Материал: Безопасность жизнедеятельности в экологически неблагоприятных условиях. Суровцев И.С., Борисов Ю.М
Результаты опытов дают основание полагать, что основным фактором, влияющим на эффективность струйной аэрации, является массообмен при движении капель в воздухе. При этом одним из основных параметров, влияющих на скорость насыщения воды кислородом, является время пребывания капли в воздухе, что в свою очередь зависит от высоты струи. Проведенные нами опыты по определению скорости насыщения воды кислородом воздуха при различной высоте фонтанных струй выявили существенное влияние высоты струй на скорость насыщения. В качестве примера на рис.5 показана зависимость концентрации кислорода в резервуаре от времени аэрирования многоструйным насадком, при различной высоте фонтанных струй. Даже незначительное увеличение высоты струи на 10% способствует повышению эффективности аэрирования на 10-15%.
Рис. 5. Скорость насыщения воды кислородом воздуха |
Рис. 6. Зависимость эффективности аэрирования |
при струйной аэрации. Высота струй: 1 – h=34cм; |
от высоты струй |
2 – h=35cм; 3 – h=39cм; 4 – h=40cм; 5 – h=43cм |
|
Эффективность аэрации многоструйного насадка при различной высоте струй показана на рис. 6. Эффективность аэрауии, даже при небольшой высоте струй 0,45-0,5 м, достигает 2(кг.О2)/(кВт.ч), что сопоставимо с механической, пневмомеханической аэрацией.
Таким образом, из опытов видно, что аэрация многоструйным насадком сопоставима с другими видами аэрирования воды атмосферным кислородом и может широко применяться, как для улучшения качества воды подвергшейся антропогенному воздействию, так и для подготовки в системах водоснабжения.
Результаты экспериментальных исследований могут быть использованы при проектировании элементов струйной аэрации для насыщения атмосферным кислородом природных и сточных вод.
Библиографический список
1. Попкович Г.С., Репин Б.Н. Системы аэрации сточных вод. – М.: Стройиздат, 1986. –
136 с.
References
1. Popkovich G. S., Repin B. N. Manufacturing water aeration systems. – M.: Stroyisdat, 1986. – 136 p.
210
УДК 628.5
Воронежский государственный архитектурностроительный университет Д-р техн. наук, проф. кафедры гидравлики, водоснабжения и водоотведения В.И. Щербаков; Ассистент кафедры гидравлики, водо-
снабжения и водоотведения И.Ю. Пурусова Россия, г. Воронеж, тел. +7(4732)71-58-54 e-mail: scher@vgasu.vrn.ru
Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering
D.E., the professor of Hydraulics, water supply and water disposal chamber Department
V.I. Shcherbakov;
The assistant of Hydraulics, Water supply and water disposal chamber Department
I.Y. Purusova;
Russia, Voronezh, tel. +7(4732)71-58-54 e-mail: scher@vgasu.vrn.ru
В.И. Щербаков, И.Ю. Пурусова
РЕАГЕНТНЫЙ МЕТОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ СКВАЖИН
Дана технология реагентного метода восстановления скважин. Выбор реа-
гентов.
Ключевые слова: скважина, водовод, реагент.
V. I. Shcherbakov, I. Y. Purusova
REAGENT MEHTOD OF WELLS RECONDITIONIN
The technology of reagent method of wells reconditioning is given in the article. Choice of reagents.
Keywords: wells, water passage, reagents.
Технология реагентного метода восстановления скважин, применяется для удаления железистых, карбонатных, гипсовых кольматирующих отложений с фильтра и из прифильтровой зоны скважин вне зависимости от их диаметра и глубины.
По механизму растворения кольматирующих соединений реагенты можно разделить на нейтрализаторы, восстановители и комплексообразователи. По фазовому состоянию они могут быть жидкими, твёрдыми (порошкообразном и гранулированном виде) [1].
К реагентам нейтрализаторам относятся неорганические кислоты и их соли, с высокой степенью диссоциации в водном растворе, в результате реакции которых с кольматирующими соединениями образуется растворённые соединения в виде хлоридных и хлористых солей, а также вода и газообразные продукты реакции (углекислый газ и сероводород). Растворяющая способность этих реагентов основана на явно выраженных кислотных свойствах.
Для регенерации скважин наиболее широко применяется техническая соляная кислота – наиболее эффективное и универсальное средство для очистки от химических осадков. Процесс растворения существенно интенсифицируется нагревом кислоты до температуры 50-60° С. Для устранения коррозионного действия соляной кислоты на металл в неё вводят ингибитор - катапин К (1:250), а также каталин-А и каталин-Б в концентрациях соответст-
венно 0,5 и 0,05%.
