Установка для опреснения минерализованных вод

 

Установка для опреснения минерализованных вод относится к технике опреснения вымораживанием с помощью естественных климатических факторов и предназначены для орошаемого земледелия промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения . Целью изобретения является повышение эффективности путем обеспечения регулирования качества и минерализации воды. Установка содержит пруд-накопитель, куда по каналу поступают минерализованные воды, водовыпуск, опреснительные льдоплощадки, насосную станцию, соединенную с водовыпуском и подземным напорным трубопроводом с гидрантами и подключенными к ним дождевателями , пруд-аккумулятор опресненных вод, пруд-испаритель остаточных от опреснения рассолов, водоперехватывающие канавы . Для забора и подачи опресненной воды потребителю пруд-аккумулятор содержит канал, прорытый по центральной продольной оси с уклоном к месту забора воды, в конце канала устроен приямок. Для выравнивания1 исходной минерализации соленых вод путем их перемешивания по глубине пруда-накопителя на напорном трубопроводе насосной станции вмонтирован перфорированный патрубок для подачи воды в нижнюю часть приямка зоны водозабора пруда-накопителя. Пруд-накопитель, прудаккумулятор и пруд-испаритель последова тельно расположены в направлении основного уклона местности. Установка снабжена дополнительным бассейном для аккумуляции минерализованных вод, каналом для подвода пресной воды, оборудованием для нанесения на ледяной массив мелкодисперсных частиц. 3 з.п.ф-лы, 9 йл. VI х 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 02 F 1/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4796212/26 (22) 09,11.89

46) 07.01.93. Бюл. М 1

71) Волжский государственный проектноизыскательский институт по проектированию водохозяйственных объектов

"Волгогипроводхоз" (72) А.Г.Алимов, Н,Е.Варламов, А.Д.Брызг.алин, В.Е,Мариненко, И.И.Конторович и

P.À,ÁàëüáåêoB

{56) Авторское свидетельство СССР

N 875185, кл. F 25 С 1/02, 1978. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ МИНЕРАЛИЗОВАНН6!Х ВОД (57) Установка для опреснения минерализованных вод относится к технике опреснения вымораживанием с помощью естественных климатических факторов и предназначены для орошаемого земледелия промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения. Целью изобретения является повышение эффективности путем обеспечения регулирования качества и минерализации воды, Установка содержит пруд-накопитель, куда по каналу поступают минерализованные воды, водовыпуск, опУстановка для опреснения минерализованных вод относится к технике опреснения вымораживанием с помощью естественных климатических факторов и предназначена для орошаемого земледелия, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения.

Целью изобретения является повыше-, ние эффективности путем обеспечения ре„„Ж„„1786005 А1 реснительные льдоплощадки, насосную станцию, соединенную с водовыпуском и подземным напорным трубопроводом с гидрантами и подключенными к ним дождевателями, пруд-аккумулятор опресненных вод, пруд-испаритель остаточных от опреснения рассолов, водоперехватывающие канавы. Для забора и подачи опресненной воды потребителю пруд-аккумулятор содержит канал, прорытый по центральной продольной оси с уклоном к месту забора воды, в конце канала устроен приямок, Для вырав- . нивания исходной минерализации соленых вод путем их перемешивания по глубине пруда-накопителя на напорном трубопроводе насосной станции вмонтирован перфорированный патрубок для подачи воды в нижнюю часть приямка зоны водозабора пруда-накопителя, Пруд-накопитель, прудаккумулятор и пруд-испаритель последовательно расположены в направлении основного уклона местности. Установка снабжена дополнительным бассейном для . аккумуляции минерализованных вод, каналом для подвода пресной воды, оборудованием для нанесения на ледяной массив мелкодисперсных частиц. 3 з.п.ф-лы, 9 ил. гулирования качества и минерализации воды.

На фиг. 1 изображена технологическая схема установки опреснения минерализованных дренажных вод методом выморажи- вания, вид сверху; на фиг. 2 — разрез И на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез И-И на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез П!-ill ча фиг, 1; на фиг. 5— вариант выполнения многосекционной,оп1786005 реснительной льдоплощадки с противофильтрацианным грунтопленочным покрытием; на фиг. 6 — разрез А-А на фиг 5;.на фиг, 7 — узел Б на фиг. 6; на фиг. 8 — вариант выполнения односекционной опреснительной льдоплащадки с центральным углом менее 360 ; на фиг. 9 — устройство для перемешивания соленых вод, с целью выравнивания их минералиэации по глубине и руда-накопителя.

