1. Principais vantagens do cascalho no campo de drenagem e filtração
Capacidade de filtragem em vários-estágios, interceptação eficiente de impurezas: combinandocascalhode diferentes tamanhos de partículas (por exemplo, cascalho grosso de 15 a 30 mm para a camada inferior, cascalho médio de 5 a 15 mm para a camada intermediária e cascalho fino de 2 a 5 mm para a camada superficial), uma hierarquia de filtração gradiente pode ser construída. O cascalho grosso intercepta primeiro os sólidos suspensos de partículas grandes (como sedimentos e galhos mortos), enquanto o cascalho médio e fino filtra ainda mais pequenas impurezas (como partículas coloidais e detritos orgânicos), com uma eficiência de filtração de mais de 85%. Isso reduz efetivamente a carga nos sistemas de tratamento subsequentes, especialmente adequados para o pré-tratamento do tratamento de esgoto municipal.
Propriedades químicas estáveis, garantindo a segurança da qualidade da água: O cascalho natural é composto principalmente de substâncias inertes, como a sílica, com propriedades químicas estáveis. Durante o contato-de longo prazo com a água, ele não liberará poluentes como metais pesados e íons nocivos na água, nem reagirá com substâncias químicas na água para produzir substâncias nocivas. Essa característica permite garantir continuamente a segurança dos efluentes em cenários com requisitos rígidos de qualidade da água, como pré-tratamento de água potável e filtração de circulação de água paisagística.
Forte resistência à corrosão, adaptando-se a ambientes complexos: o cascalho tem excelente tolerância a ambientes ácido-base. Em água com valor de pH de 3-11, sua estrutura física e desempenho de filtração permanecem estáveis, sem dissolução, desgaste ou danos estruturais devido à erosão ácida-base. Seja no tratamento de águas residuais ácidas industriais ou em sistemas de drenagem em áreas salino-alcalinas, o cascalho pode funcionar de forma estável por um longo tempo, com uma vida útil de 15 a 20 anos, reduzindo significativamente os custos de manutenção e substituição de projetos de conservação de água.
2. Potenciais desvantagens da aplicação de cascalho
Poros propensos a obstruir, reduzindo a eficiência da filtragem: após-uso prolongado, os sólidos suspensos e as partículas coloidais na água irão aderir gradualmente aos poros do cascalho. Se não for tratado a tempo, isso causará obstrução dos poros, diminuirá a taxa de fluxo da água e reduzirá a eficiência da filtração de mais de 85% inicialmente para menos de 50%. Em casos graves, pode causar problemas como acúmulo de água no sistema e pressão excessiva, afetando o funcionamento normal dos projetos de conservação de água.
Riscos ocultos de substâncias solúveis, que afetam a qualidade do efluente: O cascalho de algumas áreas geológicas (como o cascalho contendo carbonatos ou sulfatos) pode conter vestígios de substâncias solúveis. Sob imersão-de longo prazo ou lavagem com água, essas substâncias podem se dissolver lentamente, levando a alterações no valor do pH da água ou ao aumento da concentração de íons. Se usado na filtragem de fontes de água potável ou no tratamento de águas residuais industriais sensíveis, pode ter um impacto adverso na qualidade da água subsequente.
Baixa porosidade de partículas lisas, limitando o efeito de filtração: O cascalho liso formado pela lavagem natural da água tem alta adesão entre as partículas, com uma porosidade de apenas 30%-35% (inferior aos 40%-45% do cascalho angular). A baixa porosidade não apenas limita a taxa de fluxo de água, mas também reduz o espaço de adsorção de impurezas, resultando em fraca capacidade de filtração, o que é difícil de atender aos requisitos de filtração de alto fluxo e alta precisão (como a filtração de água circulante industrial).
3. Métodos de melhoria direcionados para desvantagens da aplicação de cascalho
Projete gradação de vários-níveis, otimize a estrutura de filtragem: de acordo com necessidades específicas de filtragem, adote um esquema de gradação de vários-níveis "grosso-médio-fino". Por exemplo, coloque cascalho grosso de 20-30 mm na camada inferior (poros grandes, vazão rápida, interceptando grandes impurezas), cascalho médio de 10-20 mm na camada intermediária (filtração de transição) e cascalho fino de 3-10 mm na camada superficial (filtração fina). Essa estrutura não apenas garante um fluxo suave de água, mas também maximiza a interceptação de impurezas, retardando a taxa de bloqueio dos poros.
Retrolavagem regular, restauração da capacidade de filtração: Para resolver o problema de bloqueio de poros, um mecanismo de retrolavagem regular precisa ser estabelecido. Para drenagem municipal ou sistemas de tratamento de água de pequena-escala, água de alta-pressão pode ser usada para retrolavar a camada de cascalho 1-2 vezes por semana, usando a força de impacto do fluxo de água para eliminar impurezas nos poros; projetos de conservação de água em grande escala (como áreas úmidas construídas e estações de tratamento de água industrial) podem ser equipados com equipamento de retrolavagem automática, usando uma combinação de "lavagem de água + lavagem de ar" para melhorar a eficiência da limpeza e restaurar rapidamente a eficiência da filtragem de cascalho.
Teste preliminar de componentes, eliminação de substâncias nocivas: Antes de usar o cascalho, sua composição química precisa ser testada em laboratório, com foco no conteúdo de metais pesados (como chumbo e cádmio) e sais solúveis (como sulfatos e carbonatos), para garantir a conformidade com o "Padrão de Qualidade para Meios Filtrantes em Projetos de Conservação de Água". Se for usado para filtração-relacionada à água potável, testes adicionais do conteúdo de matéria orgânica são necessários para evitar o uso de cascalho com riscos ocultos de substâncias solúveis, garantindo a segurança da qualidade da água desde a fonte.
Combine com meios filtrantes artificiais, melhore a precisão da filtração: Para lidar com a baixa porosidade e a precisão de filtração insuficiente do cascalho liso, o cascalho pode ser usado em combinação com meios filtrantes artificiais (como areia de quartzo, carvão ativado e ceramsita). Por exemplo, coloque uma camada de areia de quartzo com 5-10 cm de espessura (para melhorar o efeito de filtração fina) acima da camada de filtro de cascalho e uma camada de carvão ativado (para adsorver matéria orgânica e odores) abaixo, formando um sistema de filtração composto de "cascalho + meio filtrante artificial". Isto não apenas mantém a durabilidade do cascalho, mas também atende aos requisitos de filtragem de alta precisão.