Добыча и транспортирование минеральных вод

Каптирование - это заключение в трубу природной воды, добываемой из недр посредством скважин.

Минеральные воды формируются на разной глубине недр, их добывают, используя гидротехническое водозаборное сооружение, называемое каптажем, для захвата воды на глубине и вывода ее на поверхность с необходимым дебитом (дебит - количество воды, даваемое источником в единицу времени) и напором при сохранении химического состава и физических свойств.

Современный каптаж - это буровая скважина, обеспечивающая захват воды с глубины при надежной изоляции от других подземных вод. Менее распространены шахтные колодцы и горизонтальные или наклонные горные выработки, служащие водосбором (штольни). С помощью шахтных колодцев выводят на поверхность минеральные воды с небольших глубин. В штольнях осуществляют неглубокий захват большого количества рассредоточенных потоков воды небольшой мощности.

Каптаж состоит из подземной и наземной частей (рис. 99). Основные части каптажного сооружения -водозабор и распределительная часть. Водозабор - это ствол горной выработки, в нем основными частями являются водоприемник, через который в скважину поступает вода, эксплуатационная (рабочая) часть и устьевая часть с оголовком. Подъем воды осуществляют двумя способами, самоизливом и принудительным отбором с помощью насосов. Выше уровня земли находится устьевая часть водозабора, имеющая оголовок, и расположенная в специальных камерах или надкаптажном павильоне. В павильоне устанавливают: пульт управления насосами, контрольно-измерительные приборы и др.

Транспортирование минеральных вод. Воду от скважины до предприятия транспортируют по трубопроводам, либо в автомобильных или железнодорожных цистернах.

По трубопроводам воду подают на расстояние до 50 км под небольшим избыточным давлением диоксида углерода, используя трубы из коррозиестойкой стали, чугуна, стекла, пищевого полиэтилена. Трубопроводы укладывают в бетонные или кирпичные коллекторы, а выполненные из коррозиестойкой стали и сваренные в атмосфере аргона - непосредственно в грунт.

В автомобильных цистернах воду перевозят на расстояние 50- 200 км. Для исключения дегазации заполнение цистерн ведут в герметичных условиях через нижние или боковые штуцеры со скоростью 0,8 м/с при давлении 0,05 МПа, обеспечивая микробиологическую чистоту процесса. Если цистерны наполняют водой, содержащей двухвалентное железо, то из нее удаляют воздух, вытесняя его диоксидом углерода со скоростью 300-360 дм³/мин. Термальные воды предварительно охлаждают до 20°С.

В железнодорожных цистернах воду перевозят на значительные расстояния. По сравнению с транспортированием бутылок (заполненных водой) навалом, при перевозке в цистернах сокращаются затраты, обусловленные боем бутылок и погрузо-разгрузочными операциями. Так транспортируют воды: Боржоми, Нарзан, Бжни, Арз-ни, Нагутская, Бадамлы, Миргородская, Карачинская.

Станцию наполнения железнодорожных цистерн организуют при заводе минеральных вод или рядом с надкаптажным сооружением. На станции наполнения есть отделение промывания железнодорожных цистерн и первичной обработки воды. Первичная обработка заключается в фильтровании, охлаждении, обеззараживании воды сульфатом серебра или УФ-лучами и частичном насыщении диоксидом углерода до 0,05-0,1% масс.

Станцию слива минеральной воды из железнодорожных цистерн (рис. 100) организуют на заводах, где есть отделение по розливу минеральных вод. На станции слива устанавливают емкости для сбора и хранения минеральной воды, а также аппаратуру для поддержания давления СО, в емкостях.

Хранение минеральных вод. Углекислые (содержащие свободный диоксид углерода) и железистые минеральные воды хранят в герметичных резервуарах под избыточным давлением СО₂ до 0,05 МПа. Во избежание значительной дегазации резервуары заполняют снизу под слой воды со скоростью 0,6-0,8 м/с. Неуглекислые воды можно хранить в негерметичных, но закрытых резервуарах. Срок хранения воды, поступившей на предприятие железнодорожным транспортом, не должен превышать 5 ч.