|
Скачать 2.66 Mb.
|
Общие требования Водозаборные сооружения Водозаборная скважина 2. Основные параметры установок 3. Причины уменьшения производительности водозаборных скважин Зaпacныe резервуары |
^
Централизованная система водоснабжения промышленного предприятия должна обеспечить прием воды из источника, при необходимости — ее обработку до степени, необходимой водопользователю, и подачу по сети на технологические процессы. С этой целью в состав системы водоснабжения включают водоприемные сооружения, насосные установки подачи воды на сооружения для ее обработки, в регулирующие резервуары или на технологические участки, сооружения для очистки и обеззараживания воды, водораспределительные сети. Состав и взаимное расположение элементов системы водоснабжения могут быть различными в зависимости от источника водоснабжения и качества воды в нем, профиля предприятия и его мощности. По способам использования воды различают следующие системы производственных водопроводов: прямоточные, где повторное использование воды нецелесообразно и вода после участия в технологическом процессе сбрасывается в канализацию; оборотные, в которых в целях экономии использованную в технологическом процессе воду для приближения ее свойств к свойствам исходной воды охлаждают, очищают и подают для повторного использования. В этом случае в систему после каждого цикла подается 3—5 % общего количества воды, находящейся в обороте, из источника водоснабжения для восполнения потерь, а после нескольких циклов по мере накопления тех или иных загрязнений и невозможности освобождения от них часть воды сбрасывается в канализацию (продувочная вода) и заменяется свежей. В системах последовательного использования отработанная вода с одного технологического процесса передается на другой, где требования к ее качеству ниже, а далее, возможно, и на третий. В сложном водном хозяйстве предприятий пищевой промышленности применяют все три системы. Основным гигиеническим требованием, которое предъявляют к системе водоснабжения, подающей воду питьевого назначения или на технологические нужды предприятий пищевой промышленности, является герметичность, благодаря которой в систему не может поступить вода иного качества из других водоносных слоев или же грунтов, в которых построены сооружения системы водоснабжения или залегает ее сеть. Герметичность обеспечивается рядом требований к конструкциям сооружений и сети. Далее разберем особенности конструкций элементов системы водоснабжения, имеющие значение для ее санитарной надежности. • ^ и вoдoпoдъeмники Водозабор из подземных источников производится через буровые водозаборные скважины и шахтные колодцы. ^ представляет собой цилиндрический вертикальный канал, проходящий через толщу земли до намеченного к эксплуатации водоносного пласта. Скважины для добычи воды бурят ударным (колонковым) и вращательным (роторным) способами. При ударном способе бурения породу разрушают ударами долота о забой и вычерпывают ее желонкой, при роторном способе породу вычерпывают снарядами, вращающимися в забое, и удаляют вымыванием глинистым раствором под давлением. Глинистый раствор готовят из чистых глины и воды с добавлением хлорной извести для дезинфекции и повышения пластичности. Ударный способ бурения позволяет точно выйти на определенную глубину намеченного к эксплуатации водоносного пласта, а также пробурить скважину строго по вертикали, что важно при монтаже обсадных труб. Однако высокая скорость бурения при роторном способе сделала его наиболее распространенным. Стенки скважины закрепляют трубами. Первую колонну обсадных труб опускают на несколько метров глубже пласта, несущего грунтовые воды. Следующие колонны обсадных труб меньшего диаметра проходят нижележащие водоносные пласты и задавливаются (фрезеруются) на глубину 3—5 м в водоупорные слои. При залегании эксплуатируемого пласта на большой глубине скважину проходят несколькими колоннами обсадных труб. Диаметр внутренней (эксплуатационной) колонны определяется габаритными размерами фильтра и насоса первого подъема, опускаемых в