 |
Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции "Энергоресурсосбережение в строительстве и жилищно-коммунальном комплексе"-2004 (Ярославль, 20 - 21 октября 2004 г.):
Водоочистной комплекс "Стример"
Дедков Владимир Станиславович, заведующий лабораторией №10, к.т.н.;
Муратов Василий Михайлович, заведующий лабораторией №11, к.т.н.;
Шубин Борис Григорьевич, заведующий лабораторией №7, к.т.н., ГНУ "НИИ высоких напряжений при Томском политехническом университете";
Поддубный Павел Васильевич, главный механик ОАО "Центрсибнефтепровод" (Томск)
Традиционные методы водоподготовки далеко не всегда обеспечивают очистку воды до питьевого качества. Учитывая постоянно возрастающую стоимость воды в сетях централизованного водоснабжения, многие потребители стремятся перейти на водоснабжение от собственного источника. Отказ от централизованного водоснабжения приводит к необходимости установки локальной водоочистной системы. Не менее актуальна проблема водоочистки для индивидуальных застройщиков, особенно удаленных от водопроводных сетей. Одним из наиболее эффективных современных методов очистки воды является озонирование. Экономически оправданным способом синтеза озона является электрофизический способ. Выпускаемые отечественной промышленностью озонаторы требуют высокую степень осушки воздуха (точка росы не менее -40°С) и интенсивного охлаждения электродов. В НИИ ВН разработаны эффективные озонаторы, способные работать без предварительной подготовки воздуха. На основе этих озонаторов производится водоочистной комплекс "Стример".
Водоочистной комплекс "Стример" предназначен для очистки воды из подземных и поверхностных источников водоснабжения. В комплексе используется современная технология очистки и обеззараживания воды природными окислителями — кислородом воздуха и озоном. Применяемая в комплексе ступенчатая схема очистки позволяет получать воду, соответствующую нормам СанПиН 2.1.4. 1074-01 "Вода питьевая" по органолептическим и микробиологическим показателям, примесям железа и марганца.
Комплекс реализован в модульном исполнении, что позволяет подбирать оптимальный технологический режим и оборудование в зависимости от состава исходной воды. Функциональная схема комплекса представлена на рис.1. Затраты на производство озона несопоставимо меньше затрат на работу комплекса в целом: 0,01 кВт против 0,5–0,7кВт на 1м3 обработанной воды. Поэтому эффективность озонной технологии определяется не столько эффективностью синтеза озона, сколько эффективностью обработки воды. Задача по эффективности озонирования решается использованием многоступенчатой цикличной обработкой воды. В первой ступени окисления применяется эжекторный аэратор или аэрационная колонна. Аэрированная вода поступает на ступень озонирования. Дальнейшее окисление и коагуляция примесей происходит в баке-реакторе, где обогащенная озоном вода находится 40–45 минут. Из бака-реактора вода насосом подается на осветлительный фильтр. Отфильтрованная вода поступает в бак чистой воды и далее к потребителю. Промывка фильтров осуществляется очищенной водой из бака чистой воды.
Ступень озонирование выполняется в двух вариантах. В первом варианте используются озонатор на основе импульсного разряда, который способен работать без предварительной подготовки воздуха при влажности вплоть до 100%. Полученная в нем озоно-воздушная смесь поступает на смеситель, где озон растворяется в воде. Во втором, импульсными электрическими разрядами обрабатывается водо-воздушная смесь. Вода подвергается воздействию электрического поля, электронов, ультрафиолетового излучения. Кроме озона в воде появляется перекись водорода, атомарный кислород, активные молекулы и радикалы.
Благодаря малой длительности импульсов напряжения эффективность синтеза озона достаточно высока даже при использовании неосушенного воздуха. Производительность озонатора задается длиной разрядной камеры и количеством электродов. Процесс озонирования регулируется расходом воздуха через озонатор и частотой следования импульсов напряжения.
Комплекс рассчитан на удаление железа, марганца, сероводорода, органических соединений, устранения привкуса, запаха, цветности и обеззараживания воды. При наличии в воде железо-органических соединений и высокого содержания кремния технологическая схема комплекса дополняется устройством электрокоагуляционной обработки воды.
Основной модуль включает в себя бак-реактор с установленной на нем аэрационной колонной, озонатором и смесителем. Общий вид модуля приведен на рис.2.
Комплекс работает в автоматическом режиме и обслуживается одним человеком. Промывка фильтров обратным потоком воды производится в ручном режиме. Периодичность промывки в зависимости от качества исходной воды 1–4 раза в месяц.
При эксплуатации комплекса не используются реагенты, сменные элементы и картриджи. Эксплуатационные расходы включают стоимость потребленной электроэнергии (0,5–0,7 кВт ч на 1 м3 очищенной воды, включая затраты на станцию второго подъема) и оплату стоков при промывке фильтров (1 м3 стоков на 200–500 м3 очищенной воды).
Водоочистной комплекс устанавливается в капитальном строении или поставляется в комплекте с боксом.
В настоящее время в регионах Западной Сибири функционирует 15 комплексов "Стример". На объектах ОАО "Центрсибнефтепровод" эксплуатируется шесть водоочистных комплексов "Стример" производительностью 3–5 м3/ч. Эффективность очистки воды по двум наиболее значимым для Западной Сибири показателям приведена в таблице 1. В таблице 2 представлены результаты наблюдений за работой комплексов на объектах ОАО "Центрсибнефтепровод" в течение пяти лет. Для тех объектов, где наблюдаются сезонные колебания, приведены результаты с максимальным и минимальным содержанием железа в исходной воде.
Анализы проб воды выполнены в аккредитованной межвузовской лаборатории радиационной спектроскопии ТПУ.
Опыт эксплуатации в ОАО "Центрсибнефтепровод" показал высокую надежность и эффективность водоочистных комплексов "Стример" при подготовке воды с высоким содержанием железа для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
|
|
|
