Очистка воды для коммунального водоснабжения

Технология


МОДУЛЬНЫЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ИЗ ПРИРОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

Системы очистки питьевой воды YAMIT


В состав модуля входит:

Модули подготовки питьевой воды фирмы YAMIT это:

Технология предназначена для очистки воды из природных источников до уровня предусмотренного требованиями стандартов к питьевой воде.

Достоинством предлагаемого решения является то, что для очистки применяются традиционная, испытанная десятилетиями технология. Такая технология разрешена и широко используется в США, странах Европейского Союза, странах Восточной Европы, в Израиле и др. Была разрешена и широко использовалась такая технология и в СССР. Стандарты, действующие в постсоветских странах, также разрешают использование предлагаемого метода. Но реализация этой устоявшейся технологии выполнена на современном инженерном уровне. Установка представляет собой полностью автоматическую систему, использующую современные автоматические самопромывающиеся фильтры грубой и тонкой очистки, автоматическое дозирующее и измерительное оборудование. Управляется такая система контроллерами фильтров и общим пультом управления.


Исходная вода, полученная водозабором из открытого источника, проходит следующие этапы очистки:

  1. Грубая очистка от механических загрязнений. Используются автоматические самопромывающиеся сеточные фильтры с рейтингом фильтрации 20-50 мкм. На этом этапе происходим удаление относительно крупных загрязнений, характерных для воды из открытых водозаборов - песка, крупных водорослей, фрагментов органического происхождения и т.д.
  2. Дозирование коагулянта (сульфат алюминия или гидроксихлорид алюминия), перемешивание и экспозиция. Коагуляция приводит к образованию крупных флоков из очень мелких загрязнений - глины, ила, органики. Вода из открытых водозаборов содержит очень много тонких органических загрязнений. Размеры этих загрязнений - от долей до единиц и десятков микрон. Такие загрязнения нельзя задержать фильтрами механической очистки, если не объединить их в более крупные комки - флоки. Даже использование микроволоконных промышленных фильтров (малопригодных к применению в коммунальной водоподготовки из-за ненадежности, капризности и дороговизны обслуживания) может очистить воду до рейтингов фильтрации от 2 микрон, что явно недостаточно в случае наличия в воде ила, глины и органики. Добавление в воду испытанных, разрешенных к применению, доступных и эффективных коагулянтов - сульфата алюминия или гидроксихлорида алюминия приводит к быстрому и надежному "схлопыванию" мелких загрязнений в относительно крупные, но мягкие образования - флоки.
  3. Тонкая фильтрация. Используются автоматические самопромывающиеся "мультимедийные" (другие названия: "скорые", "засыпные", "песчано-графийные") фильтры. Вода проходит через слой специально подготовленного и очищенного кварцевого песка. Полько использование засыпных фильтров позволяет задерживать мягкие флоки без их разрушения. Попытки применения сеточных или ниточных (в т.ч. и микроволоконных) фильтров не приводит к успеху из-за разрушения и продавливания флоков через фильтрующий элемент.
  4. Обеззараживание. Используется дозирование вводу разрешенного к применению и доступного гипохлорита натрия.
    Использование гипохлорита натрия имеет явные преимущества по сравнению с обеззараживанием хлор-газом. Использование в коммунальном водоснабжении фтора не представляется целесообразным из-за неоднозначности в оценках безвредности метода, дороговизны и опасности, сложности в поставках.
    Нецелесообразно также применение в коммунальном водоснабжении модных и широко обсуждаемых методов обеззараживания с помощью озонирования и ультрафиолетового излучения. Главным недостатком которых (помимо многочисленных прочих) является отсутствие консервирующего эффекта. Т.е. создания условий, при которых биологическая активность невозможна в трубопроводах и емкостях уже после системы очистки.
    Для подачи в воду гипохлорита натрия используются современные дозирующие системы и контрольное оборудование, позволяющие добиться заданного уровня свободного хлора в очищенной воде.
  5. Подготовка сжатого воздуха приборного качества (нужен для работы пневматических клапанов, задвижек и т.д.).
  6. Компрессорная станция для обеспечения сжатым воздухом засыпных фильтров, нужного для их автоматической очистки ("вспучивания" слоя песка).
  7. Подсистема подачи чистой воды на засыпные фильтры, нужной для их автоматической очистки.

Очистка воды для коммунального водоснабжения

Исходная вода


Предлагаемая система предназначена для очистки прежде всего воды из открытых источников.

Такие источники - реки, озера, водохранилища имеют особенности касательно состояния исходной воды:

Все это не позволяет разработчику полагаться на анализ воды предоставляемый заказчиком. Даже качественно выполненный анализ не гарантирует от существенных изменений состава и количества загрязнений в будущем.

Комплект анализов выполненных на протяжении длительного периода может показать только усредненное поведение состава загрязнений и его пики.

