Водозаборные скважины и их конструкция

Малинина Е.М., Малиновская A.A. ВОДОЗАБОРНЫЕ СКВАЖИНЫ И ИХ КОНСТРУКЦИЯ

Фильтр для водозаборных скважин относится к устройствам для забора подземных вод, используемых для целей водоснабжения, а именно к конструктивному выполнению фильтров для водозаборных скважин с гравийной обсыпкой или без нее. Технический результат заключается в повышении скважности и уменьшении сопротивления фильтра за счет увеличения водоприемной поверхности. Фильтр для водозаборных скважин содержит каркас из опорных колец с продольными стержнями, и водоприемную поверхность, выполненную в виде прямоугольных пластин, один конец которых в месте контакта с каркасом фильтра выполнен П-образным профилем - выступом - и соединен посредством продольных стержней. Пластины установлены в радиальных плоскостях относительно каркаса одна относительно другой вдоль продольных стержней и расположены попарно параллельно друг другу с зазором, а на их боковой поверхности выполнены отверстия.

При добычи воды из водоносных песков применяются сетчатые фильтры, в которых рабочая часть состоит из перфорированной трубы с отверстиями диаметром 5-—10 мм, проволочной обмотки и сетки. Обмотка_ медной проволокой производится для того, чтобы сетка не прилегала к трубе плотно и этим обеспечила бы большую пропускную способность фильтра. Сетка подбирается с расчетом, чтобы 40—60% песчаной породы (песок с разным фракционным составом) проходило через отверстия сетки. В мелкозернистых глинистых песках для увеличения захватной способности вокруг фильтра устраивается песчано-гравийная обсыпка толщиной 40—60 мм. Диаметр зерен обсыпки берется больше среднего диаметра водоносного песка в 4—6 раз.

Желательно, чтобы рабочая часть фильтра была равна всей мощности водоносного пласта, но обязательно не менее 3 м. В крепких известняках (не склонных к обрушению) водоприёмная часть скважины оставляется открытой (открытый ствол скважины).

Известен фильтр для водозаборных скважин, состоящий из полых кольцевых элементов, водоприемная поверхность которых выполнена в форме арки со щелями, размещенными по контуру. Опорные элементы имеют опорные площадки и соединяются между собой болтами.

Недостатком описанного устройства является то, что скважность этого фильтра практически осталась неизменной в сравнении с трубчатыми фильтрами со щелевой перфорацией. Сопротивление фильтра также не изменилось, так как водоприемная поверхность фильтра в контакте с грунтом не влияет на снижение сопротивления фильтра.

Известен также фильтр для водозаборных скважин, состоящий из опорных поперечных и прикрепленных к ним продольных стержней.

Недостатком стержневого каркасного фильтра является малая скважность, которая обуславливается прочностными требованиями к фильтру и условиям, предъявляемым к грунтозадерживающим отверстиям, размер которых зависит от диаметра частиц грунта. Водоприемная поверхность имеет ограниченный контакт с грунтом (только по внешней поверхности фильтра), поэтому сопротивление фильтра диктуется в основном сопротивлением грунта, окружающего фильтр, следовательно, сопротивление большое. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фильтр для водозаборных скважин, содержащий каркас из опорных колец с продольными стержнями и водоприемную поверхность, которая выполнена в виде прямоугольных пластин с выступами по углам на одной стороне, соединенными с продольными стержнями, при этом пластины установлены в радиальных плоскостях относительно каркаса с зазором одна относительно другой вдоль стержня.

Недостатком данного радиального фильтра является малая скважность из-за отсутствия необходимого количества водопроводящих путей. Другой причиной является небольшая водоприемная поверхность.

Технический результат направлен на повышение скважности и уменьшение сопротивления фильтра за счет увеличения водоприемной поверхности радиальных каналов. Технический результат достигается тем, что фильтр для водозаборных скважин, содержащий каркас из опорных колец с продольными стержнями и водоприемную поверхность, выполненную в виде прямоугольных пластин. Один конец которых в месте контакта с каркасом фильтра выполнен П-образным профилем - выступом - и соединен посредством продольных стержней, при этом пластины установлены в радиальных плоскостях относительно каркаса одна относительно другой вдоль продольных

стержней, указанные пластины расположены попарно параллельно друг другу с зазором, а на их боковой поверхности выполнены отверстия.

