УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ПЛАСТЕ Российский патент 1996 года по МПК C02F1/64 

Предлагаемое изобретение относится к области эксплуатации водозаборов подземных вод, а именно, к установкам обезжелезивания подземных вод в пласте.

Известна установка для обезжелезивания подземных вод в пласте, включающая водовоздушный эжектор, деаэрационную камеру с вантузом для выпуска воздуха, присоединенный к ней оголовок скважины и соединительный трубопровод, при этом камера снабжена установленными по ее длине и закрепленными на днище вертикальными перегородками, выполненными равномерно убывающими по высоте по ходу движения потока, а также размещенными между ними дополнительными вертикальными перегородками, установленными с зазорами относительно крышки и днища камеры, причем вертикальные перегородки установлены таким образом, что делят длину камеры на ряд входных и сливных секций [1]
Недостатками этой установки являются неэффективная эксплуатация в условиях повышенных расходов закачки аэрированной воды, превышающих 15 м³/ч, что ведет к газовой кольматации прифильтровой зоны скважины, относительно большие габариты и повышенная металлоемкость деаэрационной камеры, входящей в состав установки.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса обезжелезивания за счет повышения степени дегазации подаваемой в прифильтровую зону скважин водовоздушной смеси, а также снижение габаритов и металлоемкости деаэрационной камеры. Поставленная задача достигается описываемой установкой для обезжелезивания подземных вод в пласте, включающей водовоздушный эжектор, деаэрационную камеру с вантузом для выпуска воздуха, соединенный с ней оголовок скважины и соединительный трубопровод, при этом камера снабжена установленными по ее длине и закрепленными на днище вертикальными перегородками, выполненными равномерно убывающими по высоте по ходу движения потока, а также размещенными между ними дополнительными вертикальными перегородками, установленными с зазорами относительно крышки и днища камеры, причем вертикальные перегородки установлены таким образом, что делят длину камеры на ряд входных и сливных секций, при этом во входных секциях камеры дополнительно установлены прикрепленные к крышке вертикальные пластины, свободная нижняя часть которых закручена в одну сторону на угол, не меньший 180^o, при длине закручивания, равной длине подводной части дополнительной вертикальной перегородки в последней по ходу потока секции.

На чертеже представлена схема установки обезжелезивания подземных вод. Заявляемая установка для обезжелезивания подземных вод включает водовоздушный эжектор 1, скважину с оголовком 2, герметично прикрепленным к ее устью, соединительный трубопровод 3, деаэрационную камеру 4 с установленными по ее длине и закрепленными на днище вертикальными перегородками 5, выполненными равномерно убывающими по высоте по ходу движения потока и дополнительными вертикальными перегородками 6, установленными с зазорами относительно крышки и днища и делящими длину камеры на ряд входных и сливных секций.

Сливная секция с самым низким барьером имеет на крышке вантуз 7 с краном и отражателем брызг.

Во входных секциях камеры установлены прикрепленные к крышке вертикальные пластины 8, свободная нижняя часть которых закручена в одну сторону на угол, не меньший 180^o, причем высота закручивания равна длине подвижной части дополнительной вертикальной перегородки в последней по ходу потока секции.

При таком подходе к выбору размеров и во всех остальных более глубоких входных секциях деаэрационной камеры закрученные части пластин будут находиться ниже уровня воды.

Заявляемая установка работает следующим образом. При отключенном скважинном насосе вода подается под напором к соплу водовоздушного эжектора 1. В результате осуществляется насыщение воды воздухом, что необходимо для обезжелезивания подземной воды в прифильтровой зоне скважины. Однако, в водовоздушном потоке, выходящем из эжектора, присутствует не только воздух, растворенный в воде, но и избыточные, вредные для процесса пузырьки воздуха, которые должны быть эффективно отделены от воды до поступления ее в скважину. Именно эту задачу решает заявляемая установка. Из эжектора 1 водовоздушный поток подается во входную секцию камеры 4 с вертикальной перегородкой 5 наибольшей высоты. Эта секция расположена первой по ходу потока.

