1. Įvadas

Kojinės su filtru-taip pat vadinamos nuosėdų filtravimo kojinėmis, komposto filtravimo kojinėmis, erozijos kojinėmis arba perimetro kontrolės vamzdeliais-tapo vienu universaliausių ir ekologiškiausių erozijos ir nuosėdų kontrolės įrankių. Jų efektyvumas slypi unikaliame mechaninio filtravimo, paviršiaus šiurkštumo didinimo ir biologinės sąveikos derinyje. Skirtingai nuo tradicinių valdymo įtaisų, tokių kaip dumblo tvoros ar šiaudinės kojinės, yra filtravimo kojinėstrimatis{0}}filtravimasleidžia vandeniui prasiskverbti ir sulaiko skendinčias kietąsias medžiagas, teršalus, organines medžiagas, angliavandenilius ir smulkias daleles.

Šiame po{0}}straipsnyje nagrinėjamainžinerinis pamatasuž filtravimo kojinių: jų medžiagos struktūra, filtravimo mechanizmai, hidraulinė elgsena, našumo metrika ir realūs{0}}eksploataciniai parametrai. Suprasdami jų inžinerines savybes, projektų vadovai gali sukurti nuosėdų kontrolės sistemas, kurios atitinka norminius reikalavimus, pagerina aplinkos apsaugą ir sumažina priežiūros išlaidas.

2. Struktūrinė sudėtisKojinės su filtru

Filtrinės kojinės yra cilindriniai vamzdeliai, užpildyti filtravimo terpe ir suvynioti į tinklinę medžiagą. Tiek tinklelis, tiek užpildo medžiaga lemia filtravimo galimybes, ilgaamžiškumą ir naudojimo reikalavimus.

2.1 Tinklo medžiagų tipai

Tinklelis paprastai gaminamas iš:

Polipropileno tinklelis(dažniausiai)

Polietileno tinkleliai

Biologiškai skaidūs kokoso pluošto tinkleliai

Džiuto arba natūralaus pluošto įvyniojimai

Labai{0}}stiprūs sintetinės geotekstilės tinkleliai

1 lentelė. Tinklinių medžiagų palyginimas

Tinklo angos dydis lemia kojinių gebėjimą sulaikyti smulkias daleles. Mažesnės angos=smulkesnis filtravimas.

2.2 Užpildo medžiagos sudėtis

Užpildo medžiagos tiesiogiai veikia:

Filtravimo efektyvumas

Srauto{0}}elgesys

Sunkiojo metalo gaudymas

Maistinių medžiagų sekvestracija

Ilgaamžiškumas ir atsiskaitymo normos

Įprastos užpildymo medžiagos apima:

Kompostas (tradicinis pasirinkimas)

Biochar mišiniai

Smėlio/dirvos mišiniai

Granuliuotos terpės

Medienos drožlės

Perdirbta organika

Sukurta filtravimo medžiaga

2 lentelė. Užpildo medžiagos charakteristikos

3. Filtravimo mechanizmai

Filtruojamose kojinėse vienu metu naudojami keli filtravimo principai. Dėl šio-daugiasluoksnio požiūrio jie veikia geriau nei paprastos kliūtys.

3.1 Mechaninis filtravimas

Didesnės nei tinklelio anga dalelės yra fiziškai užblokuotos. Tai priklauso nuo:

Tinklo porų dydis

Užpildymo terpės grūdelių dydis

Kojinės suspaudimas po montavimo

Hidrodinaminis slėgis

Mechaninis filtravimas visų pirma fiksuoja:

Smėlis

Dumblas

Žvyras

Didelės organinės šiukšlės

3.2 Adsorbcinis filtravimas

Komposte ir bioanglyje yra įkrautų paviršių, galinčių adsorbuoti:

Sunkieji metalai (Pb, Zn, Cu)

Angliavandeniliai

Fosforas ir azotas

Ištirpusios organinės medžiagos

Adsorbcijos pajėgumas didėja, kai:

Padidėja organinių medžiagų kiekis

Pailgėja kontakto laikas

pH išlieka šiek tiek neutralus

3.3 Biologinis filtravimas

Kompostinės{0}}kojinės skatina mikrobų veiklą. Mikroorganizmai padeda suskaidyti:

Aliejai

Nitratai

Organiniai teršalai

Dėl to jie idealiai tinka žaliajai infrastruktūrai ir bioretencijai.

