Базовый модуль

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

 

  • Производительность типового модуля (в зависимости от комплектации — 120, 180, 250, 350, 500 или 640 м3
  • Давление на входе 2-10 бар (оптимально от 4 бар).
  • Диаметр подключения исходной воды — 6-10″
  • Диаметр подключения очищенной воды — 6-10″
  • Диаметр подключения шламопровода — 4-8″
  • Диаметр подключения подачи чистой воды для промывки — 6-8″
  • Максимальный поток чистой воды, потребляемой во время промывки засыпных фильтров — до 250 м3
  • Потребление коагулянта — зависит от текущей загрязненности исходной воды
  • Потребление гипохлорита натрия и реагентов контроля pH — зависит от хлоропоглощаемости воды после механической очистки
  • Обслуживающий персонал — 1 чел.

 

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 на расходные материалы, их транспортировку и хранение;
  • Затраты на обслуживающий персонал;
  • Затраты на профилактическое обслуживание и ремонты.

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:

  • Фильтры грубой очистки — периодичность промывки раз в 2-8 часов. Периодичность промывки определяется количеством загрязнений (может меняться, например, в периоды паводков или «цветения» воды) и необходимостью промывать фильтры не реже двух-трех раз в сутки для предотвращения биологических обрастаний сеток. Длительность промывки до 40 секунд. Потребляемая мощность от электросети во время промывки (всего до 10 минут в сутки) — 300 — 400 ватт.
     
  • Фильтры тонкой очистки — периодичность промывки от 2-3 раз в сутки до одного раза в 2-3 дня. Длительность промывки 7-12 минут в зависимости от производительности конкретного устройства. На время промывки фильтры тонкой очистки потребляют электроэнергию:

    1. На подачу сжатого воздуха для взрыхления слоя песка. Ориентировочно потребляемая электрическая мощность на подачу сжатого воздуха во время промывки — от 1,5 до 4 кВт на устройство в зависимости от производительности.
    2. На подачу чистой воды для промывки песка. Ориентировочно потребляемая электрическая мощность на подачу промывочной воды во время промывки — от 2 до 5 кВт на устройство в зависимости от производительности. Суммарное потребление электроэнергии при промывке фильтров тонкой очистки два раза в сутки (зависит от загрязненности воды) при производительности системы 500 м3/ч составит ориентировочно менее 20 кВт/ч в сутки (3 кВт на сжатый воздух и 4 кВт на подачу чистой воды для каждого из 8-ми устройств в течение 20 минут в сутки). Это значение близко к максимальному для случая очень загрязненной воды.
       
  • Системы дозирования химических реагентов — суммарная потребляемая электрическая мощность измеряется десятками ватт и не является определяющей.

Затраты на расходные материалы, их транспортировку и хранение

 

  • Затраты на коагулянт определяются качеством реактива (долей активного вещества) и степени загрязненности воды. Предлагаемая технология предусматривает дозирование коагулянта после предварительной очистки воды, что снижает его потребление. В установке предусмотрено дозирование коагулянта в разбавленном виде (предусмотрены емкости для концентрированного и разбавленного реактива), что тоже снижает его суммарное потребление из-за предотвращения выпадения осадка сульфата алюминия. Точная доза коагулянта (а значит и затраты) может быть определена практически по минимуму, обеспечивающему нужную степень очистки и отсутствия реактива в очищенной воде. Расчетное потребление коагулянта может быть определено на стадии конечного проектирования, основываясь на точных анализах воды при наличии статистики за длительный период времени.

