Безнапорная блочно-модульная установка водоподготовки Кристалл-Б

Станции разработаны с применением современных достижений и передовых технологий в области водоподготовки и изготавливаются из полимерных материалов устойчивых к ультрафиолетовому излучению по ТУ РБ 390 15 1606. 001 2008, имеют гигиенический сертификат РБ № 08 33 2.57350.

Безнапорные станции обезжелезивания наиболее целесообразно применять при наличии на водозаборе резервуаров чистой воды и насосной станции 2-го подъема, а также для оборудования системами водоподготовки одиночных скважин или их групп, работающих непосредственно на водопроводную сеть.

Преимущества

• все корпусные элементы и детали станции изготавливаются из полимерных материалов с гарантийным сроком эксплуатации не менее 30 лет;
• конструкция контактной камеры имеет специальную аэрационную систему и полимерную загрузку, обеспечивающие интенсивные массообменные окислительные, физико-химические и биологические процессы, а так же дегазацию и аэрацию обрабатываемой воды;
• самопромывающиеся фильтры с плавающей загрузкой не требуют устройства резервуаров для хранения промывной воды и использования специальных промывных насосов;
• простая и надежная система автоматики при минимальном количестве запорной арматуры обеспечивает промывку фильтров, работу скважинных насосов и насосов станции второго подъема без постоянного обслуживающего персонала;  
• при отсутствии резервуаров чистой воды станция комплектуется регулирующим резервуаром и насосами второго подъема с регулируемым приводом, обеспечивающим фактическое водопотребление из водопроводной сети;
• экономичность работы станции обеспечивается длительным фильтроциклом (не менее 48 часов при исходной концентрации железа до 15 мг/л), коротким периодом промывки (не более 5 минут), низким требуемым давлением воды перед станцией (не более 1,0 кг/см2);
• минимальные эксплуатационные затраты (отсутствие постоянного обслуживающего персонала; электроэнергия на собственные нужды станции составляет не более 0,01 кВт/м.куб. обрабатываемой воды и предназначается для нужд автоматизации и диспетчеризации процессов;  объем промывных вод не превышает 1,0-1,2% от производительности станции).    

Базовыми элементами для конструирования станции являются окислительная камера (биореактор) и фильтр-модули, изготавливаемые по ТУ BY 390151606.001-2008. Размеры, количество и компоновка биореакторов и фильтр-модулей определяются производительностью станции, составом исходной воды и местными условиями (видом транспорта доставки, габаритами существующих зданий, высотным расположением РЧВ и т.п.).   

Базовые параметры биореакторов и фильтр-модулей

Диаметр биореактора, фильтр-модуля, м	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,4	3,0
Производительность, при Vф=7,5 м/ч, м3/час	6,0	8,5	11,5	15,0	19,0	23,5	34,0	53,0

Указанная в таблице производительность может изменяться в зависимости от сложности состава обрабатываемой воды. Диаметр биореактора, как правило, принимается равным диаметру фильтров. При этом соотношение количества биореактор : фильтры принимается 1:3 или 1:4 в зависимости от состава воды. Это соотношение может изменяться при соответствующем изменении диаметров биореактора и фильтров. Высота биореакторов до 7,0 м, фильтров - до 4,5 м.

Конструктивное оформление станции обезжелезивания

Корпуса и отдельные элементы биореакторов и фильтр-модулей изготавливаются из спиральновитых труб ПЭСВ по ТУ 2248-004-45726757 и листового полиэтилена ПЭНД по ГОСТ 16338. Соединительные детали и трубы из ПЭНД по ТУ РБ 390151606.003.

Биореактор представляет собой цилиндрический резервуар высотой в базовом исполнении до 5,0 м в верхней части которого расположена зона дегазации-аэрации исходной воды. В средней зоне биореактора находится специальная полимерная загрузка, представляющая собой свободноплавающие насыпные элементы с развитой поверхностью (180 м2/м3) для интенсификации массообменных физико-химических и биологических процессов окисления железа, марганца и других соединений. 

Нижняя конусообразная зона биореактора служит для выделения, уплотнения и накопления избыточной биопленки и других продуктов окисления удаляемых веществ. 

В зависимости от качества исходной воды верхняя часть биореактора может оборудоваться надстройкой (сухой градирней) для отдувки растворенных газов и дополнительной аэрации исходной воды. В этом случае высота биореактора может достигать высоты до 7,0 м. 

Фильтр-модуль представляет собой самопромывающийся фильтр с плавающей загрузкой из вспененного полистирола различной крупности. Фильтрация воды производится в направлении снизу-вверх. В нижней зоне фильтра имеется система для подачи исходной и равномерного отвода промывной воды. В средней части располагается плавающая фильтрующая загрузка высотой 1,0-1,2 м., которая удерживается дренажной системой специальной конструкции. В верхней зоне фильтра (надфильтровое пространство) размещается запас промывной воды, который используется для периодической промывки фильтров. 

