SU1018918A1 - Способ очистки от железа подземных вод - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТ ЖЕЛЕЗА ПОДЗЕМНЫХ ВОД путем насыщени  водоносного пласта кислородом воздуха с последующей фильтрацией, о т лишающийс  тем, ито, с целью увеличени  продолжительности фильтрЬцикла , водоносный пласт перед насыщением кислородом воздуха осушают.

Description

00

ф

Изобретение относитс  к очистке воды, в частности к способам очистки от железа подземных вод в пласте.

Известен способ очистки от железа подземных вод путем насыщени  х воздушно-аммиачной смесью с после- 5 ующим отделением окиси железа фильтрованием fl.

Однако способ не обеспечивает достаточно эффективное обезжелезивание одземных вод ввиду неполного от- Q елени  железа фильтрованием, обусовленного незначительными размераи создаваемой зоны с благопри тныи услови ми дл  окислени  и осажени  железа при подаче воздушно- с аммиачной смеси в водонасыщенную АСТЬ пласта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ очистки от железа подземных вод пу- 20 тем насыщени  водоносного пласта кислородом с последующей фильтрацией f2.

Недостатком известного способа  вл етс  небольша  продолжительность фильтроцикла.25

Целью -изобретени   вл етс  увелич ние продолжительности фильтроцикла .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что по способу очистки от 30 железа подземных вод путем насыщени  водоносного пласта кислородом воздуха с последующей фильтрацией, водоносный пласт перед насыщением кислородом воздуха осушают. з

Способ осуществл ют следующим . образом

В нижней части фильтра совершенной скважины на водоподъемных тру- . бах устанавливают электропогружной насос и выше динамического уровн  во-г ды в стволе скважины опускают воздухопроводные трубы, соединенные с компрессором. Устье скважины герметизируют оголовком с манометром и вентилем.дл  сброса давлени . 45

Включают электррпогружной насос на максимальную производительность . и осушают часть водоносного пласта в радиусе вли ни  скважины. В осушенную часть, пласта нагнетают 50 сжатый воздух от компрессора цо воздухопроводным трубам, который заполн ет осушенное поровое пространство . Врем  нагнетани  воздуха в осушенную часть пласта при мак- ее симальном понижении уровн  воды в стволе скважины контролируют по приемистостискважины.

ПЬЬле предельно возможного заполнени  воздухом осушенного порогового пространства подачу воздуха . прекращают -и снижают водботбор до 40-50% от максимально возможного. При этом уровень подземных вод поднимаетс  в осушенной части пласта, обогащенной кислородом, до некоторого положени , соответствующего заданной производительности скважины, При фильтрации подземных вод, обогащенных кислородом воздуха, в поровом пространстве водовмещающих пород в радиусе, не менее половины радиуса вли ни  скважины, создаютс  благопри тные услови  дл  адсорбции растворенного кислорода, железа, марганца на поверхности зерен водовмещающих пород и образовани  каталитической пленки, что в комплексе способствует окислению и осаждению двухвалентного железа и интенсифицирует процесс адсорбции при фильтрации . подземных вод.

После некоторого истощени  запаса кислорода в водонасыщенной части пласта, что контролируют по изменению окислительно-восстановительного потенциала (Eti )и реакции среды (,рн) вновь осушают часть водоносного пласта путем увеличени  производительности электропогружного йасоса до максимальной и подают воздух в осушенну часть пласта. Далее последовательность изложенных технологических операций повтор етс .

Пример. Скважина диаметром 14 глубиной 47 мм, оборудованна  гравийно-проволочным фильтром длиной 40 м, каптирует водоносный горизонт, приуроченный к аллювиальным средне- . зернистым пескам с коэффициентом фильтрации 8,3 м/сут, и пористостью равной 0,3. Мощность водонасыщенных песков составл ет 40 м, глубина уровн  пop зeмныx вод 5 м. Каптируемые подземные воды гидрокарбонатно-кальциево-натриевого состава с общей минерализацией не свыше 0,б г/л. В них содержание двухвалентного железа находитс  в пределах 1,2-1,6 мг/л Ell -40-80 мВ, рН воды 7,4-7,6.

В фильтре скважины монтируют электропогружной насос типа ЭЦВ 12210-145 , всас которого располагают на отметке 32 м ,и устанавливают воздухопроводные трубы диаметром 11/4, нижний конец которых устанавливают на отметке 27 м, а верхний соедин ют с KOMnjjeccopOM ДК-9. Устье скважины герметизируют оголовком, оборудованным манометром и вентилем дл  сброса давлени .

