96. Установки подготовки пресной воды.

Пример подруслового водозабора. 1–обсадная труба; 2–подъемная колонна; 3–гравийный фильтр; 4–вакуумкотел; 5–ваууумкомпрессор; 6, 9–насосы; 7–шахта; 8–резервуар чистой подрусловой воды.

Водозаборные сооружения строятся для обеспечения месторождения необходимым количеством воды для заводнения в течение всего периода его разработки. Водозаборы грунтовых вод разделяются на подрусловые и ар­тезианские. В практике заводнения большее распространение получили подрусловые водозаборы. Водоотбирающие скважины могут работать как на самоизливе (сифон) за счет поддержания в вакуум-котлах постоянного вакуума, равного 650 мм рт. ст., так и при помощи индивидуаль­ных насосов, установленных на устьях водоотбирающих скважин. Во всех этих слу­чаях для очистки воды от тонкодисперсных взвешенных веществ используют химические методы ее обработки, в результате ко­торых частицы взвеси укрупняются и быстро осаждаются. Химические реагенты, добавка которых к воде способствует укрупнению частиц взвеси и образованию хлопьев, в практике подготовки воды принято называть коагулянтами. Водоочистная станция работает следующим образом. Вода из открытых водоемов центробежными насосами первого подъема направляется в нижнюю часть вертикального конусного смеси­теля. В смесителе коагулянт равномерно перемеши­вается со всем объемом воды. Обработанная химическим реагентом вода через верхнюю часть смесителя поступает в нижнюю часть осветлителей. Из осветлителей вода выходит с небольшим содержанием мехпримесей, которые окончательно задерживаются в фильтрах. Очищенная вода из фильтров самотеком направляется в резервуары, из которых центробежными насосами второго подъема перекачивается в кустовые насосные станции. Из КНС вода подается в нагнетательные скважины. Наибольшее распространение в качестве коагулянтов полу­чили сернокислый алюминий Al₂(S0₄)₃·18H₂0 и хлорное же­лезо FeCl₃. За последнее время в качестве коагулянта широко стали применять полиакриламид (ПАА). Осветлитель работает следующим образом. Обработанная коагулянтом вода из смесителя по трубе подается в межтрубное пространство через дырчатые распределительные трубки. Из межтрубного пространства вода поднимается через дырчатое днище в зону взвешенного осадка осветлителя. Вода со взвешенным осадком движется вверх быстрее, чем поднимаются хлопья, в результате чего мехпримеси захваты­ваются и поднимаются вместе с этими хлопьями. Достигнув пере­пускных окон в центральной шахте, часть воды вместе с хлопьями попадает в межтрубное пространство этой шахты. Осветленная вода собирается периферийными лотками осветлителя и направляется на фильтры. Скопившийся осадок периодически сбрасывается на иловые площадки. Горизонтальный отстойник следующим обра­зом. Обработанная коагулянтом вода поступает по водоводу в камеру хлопьеобразования, затем распределяется с помощью лотков по отсекам горизонтального отстойника. Сброс осадка из отстойника осуществляется через дырчатые лотки и шламопровод. Выход осветленной воды производится по водоводу. Фильтры применяют для завершения процесса освобождения воды от взвешенных частиц при осветлении, обезжелезивании и умягчении. Фильтры представляют собой резервуары, загружен­ные песком или дробленым антрацитом, через которые с опреде­ленной скоростью пропускают воду. Под давлением столба воды, находящегося над фильтрующим материалом, происходит фильтрация. На дне фильтра расположена дренажная система, служащая для отвода фильтрата по трубе и равномерного распределения промывной воды по всей площади фильтра при его промывке. Над дренажем уложены поддерживающие гравийные слои и фильтрующий слой. Несколько выше фильтрующего слоя уста­новлен желоб, предназначенный для отвода из фильтра гряз­ной промывочной воды. Выше желоба расположены горизонталь­ные желоба (лотки), в которые по общему коллектору подается вода из осветлителей. Фильтры рассчитывают на пропускную способность. Основным расчетным параметром для определения площади фильтров яв­ляются допустимые скорости фильтрации при нормальном режиме работы фильтров. Общую площадь фильтров определяют по формуле:

,

где Q – полезная производительность станции, м³/сут; υ_р – рас­четная скорость фильтрования до 12 м/ч; w – интенсивность про­мывки фильтра; Т – продолжитель­ность работы станции, ч; n – число промывок, фильтра в сутки (принимается равным 1,5÷2); τ₂ – продолжительность простоя фильтра в связи с промывкой, ч (принимается 0,5 ч); τ₃ – продол­жительность сброса первого фильтрата после промывки фильтра (принимается 0,2 ч); τ₁ – продолжительность одной промывки, ч (принимается в среднем 0,1 ч). Обычно на станциях производитель­ностью до 3 тыс. м³/сут используют два фильтра, от 3 до 5 тыс. м³/сут – три фильтра, от 5 до 10 тыс. м³/сут – четыре фильтра, от 15 до 20 тыс. м³/сут – шесть фильтров.