Однако система очистки должна позволять очищать воду с именно пиковыми значениями загрязнений. Поэтому установка должна рассчитываться исходя из этих пиковых показателей, но не текущих или усредненных. Более того, установка должна реагировать на настройки службы эксплуатации сообразно текущему моменту - времени года, наличия паводков, выбросов загрязнений, изменений эпидемиологической обстановки.

Именно такой подход использует фирма "Yamit" в предлагаемой установке.

Основываясь на опыте, знаниях характеристик воды в разных водоемах мира, поведения равнинных и горных рек, влияний времен года и погодных условий. Проектировщики "Yamit" создали конструкцию, способную работать на воде большого количества открытых водоемов, включая наиболее сложные случаи для стран с теплым климатом и горными реками - Азия, Кавказ, Израиль, Карибские страны и т.д.

Для этого:

Таким образом, установка в очень широких пределах может быть настроена на текущие нужды водоочистки как во время пуска в эксплуатацию, так и во время эксплуатации.

Очистка воды для коммунального водоснабжения

Масштабирование


На производительность системы влияют:

На общую производительность системы малое внимание оказывают технические характеристики системы дозирования коагулянта, гипохлорида натрия и реагентов контроля pH, так как производительность таких систем колеблется в очень существенных пределах практически без изменения стоимости.

Фирма "Yamit" может комплектовать установку различными по производительности фильтрами грубой механической очистки собственного производства.

Фирма "Yamit" может комплектовать установку различными по производительности засыпными фильтрами тонкой механической очистки собственного производства.

В настоящем документе описан типовой модуль очистки воды из открытых источников, состоящий из двух сеточных автоматических фильтров "Yamit" производительностью от 70 до 320 м3/ч на одно устройство и четырех или восьми засыпных фильтров, производительностью от 30 до 80 м3/ч на одно устройство.

Таким образом, производительность типового модуля может колебаться от 120 до 640 м3/ч.


ФИЛЬТРЫ ГРУБОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Сеточные автоматические самопромывные фильтры "Yamit" могут иметь производительность до 12 000 м3/ч. Но всегда разумней ставить два параллельно работающих фильтра половинной производительности вместо одного для обеспечения дублирования и, как следствие, повышения надежности системы.

В предлагаемой системе используются два параллельно работающих фильтра семейства YAMIT-AF900. Это промышленные высоконадежные самопромывающиеся сканерные фильтры, обеспечивающие рейтинг фильтрации от 10 до 3000 мкм.

Для применения вкачестве фильтра предварительной механической очистки целесообразно использовать рейтинг фильтрации от 25 до 120 мкм (в зависимости от качества исходной воды). Рейтинг фильтрации уточняется при привязки проекта к конкретным условиям.

Производительность фильтров сеймейства AF-900
(Ориентировочное значение, зависящее от степени загрязненности воды)
Модель Площадь
сетки (см2)
Макс.
производ. (м3/ч)
при сетке
25 мкм
Макс.
производ. (м3/ч)
при сетке
50 мкм
Макс.
производ. (м3/ч)
при сетке
120 мкм
AF-903PR
AF-904PR
AF-906PR
AF-908PR
AF-910PR
AF-912PR
AF-914PR
AF-916PR
3220
4500
6330
7030
8970
10920
11760
14310
20
32
72
140
180
240
340
440
35
56
126
245
315
420
595
770
50
80
180
350
450
600
850
1100





Для обеспечения нужной производительности базового модуля сначала выбирается рейтинг фильтрации фильтров предварительной очистки. После чего определяется модель фильтра для обеспечения нужной производительности с учетом параллельной работы двух фильтров для повышения надежности системы в целом.
Чем тольше рейтинг фильтрации, тем меньше нагрузка нафильтры тонкой очистки и, как следствие, меньше расход коагулянта.


ФИЛЬТРЫ ТОНКОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Серийные засыпные фильтры прозводства "Yamit" могут иметь производительность от 3 до 107 м3/ч на одно устройство. Количество таких устройств системе может быть практически любым. По ряду технических причин оптимальное количество засыпных фильтров в системе - 4 или 8.

В предлагаемой системе используются четыре или восемь параллельно работающих фильтра семейства YAMIT-F6000.

По соображениям удобства обслуживания и транспортировки целесообразно использование засыпных фильтров производительностью от 32 до 80 м3/ч. Это выражается в разных диаметрах корпуса фильтра - от 1600 мм до 2500 мм соответственно. Физический размер площадки для такого модуля 14 x 12 метров (четыре фильтра, двухрядное расположение), 7 x 21 метров (четыре фильтра, расположенных в один ряд), или 21 х 12 метров (восемь фильтров, двухрядное расположение).

