Обоснование выбора расчетных формул. Гидродинамический расчет водозабора
Важнейшим условием безаварийной эксплуатации водозабора с сохранением качества воды является соблюдение условия, которое гласит, что фактическое понижение уровня подземных вод в центральной скважине водозабора не должно превышать и допустимого понижения.
Sдоп=Hнапора+ 0.5 mпл=95 + 0.5*30= 110м
Для нашей схемы сперва рассчитывается радиус влияния водозаборных скважин на водоносный горизонт
Rвл=1.5* 
=1.5* 
=15 км.
Далее рассчитывается гидравлическое сопротивление (R0 ), определяемое по формуле R0=Ln* 
= Ln1500/ 326=4.6
Определим понижение в скважине, приняв расход переменным, по формуле
S= 
*R0 =5425/6.28*3*20 =65м
Таким образом, максимальное понижение в центральной скважине в процессе эксплуатации водозабора не будет превышать допустимого, что позволяет также подтвердить состоятельность выбранной схемы водозабора.
Гидравлический расчет водозабора. Состоит в выполнении расчетов но
соответствующим расчетным схемам и формулам и получении доказательств возможности эксплуатации предлагаемого варианта водозабора с заданным дебетом в течение расчетного периода (10 ООО суток) при условии, что величина понижения уровня в расчетной скважине не превысит предельно допустимого. Предельно допустимое понижение принимается в соответствии с существующими рекомендациями, но при условии, что остаточный столб воды в скважине обеспечивает нормальные условия её эксплуатации выбранным насосным оборудованием.
2.5. Конструкция водозаборной скважины
Конструкция водозаборной скважины выбирается исходя из глубины залегания водоносного горизонта и имеющихся технических средств для проходки данной скважины.В нашем случае имеем:
Глубина скважин 208м
Способ бурения роторный с обратной промывкой.
При этих условиях выбрана следующая схема скважины (фильтр каркасный дырчатый)
Рис. 1 Схема фильтра. 1 - трубчатый фильтр каркас с круглыми отверстиями, 2 - подкладка гофрированная сет ка из винипласта, 3 сетка
Качественный состав подземных вод и мероприятия по их
Улучшению
Водоснабжение поселка будет организованно за счет подземных вод. Подземные воды характеризуются низким качеством физических свойств (наличие мутности, цвета), но благоприятным бактериологическим анализом.
Результаты анализа приведены в таблице 1.
Вода не отвечает требованиям СанПинНа 2.1 А1074-01. Превышены показатели неорганических вешеств: железа и марганца; имеется привкус металла; высокая общая жесткость, а так же высокая мутность.
Для того чтобы сделать воду пригодной для питья были разработаны следующие мероприятия:
1) Снижение мутности
2) Снижение концентрации железа и марганца
3) Снижение общей жесткости
1 - Основными способами снижения мутности воды считается два способа: реагентный и безреагентный.
Безреагентный способ устранения мутности воды заключается в механической фильтрации или же, если позволяют условия, в отстаивании, при этом можно не применять дорогостоящие и сложные системы очистки воды, такие как деминерализация воды. Отстаивание использует силу тяжести для устранения мутности воды, в то время как механическая фильтрация предполагает процеживание воды через фильтрующий материал с зернистой или пористой структурой.
Реагентный метод подразумевает добавление в воду особого рода веществ — коагулянтов — которые «склеивают» между собой мелкие частицы загрязнителей. Устранение мутности воды с применением коагулянтов осуществляется только в комплексе с механической очистки воды отстаивания или фильтрации.
2 - Существуют различные методы очистки воды от соединений железа и марганца, которые можно условно разделить на реагентные и безреагентнме. Основой безреагентных методов является предварительное аэрирование воды, которое может осуществляться различными способами, и последующее фильтрование через зернистую загрузку, например через кварцевый песок. К реагентным относятся методы, связанные с применением хлора, перманганата калия, озона, извести, коагулянтов и т.п., которые добавляют непосредственно в воду. И в том, и в другом случае главной целью является окисление ионов примеси, поскольку в окисленном состоянии они, как правило, нерастворимы, и отделение образующейся взвеси тем или иным способом, например фильтрацией или отстаиванием.
3 Существуют различные методы устранения общей жесткости воды, ниже приведены следующие:
Термоумягчение. Основан на кипячении воды, в результате термически нестойкие гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются с образованием накипи:
Са(НСОЗ)2 -» СаСОЗ| + С02 + Н20.
Кипячение устраняет только временную (карбонатную) жёсткость. Находит применение в быту.
Реагентное умягчение. Метод основан на добавлении в воду кальцинированной соды Ыа2СОЗ или гашеной извести Са(ОН)2. При этом соли кальция и магния переходят в нерастворимые соединения и, как следствие, выпадаю!' в осадок. Например, добавление гашёной извести приводит к переводу солей кальция в нерастворимый карбонат:
Са(НСОЗ)2 + Са(ОН)2
Лучшим реагентом для устранения общей жесткости воды является ортофосфат натрия Na3P04, входящий в состав большинства препаратов бытового и промышленного назначения:
ЗСа(НСОЗ)2 + 2Na3P04 — СаЗ(Р04)2| + 6NaHC03 3MgS04 + 2Na3P04 Mg3(P04)21 + 3Na2S04
Ортофосфаты кальция и магния очень плохо растворимы в воде, поэтому легко отделяются механическим фильтрованием. Этот метод оправдан при относительно больших расходах воды, поскольку связан с решением ряда специфических проблем: фильтрации осадка, точной дозировки реагента.
Катионирование. Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний, железо и марганец). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдавая ионы натрия или водорода. Эти методы соответственно называются Na- катионирование и Н-катионирование. При правильно подобранной ионообменной загрузке жёсткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 °Ж, при двухступенчатом — до 0,01 °Ж. В промышленности с помощью ионообменных фильтров заменяют ионы кальция и магния на ионы натрия и калия, получая мягкую воду.
Обратный осмос. Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %. Этот метод нашёл наибольшее применение в бытовых системах подготовки питьевой воды. В качестве недостатка данного метода следует отметить необходимость предварительной подготовки воды, подаваемой на обратноосмотическую мембрану.