Использование для добычи и транспортировки грязей в виде грязевой пульпы с последующей седиментацией в бассейнах-отстойниках дает возможность производить и их очистку в устройствах, основанных на принципе гравитационной сегрегации в потоке.
Размельчение торфяных грязей заключается в их разрыхлении и разделении на такие зерна, которые после смешения с водой при температуре 60°С создают, однородную массу. Принято считать, что размер зерен размельченных грязей не должен превышать 4 мм, а оптимальный равен 2 мм.
Для размельчения торфа при приготовлении лечебных грязей используют промышленные мясорубки, выпускаемые отечественной промышленностью. На зарубежных курортах применяют специально созданные для этих целей машины (например, мельница Фридриха и мельница Иротки).
Механизация трудоемких процессов в грязелечебницах.
Иловые грязи.
Свежие иловые грязи из самосвалов или вагонеток выгружают в грезехранилище, которое обычно размещается под техническим этажом грязелечебницы (рис.16.4).
Рис. 16.4 Технологическая схема использования иловых грязей
I - кушетка; 2 - транспортер; 3 - вальцы; 4 - сброс; 5 - насос; 6 - бункер; 7 - расходный бункер; 8 - бассейны грязехранилища; 9 - кран-балка; 10 - злектроталь; 11 - нагреватель; 12 - грязепроводы.
Бассейны грязехранилища располагают в несколько рядов. Над ними устанавливают подкрановый путь для перемещения кран-балки с тельфером. Подъем грязей из бассейнов производится с помощью передвижного винтового насоса, подвешиваемого на тельфере. Всасывающий патрубок насоса погружается под уровень грязей. Подвеска на тельфере дает возможность опускать насос по мере снижения уровня грязей в хранилище. Насосом грязи перекачивают по гибкому шлангу в промежуточный бункер, из которого другим винтовым насосом их подают по трубопроводу к местам потребления. Для подачи на кушетку грязи проходят через теплообменник, где нагреваются до заданной температуры.
Торфяные грязи.
Из грязехранилища торфяные грязи забирают грейфером, подвешенным на тельфере, и подают в волчок, где они размельчаются и смешиваются с минеральной водой. Затем грязи поступают в расходный бункер и далее на процедуры.
Термоподготовка пелоидов
Термоподготовка пелоидов осуществляется в емкостных теплообменниках (реакторах с якорными мешалками, обогреваемых паром, который подают в рубашки реактора) и в проточных нагревателях.
Применяют специально изготовленные проточные нагреватели, а также используют установки на базе смесителей, предназначенных для приготовления бетона или цементного раствора.
Регенерация пелоидов
Более одной четвертой курортов нашей страны имеют ограниченный запас грязей, который при однократном применении может быть использован менее чем за 10 лет. Такие известные курорты, как Анапа, Геленджик и другие, не имеют своей грязевой базы. Недостаточная обеспеченность многих курортов лечебными грязями вызывает необходимость в их регенерации для повторного использования.
Иловые грязи хранятся в течение 3-6 месяцев в емкостях под слоем рапы в определенных условиях. При этом происходит уплотнение грязей, отделение излишней (несвязанной) воды, восстановление и накопление сульфатов, восстановление окислительных сульфидных соединений и закисного железа, самоочищение от попавшей к грязи патогенной микрофлоры благодаря их бактерицидным свойствам. В период восстановления физико-химических свойств грязей в них накапливается сероводород в результате процесса биохимической сульфатредукции, протекающего в анаэробных условиях, что сопровождается изменением количества сульфатов и нарастанием щелочности.
Источниками образования органических веществ, которые в свою очередь наряду с сульфатами являются источниками образования H2S, служат фито- и зоопланктон, водоросли, остатки высших растений и др., разлагающиеся в результате биопроцессов с образованием различных продуктов, в том числе подвижных органических веществ (летучие жирные кислоты, углеводы, аминокислоты и др.). В результате этих процессов образуются также органические молекулы гуминовых веществ (битумов), состоящие из сложной смеси органических соединений и т.д. Свободные гуминовые вещества являются обычно гидрофильными коллоидами, которые способны образовывать коллоидные растворы и, следовательно, могут влиять на физические свойства пелоидов.
Процесс регенерации пелоидов изучен еще недостаточно, поэтому единой методики для расчета регенерационных бассейнов не существует.
Вместимость регенерационных бассейнов определяется числом процедур и размером потерь грязей при их использовании (при обмыве больных, мытье брезентов и при транспортировании). Эти потери колеблются от 10 до 60% в зависимости от технологической схемы, принятой на курорте.
В среднем расход грязи на одну процедуру составляет 20 л для желудочно-кишечного профиля, 30 л для опорно-двигательного профиля, 5 л для электропроцедур.