Производительность некоторый моделей фильтров семейства F-6000
(Ориентировочное значение, зависящее от степени загрязненности воды)
Модель Макс.
производ. (м3/ч)
одного устройства
Макс.
производ. (м3/ч)
четырех устройств
Макс.
производ. (м3/ч)
восьми устройств
F-6064HM
F-6080HM
F-6088HM
F-6100HM
32
45
65
80
120
180
250
320
250
350
500
640





Для обеспечения нужной производительности базового модуля выбирается модель засыпного фильтра с учетом параллельной работы четырех или восьми устройств.


НАБОР ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЗНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МОДУЛЯ

Производительность базового модуля
(Ориентировочное значение, зависящее от степени загрязненности воды)
Общая производительность
3/ч) базового модуля
Предварительная
фильтрация 25 мкм
(два устройства)
Предварительная
фильтрация 50 мкм
(два устройства)
Предварительная
фильтрация 120 мкм
(два устройства)
Тонкая
фильтрация
(четыре устройства)
Тонкая
фильтрация
(восемь устройств)
120
180
250
320
250
350
500
640
AF-906PR
AF-908PR
AF-912PR
AF-912PR
AF-908PR
AF-910PR
AF-914PR
AF-914PR
AF-906PR
AF-906PR
AF-908PR
AF-910PR
AF-906PR
AF-908PR
AF-910PR
AF-912PR
AF-906PR
AF-906PR
AF-906PR
AF-906PR
AF-906PR
AF-906PR
AF-908PR
AF-908PR
F-6064HM
F-6080HM
F-6088HM
F-6100HM
-
-
-
-
-
-
-
-
F-6064HM
F-6080HM
F-6088HM
F-6100HM

В таблицах приведена ориентировочная информация. Выбор моделей фильтров уточняется при окончательной привязке проекта к реальным условиям. Также возможны и промежуточные значения из ряда производительности - 120, 180, 250, 320, 350, 500, 640 м3/ч.

На стоимость системы влияет количество и производительность применяемых устройств и диаметры трубопроводов (и, как следствие, стоимость арматуры - задвижек, клапанов и т.п.)

Предлагаемый типовой модуль является сбалансированным оптимальным решением, учитывающим и стоимость, и удобство эксплуатации, и надежность.

При необходимости получения большей производительности есть два пути:

Целесообразно применить несколько параллельно работающих типовых модуля. Для этого существуют следующие причины:

При параллельной работе нескольких типовых модулей может использоваться общая хлораторная и комплект измерительного оборудования для контроля качества очистки.

Но вышесказанное не значит, что всегда нецелесообразно применять одну систему высокой производительности вместо нескольких параллельно работающих. Стоимость системы практически не зависит от такого решения. На стоимость влияет в основном суммарная производительность.

Например, стоимость модуля производительностью в 1000 м3/ч соизмерима со стоимостью двух модулей по 500 м3/ч.

Целесообразность того или иного решения определяется на этапе окончательного проектирования с учетом пожелания заказчика, размеров производственной площадки, географического положения и т.д.


Kolchai Sharon (Израиль)
Модуль производительностью 650м3/ч.

Simunye (Swaziland)
Два параллельных модуля. Производительность - 1250м3

Очистка воды для коммунального водоснабжения

Базовый модуль


ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

При использовании нескольких параллельно работающих типовых модулей диаметр общего трубопровода подключения исходной и очищенной воды должен учитывать требования к суммарному потоку. Например для двух параллельно работающих модулей - 16".

СXEMA УСТАНОВКИ

Общая схема типового модуля c восемью засыпными фильтрами.
Общая схема типового модуля c восемью засыпными фильтрами.


Здесь и далее на всех схемах используются следующие обозначения:








На всех последующих схемах и чертежах используются обозначения элементов в соответствии с общей схемой установки.

Система состоит из:

  1. Модуля грубой механической фильтрации. Два самопромывных сеточных фильтра.
  2. Модуля предварительной химической обработки воды. Дозатор коагулянта.
  3. Модуля тонкой механической фильтрации. Четыре или восемь медийных (засыпных) фильтров.
  4. Модуля корректировки pH и хлорирования.
  5. Модуля подготовки воздуха приборного качества для обеспечения работы пневматических задвижек, клапанов и т.п.
  6. Модуля подачи сжатого воздуха требуемой для автоматической очистки медийных фильтров тонкой фильтрации.
  7. Модуля подачи промывочной воды требуемой для автоматической очистки медийных фильтров тонкой фильтрации.

На площадке с системой монтируется все оборудование системы кроме насосов, подающих воду из водозабора и резервуара для чистой воды.