Установка ойреснения минерализованных вод методом вымораживания содержит пруд-накопитель 1, куда по каналу 2 поступают минерализованные воды, водовыпуск

3, опреснительные льдоплощадки 4, насосную станцию 5, соединенную с водовыпуском 3 и подземным напорным трубопроводом 6 с гидрантами 7 и подключенными к ним дождевателями 8, пруд-аккумулятор 9 опресненных вод, пруд-испаритель 10 остаточных ат опреснения рассолов, вадоперехватывающие нагорные канавы 11, потребитель 12 опресненных вод,-потребитель 13 остаточных от испарения рассолов (солей или рапы), Для забора и подачи опресненной воды по напорному подземному трубопроводу потребителю 12 или на опреснительные льдоплощадки 4 для орошения в летнеосенний период трав, пруд-аккумулятор 9 содержит канал 14, прорытый к месту забора воды по центральной продольной оси пруда-аккумулятора 9 с уклоном, достаточным для полного его опорожнения, причем в конце канала 14 (в зоне водозабора) устроен приямок.

Для выравнивания исходной минерализации соленых, например, дренажных вод путем их перемешивания по глубине пруданакапителя 1, на напорном трубопроводе 6 (насосной станции 5.вмонтирован перфорированный патрубок 15 для подачи воды в нижнюю часть приямка 16 зоны водозабора йруда-накопителя 1 в процессе разбрызгивания минерализованных вод дождевателями 8 над апреснительными льдоплащадками 4.

Комплекс сооружений технологической линии опреснения минерализованных дренажных вод методом вымораживания наиболее выгодно располагать в условиях развитой овражна-балочной сети с соблюдением следующих требований, Пруд-накопитель 1 минерализованных, например, дренажных вод располагают в верхней части балки путем устройства земляной плотины с донным водовипуском 3, Опреснительные льдоплощадки 4 предназначены для намораживания блоков пористого льда 17 путем разбрызгивания

40 телями 8типа ДДН вЂ” 70, Оградительные валы

23 предназначены для формирования блоков пористого льда 17 и задержания избытков талой воды на опреснительной льдоплощадке 4, не успевшей пройти по soдоотводной системе (дренажный трубоп ровод 20, водоотводящие каналы 22). Для повышения экономической эффективности технологической линии и способа опреснения минерализованных вод путем дополнительного хозяйственного использования опреснительной льдоплощадки 4 в летнеосенний период, например, под выращивание трав, дренирующий слой 19 покрывают слоем ранее снятого грунта 24 (30-40 см) и на поверхность наносят гумусовый слой 25 (15 — 20 см), который засевают травами (не показаны).

Пруд-аккумулятор 9 опресненних вад располагают в средней части балки путем устройства глухой земляной плотини. Пруд5

30 минерализованных вод с помощью дождевателем 8, подключенных через гидранты 7 к подземному напорному трубопроводу 6.

Опреснительные льдоплощадки 4 расположены на пологих склонах балки, на которой предусмотрен весь комплекс сооружений технологической линии опреснения минерализованных вод, В конструктивном отношении опреснительная льдоплощадка 4 представляет тщательно спланированную абвалованную территорию с защитным противофильтрационным экраном 18, например, из полимерной пленки, на которой отсыпан дренирующий слой 19 (песок, гравий, щебень и др,) с предусмотренным в нем дренажным трубопроводом 20, оборудованным задвижкой 21 для отвода остаточных от опреснения рассолов в пруд-испаритель 10 и опресненных вод в пруд-аккумулятор 9.

Для улучшения условий водоотвода поверхность опреснительных льдоплощадок 4 имеет уклон 0,01 — 0,10 в сторону дренажного трубопровода 20 и водоотводящих каналов

22, предусмотренных для отвода рассолов в пруд-испаритель 10 и опресненных вод в пруд-аккумулятор 9, после таяния блоков пористого льда 17. В зависимости от объема намораживаемого минерализованнога стока, опреснительные льдоплощадки 4 могут быть адносекционными, двухсекцианными и многасекционными. В варианте многосекционной опреснительной льдаплощадки 4 (см.фиг. 5) предусмотрено частичное перекрытие (на 5 — 10 м) радиусов разбрызгивания минерализаванных вод. Через каждые

60 — 65 м по длине подземного напорного трубопровода 6, проходящего вдоль опреснительных льдаплощадок 4, предусмотрены гидранты 7 с подключенным к ним дождева1786005 аккумулятор 9 должен иметь достаточный объем для принятия опресненных вод и паводкового, ливневого стока с прилегающего водосбора.