скважину. Основное гигиеническое требование к оборудованию скважины — обеспечение герметичности стенок. С этой целью вышележащие водоносные пласты должны быть пройдены не менее чем двумя колоннами обсадных труб, а межтрубные пространства залиты цементным раствором под давлением (рис. 4). Если скважина пробурена роторным способом, то ствол скважины закрепляют одной колонной обсадных труб, опущенной в породы намеченного к эксплуатации водоносного пласта. В этом случае разъединение водоносных пластов достигается цементацией затрубного пространства с выдавливанием цементного раствора от башмака обсадной трубы до поверхности земли. Образуемый таким образом «цементный стакан» служит хорошей антикоррозионной защитой. Важнейшей частью скважины является фильтр. От правильности и надежности его устройства зависит, сколько воды будет давать скважина и в течение какого времени. В практике водоснабжения применяют фильтры многих типов и конструкций из различных материалов, большинство фильтров представляет собой трубу, состоящую из рабочей перфорированной части, через которую поступает вода в эксплуатационную водоподъемную трубу, верхней надфильтровой части и нижней глухой части, служащей отстойником для проникших в фильтр частиц водоносной породы. После окончания бурения и оборудования скважины осуществляют так называемую строительную откачку. При этом обсадные трубы промывают от железа, глинистых частиц и внесенных при бурении загрязнений. Продолжительность откачки определяется местными гидрогеологическими условиями и колеблется от нескольких суток до месяца и более. Верхняя часть колонн обсадных труб должна выступать над отметкой пола не менее чем на 0,5 м. Сочленение устья скважины с последующими элементами системы выполняют с помощью оголовка скважины. Последний представляет собой одно или несколько колен труб соединяющих фланцевыми соединениями устье с последующим элементом системы. На оголовке монтируют водомер, кран для отбора проб воды, патрубок, заглушенный фланцем для присоединения труб при необходимости откачки воды на сброс; имеется резьбовое отверстие, закрытое болтом, через которое при необходимости вводят приспособление для замера уровня воды в скважине и другие детали. Важнейшая гигиеническая характеристика оголовка - его герметичность. О ней свидетельствует отсутствие ржавых подтеков во фланцевых и резьбовых соединениях. Устье скважины и оголовок для предупреждения промерзания должны располагаться в наземном павильоне, в подземной шахте либо в помещении насосной станции. Шахта скважины представляет собой колодец, бетонные стенки и дно которого не должны пропусткать воду, закрытый сверху стандартной герметичной чугунной крышкой (рис.5). ![]() После бурения и оборудования скважины в ней устанавливается уровень воды, который при отсутствии водоотбора называется статическим. Для безнапорных подземных вод он соответствует горизонту воды в пласте, для напорных — превышает уровень воды в пласте в зависимости от величины напора. ![]() При постоянном отборе воды из скважины статический уровень понижается и через некоторое время вода устанавливается на определенном уровне, который называется динамическим. Динамический уровень зависит от интенсивности водоотбора. После прекращения откачки вода в скважине снова поднимается до статического уровня. Количество воды, которое дает скважина за 1 ч при понижении динамического уровня на 1 м, называется удельным дебитом скважины. Удельный дебит не зависит от мощности насоса, а характеризует водообильность эксплуатируемого пласта. Соответствие водообильности пласта требуемому расходу воды из скважины имеет большое гигиеническое значение. Если это соответствие нарушается и воды откачивается больше, чем в состоянии дать пласт, то создаются условия для подсоса воды из вышележащих водоносных горизонтов, что в значительной мере умень шает санитарную надежность водопровода. Ориентировочным показателем соответствия водообильности пласта мощности насоса, установленного в скважине, является разница между динамическим и статическим уровнями, не