RJifi осушени  части водоносного пласта из скважины производ т отбор воды с расходом 200 , что обеспечивает понижение уровн  воды в стволе скважины на 24 м (до отметки 29 м/. Далее в осушенную часть пласта через фильтр скважины подают по воздухопроводным трубам сжатый воздух от компрессора. Через 40 мин подачи воздуха в осушенную часть пласта давление на манометре резко возрастает, что свидетельствует о снижении приемистости осушенной части пласта, и пол чу воздуха прекращают. За врем  нагнетани  в осушенную часть пласта радиусом не менее 25 м подают 150 м воздуха и общее количество кислорода, внесенного-.в поровое пространство осушенной части пласта, составл ет не менее 45 кг. дл  аэрации воздухом подземных вод снижают производительность сква ЯСИНЫ до 100 при понижении уров н  воды в ней до 12 м, и подземные воды заполн ют поровое пространство насыщенное кислородом воздуха, обогаща сь им до предельного насьацени  . При фильтрации подземных вод, обогащенных кислородом, происходит окисление и осаждение двухвалентног железа в поровом пространстве водовмёшающих пород, объемом не менее 45 м. Качественные показатели отбираем подземных вод: двухвалентное железо отсутствует; рН в пределах 8,05-8,1 Eh 165-175 мВ. Через 50 сут при уменьшении величины Ett отбираемых вод до 120 мВ, рН - до 7,85 и при отсутствии двухвалентного железа вновь производ т осушение части водоносного пласта, ее аэрацию воздухом с последующей фильтрацией через поровое пространство водоносного пласта обогащенных кислородомвоздуха подземных вод. П р и м е р 2. Скважина аналогичной конструкции, каптирующа  под земные воды гидрокарбонатного типа с содержанием двухвалентного железа 6,7 мг/л. Величина Eft, измеренна  на месте отбора проб, составл ет 90 мВ, рН 6,8. Откачку из скважины производ т с расходом 130 . При этом понижение уровн  воды составл ет пор дка -17 м. Закачку воздуха в осушенну часть водоносного пласта осуществл  ют в течение одного часа. После этогв расход откачиваемой воды до 50 , чт9 приводи т к по вышению уровн  вода в скважин. В т ком режиме скважина {Работает в течение 12 ч. Далее заново повтор ют цикл закачки воздуха в осушенную часть водоносного пласта. Всего-выполнено- более 23 циклов закачки воздуха в ос гаенную часть водоносного пласта. При этом в процессе эксплуатации скважины наблюдаетс  стабильное качество отбираемой воды. Содержание железа в воде не превышает 0,2 мг/л при ЕЪ 140 мВ и рН 7,9. П р и м е р 3. Скважина в неглубоком безнапорном водоносном горизонте мощностью 15 м отбирает подземные воды, содержание 11 мг/л ионов двухвалентного железа. Величина рН воды равна 6,7 (Et исходной воды не измер лось ). Способ осуществл ют по той же схеме, что и в примерах 1 и 2, а именно; сначала расход откачки высок {.составл ет 80 ), затем его уменьшают. Во врем  отбора максимального расхода в осушенную часть пласта закачивают воздух, а при уменьшении расхода подачу воздуха прекращают. Продолжительность цикла закачки воздуха в осушенную часть пласта-составл ет 2 ч. Продолжительность отбора обезжелезенной воды 5-6 ч. Увеличение продолжительности закачки воздуха в осушенную часть пласта практически не вли ет на продолжительность работы установки. I Дл  данной скважины технологи- ческие параметры работы установки по предлагаемому способу следующие: продолжительность закачки воздуха в осушенную часть водоносного пласта при отборе воды с расходом 80 м /ч составл ет 2 ч, продолжительность отбора обезжелезенной воды с расходом 20 м составл ет 5 ч. При таком режиме работы установки содержание железа в откачиваемой воде не выше 0,33 мг/л (рН 7,2, Eti 110 мВ ) В таблице приведены данные.по продолжительности фильтроцикла известным и предлагаемым способам.

40-80

7,4-7,6 90 6,8

120,00

1300

13 3 150 600

5-6

6,7

11,0

Предлагаемый способ очистки от железа подземных вод по сравнению с известным позвол ет повысить эффективность обезжелезивани  подзем-. ,ных вод за счет подачи воздуха в (предварительно осушенную часть водоносного пласта, что дает возможность увеличить в водоносном пласте размеПродолжение таблицы

Обезжелезенной вода получить не удалось. Минимальна  концентраци  железа в откачиваемой воде составила 4,3 мг/л

ры зоны с благопри тными услови ми дл  отделени  железа с 1 до 45 м. Ожидаемый годовой экономический ;эффект от внедрени  изобретени  |при обезжелезивании подземных вод на водозаборе подземных вод г. Рига, состо щем из 12 скважин, составл ет не менее 120 тыч. руб.

Claims (1)

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТ ЖЕЛЕЗА ПОДЗЕМНЫХ ВОД путем насыщения водоносного пласта кислородом воздуха с последующей фильтрацией, о т лича ю щ и й с я тем, ито, с целью увеличения продолжительности фильтрЬцикла, водоносный пласт перед насыщением кислородом воздуха осушают. .

   >