Сульфаминовая кислота используется обычно в порошкообразном или гранулированном виде. По сравнению с соляной кислотой она оказывает меньшее коррозионное воздейст-
© Щербаков В.И., Пурусова И.Ю., 2009
211
вие на металлические конструкции скважины. Оптимальная концентрация сульфаминовой кислотой находится в пределах 7-10%, и процесс растворения кольматирующих соединений интенсифицируется в диапазоне температур 80-100° С. Необходимо учитывать, что растворяющая способность сульфаминовой кислоты в 10 раз ниже, чем соляной.
Для регенерации скважин употребляют также угольную кислоту, так называемый сухой лёд. В скважину его опускают в герметичном контейнере, автоматически открывающемся на забое. При этом начинается бурное образование углекислоты, объём которой в 800 раз больше объёма льда. В результате этого происходит интенсивный выброс воды из скважины и приток её из пласта. Сухой лёд обычно применяют в комбинации с солянокислой обработкой скважины.
Интенсификация реагентных обработок скважин с использованием реагентов - нейтрализаторов, обладающих кислотными свойствами, возможна путём повышения температуры раствора электродным нaгpeвом при помощи различный модификаций трёхэлектродных нагревателей. В этом случае на каждый электрод раздельно подаётся отрицательный однофазный пульсирующий потенциал трёхфазовой сети, используемый для питания электропогружных насосов, а фильтровая труба соединяется с нулевым проводом сети. При прохождении электрического тока через раствор основная часть электроэнергии выделяется в виде теплоты, нагревающей раствор, и частично уходит на электролизное разложение раствора (не более 2%).
При интенсивном растворении кольматирующих образований тепловая энергия расходуется не только на нагрев раствора, но и на разрушение кристаллических решёток кольматанта, что сопровождается определённым понижением температуры раствора.
Среди реагентов окислительно-восстановительного действия установлена эффективность применения перекиси водорода в пределах концентрации 1,5-3%, а изменение рН раствора в область щелочной реакции интенсифицирует разрушение образцов из монтмориллонитовой глины. Использование перекиси водорода в сочетании с другими реагентами неорганического происхождения позволило получить весьма эффективные результаты при разрушении глин различного минералогического состава. Для этого исследована применимость реагентов кислотного и окислительно-восстановительного действия: гидразина солянокислого и гидразина сернокислого. При их растворении в воде раствор приобретает сильно выраженные кислотные свойства благодаря наличию иона водорода, а восстановительная способность раствора обусловлена наличием гидразина. При разрушении монтмориллонитовых отложений оптимальная концентрация гидразина солянокислого находится в пределах 10-12%. Эффективно воздействует на монтмориллонитовые образования раствор, содержащий гидразин сернокислый (2-3%) и бисульфат натрия.(6-8-%). Дополнительное введение в раствор перекиси водорода увеличивает скорость разрушения образца на 36%.
Среди реагентов-восстановителей наиболее широко применяется порошкообразный дитионит натрия, достигающий около 90% растворяющей способности соляной кислоты.
Растворение дегидратированных соединений железа, обеспечивается в результате окислительно-восстановительного процесса, происходящего между порошкообразным дионитом натрия и железистыми соединениями. Сущность этого процесса заключается в том, что дионит натрия, являясь восстановителем, в ходе реакции отдаёт валентные электроны трёхвалентному железу в твёрдой фазе, которое, принимая их, восстанавливается с переходом в растворимую форму. Оптимальные параметры растворением дионитом натрия следующие: концентрация 6-8%, рН среды 6-8, температура растворения не выше 18° С. Дионит натрия проявляет слабое корродирующее воздействие на стальные конструктивные элементы скважины, но интенсивно действует на медные и латунные сетки.
212
Для восстановления дебита водозаборных скважин конструктивные элементы которых неустойчивы в кислотах, можно применять комплексообразующие порошкообразные реагенты (реагнты-комплексообразователи)– полифосфаты – замедляющие процесс коррозии и в ингибиторах не нуждаются. При реакциях этих фосфатов с соединениями железа и карбонатами в растворе образуются растворимые комплексные соединения, практически не выпадающие в осадок, то есть происходит процесс адсорбции фосфатных анионов на центрах коагуляции поливалентных металлов, что блокирует их и предотвращает выпадение солей в осадок. Отличными свойствами полифосфатов является их способность стабилизировать водные растворы и предотвращать вторичное осаждение солей при очень низких концентрациях. Применение фосфатных растворов возможно лишь на скважинах, срок эксплуатации которых не более трёх лет.
Реагентная обработка скважин включает следующие технологические операции: выбор необходимого количества реагента, подбор его количества, монтаж необходимого оборудования, подачу раствора в фильтр скважины, создание возвратно-поступательного движения реагента в закольматированной прифильтровой зоне, определение времени окончания обработки скважины и её прокачки для удаления остаточного количества реагента и продуктов реакции.
