Как видно из вышеприведенных сведений скорость фильтрации при эксплуатации данных очистных сооружений находится в пределах научных рекомендаций: «С использованием реагентов фильтрование осуществляло скоростью 5 – 12 м/ч и более, а без реагентов – 0,1 -0,3 м/ч (медленное фильтрование)». [стр. 44, 9] На данных очистных сооружениях фильтрование через слой песка идет сверху вниз, а промывка идет в обратном направлении снизу – вверх. Что представляют из себя эти промывные воды видно на фото – высокомутная с реагентами вода большой интенсивностью потока. Эта вода может отравить реку, озеро. Однако, на это не обращают внимание экологи и СЭС.
Данным очистные сооружениям возраст 25 лет и они основательно изношены: нет денег завести новый кварцевый песок, обновить насосное и другое оборудование. Качество очистки из – за отсутствия мелких фракций песка плохое. В период интенсивных дождей очистные сооружения иногда по неделям не работают… Кстати, дожди и снеготаяние есть бич для всех очистных сооружений водопровода.
Необходимо отметить, что загрязнение поверхностных вод возрастает. И это уже замечает профессор В. А. Петросов «В условиях техногенных загрязнений водных ресурсов – источников водообеспечения населения, действующие составы сооружений водопроводов уже не способны поддерживать качество воды, необходимое для продолжительной жизни человека». [1].
«Предстоит создавать отечественные технологии по производству специальных мембранных фильтров для водоснабжения, способных работать на очень низком давлении. Это будет большим достижением в решении ряда проблем, в том числе и для удаления из вод токсичных органических загрязнений».
Профессор В. А. Петросов [1]
Решение проблем очистных сооружений водопровода
Из обсуждения вышерассмотренных проблем создается впечатление, что необходимо что-то менять, для того, чтобы получать питьевую воду не из бутылок или бытовых фильтров. И все-таки есть ли выход из данной ситуации? Данную проблему мы обсудили на страницах журнала ВАКа [8]. Не было ни одного серьезного возражения по данной статье. В продолжение работы над данной проблемой были сделаны научные исследования по фильтрации на Запорожской АЭС, ВОС г. Старый Крым. Результаты данных исследований будут опубликованы в следующей статье, т. к. содержит большой раздел технической информации. В ходе проведенных исследований мы нашли то, что искали – ответ как должны быть реконструированы типовые очистные сооружения водопровода. Для этого приводим фотографии из данных исследований.
На данном рисунке фильтрующий модуль будущего фильтра. Обратите внимание на прозрачность воды и его зеркало воды над слоем фильтрующего материала – абсолютное спокойствие! А это притом, что скорость фильтрации была до 100 м/ч. Проведенные исследования ответили на те вопросы, которые не могли быть получены теоретически: эффективность, скорость фильтрации, условия прочности фильтрующего материала, возможности регенерации. На нижеприведенных рисунках, без комментарий, (они будут приведены в другой статье) показаны как выглядели фильтропласты. Кстати, они выполняются по ТУ У 16512587.002-2001 и сертифицированы на питьевую воду. Просим обратить внимание, что со стороны рабочей поверхности фильтры покрыты слоем глины, когда с другой стороны совершенно чистые.
На данном рисунке показаны исследования фильтропластов на разрыв под давлением фильтрации, чтобы при их дальнейшей промышленной эксплуатации это не происходило.
Проектное решение заключалось в том, чтобы, убрав полностью загрузку зернистого фильтра и разбив на определенный уровень существующие перегородки внутри, сделать монтаж по месту полипропиленовый фильтр нашей конструкции с площадками, лестницами и емкостями для обеззараживания. В качестве антисептика мы предлагаем пергидроль – перекись водорода. Фильтрование предлагается на полислоях фильтропластов, на последнем слое 0,3 мкм будут задерживаться все взвешенные вещества и все микробы, т. к. размер этих загрязнений меньше, чем размеры этих веществ. При этом вода будет сохранять свой природный солевой состав, что не изменит ее привычный вкус для населения.
Место врезки подающей трубы на полипропиленовый фильтр.
Монтажное решение: тройник Ду400 необходимо демонтировать, развернуть на угол 30 º от горизонтали в сторону корпусов песчаных фильтров, монтаж в новом положении. В дальнейшем необходимо приварить трубу Ду400, необходимой длины, к ответному фланцу Ду400, смонтированном на тройнике, между стенкой фильтра и первой правой трубой (см. фото), изготовить и установить подпорную стойку, чтобы разгрузить на нее вертикальную нагрузку веса трубы Ду 400 с водой. В дальнейшем привариваются отводы, вертикальная труба и т.д..
Трубы для подачи, отвода и промывки и песчаных фильтров. Одна из них будет использована в предстоящей реконструкции.
