Способ катодной защиты от коррозии водозаборных скважин Советский патент 1992 года по МПК C23F13/00 

онных затрат, расширение технологических возможностей путем проведения одновременной очистки забираемых вод от железа.

На.фиг. 1,2 изображены гидрогеологическая характеристика водозабора и схема взаимосвязи анодных заземлителей с артскважиной посредством водного потока.

Область 1 захвата водозаборной скважины 2 обладает тем свойством, что все частицы естественного потока подземных вод 3, расположенные внутри этой зоны (заштрихованная зона), достигают водозаборной скважины и извлекаются на поверхность.

Кроме того, уровень 4 подземных вод вблизи границы области захвата максимальный и уменьшается при приближении к водозаборной скважине за счет так называемой воронки депрессии. Электроды анодного заземлителя 5 размещают по границе области захвата, а рабочую часть электрода 6 располагают непосредственно в водЪносном пласте. Указанное размещение электродов обеспечивает максимальное взаимодействие их поверхности с грунтовой водой.

Таким образом, координаты размещения анодного заземлителя 5 однозначно определяют в горизонтальной плоскости по отношению к артскважине 2, направлению истечения подземных вод 3 и границе области 1 захвата водозабора, а в вертикальной плоскости координаты размещения анодного заземлителя определяют только глубиной залегания и мощностью водоносного горизонта 7, а не электросопротивлением слоев грунта. Кроме того, глубина и мощность водоносного горизонта определяют тип и конструкцию анодного заземлителя. Предложенный способ характеризуется активным и направленным воздействием на весь поток воды, достигающий скважины, путем насыщения его кислородог)/. При этом происходит переход ионного железа в нерастворимое состояние и осаждение его непосредственно в поровом пространстве водоносного пласта. В результате содержание железа в воде, извлекаемой на поверхность, резко уменьшается, что приводит к снижению (и даже исключению) затрат на проведение специальных мероприятий по обезжелезиванию подземных вод.

При осуществлении катодной защиты по предлагаемому способу наибольшая величина тока, подаваемого на водозаборную скважину, а конкретно на фильтровую колонну, определяется не максимально допустимой величиной поляризационного потенциала, а необходимостью получения

того количества кислорода, которое достаточно для требуемой степени .очистки. При таком токе фильтровая колонна поляризуется до потенциала выше потенциала Uo выделения водорода, т.е.

-1,15B.

Однако это не оказывает вредного действия, так как водозаборная скважина - неизолированное сооружение.

Более того, благодаря интенсивному выде; ению водорода на фильтрах скважины происходит их эрозионная очистка от продуктов различного назначения, обычно закупор вающих ячейки фильтра. Эрозионная очистка способствует увеличению срока службы скважины.

Другим положительным фактором является увеличение дебита скважины. Этому способствуют; фильтрация и осаждение двухвалентного железа не на фильтрах скважины, а в поровом пространстве водоносного горизонта вдали от скважины: эффект электроосмоса, который значительно усиливается при большой величине тока, подаваемого на скважину.

Перед реализацией данного способа катодной защиты анализируют гидрогеологические характеристики водбзабора, а именно: глубину залегания и мощность водоносного горизонта: направление истечения потока подземных вод: область захвата водозабора. Этот анализ позволяет затем разместить анод по отношению к катоду таким образом, что весь поток водяных частиц сначала проходит возле анода, изменяет свой химический состав и только затем достигает катода (водозаборная скважина).

В таблице приведены данные, характеризующие результаты конкретного применения известных и предлагаемого способов для катодной защиты водозаборных сооружений.

Приведенные результаты наглядно демонстрируют преимущества предлагаемого способа.

При обеспечении катодной защиты в соответствии с нормативными документами содержание железа в отбираемой воде снижается почти в 8,5 раз, что позволяет исключить проведение специальных мероприятий по очистке воды от жепеза и значительно С1;)изить эксплуатационные затраты. Дебит скважины при этом увеличивается на 7%.

Предложенный способ технологически не связан с функционированием водозаборной системы, поэтому его применение на уже действующих водозаборных сооружениях не требует их остановки и дополнительного переоборудования.

Формула изобретения 1.Способ катодной защиты от коррозии водозаборных скважин, включающий установку анодных заземлителей в грунт и подключение скважины и заземлителей к станции катодной защиты, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы скважины, снижения эксплуатационных затрат и расширения технологических возможностей путем проведения одновременной очистки

забираемых вод от железа, заземлители устанавливают по отношению к скважине со стороны истечения потока подземных вод по кривой, ограничивающей область захвата водозабора, причем рабочую часть заземлителя располагают в водоносном слое.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что водозаборную скважину поляризу0ют до потенциала выше, чем потенциал выделения водорода.

Изобретение относится к катодной защите от коррозии металлических, сооружений и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, связанной с добычей и подачей воды потребителям. Цель изобретения - снижение эксплуатационных затрат, увеличение срока службы скважины и расширение технологических возможностей путем проведения одновременной очистки забираемых вод от железа. Анодный заземлитель устанавливают по от-ношению к водозаборной скважине со стороны движения потока подземных вод по кривой, ограничивающей область захвата водозабора,'причем рабочую часть заземли- теля располагают непосредственно в водоносном горизонте, а скважину поляризуют до потенциала U, превышающего потенциал выделения водорода. Это приводит к из- менению химического состава воды, достигающей водозаборной скважины, путем насыщения ее кислородом, выделяющимся на аноде при стекании тока, что обеспечивает эффект, заключающийся в осаждении и фильтрации в поровом пространстве вмещающей среды двухвалентного железа, растворенного в воде. Это'в свою очередь обеспечивает увеличение срока службы водозаборной скважины (катода). Снижение содержания железа в воде, достигающей водозаборной скважины, увеличивает срок службы фильтрового оборудования, которое при большом содержании железа быстро выходит из строя, скважина перестает функционировать, что делает бессмысленным катодную защиту от коррозии в целом. Кроме того, при этом обеспечивается сокращение (и даже исключение) затрат на специальные мероприятия по очистке воды от железа с целью соблюдения санитарных норм. Дебит скважины увеличивается за счет исключения закупорок ячеекфильтров железом и эффекта электроосмоса (отгон воды в направлении от анода к катоду), 1 з.п.ф-лы, 2 ил. 1 табл.слсN^ |ь. О Ь^Изобретение относится к катодной защите от коррозии подземных металлических сооружений, а конкретно к катодной защите водозаборных сооружений, состоящих из водозаборной скважины и присоеди- ненного с ней технологическоготрубопровода, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, связанной с добычей и подачей воды потребителям.Цель изобретения - увеличение срока службы скважины, снижение эксплуатаци-

(Риг. Г