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.
- 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.
- 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.
- 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.