новая технология – Акваклер
Безреагентная флокуляция в системах подготовки питьевой воды
Рани Фишер,
инженер по водоподготовке (Израиль)
1. Описание проблемы
Экология.
Традиционно в качестве флокулянта для подготовки воды питьевого качества используются такие надежные и проверенные реагенты, как например сульфат алюминия. Однако такие реагенты нельзя назвать "дружественными" по отношению к окружающей среде. При их использовании, стоки после обратной промывки фильтров необходимо специально утилизировать. Ожидается, что требования по утилизации сточных вод будут становиться еще более жесткими, и не раз, поэтому уже сейчас стоит задуматься о перспективах технологии.
Конечно появляются новые реагенты, они более эффективны, менее вредны, но одновременно и потребитель начинает предъявлять все новые требования. Люди желают использовать продукты, фрукты, овощи, воду, полученную вообще без каких-либо реагентов. Потребитель просто не хочет даже вникать, более этот реагент вреден или менее, он хочет просто без реагентов и все.
Акваклер.
Ферритное флокулирующее устройство. Его принцип действия основан на применении генератора высокочастотных электромагнитных полей, который формирует электромагнитные импульсы случайной временной последовательности. Конструктивно Акваклер представляет собой блок, который закрепляется поверх трубы, с питанием от сети 220В, а вокруг трубы собирается компактный магнитопровод. Акваклер не требует для работы расходных материалов и техобслуживания.
Устройство вызывает активную флокуляцию, оно выпускается уже более 15 лет, успешно применяется во всем мире в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий, в системах охлаждения, в системах водоподготовки плавательных бассейнов. Акваклер также эффективно для борьбы с бактериями и микроскопическими водорослями.
Проверенные области применения Акваклер относятся в основном к закрытым системам, а система водоочистки это открытая система. Т.е. если в закрытой системе для выращивания флоков у нас есть достаточно большое время, да и если флоки при первом прохождении через поле Акваклер вырастут недостаточно большими, то в последующих циклах мы все равно добьемся нужного размера частиц, необходимого для фильтрации.
Река Дан
В данном случае нам необходимо выращивать флоки быстро, крупного размера, добиваться стабильности результата при непостоянном составе воды.
2. Цель работы
Для уверенного применения Акваклер в системах водоочистки необходимо было определить факторы, влияющие на скорость роста и на размер создаваемых флоков.
Кроме того, необходимо было провести работу и по подбору параметров загрузки фильтров, насколько она влияет на эффективность фильтрации создаваемых флоков.
3. Практический опыт
Район водозабора
Полученные результаты исследовательской работы были применены для модернизации станции водоподготовки, расположенной на реке Восточный Дан, в Верхней Галилее, Израиль. Река Дан (образуется из 3-х притоков и впадает в Иордан) – это основной источник питьевой воды и воды для нужд сельского хозяйства в этой местности.
Мутность воды в реке вызвана в основном неорганическими веществами, вымываемыми из различных слоев горных пород, т.к. река берет свое начало на склонах горы Хермон.
Весной (в период паводка) и после дождей в воду дополнительно попадают частички грязи, глины, пыли.
Директивы Евросоюза по мутности питьевой воды требуют, чтобы значение ее составляло (по разным странам) не более от 0,1 до 0,4 NTU. В Израиле эта норма – 0,3 NTU.
Реагентное хозяйство
NTU – это нефелометрический способ определения мутности, 1NTU=1FTU=1ЕМФ (Единица Мутности по Формазину).
Производительность станции составляет 400 м3/ч воды. Предварительная очистка выполнена с помощью 2-х автоматических и самопромывных механических фильтров со степенью фильтрации 50 микрон, включенных параллельно.
После предварительной очистки в систему подается флокулянт – сульфат алюминия, полученные флоки задерживаются системой 8 скорых песочных фильтров диаметром по 2,5м каждый, со скоростью фильтрации 11 м/ч.
После обеззараживания (гипохлоритом) вода хранится в накопительном резервуаре емкостью 4000 м3.
Акваклер смонтировано в месте ввода флокулянта
На снимке: исходная вода поступает (по белой трубе) в предварительные фильтры (синие); Акваклер (увеличено) установлено в месте впрыска флокулянта; затем поток разделяется на два и каждый из них проходит через статический миксер (слева внизу).
В соответствие с качеством исходной воды, поставленными задачами, исходя из параметров имеющейся системы, был разработан проект и произведена реконструкция системы:
- После фильтров предварительной очистки, в месте ввода флокулянта было смонтировано флокулирующее устройство Акваклер Custom Р-8";
- На каждую из 2-х линий по 4 фильтра был установлен статический миксер. Статический миксер определенной конструкции, он создает в потоке воды дополнительные завихрения (турбуленции), необходимые для интенсивной флокуляции, но не настолько сильные, чтобы разбить уже начавшие образовываться флоки.
- Загрузка фильтров была заменена на многослойную.
Система дозирования флокулянта была сохранена на случай, если Акваклер не сможет справиться с поставленной задачей.
Система управления постоянно собирала информацию об уровне мутности, до Акваклер и на выходе из системы – после песочных фильтров.
После флокуляции вода поступает на скорые фильтры
На снимке: после Акваклер (обведено, устройство закрыто кожухом для защиты от солнца и воды), вода поступает на 2 группы по 4 скорых фильтра с многослойной загрузкой.
Были получены следующие результаты:
1. Зимние месяцы
В зимние месяцы, уровень мутности на входе в систему был очень низким, менее 1 NTU. В этот период, несмотря на низкий уровень мутности, процесс флокуляции происходил достаточно эффективно. А низкий уровень мутности означает, что мы имеем небольшое количество "сырья" для создания флоккул.
Система работала отлично и соответствовала всем требованиям. Флокулянт не подавался.
2. Весенние месяцы
Уровень мутности в весенней воде обычно очень высок, из-за таяния снегов на горе Хермон он достигает 12-14 NTU. На основании полученных результатов, возможно сделать вывод, что Акваклер функционирует хорошо, хотя флокулянт иногда и подавался в систему (всего в течение 12 дней) в небольшой концентрации – 2 ppm (ранее весной добавляли до 6 ppm), с целью чтобы параметры воды на выходе не выходили за необходимые значения.
3. Летние месяцы
Уровень мутности на вводе в систему был на уровне 1-2 NTU. Результат хороший. Флокулянт не подавался.
Вывод по итогам года:
Мутность воды. Годовой график: исходная вода и после фильтрации.
4. Результаты и выводы
- Без флокулянта системе (в данном составе!) удалось снижать уровень мутности до 16 раз.
- Результат также стабилен во всем диапазоне уровней мутности, от малого до пикового.
- Воду от обратной промывки фильтров (за исключением 12 дней в году) не требовалось утилизировать, т.к. в ней не было реагентов.
- Необходимо или внести еще дополнительные изменения в систему для усиления флокуляции (например поставить Акваклер большей мощности) или сохранить систему подачи флокулянта как резервную, на случай пиковых нагрузок.
- Считаем поставленные цели достигнутыми. Нам удалось подтвердить правильность сделанных выводов, Акваклер способно полностью заменить реагентную водоподготовку.
- Заказчик доволен результатом, запланирована модернизация и других станций водоочистки по аналогичной схеме.