Процесс очистки:

  1. Исходная вода подается из водозабора на модуль грубой (предварительной) очистки, состоящий из двух параллельно работающих сеточных самопромывных фильтров (AF01 и AF02). Контроль перепада давления на фильтрах грубой очистки осуществляется дифференциальным манометром (DPT01). При достижении предварительно установленного перепада давления на фильтрах грубой очистки автоматически инициируется процесс самоочистки фильтров. Загрязнения удаляются в шламонакопитель. Для контроля давления исходной воды до и после модуля предварительной очистки используются манометры (PI01 и PI02). Для контроля мутности воды после модуля предварительной фильтрации используется автоматическое конролируещее устройство-регистратор (TURC01).
  2. После грубой механической очистки в воду дозируется коагулянт (сульфат алюминия или гидроксихлорид алюминия) посредством насоса-дозатора (DP01) и инжектора (IJ01). Дозируемый раствор приготовляется в емкости (CT01) с помощбю электрического миксера (М). Исходний химический реактив хранится в специальной емкости (CT01А). Для равномерного смешивания коагулянта используется статический миксер (SM01). Вслучае применения гидроксихлорида алюминия (поставляется в виде раствора) на дозирование может подаваться исходный раствор из транспортной емкости.
  3. Для тонкой фильтрации фоды используются четыре или восемь автоматических медийных (засыпных) фильтров (RF1-RF4, LF1-LF4). Каждый медийный фильтр снабжен водомером (VM101-VM801) для контроля ресурса засыпки. Фильтры тонкой очистки промываются автоматически при достижении определенного перепада давления. Для контроля перепада давления используется дифференциальный манометр и соответствующее (DPT02, DPI01). При промывке фильтров образуется шлам, который удаляется в шламохранилище.
  4. Для автоматической очистки засыпных фильтров требуется чистая вода, которая поставляется из резервуара чистой воды. Подача чистой промывочной воды контролируется устройствами-регистраторами (PT01 и PI03). Чистая вода для промывки требуется непродолжительное время с мгновенным потоком 250 м3/ч.
  5. Для автоматической очистки засыпных фильтров требуется сжатый воздух, который поставляется от компрессора (BL01). Воздух для очистки требуется на время промывки с мгновенным объемом 350 м3/ч.
  6. Для контроля мутности очищенной воды используется устройство-регистратор (TURC02).
  7. После тонкой очистки вводу добавляются химреактивы для контроля pH и хлорирования. Растворы этих реактивов готовятся в емкостях (CT02 и CT03) из емкостей (CT02A и CT03A). Приготовленные растворы дозируются в очищенную. Воду с помощью насосов-дозаторов (DP02 и DP03) и инжекторов (IJ02 и IJ03). Процесс приготовления растворов и их дозирования полностью автоматический. Уровень свободного хлора и pH контролируется устройствами-регистраторами (CLC01 и PHC01).
  8. Для обеспечения потребности в сжатом воздухе приборного качества (пневматические клапана) используется модуль состоящий из компрессора (AC01), устройство осушения воздуха (AD01). Для контроля параметров сжатого воздуха для исполнительных устройств применяется регистрирующие приборы (PI04 и PT02).

КОНСТРУКЦИЯ

Система, содержащая восемь заспных фильтров, монтируется на площадке 21 x 12 м.

На площадке с системой монтируется все оборудование системы кроме насосов, подающих воду из водозабора и резервуара для чистой воды.

Компановка типового модуля содержащего восемь засыпных фильтров


Dan Mizrachi (Израиль). Модуль производительностью 450м3/ч.

Система, содержащая четыре засыпных фильтра, монтируется на площадке 14 x 12 м в случае двухрядного расположения засыпных фильтров или 7 х 21 м в случае однорядного расположения засыпных фильтров.

На площадке с системой монтируется все оборудование системы кроме насосов, подающих воду из водозабора и резервуара для чистой воды.

Габаритные размеры установки с двухрядным расположением засыпных фильтров:

Компановка типового модуля содержащего четыре засыпных фильтра

Габаритные размеры установки с однорядным расположением засыпных фильтров:

Компановка типового модуля содержащего четыре засыпных фильтра




ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РАСХОДЫ

Важным фактором, определяющим экономическую эффективность применения технологии очистки воды для коммунального водоснабжения, являются эксплуатационные расходы:


Потребление электроэнергии

Затраты электроэнергии на перекачку воды (первый и последующие подъемы) неизбежны при любой технологии очистки. Они определяются эффективностью применяемого заказчиком насосного оборудования и диктуемыми технологией очистки требованиями к давлению. Предлагаемая установка работоспособна при давлении исходной воды от 2 до 10 бар, что дает возможность выбирать оптимальную конфигурацию насосов первого подъема исходя их особенностей конкретного водозабора.

Сама же установка практически не потребляет электричества. Постоянными потребителями электроэнергии в составе установки являются только контрольно-измерительное оборудование и управляющие контроллеры (компьютеры). Их суммарное потребление ничтожно и измеряется десятками ватт. Также постоянным потребителем является подсистема подготовки сжатого воздуха приборного качества для управления исполнительным оборудованием. Потребление сжатого воздуха и, как следствие, электроэнергии для этих нужд ничтожно.

