Анализ системы водоснабжения поселка городского типа. Часть 3

1 2 3 4 5

4.3 Выбор водозаборных сооружений

Исходные данные:

1. Геологический разрез разведочно-эксплуатационной скважины, где указаны породы и мощность каждого слоя пород, м (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 — Геологический разрез скважины

2. Глубина расположения статического уровня воды от устья скважины – 15,6 м.
3. Характеристика водоносного горизонта:

а) толщина водоносного слоя – 38,6 м;

б) коэффициент неоднородности зерен песка — 2;

в) Д_{50%песка}=0,27 мм;

г) К_ф=45 м/сутки

4. Удельный дебит скважины 4,1 м³/час на 1 п.м.
5. Максимальное суточное водопотребление Q_{сут.макс}=6000 м³/сут.

Расчет:

1. Учитывая собственные нужды водопровода, определяем расчетный расход воды, подаваемой водозабором:(2.15)

м³/сут.

2. Часовая потребность в воде составит:(2.16)

м³/ч.

где Т_скв=24 часа — время работы скважин

3. Используя ситуационный план местности (рисунок 4.3), выбираем площадку для размещения водозаборных скважин.

Рисунок 4.3 – Ситуационный план

4. Изучив ожидаемый геологический разрез скважины, выбираем водоносный пласт и определяем все его характеристики (q; h_c; Д_50%; М_вп).

В зависимости от суммарной мощности залегающих пород над подошвой водоносного пласта и с учетом заглубления скважины на 1,0 м в его подошву, глубина скважины определяется по формуле:(2.17)

Напор воды в скважине будет равен:(2.18) Скважина принята совершенная, напорная. Так как водоносный пласт представлен среднезернистым песком, то для нормальной работы скважины проектируется фильтр. Тип фильтра назначается в соответствие с породой водоносного пласта — это трубчатый фильтр с водоприемной поверхностью из сеток квадратного плетения. Схема конструкции фильтра дана на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 — Схема фильтра скважины: 1 — трубчатый каркас с отверстиями круглого сечения; 2 — стержни опоры Æ4…6 мм; 3 — проволочная подмотка Æ2…4 мм; 4 — сетка квадратного плетения t_с=1 мм

Принимаем ударноканатный способ бурения, используя станок УГБ-ЗУК, с начальным диаметром бурения 600 мм (рис. 2.5).

Рабочая длина фильтра принимается равной: L_ф=0,8×М_вп=0,8×47,5=38 м. Полная длина фильтровой колонны будет равна: L_ф=L_ф+L_omcm+L_з=38+2+5=45 м, где L_omcm= 2,0 м — длина отстойной части фильтровой колонны; L_з=5 м — длина запаса фильтровой колонны для крепления ее в эксплуатационной трубе.

Рисунок 4.5 — Схема конструирования водозаборной скважины: 1 — труба обсадная стальная Æ530; 2 — труба обсадная стальная Æ426; 3 — труба обсадная стальная Æ426; 4 — труба обсадная нПВХ Æ280; 5 — труба обсадная стальная Æ219; 6 — фильтр Æ219 каркасно-стержневой; 7 — труба водоподъёмная стеклопластиковая Æ168.

Принимаем, что все скважины подземного водозабора I очереди строительства имеют аналогичное строение.

Спецификация типовой скважины 7/I и характеристики скважин и насосов приведены в табл. 4.7 — 4.8.

Таблица 4.7 – Спецификация скважины

Конструкция павильона типовой скважины приведена на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 — Конструкция павильона типовой скважины

Спецификация оборудования павильона скважины приведена в табл. 4.9.

Таблица 4.9 — Спецификация оборудования павильона скважины

4.4 Выбор очистных сооружений

Химический состав подземных вод изменяется по площади и в вертикальном разрезе.

На большей части территории вода пресная гидрокарбонатная магниево-кальциевая с минерализацией 0,2-0,4 г/дм³. Характерно повышенное содержание суммарного железа 0,5-3,0 мг/дм³. Эти воды вскрываются скважинами уже на глубинах 40-50 метров в швянтойском горизонте. Увеличение минерализации объясняется подтоком солоноватых вод из нижележащего наровского горизонта по тектонически ослабленным зонам. Вблизи границы солоноватых вод минерализация пресных вод возрастает до 0,5-0,8 г/дм³, в анионном составе увеличивается содержание хлора и сульфатов.

Схема и принцип работы напорной установки при обезжелезивании воды.

Напорные установки могут применяться как в случае содержания в воде двууглекислого железа, так и при наличии его в форме сернокислого или гуминовокислого. В напорной установке для обезжелезивания воды, содержащей двууглекислое железо, аэрация воды производится в специальном закрытом смесителе, куда одновременно подводятся и обрабатываемая вода, и сжатый воздух от компрессора. Также применяется напорный двухсекционный фильтр, который представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с приваренными сферическими днищами, разделенный на две самостоятельные секции. Верхняя секция, играющая в данном случае роль предварительного фильтра, загружается дробленым антрацитом. Нижняя секция, собственно фильтр, загружается кварцевым песком. Фильтрующие слои обеих секций работают последовательно.

Вода проходит через установку от одного элемента к другому не самотеком, а под влиянием напора, сообщаемого воде насосами (рисунок 4.7). Под этим же напором (за вычетом потери его в установке) вода в небольших водопроводах может поступать в бак водонапорной башни или (что менее удобно для эксплуатации) непосредственно в разводящую сеть.

Рисунок 4.7 — Общая схема напорной установки для обезжелезивания воды, содержащей двууглекислое железо: 1 — насосная; 2 — смеситель; 3 — напорный двухсекционный фильтр; 4 — место подключения воздухопровода от компрессора; 5 — линия к водонапорной башне

Исходная вода из источника подается насосом в закрытый смеситель, в который одновременно подается сжатый воздух от компрессора. Насыщение воды воздухом уменьшает парциальное давление содержащейся углекислоты и способствует ее выделению из воды. Одновременно содержащееся в воде двууглекислое железо распадается на гидрат окиси железа и углекислоту.

После смесителя вода поступает в верхнюю секцию напорного фильтра — предварительный фильтр, где вытесненная углекислота удаляется (вместе с избытком воздуха) через установленный вверху фильтра вантуз, а гидрат закиси железа, соединяясь с растворенным в воде кислородом воздуха, переходит в гидрат окиси железа, который в виде хлопьев частично выпадает на загрузке предварительного фильтра. Распад гидрата закиси железа идет сравнительно медленно и заканчивается, как правило, только в нижних слоях загрузки предварительного фильтра, а иногда и в толще песчаного слоя собственно фильтра.

Обезжелезиваемая вода, пройдя предварительный фильтр, собирается дренажом и поступает по перепускной трубе в нижнюю секцию — фильтр, загруженный песком. Фильтруясь через песчаный фильтр, вода освобождается от хлопьев окиси железа.

Для освобождения воды от остатков введенного в нее воздуха, а также от углекислоты или других газов, не успевших удалиться через вантуз предварительного фильтра, предусматривается установка дополнительного вантуза на линии, отводящей обработанную воду и изогнутой для этого вверх петлей. Так как растворимость тазов падает с уменьшением давления и они могут выделяться и .в дальнейшем, воду из установки желательно направить не в разводящую сеть, а сначала в бак водонапорной башни, где обеспечивается выделение избытка газов.

1 2 3 4 5