превышающая 10 м. В исключительных случаях (на низовых заводах небольшой мощности, на мало освоенных в индустриальном отношении территориях) местными учреждениями государственного санитарно-эпидемиологического надзора может быть разрешено использовать в качестве источника водоснабжения грунтовые воды шахтных колодцев. Шахтный колодец представляет собой вырытую в земле вертикальную шахту глубиной до 40 м, нижняя часть которой врезается в горизонт грунтовых вод, а стенки оборудованы достаточно водонепроницаемым креплением. В качестве строительного материала используют кирпич, бетон, железобетон и дерево. При диаметре колодцев, не превышающем 8 м, их можно делать сборными из железобетонных колец. В шахтный колодец вода поступает через дно и частично через нижнюю часть стенок. Место для строительства колодца должно располагаться по направлению грунтового потока выше источников загрязнения и быть несколько возвышенным для свободного оттока атмосферных вод от колодца. Последние должны находиться от выгребных уборных и ям, а также построек для содержания скота (конюшни, свинарники подсобного хозяйства завода) на расстоянии не менее 100—150 м в зависимости от фильтрующей способности грунтов. Верхнюю часть крепления стенок колодца выводят на высоту около 1 м над поверхностью земли и оборудуют крышкой с замком. Вокруг стенок колодца устраивают «глиняный замок» на глубину 1—1,5 ми шириной 1 м. На поверхности земли вокруг колодца делают асфальтовую или бетонную отмостку радиусом около 2 м для стока воды. В радиусе 10 м вокруг колодца устанавливают ограждение для ограничения подъезда транспорта. Дебит шахтного колодца определяется мощностью водоносного пласта и возрастает по мере углубления в него колодца. На дно колодца насыпают слой гравия толщиной 30 см для предупреждения взмучивания воды. Особого внимания специалистов предприятий пищевой промышленности заслуживают компактные установки заводского изготовления, предназначенные для обработки воды из поверхностных источников водоснабжения. Компактные установки успешно используют при организации питьевого водоснабжения для небольших населенных мест и отдельных объектов (дома отдыха, пансионаты). В условиях относительно простой эксплуатации они обеспечивают необходимый эффект очистки и обеззараживания воды. Установка «Струя-100» (рис. 6) состоит из трубчатого отстойника, фильтра с зернистой загрузкой, оборудования для приготовления и дозирования реагентов и бака для промывной воды. Напорная конструкция всех элементов обеспечивает подачу исходной воды насосом первого подъема через отстойник и фильтр непосредственно в водонапорную башню, а затем потребителю. Основное количество загрязнений оседает в трубчатом отстойнике. Песчаный фильтр обеспечивает окончательное извлечение из воды взвешенных веществ и коллоидных примесей. Хлор можно вводить как перед отстойником, так и в фильтрованную воду. Установку промывают 1—2 раза в сутки в течение 5—10 мин. Промывная вода из водонапорной башни проходит обратным током через фильтр и отстойник и выносит накопившийся осадок. Сбрасывать промывные воды с установок необходимо в каждом случае с учетом местных условий по согласованию с органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора. Для облегчения эксплуатации процессы приготовления и дозирования реагентов механизированы. Все это обеспечивает высокую надежность работы установок, позволяет вести лишь периодический контроль, а при необходимости их автоматизировать. Установка построена по принципу универсальности, что дает возможность без изменения конструкции вести работу в безреаген-тном и реагентном (с применением коагулянта) режимах. В первом случае производительность установки в 4 раза меньше. Продолжительность обработки воды не превышает 40—60 мин, тогда как на станциях с традиционными сооружениями она обычно составляет от 3 до 6 ч. При производительности свыше 1600 м^/сут рекомендуются установки «Влага» и «Деферрит». В этих установках использованы новые технологические решения, обеспечивающие их надежность и эффективность (табл. 2).