     

    Ориентировочные значения суточного расхода коагулянта в зависимости от производительности модуля*:

     

    Для модуля, содержащего четыре засыпных фильтра
    Коагулянт Потребность,
    грамм на
    куб. метр
    Потребность
    суточная при
    объеме воды
    120 кубических
    метров в час (кг)
    Потребность
    суточная при
    объеме воды
    180 кубических
    метров в час (кг)
    Потребность
    суточная при
    объеме воды
    250 кубических
    метров в час (кг)
    Потребность
    суточная при
    объеме воды
    320 кубических
    метров в час (кг)
    Сульфат алюминия
    Гидроксихлорид
    алюминия
    (ПОЛВАК-40)
    Гидроксихлорид
    алюминия
    (ПОЛВАК-68)
    16.6

    11.5

    10.3

    50

    35

    31

    70

    50

    43

    100

    70

    62

    125

    88

    78

     

     

     


    Для модуля, содержащего восемь засыпных фильтров
    Коагулянт Потребность,
    грамм на
    куб. метр
    Потребность
    суточная при
    объеме воды
    250 кубических
    метров в час (кг)
    Потребность
    суточная при
    объеме воды
    350 кубических
    метров в час (кг)
    Потребность
    суточная при
    объеме воды
    500 кубических
    метров в час (кг)
    Потребность
    суточная при
    объеме воды
    640 кубических
    метров в час (кг)
    Потребность
    суточная при
    объеме воды
    1250 кубических
    метров в час (кг)
    Сульфат алюминия
    Гидроксихлорид
    алюминия
    (ПОЛВАК-40)
    Гидроксихлорид
    алюминия
    (ПОЛВАК-68)
    16.6

    11.5

    10.3

    100

    70

    62

    140

    100

    86

    200

    140

    124

    250

    175

    155

    500

    350

    310

  • * Расход коагулянта зависит от степени загрязненности и цветности исходной воды

     

  • Расходы гипохлорита натрия (а значит и затраты) зависят от его качества (концентрации), и срока хранения. Доза гипохлорита определяется практически по критерию обеспечения нужного количества свободного хлора в очищенной воде. Это значение может меняться сообразно потребностям в учете степени загрязненности исходной воды (паводки, цветение) и эпидемиологической ситуации. Предлагаемая технология предусматривает дозирование гипохлорита после полной очистки воды, что сильно снижает потребность в хлоре из-за отсутствия потери гипохлорита натрия на окисление органики и механических загрязнений. Это самый экономичный режим дозирования. 
    Заметные расходы химических реагентов для контроля pH возникают только тогда, когда корректировка pH нужна в значительных пределах. При pH исходной воды районе 7-8,3 расход этих реагентов минимален
    Важной экономической особенностью применения гипохлорита натрия является низкая стоимость его транспортировки и хранения. В отличие от хлор-газа эти затраты существенно меньшие. Кроме того, устраняется опасность техногенных аварий, терроризма и т.п.


     

    Ориентировочные значения суточного расхода гипохлорита натрия в пересчете на активный хлор (кг а.х.)
     

    в зависимости от производительности модуля*:

    Для модуля, содержащего четыре засыпных фильтра
    Потребность суточная
    при объеме воды 120
    кубических метров в
    час (кг а.х.)
    Потребность суточная
    при объеме воды 180
    кубических метров в
    час (кг а.х.)
    Потребность суточная
    при объеме воды 250
    кубических метров в
    час (кг а.х.)
    Потребность суточная
    при объеме воды 320
    кубических метров в
    час (кг а.х.)
    3.8 5 7.5 9.5

     

    Для модуля, содержащего восемь засыпных фильтров
    Потребность суточная
    при объеме воды 250
    кубических метров в
    час (кг а.х.)
    Потребность суточная
    при объеме воды 350
    кубических метров в
    час (кг а.х.)
    Потребность суточная
    при объеме воды 500
    кубических метров в
    час (кг а.х.)
    Потребность суточная
    при объеме воды 640
    кубических метров в
    час (кг а.х.)
    Потребность суточная
    при объеме воды 1250
    кубических метров в
    час (кг а.х.)
    7.5 10 15 19 38

    * Расход гипохлорита натрия зависит от степени загрязненности и окисляемости исходной воды. Приведено ориентировочное значение для усредненных показателей исходнойводы из поверхностного источника.

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..

 

Базовый модуль 01.04.2015