Только во время промывки (фильтров грубой очистки и засыпных фильтров тонкой очистки) подключаются временные потребители электроэнергии:


Затраты на расходные материалы, их транспортировку и хранение


Затраты на обслуживающий персонал

Установка проста в обслуживании и требует только одного оператора для обеспечения своей работы. Функции оператора - наблюдение за работой системы и поддержания нужного минимального уровня химреагентов. Как следствие - от оператора требуется только выполнения пунктов инструкции по эксплуатации. Затраты на подготовку - минимальные.

Затраты на профилактическое обслуживание и ремонты

Длительный срок гарантии (5 лет!) - критерий качества оборудования.

В системе отсутствуют узлы с быстрым механическим износом.

Профилактические работы - два раза в год. Причем профилактическое обслуживание зачастую может осуществляться без полной остановки системы. Фильтры тонкой и грубой очистки могут обслуживаться по одному при штатной работе других..

Очистка воды для коммунального водоснабжения

Грубая очистка


Схема модуля грубой очистки

Исходная вода подается из водозабора на модуль грубой (предварительной) очистки, состоящий из двух параллельно работающих сеточных самопромывных фильтров серии AF-900 (AF01 и AF02). Контроль перепада давления на фильтрах грубой очистки осуществляется дифференциальным манометром (DPT01). При достижении предварительно установленного перепада давления на фильтрах грубой очистки автоматически инициируется процесс самоочистки фильтров. Загрязнения удаляются в шламонакопитель. Для контроля давления исходной воды до и после модуля предварительной очистки используются манометры (PI01 и PI02). Для контроля мутности воды после модуля предварительной фильтрации используется автоматическое конролируещее устройство-регистратор (TURC01).




Komatipoort, Mpumalanga (Южная Африка)
Модуль грубой механической очистки речной воды 300м3/ч. Префильтрация перед глубокой очисткой засыпными фильтрами.





ПРИНЦИП РАБОТЫ СКАНЕРНЫХ ФИЛЬТРОВ "YAMIT"

Фильтрующая сетка (3) представляет собой цилиндр. Грязная вода поступает внутрь цилиндра через водозаборник (1) фильтра. Очищенная вода отводится через слив (10). Загрязнения накапливаются на внутренних стенках цилиндра. Когда наступает необходимость очистки сетки (перепад давления на сетке достигает определенного значения или срабатывает таймер), то контроллер открывает сбросной клапан (9) и приводит в действие очищающий сканер (6). Сканер представляет собой полую трубу с несколькими форсунками (7). Внутренняя полость трубы сообщается в шламопроводе с атмосферой через сбросной клапан. Сканер осуществляет вращательно-поступательное движение относительно своей оси. Таким образом, всасывающие сопла форсунок движутся над поверхностью сетки по спирали, последовательно очищая всю площадь сетки. Вода устремляется в сканер и увлекает за собой накопившиеся загрязнения из-за наличия перепада давления между входом фильтра (рабочее давление в трубопроводе) и атмосферным давлением в шламопроводе за сбросным клапаном. Сканер приводится в движение или с помощью электропривода (8) (вращение вокруг оси и поступательное движение вдоль оси).



Очистка воды для коммунального водоснабжения

Тонкая очистка


МОДУЛЬ ДОЗИРОВАНИЯ КОАГУЛЯНТА

Схема модуля дозирования коагулянта

После грубой механической очистки в воду дозируется коагулянт (сульфат алюминия или гидроксихлорид алюминия) посредством насоса-дозатора (DP01) и инжектора (IJ01). Дозируемый раствор приготовляется в емкости (CT01) с помощбю электрического миксера (М). Исходний химический реактив хранится в специальной емкости (CT01А). Для равномерного смешивания коагулянта используется статический миксер (SM01).

В случае применения в качестве коагулянта гидроксихлорида алюминия, который поставляется ввиде раствора, его возможно дозировать непосредственно из транспортной емкости.

Для обеспечения возможности применения в качестве коагулянта гидроксихлорида алюминия (его раствор имеет pH порядка 2-3) в системе применяется насос-дозатор с повышенной коррозионной стойкостью.









Сульфат алюминия - является основным коагулянтом, применяющимся для осветления и обесцвечивания воды. Этому способствует его относительно низкая стоимость, простота получения, хорошая растворимость, отсутствие особых требований к обращению с сухим и растворенным продуктом, высокая эффективность при очистке воды.

Очищенный сульфат алюминия представляет собой плиты серовато-желтого цвета. Его плотность - 1,62 г/см3, растворимость в воде при температуре 20°С составляет 267 г/л.

Гидроксихлорид алюминия - является перспективным и более качественным коагулянтом, применяющемся для осветления и обесцвечивания воды. По сравнению с сульфатом алюминия у гидроксихлорида алюминия есть следующие преимущества:

Коагулянты - это вещества, с помощью которых осуществляется процесс очистки (коагуляции) воды.

Коагуляция - это объединение мелких частиц в крупные, с помощью которого удается освободить воду от частиц загрязняющих веществ и сделать ее чистой, пригодной для питья.

