Водоснабжение 2 (стр. 4 из 6)

Правильный подбор фильтра применительно к конкретным гидрогеологическим условиям обеспечивает более продолжительную работу водозаборной скважины и устойчивость её производительности во времени. В основу подбора фильтра должны быть положены следующие требования:

- необходимая механическая прочность против химической коррозии и эрозионного воздействия воды;

- минимальные диаметры фильтровых каркасов и максимальный пропуск воды;

- большая скважность для увеличения пористости в зоне сопряжения поверхности фильтра с водоносной породой;

- скважность и размер проходных отверстий подбираются в зависимости от механических свойств водовмещающих пород и химического состава подземных вод;

- возможность механической, а в ряде случаев и химической очистки каркасов фильтров, выполняемой с помощью растворителей.

В валунно-галечниковых неустойчивых породах (d50 гравийно-галечниковых отложений составляет 4,4 мм) рекомендуется установка каркасно-стержневого фильтра с проволочной обмоткой. Фильтры на стержневых каркасах обладают лучшими гидравлическими свойствами и обеспечивают более эффективную работу скважин при длительной их эксплуатации.

Расчет рабочей части фильтра сводится к определению его диаметра и длины, которые в свою очередь зависят от проектного дебита, мощности продуктивно пласта и габаритов применяемого водоподъемника для откачки.

Расчет фильтра приведен в пункте 2.2 (Выбор типа и определение производительности водозабора) и пункте 2.3.1 (Выбор типа и определение глубины погружения водоподъемного оборудования).

Длина отстойника принимается равной 3 м.

Так как водоносный горизонт безнапорный и не защищен с поверхности водоупорными породами, рабочую часть фильтра следует располагать в нижней части пласта.

2.3.3 Разработка конструкции водозабора.

Конструкция водозабора представляет собой 4 взаимодействующие скважины, расположенные на расстоянии двух радиусов влияния 2*R_вл=2*364,06=728,12 м друг от друга.

1 2 3 4

2*R_вл 2*R_вл 2*R_вл

2.3.4 Способ проходки и техническая характеристика используемого оборудования при сооружении водозабора.

Применяется ударно-канатный способ бурения.

Преимущества способа – возможность сооружения скважин большого диаметра (до 900 мм) и высокое качество получаемой геологической информации.

К недостаткам относятся невысокая производительность, сложность и большая металлоемкость конструкции скважины.

Бурение в галечниках и гравийных породах ведут двутавровыми долотами и применяют желонку с плоским клапаном, который утяжеляют ударной штангой массой 350-400 кг. Во избежание заклинивания галькой внутренний диаметр желонки должен быть на 30% меньше внутреннего диаметра обсадных труб. Высота сбрасывания желонки составляет 0,8-1 м. Крепление осуществляется с одновременным углублением забоя. Если при чистке извлекается только мелкая галька, используется пирамидальное долото, которое разрушает крупную гальку и забивает ее в стенки скважины. Дальнейшая проходка осуществляется с опережением забоя на 1-1,5 м и последующем креплением этого интервала трубами.

Проектная глубина скважины составит:

м,

где:

Н – мощность водоносного пласта, м;

– глубина понижения статического уровня, м;

l₀ - длина отстойника, м.

При ударно-канатном способе диаметр эксплуатационной колонны должен превосходить диаметр фильтра не менее чем на 50 мм.

Эксплуатационная фильтровая колонна предусматривается диаметром 325 мм (трубы муфтовые) с толщиной стенки 20 мм и возвышением над устьем скважины на 0,5 м, диаметр кондуктора пройденного на глубину 1,5 м составит 351 мм (трубы муфтовые).

Для бурения скважин применяется установка УГБ-3УК

Техническая характеристика установки:

Глубина бурения, м…………………………………………………………………..300

Наибольший диаметр скважины, мм………………………………………………..600

Частота ударов снаряда о забой, уд/мин…………………………………………..40-50

Высота подъема снаряда, мм…………………………………………………..350-1000

Грузоподъемность лебедки, т:

инструментальной………………………………………………………………………2

желоночной……………………………………………………………………..1,26-1,56

талевой……………………………………………………………………………….0,8-1

Средняя скорость навивки каната

на инструментальный барабан лебедки, м/с…………………………………...1,1-1,37

Мощность привода, кВт……………………………………………………………….22

Высота мачты, м………………………………………………………………………..13

2.4 Обоснование и характеристика методов улучшения качества питьевой воды.

