Бланки-заявки на подбор очистного оборудования  

Промышленные системы водоподготовки
Системы очистки воды для квартир и коттеджей
Мембранное оборудование
Фильтрующие материалы
Работа с Юридическими лицами
Работа с Физическими лицами
Сервисная служба
Объекты внедрения
Наши партнеры
О компании
Вакансии
Новости
  
Заявки на подбор оборудования
Как связаться с нами?



  Новости 
2013.12.31
С Новым годом и Рождеством!
2013.03.21
О важности питьевой воды
2013.02.25
Фильтруйте воду
2012.12.29
С Новым годом!
2012.11.19
Как обстоят дела с качеством воды в Санкт-Петербурге?
2012.09.22
Нам 16 лет!
2011.05.10
Интересное о воде - 2



   Словарь терминов: 
Деминерализация
Удаление ионизированных неорганических минералов и солей (не органические вещества) из раствора посредством двухфазного ионообменного процесса; подобен деионизации, и оба термина часто используются заменяя друг друга.


Применение УФ-технологии взамен первичного хлорирования

Для очистных сооружений водопровода Автозаводского района г. Тольятти
В. М. АЛЬШИН, С. М. БЕЗДЕЛИН, С. В. ВОЛКОВ, А. Я. ГИЛЬБУХ, В. В. ДРОЖЖИН, В. И. ЖУКОВ,
А. В. КАЛИНСКИЙ, С. В. КОСТЮЧЕНКО, Н. Н. КУДРЯВЦЕВ, Г. А. КУРКИН, А. Д. СМИРНОВ, А. В. ЯКИМЕНКО

С конца 70-х гг. в практике подготовки питьевой воды наметилась тенденция к широкому применению метода УФ-обеззараживания воды вместо традиционного хлорирования. Это обусловлено как введением ужесточающих требований к качеству воды и выявлением негативного влияния побочных продуктов, образующихся при хлорировании, так и достижениями в области светотехники, сделавшими метод УФ-обработки конкурентоспособным [1].

Для подземных водоисточников, где схема водоснабжения наиболее проста и роль хлорирования сводится, в основном, к достижению эффекта обеззараживания, применение УФ-облучения практически не имеет противопоказаний.

Для поверхностных водоисточников ситуация немного иная. Это связано с более сложной общей схемой очистки воды и, в частности, с применением хлорирования в два этапа, а также с той ролью, которую выполняет хлор при обработке поверхностной воды.

Традиционная схема подготовки питьевой воды из поверхностных источников включает в себя водозаборный узел с насосной станцией первого подъема, очистные сооружения, где вода последовательно проходит следующие этапы: первичное хлорирование, реагентную обработку коагулянтами и флокулянтами, отстаивание, фильтрацию и вторичное хлорирование перед подачей в резервуар чистой воды, откуда вода подается потребителям. В такой схеме, помимо основного эффекта обеззараживания, первичное хлорирование способствует улучшению процесса коагуляции и осветлению поверхностной воды.

При отсутствии в исходной воде специфических органических загрязнений, требующих применения окислительных технологий, представляется перспективным заменить частично или полностью первичное хлорирование на УФ-обработку. Тем самым достигается значительное снижение потребления хлора, так как основная его масса вводится на первом этапе, а главное, исключается возможность массового образования хлорорганических соединений, основным источником которого является первичное хлорирование [2]. В мировой практике существуют примеры станций обработки поверхностной воды, использующих только УФ-облучение [3]. В России законодательные нормы на обработку воды из поверхностных источников (ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая", СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения") также не запрещают применение других, отличных от хлорирования, методов дезинфекции. Однако в настоящее время широкого опыта применения УФ-обработки взамен вторичного хлорирования в России нет, хотя опыт отечественной гигиенической науки подтверждает такую возможность [4].




В настоящей статье описываются результаты практического внедрения метода УФ-облучения воды с целью частичной или полной замены первичного хлорирования на очистных сооружениях водопровода (ОСВ) АО "АвтоВАЗ" Автозаводского района г. Тольятти. Ряд проблем, связанных с применением хлорирования: эксплуатационные (сложность в обслуживании, необходимость специальных мер по технике безопасности), экономические (содержание хлорного хозяйства и специального штата обслуживающего персонала), а также экологические (токсичность хлора и создание условий образования опасных для здоровья человека хлорорганических соединений) -стимулировали руководство завода начать поиск новых, более эффективных технологических решений.

В 1993 г. силами АО "АвтоВАЗ" (г. Тольятти), НПО "ЛИТ" (Москва), ГПИ "Ростовский Водоканал-проект", Московского физико-технического института, НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана (Москва) началась реализация данного проекта. Работа выполнялась в четыре этапа.


