№7|2011

ПИТЬЕВОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

bbk 000000

УДК 628.16/.31.085

Рудникова Г. И., Зеленин А. М.

Обеззараживание воды ультрафиолетовым облучением на водоочистных сооружениях г. Ангарска

Аннотация

В целях повышения барьерной функции в отношении вирусов, паразитов и водных бактерий на водоочистных сооружениях г. Ангарска в 2009 г. введена в эксплуатацию станция ультрафиолетового обеззараживания питьевой воды. Оборудование станции размещено в здании блока основных сооружений перед вертикальными смесителями. С первых дней работы станции установлена высокая эффективность метода УФ-обеззараживания. Результаты анализов показали полную инактивацию всех водных микроорганизмов, а также зависимость интенсивности излучения ламп от органолептических свойств речной воды. С целью устранения этой зависимости предложена альтернативная схема подачи воды: на установки УФ-обеззараживания поступает не речная, а очищенная после фильтров вода.

Ключевые слова

, , , , , ,

 

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Источником хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения г. Ангарска служит река Ангара. Подготовка питьевой воды по проекту осуществляется на скорых фильтрах с зернистой загрузкой без предварительного отстаивания. Основная механическая и реагентная очистка проводится в блоке сооружений, в состав которого входят:

  • два железобетонных смесителя вертикального типа для приема речной воды и смешения ее с реагентами;
  • восемь скорых фильтров с фильтрующей загрузкой из гранодиорита для осветления и очистки речной воды. Проектная производительность одного фильтра составляет 720 м3/ч при полезной площади фильтрации 119 м2, рекомендованная скорость фильтрования 5,5 м/ч. Скорые фильтры имеют возможность работать в режиме контактных осветлителей;
  • две емкости общим объемом 1200 м3для хранения крепкого раствора коагулянта;
  • четыре емкости общим объемом 320 м3для приготовления и хранения рабочего раствора коагулянта;
  • технологические трубопроводы речной, очищенной, промывной воды и реагентопроводы.

Реагентная обработка воды осуществляется по принципу контактной коагуляции, при которой процесс хлопьеобразования заканчивается в толще фильтрующей загрузки фильтров. Обработка коагулянтами и флокулянтами предусмотрена только лишь на период паводка (с мая по август). По проекту обеззараживание воды предусмотрено газообразным хлором, однако в 2009 г. после ввода в эксплуатацию станции приемки и дозирования гипохлорита натрия обеззараживание производится этим реагентом. Общая производительность водоочистных сооружений составляет 120 тыс. м3/сут очищенной воды.

В целях повышения барьерной функции в отношении вирусов, паразитов, водных бактерий на водоочистных сооружениях г. Ангарска в сентябре 2009 г. введена в эксплуатацию станция обеззараживания питьевой воды ультрафиолетом.

Для сокращения затрат на внедрение прогрессивного метода обеззараживания в 2004 г. на этапе подготовки проектной документации, размещение станции УФ-обеззараживания было предусмотрено в существующем здании блока основных сооружений. Для обеспечения эффективного обеззараживания питьевой воды до требований СанПиН 2.1.1074-01, снижения микробиологического загрязнения, поступающей в смесители водоочистных сооружений речной воды повышения барьерной функции при максимальном расходе 7200 м3/ч специалистами НПО «ЛИТ» рекомендована оптимальная модификация двух УФ-установок УДВ 216А-6В-800Б-1.

В периоды ухудшения показателей речной воды (по мутности и цветности), а также при проведении технологического обслуживания оборудования УФ-установок (промывка, замена ламп и т. д.) проектом предусмотрено обеззараживание другими методами (первичным хлорированием).

Положительные результаты работы станции УФ-обеззараживания были получены еще на этапе пусконаладочных работ в сентябре 2009 г. С целью определения эффективности обеззараживания воды УФ-облучением специалистами предприятия была разработана программа санитарно-микробиологического контроля эффективности УФ-установок на водоочистных сооружениях города. В период пусконаладочных работ анализ проб проводился ежедневно по микробиологическим показателям: общим колиформным бактериям (ОКБ), термотолерантным колиформным бактериям (ТКБ), общему микробному числу (ОМЧ), индикатору вирусного загрязнения воды – колифагам. Полученные результаты показали, что прохождение воды через установки УФ-обеззараживания позволяет снизить количественный показатель ОКБ на 99,995%, ТКБ на 99,996%, ОМЧ и колифагов на 100% по сравнению с показателями речной воды (табл. 1).

07_07_tabl_01

В дальнейшем при режимной эксплуатации станции УФ-обеззараживания, согласно «Программе работ по замене первичного хлорирования УФО и снижению остаточного хлора на водоочистных сооружениях МУП г. Ангарска «Ангарский Водоканал», были проведены дополнительные исследования эффективности работы УФ-установок.

Результаты микробиологических испытаний подтвердили стабильность процесса обеззараживания воды УФ-установками после одного месяца непрерывной работы. Как и на этапе пусконаладочных работ, были получены данные, подтверждающие, что УФ-обеззараживание снижает количество ОКБ на 99,995%, ТКБ на 99,998%, ОМЧ и колифагов на 100% по сравнению с исходной водой. Энтеро- и ротавирусы после УФ-установок не обнаружены (табл. 2).

07_07_tabl_02

Кроме этого было выявлено, что сочетание физико-химических методов обеззараживания ультрафиолетовым излучением и гипохлоритом натрия обеспечивает выход с насосной станции второго подъема воды, полностью удовлетворяющей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 по микробиологическим и химическим показателям. Пролонгирующее действие гипохлорит-иона позволяет получать в распределительной сети г. Ангарска качественную питьевую воду.

