Курортное дело с основами курортологии (стр. 104 из 123)
Анализ эксплуатации бальнеотехнических систем, гидрогеологических приборов и оборудования на объектах управления Геоминвод, а также производственных гидрогеологических управлений Сочиминвод и Кавминвод показывает, что минеральные воды агрессивны в отношении многих металлов. Установлено, что при транспортировке сероводородных вод стальные трубы и изделия выходят из строя через 4-6 месяцев, хлоридных натриевых - через 1 год, углекислых - через 2-3 года.
Борьбу с коррозией следует начинать с подбора устойчивых материалов или способов зашиты материалов в конкретных эксплуатационных условиях. Так, для трубопроводов, транспортирующих агрессивные среды с температурой ниже 60°С, можно с успехом применять различные полимерные материалы. Стойкими к воздействию минеральных вод являются также титан, отдельные виды нержавеющих сталей, лакокрасочных и фторопластовых покрытий. В настоящее время производится выпуск различных полуфабрикатов и литья из вторичного титана, который по коррозионной стойкости превосходит нержавеющую сталь, а по стоимости находится на ее уровне.
Для предотвращения образования железистых отложений целесообразно полностью удалять железо из рассолов, что одновременно дает определенный психотерапевтический эффект при водных процедурах, поскольку исчезает бурый цвет воды, свойственный рассолам с высоким содержанием железа.
Предотвращение травертинообразования в системах использования углекислых минеральных вод достигается за счет создания в герметичных системах избыточного давления для сохранения карбонатного равновесия. Однако, в отдельных сооружениях технологической схемы (сборные резервуары, ванны, бассейны и т.п.) неизбежно снижение давления. Кроме того, часто необходимо доведение природной воды до требуемой температуры применения, что также способствует выпадению солей.
Для предотвращения выпадения карбонатов в осадок после разрыва струи требуется подвергать углекислые воды стабилизационной обработке.
С этой целью применяются различные методы предотвращения травертинообразования: обработка углекислых вод полифосфатами, техническими кислотами, магнитная обработка, термический метод.
Предотвращение гипсообразования необходимо при эксплуатации хлоридно-натриевых рассолов (санатории «Истра», «Дорохово», «Архангельское» и др.). Интенсивность гипсообразования обычно незначительная и не создает угрозы в течение нескольких лет, однако затем может потребоваться вмешательство. Большинство существующих методов борьбы с гипсообразованием неприменимо для лечебных минеральных вод, так как требует введения таких химических реагентов, действие которых на организм человека недостаточно изучено. Часть методов (магнитная обработка) не всегда дает положительный результат и требует дополнительных исследований.
Универсальным способом снятия перенасыщения является разбавление рассола водой из системы водоснабжения санатория. Величина разбавления, достаточная для стабилизации рассола по гипсу, составляет 5-7,5%, но, учитывая наличие гипса, ранее отложившегося в системе, должна быть не ниже 1012%.
Снятие перенасыщения рассола добавлением пресной воды лишает ранее отложившиеся кристаллы гипса питательной среды. Более того, если рассол и несет в себе зародыши кристаллов (снятие перенасыщение не ликвидирует возможности образования центров кристаллизации ниже насоса), то их становится меньше, и они также лишаются питательной среды, необходимой для дальнейшего роста.
Обезжелезивание хлоридно-натриевых растворов.
Для обезжелезивания минеральных вод, используемых в бальнеолечении, могут быть применены лишь те методы, которые в минимальной степени влияют на их основной физико-химический состав.
Для этого разработаны технологические схемы очистки их от железа методом аэрации с последующим фильтрованием. При аэрации продолжительностью 2 часа с соотношением расходов воздуха и рассола, равным 35, и последующим одноступенчатым фильтрованием со скоростью 6 м/ч при высоте слоя загрузки (кварцевый песок крупностью 0,63-2,5 мм) 1,25 м закисное железо (с исходной концентрацией до 40 мг/л) практически удаляется полностью.
Применяют также метод двухступенчатого фильтрования после аэрирования и метод аэрации с последующим отстаиванием.