2.4.1 Обработка воды активным углем.

Сорбционный метод дезодорации является значительно более надежным, по сравнению с окислительным, так как он основан не на трансформации органических веществ, а на их извлечении из воды. Из известных сорбентов наиболее эффективными являются активные угли. Они хорошо сорбируют фенолы, полициклические ароматические углеводороды, в том числе канцерогенные, большинство нефтепродуктов, хлор- и фосфорорганические пестициды и многие другие органические загрязнения. Однако и сорбцию на активных углях нельзя рассматривать в качестве универсального средства очистки воды от органических соединений. Так, имеются вещества, которые ими не задерживаются (например, органические амины) или задерживаются плохо (например, синтетические поверхностно-активные вещества).

Активные угли применяют в виде порошка (углевание воды) или в виде гранул в качестве загрузки фильтров. Углевание воды имеет ряд недостатков, которые ограничивают его использование: трудности, связанные с замачиванием и дозированием угля, с необходимостью иметь емкости для контакта его с обрабатываемой водой и т. д. Поэтому углевание воды может быть использовано главным образом тогда, когда оно должно проводиться эпизодически, кратковременно и в небольших дозах.

Для дозирования угольной пульпы предусматривают замачивание угля в течение 1 ч в баках с механическим или гидравлическим перемешиванием. Угольную пульпу концентрацией до 8% вводят в воду до коагулянта не менее чем за 10 мин. Дозу угля перед фильтрами принимают до 5 мг/л.

Более надежным является применение гранулированных активных углей, используемых в качестве фильтрующей загрузки. Фильтры, загруженные гранулированным активным углем независимо от колебания уровня загрязнения воды, служат постоянно действующим барьером по отношению к сорбируемым веществам, если емкость угля не исчерпана.

Угольные фильтры располагают после осветлительных. Возможно применение совмещенных осветлительно-сорбционных фильтров. Сорбционные фильтры периодически промывают водой.

Недостатком применения угольных фильтров является регенерация активного угля, которая может производиться следующими методами: химическим, термическим и биологическим. Химическим метод предусматривает предварительную обработку угля острым паром, а затем щелочью. Метод сложный, трудоемкий и недостаточно эффективный, так как не восстанавливает сорбционную способность материала полностью. Термический метод заключается в выжигании адсорбированных органических соединений в специальных печах при температуре 800 ... 900 0С. Описываемый метод регенерации не только сложен, но сопряжен с потерями угля при обжиге. Биологический метод регенерации основан на жизнедеятельности бактерий, минерализующих адсорбированные углем органические соединения, однако этот процесс протекает крайне медленно.

2.4.2 Окислительно-сорбционный метод обработки воды.

Межрегенерационный период работы гранулированного активного угля может быть резко увеличен, если воду перед фильтрованием через уголь обработать окислителем. Установлено, что при такой обработке воды происходит не простое суммирование двух процессов, а имеет место эффект окислительно-сорбционного взаимодействия, который заключается в том, что, с одной стороны, уголь выступает в качестве катализатора окисления, значительно повышая глубину и скорость этого процесса, а с другой — многие продукты окисления лучше сорбируются на угле. Кроме того, применение двух методов всегда надежнее и позволяет значительно расширить диапазон удаляемых из воды органических загрязнений. Практика показала, что совместное применение окислителей и активного угля имеет также и экономическое преимущество.

В зависимости от качества обрабатываемой воды, состава и типов очистных сооружений могут быть различные технические решения использования окислительно-сорбционного метода очистки воды. Так, фильтры, загруженные гранулированным активным углем и предназначенные только для очистки воды от органических загрязнений, располагают в технологической схеме после осветлительных фильтров. Но гранулированный уголь может использоваться также в фильтрах, выполняющих наряду с указанной функцией и функцию осветления воды. Тогда фильтры, как обычно, располагают после сооружений первой ступени, при этом загрузка их может либо целиком состоять из активного угля, либо из угля и песка (двухслойная загрузка).