Реконструкция станции обезжелезивания воды

Пос. Ржавки Солнечногорского района

В. Э. Фаттахов, главный инженер проекта ОАО «Промбурвод»

А. А. Данилов, генеральный директор ЗАО «Алсис»

При использовании подземных вод Касимовского горизонта (глубины до 120 м) для организации питьевого водоснабжения региона Московской области характерно повышенное содержание ионов железа, превышающее установленную норму – 0,3 мг/л.

В связи с этим наблюдается ситуация с повсеместным водопотреблением такой воды населением области. Если при небольшом водопотреблении (до 20 м³/сут) можно как-то самостоятельно решить проблему удаления железа, то жители многих населенных пунктов области десятилетиями ждут решения централизованной, в составе ВЗУ, очистки (обезжелезивания) питьевой воды. Ущерб, наносимый  от повышенного содержания железа, могут оценить только те, кто ежедневно потребляет ее, кто купается в ней, применяет в бытовых машинах. Основная часть наказов избирателей депутатам всех уровней – решение проблемы очистки воды.

Нужно отметить, что в области существует программа «Чистая вода», где учтено много объектов с оценкой их реализации, но, к сожалению, мало сведений об их практической реализации.

Одним из объектов в поселке с символическим названием Ржавки, на котором была реализована цепочка бюджет – строительство – чистая вода, стала станция обезжелезивания в пос. Ржавки Солнечногорского района мощностью 2200 м³/сут.

На начало проектных и монтажных работ станция обезжелезивания представляла собой строение 1989 года постройки, выведенное из эксплуатации через 6 лет по простой причине: проектные решения, положенные в основу технологической схемы, представляли принцип одноразового потребления.

–  Загрузку фильтрационного материала (кварцевый песок) в фильтры, без возможности гидроразгрузки;

–  Двухступенчатую систему очистки через контактные и осветлительные фильтры, в которых происходит задержание крупных хлопьев гидроксида железа лишь на поверхности, в результате чего требуются более частые промывки фильтров и, как следствие, не обеспечивается задержание железобактерий в загрузочной массе;

– Расход воды на промыв фильтров составил через 5 лет эксплуатации до 400 м³/сутки.

Таким образом станция стала все больше работать на себя и была выведена из эксплуатации. Здание неотапливаемое, с частично разбитыми окнами, простоявшее в таком состоянии немало лет, благодаря энергии Администрации поселка Ржавки, ЗАО «Мособлинвестстрой», ОАО «Промбурвод» было приведено в жизнеспособное состояние, позволяющее осуществлять его нормальное функционирование.

Сохранившееся оборудование состояло из:

– семи фильтров марки ФОВ (три фильтра ФОВ-2,6-0,6, три фильтра ФОВ-2,0-0,6; один фильтр ФОВ-3,0-0,6)

– запорной арматуры;

– трубопроводов различного диаметра и состояния;

– остатков элементов оборудования.

В соответствии с заданием на проектирование и в связи с перспективным увеличением численности жителей поселка Ржавки, проектному подразделению ОАО «Промбурвод» поручалось разработать проект: «Реконструкция ВЗУ в пос. Ржавки Солнечногорского района» с доведением ее мощности с 2200 м³/сут. до 4000 м³/сут. в соответствии с утвержденным перспективным балансом водопотребления и водоотведения поселка Ржавки.

Представленный анализ исходной воды из скважин, протокол № 615 от 1.09.03 г. ИЛЦ Госсанэпиднадзора в Солнечногорском районе показал содержание железа 0,96–1,21 мг/л. Было ясно, что на существующем оборудовании резкое увеличение (почти в 2 раза) объема очищаемой воды возможно только при применении современных, сопоставимых по затратам загрузок, с сорбционными и каталитическими свойствами, по отношению к железу (II) и (III), фильтровальных материалов минерального происхождения. После проведения анализа предлагаемых на рынке фильтровальных материалов было принято решение использовать «Сорбент АС» (производитель ЗАО «Алсис»), внедренного более чем на 200 объектах очистки с производительностью до 3000 м³/ч. Сравнительная оценка фильтрующих загрузок приведена в табл. 1.