В то же время в процессе эксплуатации были выявлены недостатки проектной технологической схемы, обусловленные местом расположения УФ-установок. Для предотвращения разрушения кварцевых чехлов и выхода из строя установок УДВ вследствие шугохода зимой 2009–2010 годов персонал водоочистных сооружений вынужден был исключать установки УФ-обеззараживания из схемы водоподготовки. В паводковый период (с мая по сентябрь 2010 г.) была выявлена высокая степень зависимости УФ-излучения от физико-химических свойств обрабатываемой воды. При мутности исходной воды 5,5 мг/л интенсивность излучения снижалась от 35 до 5,8 мДж/см2, и на мониторе установок высвечивался индикатор «Предупреждение». При повышении мутности до 9 мг/л высвечивался индикатор «Авария».

В паводковый период при мутности исходной воды свыше 9 мг/л УФ-обеззараживание теряло всякий смысл и исключалось из схемы водоподготовки. Кроме того, при проведении профилактических работ во входных камерах установок фиксировалось большое количество ила, водорослей и т. д.

В целях устранения вышеперечисленных недостатков специалистами Ангарского Водоканала было предложено произвести переобвязку установок УФ-обеззараживания. Цель данного предложения – подача на установку УФ-обеззараживания фильтрованной воды с мутностью, благоприятной для проведения эффективного УФ-облучения, не прибегая к коренному изменению компоновки основного технологического оборудования.

Специалистами ЗАО «Сибресурс» (г. Новосибирск) и кафедры водоснабжения и водоотведения НГАСУ был выполнен гидравлический расчет с построением высотной схемы сооружений и графика потерь напора. В результате расчета был определен диктующий уровень, соответствующий минимальному уровню воды в скором фильтре, при котором схема работоспособна. Также в результате гидравлического расчета было выявлено, что устройство одного общего сборного коллектора Ду 1000 мм от установок УФ-обеззараживания до коллектора чистой воды со значительным уклоном позволит увеличить скорость движения воды с получением эффекта сифона, т. е. создать зону разряжения (вакуум от 0,1 до 0,2 м вод. ст.) на выходе из установок УФ-обеззараживания. По результатам анализа гидравлических расчетов, в целях сокращения затрат на внедрение, было принято решение об устройстве одного отводящего трубопровода Ду 1000 мм от установок УФ-обеззараживания до коллектора чистой воды.

Для внедрения данного предложения был выполнен монтаж: подводящих трубопроводов Ду 1000 мм от сборного коллектора фильтрованной воды Ду 1200 мм до каждой УФ-установки; двух отводящих трубопроводов Ду 1000 мм от УФ-установок с врезкой в общий сборный коллектор Ду 1000 мм для отвода питьевой воды в резервуар чистой воды. На вновь смонтированных подводящих и отводящих трубопроводах предусмотрена запорная арматура (рисунок).

07_07_ris_01

После выполнения в 2010 г. работ по переобвязке станции УФ-обеззараживания движение воды по сооружениям осуществляется следующим образом. Исходная вода через задвижки 101 и 105 подается на вертикальные смесители вихревого типа, минуя установки УФ-обеззараживания, расположенные перед смесителями на входе в блок основных сооружений. Пройдя через смесители, вода (по проекту) направляется на скорые фильтры для механической очистки. После скорых фильтров очищенная вода по двум коллекторам Ду 1000 мм (максимальный расход 675 л/с каждый, скорость 0,8 м/с) направляется на установки УФ-обеззараживания УДВ-216А-6В-800Б-1. Пройдя через установки УФ-обеззараживания по общему сборному коллектору Ду 1000 мм с максимальным расходом 1350 л/с при скорости 1,7 м/с, вода направляется в правый коллектор чистой воды и далее в резервуар чистой воды.

Схема была введена в эксплуатацию в декабре 2010 г. и успешно эксплуатируется в настоящее время. Несмотря на то что зимой 2010–2011 г. мутность исходной воды поднималась до 39,9 мг/л, и периодически отмечался шугоход, установки УФ-обеззараживания работали без отключений в штатном режиме.

Выводы

Внедрение предложенной схемы позволило использовать установки УФ-обеззараживания на фильтрованной воде, что способствует максимальной эффективности по инактивации болезнетворных бактерий, устойчивых к воздействию хлорсодержащих реагентов независимо от органолептических показателей исходной (речной) воды, а также повысить барьерную функцию водоочистных сооружений в отношении вирусных загрязнений. Качество питьевой воды улучшается за счет сокращения дозы вводимых хлорсодержащих реагентов, что в свою очередь приводит к уменьшению содержания в питьевой воде хлорорганических соединений.

В период проведения пусконаладочных работ альтернативной схемы УФ-обеззараживания было проведено апробирование ее эффективности по микробиологическим показателям. В результате получены данные, свидетельствующие, что в таком режиме работы водоочистных сооружений возможно добиться 100-процентного обеззараживания воды еще до узла ввода вторичного хлорирования.

Внедрение предложенной схемы позволило обезопасить оборудование станции УФ-обеззараживания от негативного воздействия природных, техногенных паводков и шугохода, а также значительно сократить затраты на проведение регламентных работ по регенерации установок УФ-обеззараживания.

 

 

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

wastetech 150 100

VAK2

Чистая вода

Трубопроводная арматура АБРАДОКС, АБРА, ABRADOX, ABRA

Авторизация

Внимание! Рекомендуется просматривать сайт максимально свежими версиями браузеров. Некоторые устаревшие версии (IE 8) не смогут корректно скачать материалы номеров журнала.