При подъеме потока в первой входной секции происходит частичное выделение из него воздуха. Далее поток переливается через вертикальную перегородку 5 и попадает в первую сливную секцию, а затем через зазор между дополнительной вертикальной перегородкой 6 и днищем камеры направляется во вторую по ходу потока входную секцию, но уже с меньшим содержанием воздуха. Далее по следующим секциям осуществляется тот же процесс, причем каждый поток переливается через вертикальную перегородку, более низкую, чем предыдущая. При движении потока во входных секциях водовоздушная смесь, поднимающаяся со скоростью порядка 0,2^oC0,5 м/с, слабо закручивается опущенными в эти секции витыми концами вертикальных пластин и за счет центробежной силы выталкивается за их пределы.

Здесь происходит столкновение потоков, сходящих с соседних пластин, частички воздуха укрупняются (коллапсируют), что повышает скорость их всплывания и интенсифицирует их удаление из водовоздушного потока в промежутках между витками пластин.

Интенсификация воздухоотделения с помощью витых пластин не только повышает эффективность обезжелезивания подземных вод, но и дает возможность уменьшить габариты деаэрационной камеры, т. е. установки в целом. В результате к моменту поступления потока в оголовок скважины, вода содержит лишь растворенный в ней кислород, а избыточный воздух направляется в вантуз, а оттуда в атмосферу.

Следует отметить, что в качестве источника рабочей воды используется, как правило, свободный водовод водозабора, в который поступает вода от скважин, в данный момент работающих в режиме откачки.

Заявляемая конструкция проста в изготовлении, поскольку присоединение перегородок к стенкам деаэрационной камеры не требует повышенной точности. В этой конструкции нет движущихся частей, что делает установку простой и надежной в работе. Таким образом, эффективность работы установки определяется лишь правильным выбором количества перегородок в камере и ее размерами, которые являются функцией производительности водовоздушного эжектора. Так, например, при производительности эжектора в воде 10 м³/ч деаэрационная камера будет иметь следующие размеры: диаметр 0,6^oC0,8 м; высота - 0,8^oC1,0 м.

Использование: для эксплуатации водозаторов подземных вод, в частности, для обезжелезивания подземных вод в пласте. Установка включает эжектор, деаэрационную камеру с вантузом для выпуска воздуха, соединенный с ней оголовок скважины и соединительный трубопровод, при этом камера снабжена установленными по ее длине и закрепленными на днище вертикальными перегородками, выполненными равномерно убывающими по высоте по ходу движения потока, а также размещенными между ними дополнительными вертикальными перегородками, установленными с зазором относительно днища и крышки камеры, причем вертикальные перегородки установлены таким образом, что делят длину камеры на ряд входных и сливных секций, при этом во входных секциях камеры дополнительно установлены прикрепленные к крышке вертикальные пластины, свободная нижняя часть которых закручена в одну сторону на угол, не меньший 180^o, при длине закрутки, равной длине подводной части дополнительной вертикальной перегородки в последнем по ходу потока секции. При отключенном скважинном насосе вода подается под напором к соплу водовоздушного эжектора. Насыщенный воздухом поток подается во входную секцию камеры с вертикальной перегородкой наибольшей высоты. При подъеме потока в первой входной секции происходит частичное выделение из него воздуха. Далее поток поступает в первую сливную, а затем во вторую по ходу потока входную секцию. Далее по последующим секциям осуществляется тот же процесс деаэрации, интенсифицируемый закручиванием потока опущенными во входные секции витыми пластинами. Выделившийся из воды избыточный воздух направляется в вантуз, а оттуда в атмосферу. 1 ил.

Установка для обезжелезивания подземных вод в пласте, включающая водовоздушный эжектор, деаэрационную камеру с вантузом для выпуска воздуха, соединенный с ней оголовок скважины и соединительный трубопровод, камера снабжена установленными по ее длине и закрепленными на днище вертикальными перегородками, выполненными равномерно убывающими по высоте по ходу движения потока, а также размещенными между ними дополнительными вертикальными перегородками, установленными с зазором относительно крышки и днища камеры, причем упомянутые перегородки установлены так, что делят камеру по длине на ряд входных и сливных секций, отличающаяся тем, что во входных секциях камеры дополнительно установлены прикрепленные к крышке вертикальные пластины, свободная часть которых закручена в одну сторону на угол, не меньший 180^o, при длине закручивания пластины, равной длине подводной части дополнительной вертикальной перегородки в последней по ходу потока секции.