Данная реконструкция позволит полностью обеспечить питьевой водой г. Старый Крым в не зависимости от погодных условий. Для работы этого фильтра не нужны насосы – гидростатическое давление воды между плотиной и фильтром 18 м вполне обеспечит его работу. Разработанный данный эскизный проект реконструкции на полипропиленовый фильтр с размерами 4 x 2 x 4 (м) для очистных сооружений водопровода г. Старый Крым примерно будет стоить около 100 тыс. долларов. Западный аналог по нашим данным стоит 1 млн. 200 тыс. долларов (по ценам 2005 г).
Рабочий проект этой и аналогичной реконструкции от города до малого поселка на любую производительность может выполнить ведущий институт по коммунальным объектам КРП «КРЫМКОММУНПРОЕКТ» (директор ЗАЙЦЕВ Владимир Александрович, заслуженный строитель Украины, cleanwater@inbox.ru).
Выводы
1. Использовать производственное помещение от одной секции зернистого фильтра для установки и обвязки предлагаемого фильтра с номинальной производительность 400 м3/ч необходимо лишь одно технологическое условие - подпор воды на фильтр не менее 10 м.
2. Возможность создавать различные конструкции фильтров с производительностью от 10 до 1000 м3 /ч в одной секции фильтра – системы. Одно из преимуществ данных фильтров - их можно сделать передвижными на случай чрезвычайных ситуаций, т. к. металлоконструкции можно смонтировать в течение нескольких часов.
3.Исходя из их повышенной производительности (в четыре раза выше по сравнению с песчаным фильтром) на той же производственной площади, можно насчитать срок окупаемости затрат на реконструкцию одной секции фильтра.
4. По нашим данным, проблема переоборудования песчаных зернистых фильтров на фильтры с новыми фильтрующими материалами с наименьшими затратами очень остро стоит во всем мире, и альтернативы, по техническим и экономическим показателям, нашему изобретению в мире пока нет.
5. Отпадает необходимость во флокуляции очищаемой воды, т.е. не нужно подавать реагенты перед фильтром.
6. Экономия в 6% и более питьевой воды на промывку фильтра.
7. Экономия электроэнергии для промывки фильтра.
8.Улучшается экология от воздействия промывных вод на водные объекты.
9. На порядок улучшится эффективность работы фильтрующей станции.
10. Отпадает физически необходимость в хлорировании воды, что скажется на здоровье населения и долговечности водопроводных стальных труб.
11. Исходя из уменьшения производственно-эксплуатационных затрат фильтрующей станции, водопроводное хозяйство станет более рентабельным, и отпадает необходимость пересмотра тарифов на питьевую воду в сторону увеличения.
12. Реконструкцию песчаных фильтров можно провести в течение 2 – 3 месяцев.
Как видим, что качественно изменяются очистные сооружения водопровода. Поэтому во втором разделе специально очень подробно дана на эту тему информация. как устроены типовые ВОС г. Старый Крым и им аналогичные объекты как в странах СНГ и мира [6]… Разорвать этот порочный круг очень не просто, и это отмечается в первом разделе. Таким образом, предлагаемое решение по праву можно назвать революционным по экономическим, технологическим и психологическим факторам.
Список литературы
Газета «Вода – жизнь», Харьков, 2003г.
Вода питьевая. ГОСТ 2874 - 82.
СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985. -136
Ткань фильтровальная. Технические условия. ТУ У 16512587. 2001-2000 (вводятся впервые). Дата введения с 01.06.2001г без ограничения срока действия.
Кедров В. С, Пальгунов П.П., Сомов М.А. Водоснабжение и канализация. — М.: Стройиздат, 1984.
Шевелев Ф.А., Орлов Г.А. Водоснабжение больших городов зарубежных стран. — М.: Стройиздат, 1987.
Материалы Международного Конгресса ЭТЭВК-2003 – 2008.
Демков А.И. Технологические и экономические проблемы очистных сооружений водопровода. Вестник международного славянского университета. Серия «Технические науки» т.VI 2003 № 2
9. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. М.: Высш.шк., 1987. – 479 с.
10. Демков А.И. Применение синтетических материалов для глубокой очистке сточных вод фильтрованием. Зб. наук. пр. /УкрНДIЕП. – Х.: Факт, 2004.-306 с.
11. Цебренко М.В. Бактерицидные тонковолокнистые фильтрующие материалы и фильтры на их основе/ М. Цебренко, Н. Резанова, И.Цебренко, М. Майборода// Сборник трудов IX международной научно – технической конференции 11 - 15 июня 2001г. Щелкино АР Крым. – С 629 – 634.
12. Цебренко М.В. Химические волокна. 1980. №5. - С32 – 34.
13. Патент 1086585. Устройство для очистки сточных вод от нефтепродуктов /А.И. Демков.
14. Демков А.И. Новые промышленные технологии. Вода – фундамент здоровья. //Энергетика и промышленность России. № 4, 2007.С. 53