3.4 Srauto greičio mažinimas

Filtrinės kojinės sulėtina vandens tekėjimą, todėl nuosėdos gali nusėsti natūraliai.

Sumažinus greitį 50–90 %, atsiranda:

Apatinė erozija

Padidėjęs nusėdimas

Sumažintas kanalų šveitimas

Pagerintas dirvožemio stabilumas

4. Filtrinių kojinių hidraulinis veikimas

Norint pasirinkti tinkamą kojinių skersmenį, vietą, tarpus ir srauto kelią, labai svarbu suprasti hidraulinius parametrus.

4.1 Hidraulinis laidumas ir srautas-

Filtrinės kojinės yra pralaidžios. Teka vanduoperjuos, o ne šalia ar po jais.

Srauto greičiui įtakos turi:

Tinklo poringumas

Užpildymo terpės tankis

Kojinių skersmuo

Tankinimo laipsnis

Hidraulinis galvos slėgis

Įprastas srauto{0}}kainių diapazonas:

1–50 galonų per minutę už linijinę pėdą
(priklausomai nuo laikmenos tipo)

4.2 Kojinių skersmens įtaka

Didesnės kojinės:

Atsispirti vandens išstūmimui

Užtikrinkite didesnį konstrukcijos stabilumą

Pasiūlyti didesnį nuosėdų sulaikymą

Valdykite didesnius srauto kiekius

3 lentelė. Pasirenkamų kojinių skersmenys ir našumas

4.3 Įdėjimo ir orientacijos efektai

Veikimas žymiai pagerėja, kai kojinės yra:

Statmenai tekėjimui

Padėtas ant kontūro

Tinkamai tranšėtas arba stabilizuotas

Įrengtas su tinkamu persidengimu

Neteisingas išdėstymas drastiškai sumažina efektyvumą.

5. Inžinerinio vertinimo veiklos metrika

Nuosėdų kontrolės projekte naudojami šie rodikliai.

5.1 Nuosėdų šalinimo efektyvumas

Matuojama naudojant:

Bendras suspenduotų kietųjų medžiagų kiekis (TSS)

Drumstumas (NTU)

Dalelių dydžio analizė

Tipiškas nuosėdų mažinimas:

65–90%tinkamai įrengtose sistemose.

5.2 Teršalų šalinimo efektyvumas

Nuimamos komposto ir bioanglies kojinės:

Fosforas:iki 80 proc.

Azotas: 30–60%

Metalai:naudojant bioanglį iki 95 proc

Angliavandeniliai: 40–70

5.3 Ilgaamžiškumas ir techninės priežiūros ciklas

Medžiagos suskirstymas skiriasi priklausomai nuo:

Lietaus intensyvumas

Dirvožemio tipas

UV poveikis

Biologinis aktyvumas

Kojinių skersmuo

Įprasta gyvenimo trukmė:

Kompostinės kojinės:6-24 mėn

Biochar kojinės:iki 36 mėnesių

Kokoso pluošto tinklai:12 mėnesių

Sintetiniai tinklai:3+ metų

6. Filtrinių kojinių taikymas nuosėdų ir lietaus vandens kontrolei

Filtrinės kojinės naudojamos pramonės šakose, savivaldybėse ir kraštovaizdžio projektuose.

6.1 Statybvietės perimetro kontrolė

Pagrindiniai naudojimo būdai:

Nuotėkio filtravimas

Perimetro izoliacija

Įėjimo/išėjimo kontrolė

Apsaugokite lietaus kanalizaciją

Privalumai:

Greitesnis montavimas nei dumblo tvoros

Daugeliui skersmenų tranšėjų kasti nereikia

Galima perkelti ir naudoti pakartotinai

6.2 Lietaus vandens nuotėkio valdymas

Naudojama:

Sumažinkite didžiausią srauto greitį

Pagerinti vandens skaidrumą

Surinkite suspenduotas kietąsias medžiagas

Padidinti infiltraciją

Miesto aplinkoje filtravimo kojinės veikia taip:

Mini tikrinimo užtvankos

Apsaugos nuo įvado

Srauto nukreipimai

6.3 Naudojimas žemės ūkyje

Privalumai:

Užkirsti kelią trąšų nutekėjimui

Surinkite mėšlo daleles

Sumažinti maistinių medžiagų apkrovą vandens keliuose

Biochar kojinės yra ypač veiksmingos valdant maistines medžiagas.