Этап 1.
Анализ качества исходной воды и схемы очистных сооружений. Оптимизация процесса обеззараживания.

Очистные сооружения воды АО "АвтоВАЗ" рассчитаны на максимальную производительность до 405 тыс. м3/сут и включают в себя четыре параллельных независимо работающих технологических цепочки с расходом воды по ~4000 м3/ч каждая (рисунок). Подача воды на каждую из цепочек осуществляется по отдельному водоводу диаметром 1200 мм с водозаборного узла, расположенного на берегу Куйбышевского водохранилища в 19 км от цеха ОСВ. Вода с водозабора подвергается первичному хлорированию (3-5 мг/л), затем реагентной обработке коагулянтом (сульфат алюминия) и известью, которые вводятся перед вихревым смесителем. После смесителя вода поступает в отстойник горизонтального типа и далее на фильтр с керамзитовой загрузкой. Вторичное хлорирование (1-2 мг/л) осуществляется после фильтрации перед резервуаром чистой воды. Особенностью ОСВ АО "АвтоВАЗ" можно считать осуществление в периоды ухудшения качества волжской воды предварительного хлорирования (2-3 мг/л) непосредственно на водозаборе.

Для оптимизации схемы очистки воды был проведен детальный анализ многолетних данных (1990-1995 гг.) о физико-химических и бактериологических показателях качества исходной воды Куйбышевского водохранилища (табл. 1). На основании этого анализа сделан вывод, что основные показатели органического и неорганического загрязнений исходной воды невысоки и стабильны по времени, и согласно рекомендациям ГОСТ 2761-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения" в условиях очистных сооружений не требуется применения специальных методов обработки, в том числе окислительных. Необходимая степень очистки воды может быть достигнута оптимизацией процесса коагуляции. В то же время одним из основных критериев при выборе технологической цепи подготовки хозяйственно-питьевой воды является достаточная надежность обеззараживания воды с учетом возможности резкого микробиологического загрязнения и появления в водотоках опасных болезнетворных бактерий и вирусов. Для обеспечения сохранения этой надежности в качестве первичного дезинфектанта выбрано УФ-облучение. Предварительные технико-экономические расчеты показали эффективность выбранного метода обеззараживания.

Решение о проработке применения УФ-технологии было принято и реализуется заводом в рамках комплексной программы повышения барьерной роли очистных сооружений и улучшения качества питьевой воды (запроектирована и начато строительство системы микрофильтрации, отрабатывается технология применения сорбентов и т. д.).

Важно отметить, что ранее при выборе возможных технологических схем отрабатывался, в том числе экспериментально, вариант использования технологии озонирования. Результаты испытаний, комплексный анализ и технико-экономические расчеты по внедрению озонирования в данную систему показали экономическую нецелесообразность прежде всего из-за колоссальных капитальных и последующих эксплуатационных затрат.

Этап 2.
Проведение предварительных экспериментов.

В 1993-1994 гг. на очистных сооружениях АО "АвтоВАЗ" была проведена серия натурных испытаний на УФ-установке с расчетной производительностью до 80 м3/ч. Необходимость этих экспериментов была обусловлена:

  • отсутствием в нашей стране опыта применения УФ-обеззараживания поверхностной воды в условиях больших расходов;
  • определением требуемой дозы УФ-облучения для надежного эффекта обеззараживания, поскольку при применении УФ-излучения для дезинфекции воды требуемые дозы облучения варьируются для различного типа воды и могут значительно отличаться от результатов лабораторных экспериментов [5];
  • проверкой влияния снижения дозы предварительного и первичного хлорирования на основные показатели качества воды: мутность, цветность, окисляемость, БПК и др.


Результаты модельных испытаний на очистных сооружениях показали, что УФ-технология может успешно использоваться для обеззараживания исходной неочищенной воды (снижение колиндекса с 2600 на входе до < 3 после облучения) с полной энергетической эффективностью не более 25 Вт/м3. Снижение доз хлора на водозаборе с 3 мг/л до 0 и при первичном хлорировании на очистных сооружениях с 5 мг/л до 0 не является принципиальным для последующего процесса очистки и не оказывает заметного влияния на процесс коагуляции.

По итогам проведенных исследований была определена необходимая доза облучения и разработана базовая модель УФ-установки обеззараживания воды производительностью 24 тыс. м3/сут. Специалистами ГПИ "Ростовский Водоканалпроект" подготовлено технико-экономическое обоснование внедрения технологии УФ-обеззараживания взамен первичного хлорирования [6] и проведены необходимые проектно-конструкторские работы по включению модуля из четырех УФ-систем в одну из цепочек цеха осв.

Этап 3.
Промышленные испытания.