Фильтры в скважинах надлежит устанавливать в рыхлых, неустойчивых скальных и полускальных породах. Если водозаборная скважина более непригодна для эксплуатации, её надлежит ликвидировать путём тампонажа. После окончания бурения водяных скважин необходимо предусмотреть прокачку и раз глинизацию до полного визуального осветления воды.

Тип фильтра скважин выбирается с учетом литологического состава водосодержащих пород. В галечниках и неустойчивых трещиноватых породах (известняках) применяются фильтры в виде перфорированной металлической трубы с круглыми или щелевыми отверстиями диаметром или шириной 10—20 мм со скважностью 20—25% (скважность — отношение площади отверстия к боковой поверхности фильтра в процентах).

Кучерова Л.В., Малиновская А.А.

КОНДЕН1ЩОНИРОВАНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

Кондиционирование осадка - обработка осадка перед обезвоживанием с целью улучшения его водоотдающих свойств.

Кондиционирование осадков сточных вод осуществляют преимущественно путем аэробной стабилизации или реагентной обработки. Пробы кондиционированного осадка подвергают фильтрации, а о водоотдающих свойствах осадка судят по снижению значения оптической плотности до 0.45 - 0,001.

Кондиционирование относится к обработке осадков бытовых и промышленных сточных вод и может быть использовано также для очистки сточных вод, фугата, шламов и других водных суспензий, нуждающихся в кондиционировании перед уплотнением, обезвоживанием и др. Целью является сокращение длительности процесса. Основная задача кондиционирования - коагуляция присутствующих в осадке мелкодисперсных компонентов, образование из них крупных и прочных агрегатов (флокул) и улучшение тем самым водоотдающих свойств осадка, так как известно, что мелкодисперсные частицы препятствуют эффективному уплотнению и обезвоживанию осадков увеличивают содержание взвешенных веществ в отстоенной воде при уплотнении. В фугате при центрифугировании, кольматируют фильтровальные перегородки, снижая скорость фильтрации и увеличивая влажность обезвоженного осадка. Кондиционирование осадков может производиться путем аэробной стабилизации и/или обработки химическими реагентами. В обоих случаях происходит уменьшение количества мелкодисперсных частиц в результате объединения их в крупные, прочные агрегаты, что сопровождается снижением величины удельного сопротивления фильтрации осадка - улучшением водоотдающих свойств. В предлагаемом способе для оценки водоотдающих свойств осадка использована оптическая плотность. Указанный показатель свидетельствует о наличии в фильтрате и следовательно, в самом осадке мелкодисперсных и коллоидных компонентов, которые определяют плохие водоотдающие свойства осадка. Таким образом, чем чище фильтрат, тем лучшими водоотдающими свойствами обладает осадок. В процессе коагуляции количество мелкодисперсных и коллоидных компонентов в осадке снижается и достигает минимального значения. При этом конечные значения зависят от природы осадка и режимов его обработки Выбранный диапазон оптической плотности характеризует осадки с хорошими водоотдающими свойствами. Для определения этих показателей производят фильтрацию кондиционированных проб осадка при атмосферном давлении до получения объема фильтрата 20-30 мл. Для фильтрации кондиционированных проб осадка используют фильтровальную перегородку со средним диаметром пор от 0,003 до 10 мк Определение оптической плотности фильтрата производят на стандартных приборах, предназначенных для этой цели (ФЭК и КФК и др.). Указанные показатели свидетельствуют о наличии в осадке нескоагулированных мелкодисперсных и коллоидных частиц. Значение оптической плотности в диапазоне от 0,001 до 0,45 указывает на эффективное кондиционирование осадков. Повышение оптической плотности свидетельствуют о необходимости изменения режима кондиционирования. Значение оптической плотности ниже 0,001 соответствует