Обладнання свердловини для знезалізення підземних вод. Зменшення вмісту та ліквідація сполук заліза у підземній питній воді.

(МКНТП “ГЕОСФЕРА” виконує установку пристрою знезалізення “під ключ”.)

У багатьох регіонах України вміст заліза у воді джерел водопостачання часто перевищує допустиме для питної води ПДК – 0,3 мг/л (рекомендації Всесвітньої Організації Охорони здоров’я – 0,1 мг/л).

Вода, що містить залізо у великих концентраціях, має жовтувато-буре забарвлення, підвищену мутність, залізистий присмак. Надлишкова кількість заліза приводить до несприятливого впливу на шкіру, впливає на морфологічний склад крові, може бути причиною виникнення алергійних реакцій, а також сприяє інтенсивному фарбуванню сантехнічного устаткування і появі жовтих плям на білизні.

Інтенсивне утворення пухкого шламу з опадів заліза починається в системах водопостачання вже при його загальному вмісті 0,5 мг/л. Скупчення залізистого шламу (іржі) викликають закупорювання систем водопостачання і побутової техніки. Вода в басейні, що містить залізо, концентрація якого навіть незначно перевищує норму, нагадує “компот”, у якому навіть купатися не дуже хочеться. Саме тому видалення заліза з води (знезалізення), зниження його концентрації до припустимої норми є однією із найбільш нагальних задач водопідготовки.

Свердловинні інфільтраційні води забираються з невеликої глибини (так звані перші водоносні горизонти) і по своєму складу близькі до складу поверхневих вод з невисоким, але, як правило, що перевищує ПДК вмістом заліза.

Артезіанські води, що забираються з великої глибини, краще інших вод очищені природними фільтрами від антропогенних забруднень і захищені від проникнення хвороботворних мікроорганізмів. У той же час саме в таких глибинних водах концентрація заліза часом буває найбільш висока. У підземних водах з малими значеннями pН і з низьким змістом розчиненого кисню може спостерігатися концентрація заліза до декількох десятків міліграмів у 1-му літрі.

Метод знезалізення підземних вод в пласті, заснований на окисленні та відкладі заліза безпосередньо у водоносному горизонті, що досягається створенням біля водозабірних споруд штучних геохімічних бар’єрів з сильними окислювальними умовами. Такі умови створюються шляхом накачки в пласт води насиченою киснем. Кисень, що потрапив у пласт, адсорбується на водомістких породах і при подальшій відкачці води окислює вміщене у ній залізо, яке гідролізується і відкладається на породах пласта.

Ефективність процесу знезалізення та тривалість роботи свердловини залежить від розмірів зони “зарядки” пласта, в якому проходять процеси окислення та накопичення відкладів. Розміри цієї зони визначаються за умов забезпечення збереження фільтраційних характеристик пласта. Прогнозні розрахунки, виконані для умов відбору води з концентрацією заліза 3-5 мг/дм3 показують, що його випадіння в зоні радіусом 12-15м за 25 років практично не впливає на зміну пористості, а також на коефіцієнт фільтрації порід. Для створення такої зони об’єм води, який закачується в пласт, повинен складати 1,0–2,0 тис.м3 в залежності від довжини фільтру.

Відкачка знезалізеної води повинна проводитись з таким видобутком, щоб швидкість просування води в зоні “зарядки” дорівнювала швидкості проходження реакції окислення заліза.

Пристрій знезалізнення – це свердловина із спеціально обладнаним гирлом, схема якого передбачає можливість як подачі води споживачу, так і закачки збагаченої киснем води в пласт.

Насичення киснем води здійснюється шляхом її аерації за допомоги ежектора безпосередньо перед подачею в пласт. Працює пристрій в циклічному режимі з чергуванням циклів “закачка” – “відкачка”. Вода для закачки поступає зі збірного водоводу або резервуару чистої води.

В методі, який застосовується в багатьох країнах світу, для утворення окислювального бар’єру використовуються допоміжні поживні свердловини, які споруджуються поблизу кожної експлуатаційної.

В односвердловинному пристрої робоча колона труб свердловини в період закачки перетворюється в барботажну колону, в якій проходить повне змішування води та кисню, максимальний розчин кисню, а також усунення залишкового кисню і супутніх газів з води.

Виходячи з практики виконання робіт, проведення робіт узгоджується Головним лікарем районної санітарно-епідеміологічної станції МОЗ України (в якості державного контролюючого органу).

Висновки базуються на існуючому вітчизняному та закордонному досвіді експлуатації пристрою знезалізнення на свердловинах.

  1. Запропонована технологія вирішує задачу очистки підземної води від заліза, крім того утворення навколо свердловини зони з високим значенням окисно-відновлювального потенціалу призведе до інгібування процесу сульфатредукції.
  2. Технологія очистки води виключає забруднення навколишнього середовища за рахунок відмови від будівництва спеціальних споруд для обробки та утилізації відкладів окисного заліза, а також не потребує будівництва додаткових споруд водопідготовки.
  3. На відміну від методу “Віредокс”, який застосовується в багатьох країнах світу, де для утворення окислювального бар’єра використовуються допоміжні поживні свердловини, які споруджуються поблизу кожної експлуатаційної свердловини, в даному випадку використано односвердловинний пристрій, що сприяє додатковому зниженню капітальних вкладень та витрат на експлуатацію.