В июле 1995 г. перед одним из смесителей в цехе ОСВ произведен монтаж и пуск комплекса ультрафиолетовой дезинфекции воды (рисунок) в составе четырех установок УДВ-1000/28 8 производства НПО "ЛИТ", обеспечивающих обработку потока воды с водозаборного узла с фактическим расходом до 100 тыс. м3/сут. Основные технические параметры установленного УФ-комплекса приведены ниже:

  • Количество УФ-установок 4
  • Производительность в стан- 4000 дартных условиях, м3/ч
  • Максимальная производи- 4400 тельность, м3/ч
  • Эффективность обеззараживания на выходе из комплекса: колииндекс < 9
  • общее микробное число < 100
  • Рабочее давление, атм, не 2 более
  • Потери напора в установке за 0,5 счет гидродинамического сопротивления, м, не более
  • Средний срок службы лампы 8000 при непрерывном режиме эксплуатации, ч, не менее
  • Количество ламп в камере 288 дезинфекции, шт.
  • Напряжение питания, В 380/220
  • Мощность комплекса, кВт < 100


НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрис-мана совместно с НПО "ЛИТ" была разработана программа годовых испытаний УФ-установок в цехе ОСВ. Программа предусматривала сравнительное исследование процесса очистки воды по двум независимым цепочкам: с УФ-облучением и без него с проведением комплексных анализов бактериологических и физико-химических показателей качества воды (рисунок) при отключенном хлорировании на водозаборе и постепенном снижении дозы первичного хлора на ветке с ультрафиолетом со 100 % до полного его удаления.

Отбор проб воды и лабораторный контроль выполнялись центром Госсанэпиднадзора (ЦГСЭН) Автозаводского района г. Тольятти, бактериологической и химической лабораториями цеха ОСВ и научно-исследовательским отделом НПО "ЛИТ".

Целью проведения испытаний являлось: определение эффективности и стабильности УФ-обеззараживания в условиях годовых колебаний показателей воды; изучение возможного влияния применения УФ-облучения взамен первичного хлорирования на санитарное состояние отстойников и фильтров по цепочке за УФ-установками; отработка технологического регламента по обслуживанию УФ-комплекса и обучение персонала цеха ОСВ.

Основные результаты исследований, проведенных за период с 1 августа 1995 г. по 1 августа 1996 г., приведены в табл. 2, 3. Всего за этот период испытаний было проведено 372 бактериологических и более ста комплексных физико-химических анализов проб воды по цепочке с УФ-обработкой и без нее. После УФ-облучения в 100 % проб лаборатории ЦГСЭН и 95 % проб лаборатории ОСВ отмечено снижение колииндекса до минимально регистрируемого уровня < 9 при годовом варьировании значения колииндекса в исходной воде от < 9 до 2380 (табл. 2). По общему микробному числу практически во всех пробах после УФ-облучения значение было < 100. Таким образом, применение ультрафиолета обеспечивает необходимое улучшение качества воды по бактериологическим показателям уже на входе в очистные сооружения.

В технологической схеме цеха первичное хлорирование осуществлялось сразу после УФ-облучения. В течение испытаний доза первичного хлорирования была постепенно снижена до нуля, при этом по цепочке рост микроорганизмов не отмечался (табл. 3). В период интенсивного цветения воды в водохранилище в августе 1996 г. для поддержания нормального санитарного состояния емкостных сооружений проводилось первичное хлорирование малыми дозами хлора 0,5 мг/л на ветке с ультрафиолетом. Доза хлора на остальных трех технологических цепочках без УФ-обработки составляла 3-5 мг/л.




С целью выявления возможных изменений химических характеристик воды при замене первичного хлорирования на УФ-облучение ЦГСЭН и лабораторией ОСВ производился отбор проб на химические показатели по двум параллельным потокам с УФ-облучением без хлора и с первичным хлорированием в полном объеме. Пробы отбирались на цветность, мутность, окисляемость, БПК5, аммонийный азот и некоторые металлы. На основе полученных результатов, а также данных специальных исследований НПО "ЛИТ" и лаборатории ОСВ по влиянию снижения дозы хлора на эффект коагуляции в 1994 г. можно утверждать, что замена первичного хлорирования на УФ-облучение не приводит к заметному изменению показателей качества воды по технологической цепочке ни по одному из определяемых параметров.

В 1996 г. специалистами ГНЦ НИИ ВОДГЕО (Москва) было проведено комплексное технологическое обследование системы хозяйственно-питьевого водоснабжения Автозаводского района г. Тольятти по выявлению барьерной роли существующей схемы подготовки воды в отношении загрязнений антропогенного характера, в том числе хлорорганических соединений. Выявлено, что в исходной воде Куйбышевского водохранилища содержание хлорорганических соединений не превышает нормативных требований по отношению к питьевой воде. Однако после ввода первичного хлора наблюдается резкое увеличение их концентрации. Так, общее количество летучих галогенор-ганических соединений возрастает в 60-70 раз. В технологической цепочке, оснащенной комплексом УФ-обработки, не наблюдалось значительного роста концентрации хлорорганических соединений даже при вводе небольших (до 1 мг/л) доз хлора [7].

