Особенности эксплуатации установок внутрипластового обезжелезивания воды (стр. 2 из 2)

Рис. 2. Продолжительность откачки очищенной воды

В то же время на скважинах пос. Борок с высоким положением статического уровня даже небольшое приращение сопротивления прифильтровой зоны за счет кольматажа будет приводить к напорному режиму закачки, что недопустимо в силу уже упомянутых причин. Снижение Qзак приводит к увеличению tзак (рис. 2), а следовательно, объема закачиваемой воды и осадков, откладываемых в прифильтровой зоне.

Изменение расходов закачки в период пусконаладочных работ на водозаборе показало, что ни один из расчетных режимов закачки не выдерживается до конца из-за конструктивных недостатков скважин, в первую очередь из-за низкой грязеемкости фильтров. В связи с этим возможный режим работы установок обезжелезивания был определен экспериментальным путем: Qзак = 9 м3/ч, tот = 10 сут. Тогда по выражениям (3) и (4)

tот = 60 сут, а Qот = 10 м3/ч. При таком режиме объем закачиваемой воды (2100 м3) оказывается ниже требуемого по расчетам (2700 м3), и это отражается на содержании железа в конце цикла откачки, которое возрастает по скважинам до 1–1,5 мг/л. Концентрация железа на входе в резервуары, т. е. в смеси воды со всех скважин, составляет 0,6–0,8 мг/л, а потребителю и на закачку вода подавалась со средним содержанием железа 0,4–0,5 мг/л за счет его доокисления и осаждения в резервуаре чистой воды. С учетом этого эффекта решено было соединить резервуары последовательно, что позволило дополнительно снизить концентрацию железа в подаваемой воде до 0,2–0,3 мг/л.

В таком режиме система подземного обезжелезивания воды на водозаборе пос. Борок работает 7 лет, обеспечивая очистку воды до норм СанПиН. В течение года каждая скважина отрабатывает пять циклов закачек и откачек, на протяжении которых удельный дебит скважин снижается в среднем в 1,5 раза за счет процессов кольматажа фильтров и прифильтровых зон. В большей степени скважины кольматируются в цикле откачки вследствие постепенного роста концентрации железа в откачиваемой воде и постоянного присутствия кислорода в прифильтровой зоне. В результате максимальная производительность отдельных скважин к концу года эксплуатации не превышает 10 м3/ч, поэтому работа всех семи скважин водозабора оказывается оправданной.

В связи с этим обязательными регламентными работами на водозаборе являются ежегодные реагентные обработки скважин для восстановления их производительности. Обработки проводятся в гидродинамическом режиме с использованием слабого раствора соляной кислоты или растворов порошкообразных реагентов. Учитывая большую длину отстойников фильтров скважин, в состав технологического оборудования для обработки входит пакер, изолирующий отстойник от рабочей части фильтра.

В результате ежегодных реагентных обработок удельные дебиты скважин восстанавливаются до первоначальных значений, зафиксированных перед пуском системы обезжелезивания в эксплуатацию. Это является свидетельством того, что кольматаж скважин, имеющий место при эксплуатации установок обезжелезивания, сосредоточивается только в прифильтровой зоне и легко снимается при периодических обработках скважин.

Выводы

При проектировании и строительстве водозаборов с внутрипластовой очисткой воды от железа повышенные требования должны предъявляться к конструкции и качеству сооружаемых скважин, работающих при знакопеременных нагрузках на фильтр. При каптаже рыхлых отложений обязательным условием является оборудование скважин гравийными фильтрами с мощным контуром тщательно подобранной обсыпки.

Технология внутрипластовой очистки воды позволяет на действующих водозаборах подобрать оптимальный режим эксплуатации установок, обеспечивающий требуемую очистку воды в различных гидрогеологических и гидрохимических условиях и на скважинах различной конструкции. Основой для выбора режима эксплуатации установок являются технологические расчеты, выполняемые по данным опытных работ на водозаборе.

Эксплуатация установок подземного обезжелезивания воды сопровождается кольматажом скважин. Железистые осадки сосредоточиваются только на фильтрах и в прифильтровых зонах и легко удаляются слабыми растворами реагентов. В связи с этим реагентные обработки скважин являются обязательными регламентными работами. Их периодичность зависит от конструкции фильтров скважин, режима эксплуатации водозабора, содержания железа в закачиваемой и откачиваемой воде и определяется опытным путем.

Список литературы

1. Алексеев В. С., Коммунар Г. М., Астрова Н. В. Гидрогеологические проблемы регулирования качества подземных вод // Итоги науки и техники: Сер. Гидрогеология. Инженерная геология. 1984. Т. 9.

2. Плотников Н. А., Алексеев В. С. Проектирование и эксплуатация водозаборов подземных вод. - М.: Стройиздат, 1990.

3. Коммунар Г. М.. Тесля

В. Г., Середкина Е. В. Эффективность внутрипластовой очистки подземных вод от железа // Метроном. 1995. № 6; 1996. № 1.