Пруд-испаритель 10 предназначен для приема и естественного выпаривания в теплый период года остаточного рассола да рапы или плотного остатка, с целью последующего изъятия и утилизации этого остатка. Пруд-испаритель представляет собой тщательно спланированную и обвалаванную территорию, устроенную в нижней части балки (или местности с направленным уклоном) и максимально вписанную в рельеф. Площадь пруда-испарителя 10 определяется исходя из объема остаточного рассола и слоя естественного годового испарения воды в данной местности.

Водоперехватывающие нагорные канавы 11 устроены с целью исключения воэможности попадания паводковых и ливневых вад в пруд-испаритель 10, предотвращения разбавления испаряемого остаточного рассола и переполнения пруда-испарителя 10.

Установка работает следующим образом.

В течение всего периода работы дренажа (200 — 250 суток) минералиэаванный дренажный сток аккумулируют в пруде-накопителе ".

При наступлении отрицательных температур минерализаванный сток с помощью перфорированного патрубка 15 и насосной станции 5, подключенной к водавыпуску 3, перемешивают и забирают из пруда-накопителя 1, подают через подземный напорный трубопровод 6 и гидранты 7 к даждевателям 8 и раэбрызгивают над апреснительнай льдаплащадкай 4 факельным методом, в виде образования мелких капель, при падении которых в результате быстрого охлаждения формируются гранулы льда с определенным содержанием в них жидкой фазы. Иэ падающих намораженных гранул льда на апреснительнай льдаплащадке 4 формируют массив пористого льда

17 высотой да 18 м (в зависимости ат применяемой техники), апреснение которого осуществляют за счет вытекания остаточного рассола по порам пористого льда и отведения его через дренирующий слой 19, дренажный трубопровод 20 в пруд-испаритель 10. При необходимости остаточный рассол отводят непосредственно с поверхности апреснительнай льдоплащадки 4, через вадаатвадящие каналы 22, в пруд-испаритель 10, Остаточный рассол, зааккумулированный в пруде-испарителе 10, испаряется да насыщенного рассола или

10 t5

55 плотного остатка, которые используют для специальных целей. При отсутствии регулярного потребителя 13, соль или рапу накапливают в течение 25-30 лет(срок службы комплекса) с последующим захоронением или переработкой по специальной технологии. Объем (N/) пруда-испарителя 10 в этом случае должен быть W Wo, где Wo " суммарный остаточный объем рапи или солей от испарения рассолов, накапливающийся за 30 лет работы опреснительного комплекса.

Дождевальные установки(дождеватели

8) подключают к подземному напорному трубопроводу 6 через гидранты 7. При этом возможна KBK последовательная работа одной дождевальной установки так и одновременная работа нескольких установок.

Для сохранения на более длительное время температуры ледяного массива на уровне 0 — минус 5 С, обеспечивающей условия для стока внутреннего рассола, массив пористого льда 17 закрывают слоем "сухого" снега (5 — 10 см), который наносят естественным путем (при выпадении снега после окончания формирования ледяного массива) или методом искусственного напыления, например, с помощью установки типа

"Град" на базе насосной станции 5 типа

СНП вЂ” 75/100 и дождевателя 8 типа ДДН вЂ” 70 или с помощью указанного оборудования других модификаций.

Для образования вертикальных путей миграции рассолов, на поверхность массива льда 17 наносят тонкий слой мелкодисперсных частиц (грунта, мелиорантов и др.) с относительно малым альбедо. Нанесение тонкого слоя мелкодисперсных частиц (грунта, мелиорантов и др,) на поверхность массива льда 17 осуществляют с помощью специальных машин и оборудования 26: опрыскиватели ОГУ вЂ” 2 на базе Т16 ММЧ для чайных плантаций на склонах или брансбойтами. Мелкадисперсные частицы (грунт, мелиарант и др.) хранятся в сухом закрытом складе 27, их подача для загрузки машин и оборудования 26 осуществляют с помощью шнекаваго питателя 28. В конце зимнего периода, с увеличением солнечной активности, мелкодисперсные частицы, нанесенные на поверхность массива льда 17 и разогретые. за счет солнечной радиации, проходят вниз через массу льда 17, эрродируют ее и создают тем самым сеть дополнительных сквозных вертикальных капилляров (не пакаэань), являющихся путями миграции рассолов за пределы толщи льда 17.