Принципиальная схема работы станции обезжелезивания представлена на рис.1

Рисунок 1. (подробнее)

Технологические решения

Исходная вода от существующих артезианских скважин насосами перекачивается в водовод, который подает воду в бак-аэратор-дегазатор. Для этих целей один из существующих фильтров марки ФОВ-3,0-0,6 был переоборудован с устройством внутри него питающего трубопровода и конусообразных сегментных лепестков, увеличивающих площадь контакта с воздухом (рис. 2). При прохождении воды через аэратор-дегазатор происходит отделение растворенных газов (сероводород, аммиак и др.) и частичное окисление двухвалентного железа в трехвалентное вследствие капельного разбрызгивания потока воды.

Аэрированная и дегазированная вода насосами, управляемыми датчиками уровня, подается сверху в напорные фильтры, где происходит осаждение гидроокислов железа на фильтрующей загрузке.

Обращаем внимание на большую площадь для контакта «Сорбента-АС», составляющую 150–180 м²/г и плотность 600–650 кг/м³. При удельной грязеемкости загрузки 2,0 кг/м³ и высоте слоя загрузки – 1,2 м. Общая грязеемкость загрузки одного фильтра Д = 2,6 м составляет 12,72 кг, одного фильтра Д = 2,0 – 7,5 кг. Время между промывками фильтра 4 суток. Режим промывки должен уточняться в процессе эксплуатации фильтров в зависимости от фактического содержания железа в исходной воде. Подача чистой воды на промывку осуществляется насосами второго подъема в часы минимального водоразбора. Для предотвращения выноса фильтрующей загрузки из фильтров в его верхней и нижней части установлены 8-ми лучевые дренажи, выполненные с применением колпачков. При площади сечения одного фильтра ФОВ-2,6-0,6 – 5,3 м² площадь дренирования составляет 0,1 м². Для целей обеззараживания предусмотрена электролизная установка «ЭН-5», вырабатывающая гипохлорит натрия. Данная установка применяется в случаях, регламентированных службой Санэпиднадзора.

Рисунок 2.

После согласования и утверждения проектно-сметной документации в установленном порядке монтажно-строительное подразделение ОАО «Промбурвод» приступило к реализации проектных решений. Из произведенных демонтажных и подготовительных работ вызывает интерес объем ржавчины в количестве 10,0 тонн, вывезенных при очистке фильтров. Все работы были выполнены, объемы работ и расход материалов были тщательно проконтролированы заказчиком – МУП «Стройинвест-Солнечногорск» и КРУ Московской области. Пуско-наладочные работы показали следующую динамику очистки воды:

– содержание железа через 2 дня работы – 1,16 мг/л;

– содержание железа через 4 дня работы – 0,16 мг/л.

Контроль производился путем лабораторных анализов, проводимых испытательной лабораторией ИСВОД Центр.

Проведенные испытания также показали:

– механизм фильтрации воды резко отличается от фильтрации через кварцевый песок;

– накопление посторонних механических примесей как в структуре, так и на поверхности зерна, не происходит;

– регенерация сорбента не требует какой-либо специальной реагентной обработки;

– скорость механического износа позволяет стабильно работать фильтру до планового ремонта (не менее 5 лет).

Особый интерес представляла технико-экономическая оценка. Для ее проведения был заключен договор с Солнечногорским Водоканалом, который и произвел эту работу. На основании утвержденного сметно-финансового расчета, других документов, не вдаваясь в коммерческие подробности, можно с большой долей уверенности говорить о сроке окупаемости в 3,5–4 года. Указанные сроки наверняка заинтересуют инвесторов и депутатов, желающих получить быструю отдачу и заработать популярность избирателей.

Выводы:

Все использованные схемы и технологии в данной статье не являются новыми, но ввиду отсутствия информации о действующих станциях обезжелезивания на территории Московской области, с учетом согласований в ГУ «Мособлэкспертиза», могут быть полезны.