С целью сокращения объема надфильтрового пространства, объем которого должен быть не менее объема воды, требуемого на промывку одного фильтра, верхняя зона нескольких фильтров объединяется в общий объем запаса промывной воды. Высота фильтр-модуля зависит главным образом от высотной схемы движения воды по сооружениям водоподготовки и должна быть достаточной для беспрепятственного поступления очищенной воды в РЧВ под гидростатическим давлением. Для этого расчетная отметка уровня воды в фильтр-модуле должна быть выше отметки излива воды в РЧВ на величину потерь напора в коммуникациях и свободный излив и определяется расчётным путём. Фильтр оборудуется устройством для регулирования подачи воды на фильтр и затворами с пневмоприводом для автоматизации процесса промывки. 

Базовая технологическая схема и принцип работы установки водоподготовки 

Исходная вода из скважин подается в верхнюю зону биореактора, где с помощью специальных устройств обеспечивается интенсивная дегазация и аэрация, в результате которых из воды удаляются растворенные газы (диоксид углерода, сероводород, метан и другие) и происходит практически полное ее насыщение кислородом воздуха. При этом, как правило, существенно увеличивается значение рH и окислительно-восстановительного потенциала (Eh), что способствует увеличению скорости последующих окислительных процессов. 

В центральной части биореактора на развитой поверхности загрузки образуется биопленка, состоящая из окисленных форм железа, марганца и железо- и маргацеокисляющих бактерий. В результате протекания сложных каталитических физико-химических и биологических процессов в биореакторе происходит окисление основной массы двухвалентного железа и его удаление не менее чем на 50-70% в виде избыточной биопленки и других окисленных форм, а также предварительное окисление марганца. Это снижает нагрузку на фильтр, увеличивает продолжительность его межрегенерационного периода и существенно сокращает расход промывной воды. В нижней конусообразной зоне биореактора происходит выделение, уплотнение и накопление избыточной биопленки и других продуктов окисления удаляемых веществ. Структура образующегося осадка отличается высокой концентрацией, крупными хлопьями, хорошо сгущается и обезвоживается за счет процессов биофлокуляции и образования кристаллических форм оксигидроокисей железа. Осадок из биореактора удаляется периодически (2-3 раза в месяц) по иловой трубе. 

Предварительно обработанная вода из биореактора через распределительные устройства поступает в нижнюю зону фильтров с плавающей загрузкой. При фильтровании воды через загрузку в ней задерживаются выносимые из биореактора микрохлопья окисленных форм железа, доокисление и удаление остаточных концентраций растворенного железа и окончательное окисление марганца. В связи с интенсивными протеканиями биологических процессов окисленное железо и марганец задерживаются в более компактной форме, что в несколько раз увеличивает грязеёмкость фильтра и снижает расход промывной воды. 

По мере закупоривания порового пространства фильтрующей загрузки возрастает ее гидравлическое сопротивление. При достижении предельных потерь напора в фильтре он выводится на промывку путем открытия автоматического затвора с пневмоприводом на линии сброса промывной воды. При этом вода из блока надфильтровых пространств нескольких фильтров проходит через загрузку сверху-вниз с определенной интенсивностью (в среднем 12 л/с м2), расширяет ее переводя в псевдоожиженное состояние и обеспечивает интенсивное гидромеханическое удаление задержанных загрязнений как из порового пространства, так и с поверхности гранул загрузочного материала.
Периодичность промывки фильтров зависит от содержания загрязнений в исходной воде и устанавливается в процессе выполнения пусконаладочных работ. Обычно она составляет от 2-х до 5-ти суток и окончательно определяется в процессе пусконаладочных работ. Продолжительность промывки не превышает 4-5 минут. 

Для поддержания постоянного объёма воды в надфильтровом пространстве установка оборудуется переливной колонной устанавливаемой на отводе очищенной воды в РЧВ. 

В целях информативности пусконаладочных работ, мониторинга процессов в процессе эксплуатации и автоматизации станция оборудуется пробоотборниками и датчиками на каждой ступени и на каждой единице оборудования. 

В связи с постоянным совершенствованием технологических и конструктивных решений поставщик оставляет за собой право вносить изменения, не ухудшающие технико-экономические показатели поставляемой продукции. Разработка технологической схемы и подбор оборудования для каждого отдельного объекта производится специалистами УП «Полимерконструкция» на основании заполненного опросного листа и предоставляется заказчику или проектной организации в кратчайшие сроки.