Кро;е тога, для нанесения мелкодисперсных час гиц грунта на поверхность ледя1786005 ного массива 17 дополнительно используют илистые отложения, зааккумулированные в приямке 16 пруда-накопителя 1 в зоне забора минерализованных вод. Взмучивание илистых отложений осуществляют с помощью перфорированного патрубка 15 диаметра 2-2,5 дюйма, вмонтированного на напорном трубопроводе 6 насосной станции 5 и подающего илистые отложения вместе с потоком воды в завершающей фазе формирования ледяного массива 17.

Для ускорения процесса отвода остаточного внутреннего рассола из массива льда 17 нижнюю часть дренируют, например, при его формировании в нижней 1/3 части массива льда 17, через каждые 0,5-1 м по высоте и по длине массива, укладывают элластичные надутые воздухом и покрытие гидрофобным материалом трубки (не показаны) диаметром 10 — 20 мм, с уклоном 0,01

0,10 в сторону дренажного трубопровода 20 и водоотводящих каналов 22, а затем, после окончания формирования ледяного массива

17, сбрасывают воздух иэ эластичных трубок и вытаскивают их из ледяного массива

17.

После отвода в пруд-испаритель 10 остаточного рассола из массива пористого льда 17 в ходе его формирования с наступлением положительных температур окружающего воздуха, начинается процесс таяния ледяного массива 17 и талая вода через дренирующий слой 19, дренажный трубопровод 20 и водоотводящие каналы 22, оборудованные затворами 29, отводится: при высокой минерализации — в пруд-испаритель 10, при допустимой минералиэации — в пруд-аккумулятор 9.

После отвода в пруд-аккумулятор 9 основной массы талой опресненной воды, в дренирующем слое 19 путем перекрытия задвижки 21 дренажного трубопровода 20 аккумулируютт объем on реснен ной воды для увлажнения корнеобитаемого слоя по принципу субирригации, с целью обеспечения роста трав, посеянных в гумусовом слое 25 на опреснительных льдоплощадках 4.

Дополнительное орошение выращивае мых на опреснительных площадках 4 трав осуществляют посредством забора с помощью насосной станции 5 опресненных вод из пруда-аккумулятора 9 и разбрызгивания их с помощью дождевателей 8 над опреснительными льдоплощадками.

Опресненный дренажный сток, эааккумулированный в пруде-аккумуляторе 9, при допустимой минерализации используется в

25

45 2. Установка по п,1, отл и ча ю ща я50

15 летне-осенний период для полива сельскохозяйственных культур, садов, лесополос, сельскохозяйственного водоснабжения и для других целей потребителем 12, После опорожнения пруда-накопителя

1 от дренажных минерализованных вод, в результате их зимнего намораживания, в пруд-накопитель 1 аккумулируют паводковый весенний сток, который затем сбрасывают через водовыпуск 3 в пруд-аккумулятор 9 опресненных вод для разбавления их до допустимой минерализации.

До сброса паводкового стока в пруд-аккумулятор 9 минерализованные воды в пруд-накопитель 1 не поступают (временно аккумулируются в дополнительном бассейне — не показан).

При недостаточном обьеме паводкового стока, разбавление опресненных вод до допустимой минерализации осуществляют путем дополнительной подачи необходимого количества оросительной воды по специальному каналу (не показан), в пруд-аккумулятор 9.

Формула изобретения

1. Установка для опреснения минерализованных вод, включающая опреснительные льдоплощадки, насосную станцию с подводящим напорным трубопроводом, дождеватель для разбрызгивания, насыпной дренирующий слой, дренажный трубопровод и пруд-испаритель, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения регулирования качества и минерализации опресненных вод, дополнительно содержит пруд-накопитель минерализованных вод с донным водовыпуском и приямком в зоне водозабора, прудаккумулятор опресненных вод, напорный трубопровод насосной станции снабжен перфорированным патрубком в нижней зоне приямка водозабора, а дренажный трубопровод оборудован задвижкой. с я тем, что пруд-накопитель, пруд-аккумулятор и пруд-испаритель последовательно расположены в направлении основного уклрна местности.

3. Установка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что дополнительно содержит бассейн для аккумуляции минералиэованных вод и канал для подвода пресной воды.

4. Установка по пп. 1-3, о т л и ч а ющ а я с я тем, что снабжена оборудованим для нанесения на ледяной массив мелкодисперсных частиц.

1786005

Р-//

1786005

178б005

Составитель А.Алимов

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Т.Вашкович

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент" r Ужгор ..Г жгород, ул. агарина, 101

Заказ 224 Тираж

ВНИИПИ Гос а

Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5