![]() Как показывает практика эксплуатации установок, они обеспечивают высокую степень очистки воды. Содержание взвешенных веществ снижается на 98—99 %, цветность — на 83, перманганатная окисляемость — на 40—65 %. Отстаивание и фильтрование (до обеззараживания воды хлорреагентом) позволяют уменьшить количество кишечных палочек более чем на 99,9 %. Однако при высокой исходной концентрации бактериального загрязнения воды после фильтра количество микроорганизмов остается все еще повышенным: коли-индекс в пределах 10—30. Достижение требований СанПиН 2.1.4.559—96 по бактериологическим показателям возможно лишь после введения обеззараживающего хлорреагента. Эффективная работа компактных установок может быть достигнута при централизации эксплуатации и ремонтных служб их в масштабах района или области. При обслуживании установок для очистки воды необходимо контролировать эффективность обработки воды, поддерживать нужные технологические параметры работы, проводить профилактический ремонт технологического оборудования и обеспечивать надлежащее качество реагентов. Для сохранения требуемого качества воды в скважине при периодической эксплуатации воду откачивают на сброс через каждые 10—15 сутдо полного исчезновения в ней мути и ржавчины. Результаты откачки воды заносят в журнал работы скважины. Чтобы поддерживать резервные скважины в рабочем состоянии для сохранения в них требуемого количества воды, следует чередовать работу резервных и рабочих скважин. Периодичность чередования не должна превышать 7—8 сут. Если скважину вводят в эксплуатацию после консервации, необходимо во время откачки брать пробы воды для анализа (примерно через 6—12ч с начала откачки). При получении неудовлетворительного анализа воды откачку нужно продолжить. В процессе эксплуатации необходимо два раза в год — перед весенним паводком и наступлением зимы проводить генеральную проверку состояния скважины, результаты проверки занести в паспорт скважины. Неполадки в работе скважины определяют по степени изменения производительности, статического и динамического уровней, удельного дебита и качества воды. Основные признаки неполадок в работе скважин и возможные причины уменьшения ее производительности приведены в табл. 3. Способ подъема воды из скважины зависит от уровня воды в ней. При динамическом уровне до 7 м от поверхности земли применяют центробежные насосы на горизонтальном валу. Если динамический уровень воды устанавливается на глубине до 120 м, используют центробежные насосы на вертикальном валу, устанавливаемые над скважиной. Важной особенностью центробежных насосов, подающих воду питьевого качества, является работа под самозаливом. В этом случае исключается использование случайной, загрязненной воды для заливки камеры насоса перед его пуском.
Для подъема воды из глубоких скважин широкое применение находят погружные центробежные насосы на вертикальном валу, удовлетворяющие всем гигиеническим требованиям. Такой насос представляет собой единый блок, состоящий из электромотора и нескольких камер с лопастными колесами. Часто в блок входит и фильтр. Насос опускают на эксплуатационной трубе до необходимой степени погружения в воду. Погружные насосы способны поднять воду с глубины до 500 м, что полностью обеспечивает потребность питьевого водоснабжения. Необходимо отметить, что широко применявшиеся ранее водоподъемники типа эрлифта, принцип действия которых основан на создании в скважине водовоздушной пены путем нагнетания в толщу водного столба воздуха, в настоящее время для подъема воды в системах питьевого водоснабжения запрещены, несмотря на свою экономичность, простоту и надежность конструкции. Дело в том, что большое количество атмосферного воздуха, которое при этом способе подъема воды смешивается с ней, приводит к созданию в воде опасных концентраций загрязнений, имеющихся в воздухе в допустимых количествах. Особенно это важно, если воздух и поверхностные воды загрязнены радиоактивными веществами, когда подземная вода приобретает особое значение как необходимое средство дезактивации. В то же время эрлифты используют для промывки и восстановления кольматированных (заиленных) в результате длительной или неправильной эксплуатации скважин. Ввод в эксплуатацию вновь оборудованных скважин или других водозаборов разрешается только после получения удовлетворительных результатов анализа воды с санкции местных органов государственного санитарно-эпидемиологического надзора. ^ чистой воды Обязательным элементом системы водоснабжения предприятий пищевой промышленности являются запасные резервуары чистой воды. Несмотря на то, что их включение в схему диктуется многими инструктивными и распорядительными отраслевыми документами, на многих предприятиях они отсутствуют. На таких предприятиях в течение суток и в течение определенного времени года не обеспечивается равномерный расход воды; для поддержания режима водопотребления необходимо иметь регулирующие емкости. При водоснабжении от городского водопровода предприятие пищевой промышленности