6.4 Pramoniniai lietaus vandens leidimai

Pramonės aikštelėse dažnai reikia kojinių pagal:

NPDES leidimai

MS4 atitiktis

Biochar kojinių gaudymas:

Cinko nutekėjimas nuo cinkuotų paviršių

Varis nuo stabdžių dulkių

Angliavandeniliai iš transporto priemonių zonos

6.5 Žalioji infrastruktūra ir mažo-poveikio plėtra

Filtrinės kojinės pagerina:

Bioretencijos ląstelės

Bioswales

Gyvenimo kliūtys

Teršalų šalinimo zonos

Jie visiškai suderinami su LID strategijomis.

7. Diegimo procedūros ir geriausia inžinerijos praktika

7.1 Vietos įvertinimo kontrolinis sąrašas

Dirvožemio tipas

Šlaito gradientas

Numatomas srauto tūris

Prisidedantis drenažo plotas

Lietaus intensyvumas

Reguliavimo reikalavimai

7.2 Diegimo žingsniai

Padėkite kojines ant kontūro

Užtikrinkite visišką{0}}žemės kontaktą

Jei reikia, įkalkite

Persidengimas baigiasi bent 12 colių

Venkite spragų ar žemų taškų

Patikrinkite po lietaus

7.3 Rekomendacijos dėl tarpų

Nuolydžio kampas lemia tarpą tarp kojinių:

4 lentelė. Tarpai tarp kojinių šlaituose

8. Atvejų analizė

Atvejo analizė 1 - Greitkelių statyba

Problema: didelės nuosėdų apkrovos rūšiuojant.
Sprendimas: 18 colių komposto kojinės, sumontuotos išilgai kontūro linijų.
Rezultatai:

TSS sumažinimas 87%.

Sumažintas įpjovimas, palyginti su dumblo tvoromis

Mažesnės priežiūros darbo sąnaudos

Atvejo tyrimas 2 - Pramoninis cinko nutekėjimas

Problema: Cinko užterštumas nuo cinkuotų stogų.
Sprendimas: Biochar{0}}kojinės su filtru.
Rezultatai:

90% cinko pašalinimas

Atitiktis pasiekta per 30 dienų

Mažesnė O&M kaina, palyginti su smėlio filtrais

Atvejo tyrimas 3 - Miesto lietaus vandens sistema

Problema: pažabokite įvado užtvindymą ir nuosėdų išleidimą.
Sprendimas: prie kiekvieno įleidimo angos uždėkite tvirtas{0}}kojines.
Rezultatai:

Sumažėjęs įleidimo angos užsikimšimas

60% sumažintos priežiūros išlaidos

Pašalintas vakuuminio sunkvežimio aptarnavimo poreikis

9. Patikra, techninė priežiūra ir keitimas

Priežiūros etapai apima:

Po kiekvieno lietaus atvejo Didesnis arba lygus 0,5 colio

Kasmėnesiniai patikrinimai sausuoju laikotarpiu

Keitimas, kai laikmena per daug sutankinama

Rodikliai, kuriuos reikia pakeisti:

Tvenkinio vanduo > 24 val

Plyšęs tinklelis

Per didelis suglebimas

Sunkus užteršimas

10. Poveikio aplinkai vertinimas

Privalumai:

Mažas anglies pėdsakas (ypač komposto kojinės)

Palaiko biologinius procesus

Vengia tranšėjų kasimo

Galimi visiškai biologiškai skaidūs variantai

Iššūkiai:

Ribotas našumas esant ekstremaliam srautui

Skilimas esant dideliam UV spindulių poveikiui (natūraliam pluoštui)

skaityk daugiau:

11. Išvada

Filtrinės kojinės yra daugiafunkcinis{0}}labai efektyvus nuosėdų kontrolės, lietaus vandens filtravimo, teršalų šalinimo ir erozijos prevencijos įrankis. Dėl mechaninių, biologinių ir cheminių filtravimo mechanizmų derinio jie yra vienas iš labiausiai pritaikomų BMP tiek laikinai, tiek ilgalaikiam-aplinkos valdymui.

Suprasdami inžinerinius principus-hidraulika, terpės charakteristikos, teršalų sugėrimo elgsena ir įrengimo projektavimas-projektų vadovai gali įdiegti filtrų kojinių sistemas, kurios viršija norminius standartus, sumažina poveikį aplinkai ir palaiko ilgalaikį-svetainės stabilumą.