Толщина слоя грязей в бассейне должна составлять 1,6-1,8 м, но не более 2 м. Грязи заливают слоем толщиной 0,2-0,3 м минеральной воды или искусственного рассола. Борт бассейна должен возвышаться над уровнем воды на 0,3-0,4 м. При сроке регенерации 3 мес обычно устраивают 11 бассейнов, в том числе один для рапы, один свободный и один для свежей грязи. Наиболее приемлемы бассейны, рассчитанные на 10-12-дневное потребление грязи.
Сроки регенерации грязей для отдельных месторождений различны, но в среднем составляют для иловых грязей два-три месяца. Торфяные грязи регенерируют намного медленнее, и для них срок регенерации колеблется от 4 месяцев до пяти лет.
16.5. Транспортировка минеральных вод и пелоидов Транспортировка минеральных вод.
Минеральные воды (вязкие жидкости), как правило, термальны, химически агрессивны, газонасыщены и при определенных условиях склонны к активному отложению солей на стенках труб, фитингов, устройств и приборов (см. предыдущий раздел). Лечебные грязи (неньютоновские жидкости) также химически активны, абразивны, газонасыщены, перемешаются по трубам подогретыми до требуемых температур, что изменяет их вязкостные свойства.
Транспортировка минеральных вод и пелоидов является технологическим звеном как основного лечебного процесса, так и подготовительных процессов (отвод использованных минеральных вод, удаление грязевых смывных гидросмесей, подача использованных грязей на регенерацию и др.). В связи с этим удельный вес гидравлического транспорта в бальнеотехнике очень высок, а параметры гидравлических систем чрезвычайно разнообразны.
На пути от источника до места использования минеральные воды соприкасаются с насосами, трубопроводами и бальнеотехнической медицинской аппаратурой. Под влиянием внешних воздействий качество воды может изменяться, что необходимо учитывать при проектировании бальнеотехнических систем, особенно если в минеральной воде растворены биологически активные компоненты.
Проектирование минералопроводов следует осуществлять в соответствии с действующими СНиПами с учетом следующих особенностей:
1) материал труб выбирают в зависимости от коррозионных свойств минеральной воды и требований экономики;
2) гидравлический расчет минералопроводов осуществляют, учитывая минерализацию и температуру воды, а также ее газонасыщенность;
3) предусматривают обработку воды с целью предотвращения или уменьшения солеотложений;
4) намечают прокладку полимерных труб, учитывая в первую очередь их назначение;
5) применяют специальную запорную и водоразборную арматуру и фитинги.
Из существующих полимерных материалов для изготовления минералопроводов наиболее широко используют термопласты: полиэтилен низкой плотности ПНП (высокого давления), полиэтилен высокой плотности ПВП (низкого давления), поливинилхлорид ПВХ и другие полимерные и синтетические материалы.
Минералопроводы для газонасыщенных вод не должны иметь резких изменений по трассе в горизонтальной и вертикальной плоскостях и резких изменений диаметра. Сборные резервуары необходимо располагать как можно ближе к ванным зданиям и питьевым галереям.
Трубопроводы для подачи минеральных вод к заводам розлива и к питьевым галереям изготовляют из некорродирующих материалов и укладывают в закрытых проходных или полупроходных коллекторах. В ходе эксплуатации трубопроводов и коллекторов не реже 1 раза в месяц следует производить проверку их состояния с обязательным участием главного инженера завода или курорта и санитарного врача.
Примером решения задачи транспортировки минеральной воды на большие расстояния является подача Кумской углекислой минеральной воды по минералопроводу протяженностью 45 км в центральные резервуары Кисловодска (рис. 16.5). На курорте Кисловодск для бальнеопроцедур используют минеральные воды источника «Нарзан» (центральный участок Кисловодского месторождения), скважины 7Б (Березовский участок) и скважин 1Э, 2Э (Кумское месторождение).
Из источника «Нарзан» производился нерегулируемый отбор минеральной воды в пределах 1700-2047 м3/сут. Минеральная вода источника содержит 1,2-1,5 г/л растворенной двуокиси углерода при температуре 13-14°С.
Скважина 7Б эксплуатировалась периодически со среднегодовым расходом воды 139-84 м3/сут. Минеральная вода скважины содержит 1,8 г/л растворенной двуокиси углерода, а в ряде случаев и меньше. Для подачи минеральной воды вместе со спонтанным газом из скважин 1Э и 2Э Кумского месторождения на насосной станции I подъема были установлены одновинтовые объемные насосы, поскольку центробежные насосы не приспособлены для подачи газожидкостной смеси.