должно иметь гарантированное водоснабжение во время перебоев в подаче воды в городе, во время ликвидации аварий, при профилактических работах на сети, связанных с отключением участка городского водопровода, при перебоях в подаче воды в часы пик в результате недостаточной мощности городского водопровода и др. В этом случае резервуар играет роль хранилища аварийного запаса воды. Качество воды, подаваемой на предприятие, часто требует кроме основного обеззараживания при собственной системе еще и дополнительного при водоснабжении из города. Нередки случаи, когда обеззараживание необходимо дополнительно ввести на период неблагополучной эпидемической обстановки в населенном месте, где расположено предприятие. В этом случае резервуар необходим для обеспечения требуемого контакта воды с обеззараживающим агентом. Включение в схему запасных (регулирующих) емкостей в значительной степени повышает санитарную надежность системы водоснабжения. Для обеспечения бесперебойной подачи воды в сеть во время ремонта, очистки и дезинфекции резервуаров необходимо иметь не менее двух резервуаров чистой воды. Чтобы поддерживать низкую и постоянную температуру воды, резервуары часто устраивают подземными или полуподземными. Объем резервуара должен обеспечить необходимое время контакта воды с обеззараживающим агентом (не менее 1 ч). Обмен воды в резервуарах должен проходить за 48 ч. При устройстве резервуаров в земле следует обращать внимание на санитарное состояние участка. Непригодны для подземного размещения резервуаров места, загрязненные свалками, выгребами или расположенные в непосредственной близости от источников загрязнения почвы. Конструкция резервуара должна гарантировать его непроницаемость для грунтовых и поверхностных вод. Желательно также, чтобы дно резервуара располагалось выше уровня стояния грунтовых вод. Резервуары выполняют из различных материалов, кроме того, они могут иметь разные конструкции. В современной практике наибольшее распространение получили резервуары из железобетона, в том числе сборного, с плоским покрытием на колоннах. Резервуары вместимостью до 3000 м3 делают круглыми, большей вместимости — прямоугольными в плане. Внутри стены и колонны резервуаров из железобетона должны иметь гладкую поверхность, без видимых производственных дефектов. Допустимый диаметр раковин и пор и их глубина не должны превышать 200 мкм. Шероховатость поверхности, измеряемая на профилометре, не должна быть более 150 мкм. Данный показатель поверхности необходимо соблюдать в течение всего срока эксплуатации резервуаров. Поэтому резервуары выполняют из бетона, стойкого к воздействию питьевой воды и режиму работы (изменяющийся уровень воды, влияние высоких концентраций хлора при дезинфекции). Внутренние поверхности металлических резервуаров покрывают антикоррозионными средствами, которые должны удовлетворять следующим требованиям: быть устойчивыми к механическим, физическим и химическим воздействиям, легко наноситься на металл, не изменять качество воды за пределами СанПиН 2.1.4.559—96. Устройство резервуара видно из рис. 7. Каждый резервуар имеет трубу, подающую в него воду, всасывающую трубу для подачи воды в сеть, переливную трубу для сброса воды при переполнении резервуара, грязевую трубу для удаления осадка и промывных вод. ![]() Расположение и оборудование труб имеет большое санитарное значение. Для равномерного обмена воды, предупреждения застоя подающую и всасывающую трубы располагают в противоположных частях резервуара. Грязевая труба выходит из грязевого приямка. Дно резервуара должно иметь уклон в сторону приямка не менее 0,005. Грязевая и переливная трубы оканчиваются в грязевом колодце, который соединен с канализационным колодцем или имеет сброс в естественную складку местности, отводящую канаву. На периферическом конце переливной трубы в грязевом колодце устанавливают гидравлический затвор или хлопушку. В перекрытии резервуара укрепляют вентиляционные трубы высотой не менее 2 м; отверстия труб должны быть защищены от проникновения птиц, насекомых, атмосферных осадков. Поскольку через смотровые люки резервуаров может загрязняться вода, их оборудуют стандартными чугунными герметичными крышками с устройствами для запирания на замок и пломбирования. Регулирующие емкости небольшого объема можно располагать в чердачном помещении корпуса предприятия. Место, где установлен резервуар, должно быть хорошо изолировано от остального помещения чердака и утеплено. Если запас воды превышает 10 м3 то целесообразно предусмотреть два резервуара для выполнения ремонта и чистки каждого из них в отдельности. Всасывающая труба должна несколько возвышаться (на 10—12 см) над дном бака для того, чтобы в распределительную сеть не попадал осадок, накопившийся в резервуаре. Резервуары подлежат очистке от осадков (песка, ила) один раз в год. При ухудшении органолептических и бактериологических показателей воды очистку и промывку проводят чаще. Внутренние поверхности металлических резервуаров окрашивают один раз в 3 года. • |