用降水的热量传递给冷流体的设备实现热交换。本发明实现了降水的多级利用，提高了回收利用水的水质。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种降水可多级利用的基坑降水井系统，该基坑降水井系统不仅可以将降水作为工地临时用水，还可以将水质处理后的污泥进行驯化培养，且利用降水的热量传递给冷流体的设备实现热交换。本发明实现了降水的多级利用，提高了回收利用水的水质，并提高了降水井系统的使用寿命，不仅在施工中可用，在建筑建成后依然可以继续使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明提供一种降水可多级利用的基坑降水井系统，其特征在于，所述的基坑降水井系统包括基坑1、设置于基坑中的降水井2、水质处理单元、污泥驯化单元和换热器19；所述降水井2内部设置有抽水泵5和抽水泵6，所述降水井2上端设置有封井盖9；所述水质处理单元包括第一过滤段10、栅栏20、出水管15、第二过滤段11、出水管16、中空纳米纤维复合过滤膜21和出水段12；所述污泥驯化单元包括污泥沉降装置30、污泥驯化装置31。

本发明的基坑降水井系统，在水质处理单元中第一过滤段10，采用栅栏20拦截对砂石进行过滤，第一过滤段10的底部具有开口，通过出水管15上的阀门13控制，定时对拦截的砂石进行清理。当需要清理时，关闭抽水泵5、抽水泵6，打开阀门13，让砂石顺着出水管15流出。水质处理单元中第二过滤单元11采用中空纳米纤维复合过滤膜21，对污泥、铁锈、细菌、有机物进行过滤。过滤处理出的污泥经过阀门14打开流向污泥沉降装置30，再进入污泥驯化装置，实现了降水的第一级回收利用。在进行污泥的回收时，打开抽水泵5，关闭抽水泵6，控制水量，对中空纳米纤维复合过滤膜21表面进行冲刷。不仅提高了污泥的利用，还防止了污泥附着在中空纳米纤维复合过滤膜21表面，影响过滤效果，并防止了复合过滤膜遭受损害，延长过滤膜的使用寿命。过滤后的降水通过出水管17流经换热器，实现了降水的第二级回收利用。降水经过换热器时已经经过过滤处理，防止了换热器的腐蚀严重，延长了换热器的使用寿命。降水经过换热器后，降水可以作为生活用水，实现了降水的第三级利用。

进一步，所述中空纳米纤维过滤复合膜由中空纳米纤维膜和无纺布隔离层组成。所述中空纳米纤维复合过滤膜制备方法包括以下步骤：

（1）无纺布的制备：取40wt％-60wt％的聚酯纤维，10wt％-30wt％的聚丙烯纤维、20wt％-35wt％的聚乙烯醇缩甲醛纤维和10wt％-15wt％的粘胶纤维经配浆、打浆，加水稀释至0.1wt%-0.005wt%的纤维浓度，得到浆料，将浆料进行静电纺丝，获得无纺布；

（2）中空纳米纤维膜的制备：将聚丙烯腈、增强剂、亲水剂、成孔剂、纳米银颗粒、聚羧酸减水剂改性石墨烯与溶剂混合，在20-45℃下搅拌溶解成均匀的制膜液；以25-50℃的水为芯液，将20-60℃的制膜液经喷丝头喷出成管状液膜，该液膜经过5-10厘米的空气隙后进入15-25℃水浴中固化成中空纤维膜；将固态的中空纤维膜经10-30℃水浸泡清洗2-3天，并在空气中晾干得到所述中空纳米纤维膜；

（3）无纺布与中空纳米纤维膜复合：取两块无纺布，分别作为无纺布隔离层a和无纺布隔离层b，将无纺布隔离层a一侧与无纺布隔离层b的一侧胶黏剂贴合，中空纤维膜置于无纺布隔离层a和无纺布隔离层b之间，再将无纺布隔离层a与贴合侧平行的一侧与无纺布隔离层b与贴合侧平行的一侧用胶黏剂贴合；中空纳米纤维膜膜丝与集水管连接，无纺布隔离层a和无纺布隔离层b的另两侧对应用胶黏剂贴合，所述集水管与中空纳米纤维膜膜丝置于无纺布隔离层中。

本发明采用无纺布隔离层与中空纳米纤维膜复合，通过隔离层进行缓冲，具有较强的抗压性，且无纺布隔离层在水流经过时进行第一次过滤，避免了水质恶化对过滤膜直接的伤害。本发明采用聚羧酸减水剂改性石墨烯，通过聚羧酸减水剂改性的石墨烯能稳定均匀的分散在中空纳米纤维膜中，使石墨烯发挥出更好的增强增韧的作用。本发明中空纳米纤维膜添加纳米银颗粒，在水质处理时杀灭微生物，纳米银复合膜具有较强的抗生物污染能力。复合过滤膜具有亲水性好、耐化学性好、抗污染能力强、具有显著的选择性等优点。本发明的复合膜，采用集水管与中空纳米纤维膜膜丝置于无纺布隔离层中，当进行水质处理时，无纺布隔离层进行第一次过滤，且阻隔了污泥与固定区域的接触。解决了膜固定区域容易产生污泥沉积，从而降低产水量，增加能耗和清洗药耗的问题。