Выбор реагента определяется составом кольматирующих образований и коррозионной устойчивостью конструктивных элементов водоприёмной части скважины (фильтр, обсыпка).
При восстановлении дебита скважин используют передвижную ёмкость или баллоны в кислотостойком исполнении для доставки реагента к скважине, заливочную ёмкость для приготовления раствора, устройство для герметизации устья скважины, насос для перекачки кислоты, шланги с вентилями для подачи кислоты и отвода продуктов реакции, контрольноизмерительную аппаратуру, эрлифтную систему и компрессор.
Для доставки кислоты к скважине используются специальные автоцистерны 4ЦР, ЦР20 и обычные автоцистерны после устройства в них гуммированного покрытия.
Герметизирующее устройство предназначено для герметизации устья скважины или её фильтра, подачи растворов в скважину, выпуска продуктов реакции размещения измерительной аппаратуры. В качестве герметизирующих устройств обычно применяют оголовки. Оголовки при помощи фланцев крепятся к устью скважины. В случае расположения устья скважины в шахтных колодцах необходимо нарастить надфильтровые трубы через фланцы с резиновыми прокладками до поверхности и далее монтировать оголовок.
В качестве трубопроводов для подачи реагентов к герметизирующему устройству и отвода продуктов реакции используются резиновые и резинотканевые армированные рукава. Трубопровод оборудуется обратным клапаном для предотвращения газлифта [1].
Библиографический список
1. Гаврилко В.М., Алексеев В.С. Фильтры буровых скважин. М.: Недра, 1985. - 365 с.
References
1. Gavrilko V. M., Alekseev V. S. Borehoks filters. M. Nedra, 1985. – 365 p.
213
УДК 666.97 |
|
Воронежский государственный |
Voronezh State University of Architecture |
архитектурно-строительный университет |
and Civil Engineering |
Канд. техн. наук, доцент кафедры отопле- |
Cand. Tech. Sc., The Senior Lecturers of Heat- |
ния и вентиляции Т.В. Щукина; |
ing and Ventilation Supply Department |
Д-р техн. наук, проф. кафедры теплогазо- |
T.V. Shchukina; |
снабжения О.А. Сотникова; |
D. Sc. in Engineering, Prof. of Heat and Gas |
Канд. техн. наук, доцент кафедры теплога- |
Supply Department O.A. Sotnikova; |
зоснабжения Д.М. Чудинов |
Cand. Tech. Sc., The Senior Lecturers of Heat |
Россия, г. Воронеж, тел. 8(4732)71-28-92; |
and Gas Supply Department D.M. Chudinov |
e-mail: Vittorea@ya.ru |
Russia, Voronezh, phone 8(4732)71-28-92; |
|
e-mail: Vittorea@ya.ru |
Т.В. Щукина, О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов
ВЫБОР ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ ПРОГНОЗИРУЕМОЙ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГООБЛУЧЕННОСТИ РАЙОНОВ СТРОИТЕЛЬСТВА
Рассматривается концепция комплексного проектирования гелиоактивных сооружений для создания эффективных систем солнечного теплоснабжения. Преимущество активных гелиоутановок в решении обозначенных задач доказывает необходимость их дальнейшего конструктивного совершенствования для последующего использования в различных климатических условиях РФ.
Ключевые слова: концепция проектирования, солнечное теплоснабжение, замещение традиционных энергоресурсов.
T.V. Schukina, O.A. Sotnikova, D.M. Chudinov,
CHOICE OF DESIGN DECISIONS OF THE ALTERNATIVE HEAT SUPPLY OF BUILDINGS TAKING INTO ACCOUNT PREDICTED
SOLAR RADIATION OF AREAS OF BUILDING
The concept of complex designing of constructions for creation of effective systems of a solar heat supply allowing considerably is considered to reduce a resources consumption of buildings. Advantage of active installations in the decision of the designated problems proves necessity of their further constructive perfection for subsequent use in various climatic conditions of the Russian Federation.
Keywords: designing concept, solar heat supply, replacement of traditional power resources.
Возрастающее потребление топливных ресурсов создает приоритетные условия для более широкого применения экологически чистых возобновляемых источников энергии. Одним из наиболее перспективных видов нетрадиционного теплоснабжения является солнечное энергообеспечение зданий, так как значительная часть населенных территорий обладает необходимыми ресурсами, из которых до 2 % может быть использовано без ущерба для окружающей среды.
Поступление солнечной радиации на горизонтальную поверхность в климатических условиях РФ в среднем за год происходит в диапазоне 2,5 до 4 кВт·ч/(м2·день), за теплый
© Щукина Т.В., Сотникова О.А., Чудинов Д.М., 2009
214