Процесс коагуляции, как правило, протекает в несколько стадий. Сначала в результате гидролиза коагулянта происходит образования оксигидратов алюминия. Очутившись в цепких объятиях оксигидратов, происходит дестабилизации частиц загрязняющих веществ в объеме воды на молекулярном уровне и формируются первичные частицы.

Причем, в зависимости от свойств загрязняющих веществ, за их связь с оксигидратами может быть ответственно не только химическое взаимодействие, но и простая физическая адсорбция. Затем из первичных частиц при перемешивании воды образуются цепочечные и ветвистые агрегаты этих частиц, постепенно объединяющихся в микрохлопья. И, наконец, происходит объединение микрохлопьев в крупные хлопья, которые могут эффективно задерживаться песчано-гравийными фильтрами.

Важная особенность метода коагуляции состоит в том, что он позволяет не только увеличить прозрачность воды, то есть освободить воду от взвешенных веществ, но и в значительной степени освободить ее от таких особо вредных примесей, как бактерии и вирусы, пестициды и синтетические детергенты, соединения мышьяка, свинца, меди, хрома, кадмия, ртути, нефтепродукты, фенолы, фосфаты, нитраты, радиоактивные и другие загрязняющие вещества.

Поэтому коагуляционный метод очистки воды является эффективным барьером на пути проникновения вредных веществ в организм человека.

Схема модуля тонкой очистки с четырьмя засыпными фильтрами

Схема модуля тонкой очистки с восемью засыпными фильтрами

Для тонкой фильтрации воды используются четыре или восемь автоматических медийных (засыпных) фильтров серии F6000 (RF1-RF4, LF1-LF4). Каждый медийный фильтр снабжен водомером (VM101-VM801) для контроля ресурса засыпки. Фильтры тонкой очистки промываются автоматически при достижении определенного перепада давления. Для контроля перепада давления используется дифференциальный манометр и соответствующее (DPT02, DPI01). При промывке фильтров образуется шлам, который удаляется в шламохранилище.

Для контроля мутности очищенной воды используется устройство-регистратор (TURC02).


Песчано-гравийные фильтры представляют собой емкость, засыпанную песком и гравием, через которые фильтруется вода.

На сегодняшний день существуют как простые, так и полностью автоматические засыпные системы очистки жидкости.

Такие системы часто применяются в коммунальном водоснабжении, где с их помощью строятся полностью автоматические комплексы очистки речной, озерной или скважинной воды в больших объемах.

Характер загрязнений в таких системах (ил, органика, относительно малое количество песка) позволяет строить эффективные очистные сооружения. Как правило технология предусматривает использование коагулянтов и обеззараживание очищенной воды.

Серийные засыпные фильтры прозводства "Yamit" могут иметь производительность от 3 до 107 м3 на одно устройство.





МОДУЛЬ ПОДГОТОВКИ ОЧИЩЕННОГО СЖАТОГО ВОЗДУХА

Схема модуля подготовки очищенного сжатого воздуха

Для обеспечения потребности в сжатом воздухе приборного качества (пневматические клапана) используется модуль состоящий из компрессора (AC01), устройство осушения воздуха (AD01). Для контроля параметров сжатого воздуха для исполнительных устройств применяется регистрирующие приборы (PI04 и PT02).


МОДУЛЬ ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА

Схема модуля подготовки сжатого воздуха


Для автоматической очистки засыпных фильтров требуется сжатый воздух, который поставляется от компрессора (BL01). Воздух для очистки требуется на время промывки с мгновенным объемом 350 м3/ч.


МОДУЛЬ ПОДАЧИ ПРОМЫВОЧНОЙ ВОДЫ

Схема модуля подачи промывочной воды

Для автоматической очистки засыпных фильтров требуется чистая вода, которая поставляется из резервуара чистой воды. Подача чистой промывочной воды контролируется устройствами-регистраторами (PT01 и PI03). Чистая вода для промывки требуется непродолжительное время с мгновенным потоком 250 м3/ч.

Очистка воды для коммунального водоснабжения

Обеззараживание


Схема модуля обеззараживания воды

После тонкой очистки вводу добавляются химреактивы для контроля pH и хлорирования. Растворы этих реактивов готовятся в емкостях (CT02 и CT03) из емкостей (CT02A и CT03A). Приготовленные растворы дозируются в очищенную. Воду с помощью насосов-дозаторов (DP02 и DP03) и инжекторов (IJ02 и IJ03). Процесс приготовления растворов и их дозирования полностью автоматический. Уровень свободного хлора и pH контролируется устройствами-регистраторами (CLC01 и PHC01).

Гипохлорит натрия - NaCIO, получают хлорированием водного раствора едкого натра (NaOH) молекулярным хлором (Cl2) или электролизом раствора поваренной соли (NaCI). Молекулярная масса NaCIO (по международным атомным массам 1971 г.) -74,44. Промышленностью выпускается в виде водных растворов различной концентрации.