进一步，所述封井盖9为采用氰凝防腐涂料进行表面处理。

进一步，所述第一过滤段10底部的出水管15上设置有阀门13。

进一步，所述第二过滤段11底部的出水管16上设置有阀门14。

进一步，所述污泥沉降装置30和污泥驯化装置31之间设置有流量计32。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

1.本发明的基坑降水井系统，水质处理单元中第二过滤单元过滤的污泥进入污泥驯化单元实现了降水的第一级回收利用。过滤后的降水通过出水管17流经换热器，实现了降水的第二级回收利用。降水经过换热器后，降水可以作为生活用水，实现了降水的第三级利用。

2.本发明采用无纺布隔离层与中空纳米纤维膜复合，复合过滤膜具有亲水性好、耐化学性好、抗污染能力强、具有显著的选择性等优点。本发明的复合膜，采用集水管与中空纳米纤维膜膜丝置于无纺布隔离层中，当进行水质处理时，无纺布隔离层进行第一次过滤，且阻隔了污泥与固定区域的接触。解决了膜固定区域容易产生污泥沉积，从而降低产水量，增加能耗和清洗药耗的问题。

附图说明

图1为基坑降水井系统的结构示意图；

图2为中空纳米纤维复合过滤膜的结构示意图

图3为中空纳米纤维复合过滤膜与集水管结合的示意图。

图中，基坑1、降水井2、进水口3、进水口4、抽水泵5、抽水泵6、阀门7、阀门8、封井盖9、第一过滤段10、第二过滤段11、出水段12、阀门13、阀门14、出水管15、出水管16、出水管17、换热器19、栅栏20、中空纳米纤维复合过滤膜21、污泥沉降装置30、污泥驯化装置31、流量计32、无纺布隔离层a51，中空纳米纤维膜52，无纺布隔离层b53，集水管54。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和要点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1降水可多级利用的基坑降水井系统

所述的基坑降水井系统包括基坑1、设置于基坑中的降水井2、水质处理单元、污泥驯化单元和换热器19；所述降水井2内部设置有抽水泵5和抽水泵6，所述降水井2上端设置有封井盖9；所述水质处理单元包括第一过滤段10、栅栏20、出水管15、第二过滤段11、出水管16、中空纳米纤维复合过滤膜21和出水段12；所述污泥驯化单元包括污泥沉降装置30、污泥驯化装置31。

本发明的基坑降水井系统，在水质处理单元中第一过滤段10，采用栅栏20拦截对砂石进行过滤，第一过滤段10的底部具有开口，通过出水管15上的阀门13控制，定时对拦截的砂石进行清理。当需要清理时，关闭抽水泵5、抽水泵6，打开阀门13，让砂石顺着出水管15流出。水质处理单元中第二过滤单元11采用中空纳米纤维复合过滤膜21，对污泥、铁锈、细菌、有机物进行过滤。过滤处理出的污泥经过阀门14打开流向污泥沉降装置30，再进入污泥驯化装置，实现了降水的第一级回收利用。在进行污泥的回收时，打开抽水泵5，关闭抽水泵6，控制水量，对中空纳米纤维复合过滤膜21表面进行冲刷。不仅提高了污泥的利用，还防止了污泥附着在中空纳米纤维复合过滤膜21表面，影响过滤效果，并防止了复合过滤膜遭受损害，延长过滤膜的使用寿命。过滤后的降水通过出水管17流经换热器，实现了降水的第二级回收利用。降水经过换热器时已经经过过滤处理，防止了换热器的腐蚀严重，延长了换热器的使用寿命。降水经过换热器后，降水可以作为生活用水，实现了降水的第三级利用。

实施例2纳米纤维复合过滤膜的制备

包括以下步骤：

（1）无纺布的制备：取40wt％的聚酯纤维，30wt％的聚丙烯纤维、35wt％的聚乙烯醇缩甲醛纤维和15wt％的粘胶纤维经配浆、打浆，加水稀释至0.005wt%的纤维浓度，得到浆料，将浆料进行静电纺丝，获得无纺布；

（2）中空纳米纤维膜的制备：将聚丙烯腈12份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物3.5份、丙烯腈-乙酸乙烯酯共聚物1.2份、聚乙烯吡咯烷酮10份、纳米银颗粒1.0份、聚羧酸减水剂改性石墨烯1.5份和二甲基乙酰胺80份混合，在20℃下搅拌溶解成均匀的制膜液；以25℃的水为芯液，将20℃的制膜液经喷丝头喷出成管状液膜，该液膜经过5厘米的空气隙后进入15℃水浴中固化成中空纤维膜；将固态的中空纤维膜经10℃水浸泡清洗2天，并在空气中晾干得到所述中空纳米纤维膜；

（3）无纺布与中空纳米纤维膜复合：取两块无纺布，分别作为无纺布隔离层a和无纺布隔离层b，将无纺布隔离层a一侧与无纺布隔离层b的一侧胶黏剂贴合，步骤（2）制备的中空纳米纤维膜置于无纺布隔离层a和无纺布隔离层b之间，再将无纺布隔离层a与贴合侧平行的一侧与无纺布隔离层b与贴合侧平行的一侧用胶黏剂贴合；中空纳米纤维膜膜丝与集水管连接，无纺布隔离层a和无纺布隔离层b的另两侧对应用胶黏剂贴合，所述集水管与中空纳米纤维膜膜丝置于无纺布隔离层中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。