Опыт годовой непрерывной эксплуатации показал надежность работы комплекса УФ-дезинфекции воды при минимальных затратах на обслуживание. Работы по обслуживанию включают в себя регламентную промывку (период между промывками 1-2 мес) и замену ламп 1 раз в год.

Таким образом, результаты промышленных испытаний показали, что технология обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением может успешно использоваться на первичном этапе обработки поверхностной воды взамен первичного хлорирования. Этап 4. Полномасштабная станция УФ-обеззараживания воды.

В настоящее время в цехе ОСВ АО "АвтоВАЗ" завершено строительство полномасштабной УФ-станции по остальным трем технологическим веткам суммарной производительностью до 400 тыс. м3/сут. Предусматривается установка автоматизированной системы контроля работы всего УФ-комплекса в общей схеме АСУ ТП, внедряемой в настоящее время в цехе ОСВ на базе микропроцессорных контроллеров фирмы "Siemens" (Германия).

Выводы

Метод УФ-обеззараживания воды может успешно применяться в условиях эксплуатации средних и крупных очистных сооружений хозяйственно-питьевой воды с поверхностным источником водоснабжения взамен первичного хлорирования.

Метод УФ-обеззараживания воды надежен по всем нормируемым бактериологическим показателям. Подтверждено отсутствие влияния УФ-излучения воды на другие нормируемые физико-химические показатели.

Действующие станции очистки воды могут быть оснащены современным УФ-оборудованием без изменения технологических процессов подготовки питьевой воды, без длительных перерывов в работе станции и снижения расхода обрабатываемой воды. Для достижения эффективной работы станции необходим индивидуальный подход с анализом технологической схемы объекта, характеристик обрабатываемой воды.

При удовлетворительном качестве поверхностной воды по специфическим органическим показателям образование хлорорганических соединений в процессе водоочистки может быть исключено при полной либо частичной замене первичного хлорирования на УФ-обработку, что принципиально дешевле и проще технологии озонирования.

Авторы выражают благодарность сотрудникам ЦГСЭН Автозаводского р-на г. Тольятти Л. В. Сироткиной, А. К. Соколовой, С. В. Русанову и цеха ОСВ АО "АвтоВАЗ" О. Н. Васюткину Р. А. Дягилевой, Н. Р. Минаевой, Г. Б. Иватиной за большую помощь в организации и проведении исследований при испытаниях УФ-комплекса.

© Для очистных сооружений водопровода Автозаводского района г. Тольятти


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Mechsner Kl. Theory and Practice of the Testing and Operation of Ulta-violet Systems for Water Treatment // Aqua. 1987. № 2.
2. Новые решения в подготовке питьевой воды / М. Г. Журба, Т. Н. Любина, Е. А. Мезенева и др. // Водоснабжение и сан. техника. 1994. № 1.
3. Оhren J. A., Wiik J. Use of ultraviolet irradiation for disinfection of water – status report from Norway // Water supply. 1986. №4.
4. Соколов В. Ф. Обеззараживание воды бактерицидными лучами. – 2-е изд. – М.: Стройиздат, 1964.
5. Bernhardt H., Ноу ег О., Sch o-е n e n D . UV-disinfection of treated surface water // Proc. of Regional Conf. on Ozone, Ultraviolet light, Advanced Oxxidation Processes in Water Treatment. – Amsterdam (Netherlands), 1996.
6. Обоснование применения ультрафиолетовой технологии дезинфекции воды на очистных сооружениях водопровода и канализации ВАЗа: ТЭО 407.Р7/2-НВК.ПЗ / АО "Ростовский Водоканал-проект". – Ростов-на-Дону, 1994,
7. Разработка технических решений для повышения барьерной роли сооружений ВАЗ по подготовке хозяйственно-питьевой воды: Отчет / ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО,- М., 1996.







Телефон Вашего консультанта:
+7 812 320 44 20
  Санкт-Петербург 
  Адрес?



–  Cправочная информация.
–  Статьи по водоподготовке.
–  Словарь терминов.


Новые возможности
в подборе технологии водоподготовки






Чистая вода

"Чистая вода" круглый год для всего дома или квартиры...


© 1996-2010 Группа компаний «WaterLand group» - Водоподготовка, системы водоочистки.
197136, Россия, Санкт-Петербург, ул. Всеволода Вишневского дом 12, литера A, офис 601   Телефон/Факс: +7 812 320 44 20
Яндекс.Метрика    Рейтинг@Mail.ru   Rambler's Top100