Водные растворы гипохлорита натрия широко используются для дезинфекции благодаря высокой антибактериальной активности и широкому спектру действия на различные микроорганизмы, это дезинфицирующее средство находит применение во многих направлениях человеческой деятельности, в том числе и при обработке питьевой и сточной воды.

Рассматривая существующую практику дезинфицирования питьевой воды в развитых странах, видим, что, например, в США 98,6% питьевой воды подвергается хлорированию. Озонирование составляет только 0,37%, остальные методы - 0,25%. Причина в том, что хлорирование наиболее экономичный и эффективный метод обеззараживания питьевой воды в сравнении с любыми другими методами. Однако, данный способ имеет ряд серьезных недостатков. В последнее время в связи с ухудшением качества воды в природных источниках и с ростом протяженности водопроводов. на которых проводится хлорирование воды хлор-газом, возрастает вероятность несчастных случаев, связанных с возможностью отравления хлором как населения, так и обслуживающего персонала при его транспортировании, хранении, дозировании. Для крупных водопроводных станций нормативный месячный запас хлора исчисляется десятками тонн и его хранение, особенно на станциях, находящихся в городской черте, весьма опасно; причем и на небольших водопроводах хранение нескольких баллонов с хлором может представлять опасность и требует высокую квалификацию обслуживающего персонала. Заметим, что расходы, связанные с эксплуатацией тары для сжиженного хлора, в большинстве случаев соизмеримы с расходами на получение хлора.

Одним из путей решения этой задачи является замена жидкого хлора на другой хлорсодержащий реагент - гипохлорит натрия. Сохраняя все достоинства хлорирования, метод обеззараживания с помощью водного раствора гипохлорита натрия позволяет избежать основной трудности - работы с высокотоксичным газом. Он относительно безопасен при хранении и использовании. Эффективен против большинства болезнетворных микроорганизмов, окисляет железо и марганец, предотвращает рост водорослей и биообрастаний. Обладает способностью консервировать обеззараживающий эффект на протяжении длительного времени транспортирования воды по трубам. Хлораторные, переоборудованные на гипохлорит натрия, не подлежат контролю со стороны инспектирующих органов. Таким образом, гипохлорит натрия (марки "А") является наиболее предпочтительным реагентом на стадии предварительного окисления и для стерилизации воды в конце обработки перед подачей ее в распределительную сеть.

К гипохлориту натрия, применяемому вместо жидкого хлора для дезинфекции питьевой воды, предъявляются определенные требования, касающиеся концентрации щелочи, тяжелых металлов, например, железа, стабильности раствора, цветности, содержание активного хлора. Для питьевого водоснабжения этим требованиям отвечает гипохлорит натрия марки "А".

Обычно в систему водоочистки гипохлорит натрия вводят после предварительного разбавления водой. После разбавления в 100 раз происходит снижение рН и концентрации активного хлора до 0,125. При вводе неразбавленного гипохлорита в систему трубопроводов в подающих каналах образуется осадок, состоящий из гидроксида магния и диоксида кремния, забивающий водные каналы. Поэтому концентрация щелочи в гипохлорите должна быть такой, чтобы не вызывать образование осадка. При обработке воды гипохлоритом натрия происходит окисление веществ, входящих в состав протоплазмы клеток бактерий, что вызывает их гибель. Однако лишь незначительная часть вводимого в воду хлора используется для разрушения бактериальных клеток. Основное его количество расходуется на взаимодействие с органическими и неорганическими веществами, присутствующими в воде. Поэтому для экономии гипохлорита (в 4-5 раз) рекомендуется вводить его для обеззараживания воды лишь в фильтрованную воду, т.е. в резервуары чистой воды (РЧВ). Суммарный расход гипохлорита на окисление микроорганизмов, органических и минеральных примесей характеризует хлорпоглощаемость воды. Поэтому определение дозы гипохлорита натрия, необходимого для эффективного ведения процесса обеззараживания, находится в прямой зависимости от величины и скорости хлорпоглощения. Необходимо отметить, что доза вводимого хлора должна быть больше хлорпоглощаемости на величину остаточного хлора. Это является гарантией того, что окисление бактерий и органических веществ практически завершено.

В настоящее время из всех дезинфицирующих средств, используемых в коммунальной водоподготовке, гипохлорит натрия оценивается (среди этих продуктов) по первому классу, как наиболее пригодный для этих целей и наиболее экономичный. Он показал высокую эффективность в отношении почти всех растительных клеток, бактерий и спор. Применяется для уничтожения ракообразных и моллюсков; для различных промывок, для борьбы против бактериофагов в сыроваренной промышленности, для дезинфекции резервуаров. Широко применяется в пивоваренной промышленности. Обычно применяют раствор гипохлорита натрия, содержащий 30-40 мг/л активного хлора.