Эти методы основаны на окислении Fe, его гидролизе и образовании гидроокиси железа, хлопья которой извлекаются из воды на фильтрах. Аэрация обеспечивает насыщение обрабатываемой воды кислородом и удаление свободного углекислого газа. Ее следует использовать при кондиционировании воды для ванн и лечебно-плавательных бассейнов. В этих случаях железо не представляет бальнеотерапевтической ценности, но приводит к образованию железистых отложений в бальнеотехнических системах. В результате выходит из строя оборудование, а вода приобретает неприятную окраску. Кроме того, железо, осаждаясь на стенках ванн и бассейнов в виде гидроокиси, ухудшает эстетику бассейнов, лечебных приборов и процедурных кабинетов. Для предотвращения указанных явлений необходимо обезжелезивать воду до питьевых норм, т.е. до 0,3 мг/л.
Резервирование минеральных вод.
Резервирование необходимо в случае несоответствия дебита источника и потребления минеральной воды, а также для обеспечения пиковых расходов. В последнем случае объем резервуара не должен превышать часового водопотребления.
Необходимый объем резервуаров определяется расчетом в зависимости от графика водопотребления и графика водоотдачи источника.
Длительному хранению могут подвергаться только минеральные воды, предназначенные для ванных процедур и для лечебно-плавательных бассейнов.
При определении максимального срока хранения воды следует исходить из ее физико-химического состава. Например, период полураспада радона равен 3,81 сут, что необходимо учитывать при расчете объема резервуаров. Во всех случаях он принимается таким, чтобы срок хранения минеральной воды был как можно меньше.
Минеральная вода, предназначенная для лечебного питья, должна либо поступать в бюветы и галереи непрерывно, либо резервироваться в количестве, необходимом для одноразового приема всеми больными. В последнем случае перед закрытием питьевой галереи оставшуюся в баке воду сливают, бак промывают чистой водой и вновь наполняют только перед следующим приемом воды.
Высота расположения резервуаров определяется расчетным давлением в сети, обеспечивающим свободный напор у наиболее удаленной ванны 2 м.
Резервуары оборудуют подводящими, отводящими, переливными и грязевыми трубопроводами. Диаметр переливного трубопровода следует рассчитывать исходя из возможности отведения максимального расхода воды, поступающей в резервуар, а грязевого - принимать от 100 до 200 мм в зависимости от объема резервуара. Резервуары должны быть оборудованы указателем уровня и устройствами для передачи его показаний на насосные станции или другие пункты.
Для газонасыщенных минеральных вод рекомендуются резервуары круглой формы, имеющие меньшую площадь поверхности по сравнению с резервуарами других форм. Резервуары должны быть герметичными, иметь газовую подушку и дыхательные клапаны, отрегулированные на избыточное давление. Создание газовой подушки высотой 1/3-1/4 высоты резервуара обеспечивается переливной трубой с гидравлическим затвором.
Для минеральных вод, содержащих спонтанные газы, подвод воды следует осуществлять ниже минимального уровня через конический плавно расходящийся насадок. Скорость поступления минеральной воды в резервуар должна составлять 0,6-0,8 м/с. Отвод минеральной воды предусматривают на высоте 10-15 см от дна резервуара. Высота расположения резервуара должна обеспечивать свободное истечение газонасыщенной воды в ванну под напором до 5 м.
Существуют различные схемы резервирования газонасыщенных минеральных вод с заполнением свободного пространства в резервуаре газом, соответствующим данной воде, или инертным газом.
На рис. 16.1 представлена схема хранения воды без доступа воздуха (В.П.Евстафьев и соавт., 1984).
Рис.16.1 Технологическая схема резервирования углекислых минеральных вод
1 - насос; 2 - скважина; 3 - трубопроводы минеральной воды; 4 - пневмоводонапорные установки (резервуары минеральной воды); 5 - управляющая колонка; 6 - газовые трубы СО2, 10 - резервуар СО2 низкого давления; 8 - компрессор СО2, 9 - резервуар СО2 высокого давления; 10 - отбор воды; 11 - баллоны СО2; 12 - электроуправление; 13 - электроды, выдающие сигналы на преобразователи
Минеральная вода подается глубинным скважинным насосом в закрытые напорные резервуары. Над поверхностью воды в резервуарах находится газовая подушка. В ходе заполнения резервуаров водой давление газа растет, и при достижении заданного уровня на газопроводе срабатывает автоматический клапан, после чего газ перетекает в промежуточный газовый резервуар, соединенный с компрессором. При заполнении резервуаров водой до заданного уровня насос скважины отключается.