28. Основные технологические процессы улучшения качества воды

Изменением состава примесей, находящихся в воде, можно улучшить ее качество в нужном для потребителя направлении. С этой целью вода подвергается переработке на специальных устройствах по улучшению ее качества.

Качество сырой воды, забираемой из водоисточника, в за­висимости от местных условий его питания изменяется во вре­мени. Поэтому при проектировании устройств для улучшения качества воды необходимо обеспечить нормальную их работу в пределах всей амплитуды колебания качества сырой воды.

Основные производственные процессы улучшения качества воды заключаются в удалении из нее тех или иных примесей.

Удаление из воды взвешенных веществ, то есть уменьшение ее мутности, называется осветлением. Устранение коллоидных частиц, обусловливающих цветность воды, называется обесцве­чиванием. Обычно эти два производственных процесса осу­ществляются одновременно на одних и тех же сооружениях.

Уничтожение в воде бактерий носит название обеззаражи­вания воды.

Устранение различных запахов и привкусов воды объединя­ется процессом дезодорации. Удаление из воды растворенных в ней газов называется дегазацией.

Уменьшение количества растворенных в воде солей до полу­чения воды, пригодной для питья, обычно называется опресне­нием. Если же соли удаляются полностью, то такой процесс носит название обессиливания воды.

Устранение солей, обусловливающих жесткость воды, назы­вается ее умягчением,. Различные производственные процессы по удалению из воды того или иного вещества называются обезжелезиванием, обезмарганцовыванием, обескремниванием, обесфториванием и т. д.

Каждый производственный (технологический) процесс по улучшению качества воды может быть осуществлен различны­ми способами или методами. В свою очередь, каждый метод выполнения того или иного технологического процесса по улуч­шению качества воды заключается в комплексе различных производственных операций (приемов). Выбор способа или комбинации операций определяется местными условиями.

Наибольшее значение для сельскохозяйственного водоснаб­жения имеют процессы осветления, обеззараживания, умягче­ния и опреснения воды.

Вода открытых водоемов (реки, водохранилища, каналы и т. д.) для хозяйственно-питьевого водоснабжения обычно должна быть осветлена и обеззаражена, а при наличии цвет­ности — одновременно обесцвечена. Все эти процессы выпол­няются на водоочистных установках или водоочистных стан­циях.

27 Типы сооружений для забора подземных вод

Изучение условий залегания и движения подземных вод не­обходимо для установления наилучшего способа их захвата при помощи особых сооружений, называемых водозаборными, или каптажными.

При проектировании водозабора должно быть обеспечено решение следующих основных задач: добывание из водоносного пласта требуемого количества воды; постоянство и надежность действия каптажа; предохранение воды от возможного ухудше­ния ее качества при переходе из водоносного пласта в водоза­борные сооружения.По методу вскрытия и захвата водоносного пласта каптажные сооружения можно разделить на вертикальные, горизон­тальные, лучевые водозаборы и каптажные камеры.

Вертикальный водозабор представляет собой цилиндриче­скую или призматическую вертикальную выработку в водонос­ном и перекрывающих его пластах (шахтный колодец, буровая скважина).

Вертикальные водозаборы обычно применяют в следующих условиях:глубокого залегания водоносного пласта (более 7... 10 м);большой мощности водоносного пласта, когда устройство горизонтального водозабора вследствие большой стоимости во­доотлива нецелесообразно;этажного залегания водоносных пластов, то есть в случаях кэширования нескольких водоносных пластов или водоносного пласта, сложенного из ряда чередующихся водоносных и водо­непроницаемых слоев.При горизонтальном водозаборе водоносный пласт вскры­вается выработкой, вытянутой в горизонтальном направлении (дренажные трубы, галереи).

Горизонтальные водозаборы обычно применяют при неглу­боком залегании водоносного пласта (6... 7 м) и сравнительно небольшой его мощности или при каптировании водоносного пласта на горных склонах, когда удобно устройство самотеч­ного водоотлива из котлована выработки.

При каптаже родников, приуроченных в большинстве слу­чаев к месту выхода на поверхность земли водоносного пласта, осуществляют только очистку от завалов и осыпей посторонне­го грунта и захват ключа каптажной камерой.

Окончательный выбор того или иного типа водозабора дол­жен быть обоснован технико-экономическими расчетами.Колодцы делят на совершенные и несовершенные. Различают два вида несовершенства колодцев: по степени вскрытия водо­носного пласта и по характеру вскрытия. Колодцы, совершенные по степени вскрытия, достигают водоупора и имеют хорошо про­ницаемые стенки по всей толще водоносного пласта. Несовершен­ные колодцы врезаются в пласт не на полную мощность или имеют проницаемые стенки по глубине лишь на части пласта. При неполном вскрытии пласта искривляются и удли­няются пути фильтрации струек воды, что служит причиной возникновения дополнительных сопротивлений движению воды в колодец и снижения притока.Несовершенство колодцев по характеру вскрытия пласта обус­ловливается тем, что з проницаемых стенках (фильтрах) между входными отверстиями имеются глухие промежутки, не пропускаю­щие воду, а сами отверстия, чтобы предотвратить вынос водой частиц породы, имеют ограниченные размеры. Вследствие этого при входе воды вколодец также возникают дополнительные гидравлические сопротивления. Когда из колодца нет отбора воды, уровень воды в нем соответствует уровню подземных вод, который называется статическим.

Рис. Схема совершенного (а) и несовершенного(б) колодцев по степени вскрытия водоносного пласта.

По мере удаления от ко­лодца понижение уровня под­земных вод, вызванное откач­кой, наблюдается все меньше. Расстояние от центра колодца рестарт сказываться влияние колодца на уровень подземных вод, называется радиусом влияния колодца или радиусом депрессии. Направление фильтрации воды к колодцу в плане в пределах депрессионной воронки будет ради­альное, то есть отдельные струйки (линии токов) будут направле­ны по радиусам круга, центром которого является колодец.