Дезинфицирующие свойства растворов гипохлорита натрия объясняется наличием в них активного хлора и кислорода. В водных растворах гипохлорит натрия сначала диссоциирует на ионы Nа+ и СlО- , последний из которых может разлагаться с выделением активного кислорода или хлора. Следовательно, разложение гипохлорита натрия в процессе его хранения является закономерным процессом. Хранение растворов гипохлорита натрия всегда сопровождается выпаданием осадка в виде мелких хлопьев.

Выпадение осадка способствует осветлению растворов гипохлорита натрия, что приводит к увеличению светопропускаемости этих растворов. Известно, что гипохлорит натрия может выкристаллизовываться из растворов в виде кристаллогидратов NaOCl х 5 Н2O, NaOCl х 2,5 Н2О, NaOCl х Н2О. При комнатной температуре в осадок выпадает преимущественно кристаллогидрат NaOCL х 5 Н2О, т.е. этот процесс неизбежен. При использовании гипохлорита натрия и его хранении необходимо определить его основные характеристики, в частности, содержание активного хлора, а также знать скорость разложения гипохлорита натрия.

Гипохлорит натрия известен и применяется в мировой практике с 1785 года. Благодаря полной растворимости в воде, удобству дозирования гипохлорит натрия применяется как дезинфекционное средство практически во всех сферах жизнедеятельности человека. На сегодняшний день гипохлорит натрия - один из наиболее эффективных и быстродействующих дезинфицирующих агентов, имеющих широкий спектр действия против всех известных в настоящее время микроорганизмов. Гипохлорит натрия является одним из наиболее дешевых дезинфектантов.

Всемирная организация здравоохранения включила гипохлоритсодержащий отбеливатель в список дезинфектантов "высокого уровня", благодаря его активности против ряда высоко инфекционных бактерий и вирусов, включая вирус иммунодефицита человека, вызывающий СПИД.

Более чем столетний опыт применения показывает, что использование гипохлоритов согласно рекомендациям является безопасным и не вызывает эффектов, влияющих на здоровье людей.

Очистка воды для коммунального водоснабжения

Фоторепортаж о сборке системы на площадке заказчика


Ключевые факторы успешной работы сложной системы подготовки воды для коммунальных нужд:


От заказчика требуется обеспечить ровную бетонную площадку
выдерживающую вес системы.

Все оборудование при сборке системы тщательно выставляется
на фундаменте и прикрепляется к нему.

Перед сборкой все составные части системы размещаются на
фундаменте согласно точных сборочных чертежей.

Даже небольшие отрезки трубопроводов поставляются с завода-
изготовителя. Все металлические конструкции защищены от коррозии.

Модуль тонкой фильтрации - самая сложная часть системы.
Тщательное проектирование позволяет разместить большое
колличество коммуникаций на ограниченной площади.

Обилие сигнальных и силовых кабелей - следствие высокой
сложности модуля и его управляющих систем.
 

Модуль предварительной фильтрации. Два фильтра серии AF-900.
В момент съемки установлен только один фильтр.

Модуль предварительной фильтрации поставляется на автономной раме.
В центре снимка справа - главная кабельная магистраль.

Модуль тонкой фильтрации в момент сборки

Модуль тонкой фильтрации собран.

Модуль подготовки сжатого воздуха.
 

Часть модуля дозирования коагулянта.
На переднем плане - статический миксер (серый цилиндр).

Главный пульт управления.
Практически - это рабочее место оператора

Часть модуля финишной обработки воды - обеззараживание и
контроль pH.

Вечер трудного дня - система собрана

Очистка воды для коммунального водоснабжения

Мобильные системы водоподготовки



Одно из направлений деятельности компании - разработка и изготовление систем очистки воды размещаемых в мобильных контейнерах. Это уникальные системы, которые разрабатываются для каждого конкретного применения, полностью изготавливаются и налаживаются на заводах фирмы, после чего доставляются заказчику.

На месте эксплуатации система подключается к трубопроводам и системам электропитания. Все остальное - уже есть в модуле.



Ниже приведен фото-обзор одной из таких систем производительностью 8-12 м3/ч.
Система размещена в 40-ка футовом морском контейнере.


Все - в контейнере.

...включая системы освещения и кондиционирования воздуха.

Тонкая фильтрация - два засыпных фильтра.

Это центральная и самая габаритная часть системы.

Все электрические коммуникации - к центральному пульту управления.

Здесь все электрические цепи объеденяются в систему.

Система создана по модульному принципу.

Многое оборудование имеет свои средства отображения режима работы.

Модули дозирования химических реагентов - коагулянтов и
средств обеззараживания.

Смесители и емкости экспозиции - часть системы химической
обработки воды.

Для технологического обеспечения работы модуля предусматриваются
насосы и компрессоры.

Главная цель компоновки оборудования - удобство эксплуатации
и обслуживания.