Автором разработаны новые решения задачи качества воды (в том числе – питьевой). Предлагаются к внедрению промышленные установки (а не бытовые фильтры), так как, по мнению автора, очистка воды в последних менее качественна и менее экономична.

С развитием промышленности и ростом населения в мире произошли большие изменения в природе. Почти невозможно найти реку или озеро, где бы вода отвечала стандартам питьевой воды.
Особенно это касается крупных городов. При этом с каждым годом водоемы не становятся чище, а техногенное загрязнение поверхностных вод отрицательно сказывается на работе очистных сооружений.
Самой большой проблемой являются атмосферные осадки и талые воды. Под воздействием поверхностного стока в реках и озерах вода становится мутной, насыщенной органическими и неорганическими примесями. Естественно, очистные сооружения не могут в таких условиях нормально работать.

Большие проблемы связаны с качеством очистки. Для ликвидации мутности в воду добавляют реагенты, алюминаты, хлорное железо и др. Кроме того, воду хлорируют с содержанием остаточного хлора в водопроводе 0,3 0,5 мг/л. Однако при потреблении такой воды образуется производное хлора – диоксин, который, медленно накапливаясь в организме, разрушает иммунную, эндокринную и репродуктивную систему.

Многие употребляют только кипяченую воду. Но при кипячении вредные свойства хлора лишь усиливаются, и он переходит в канцерогенное вещество – тригалометан.

При наличии в природной воде поллютантов после хлорирования неизбежно образование хлорорганических соединений, время жизни которых исчисляются годами, десятилетиями и даже столетиями и которые могут являться причиной различных заболеваний у населения, употребляющих эту воду. В питьевой воде образуются четыреххлористый углерод, трихлорэтилен, дихлорэтан. Основной вклад (78,4%) в канцерогенный риск вносят такие галоформные соединения, как хлороформ, бромдихлорметан и дибромхлорметан.

Чистые коттеджи

Автором разработаны новые решения вопроса качества воды (в том числе – питьевой). Стоит отметить, что предлагаются к внедрению именно промышленные установки, а не бытовые фильтры, так как, по мнению автора, очистка воды в последних менее качественна и менее экономична.

Например, установка питьевой воды производительностью до 60 м3/сутки предназначена для коттеджей и групп домов. Главное условие действия установки – чтобы источник воды не был обработан хлором.

Агрегат состоит из двух емкостей объемом в 3,6 м3, фильтра из двух фильтрующих элементов, устройства электрокоагуляции и ультразвука, системы автоматического регулирования от аварийных режимов и насосного оборудования. Емкости могут служить для буферного запаса питьевой воды. Фильтрующим материалом выбран полипропилен, подвергаемый регенерации и обеззараживанию. Система электрокоагуляции и обеззараживания позволяет подготовить воду для качественной доочистки на второй ступени фильтрации.

Такая установка компактна и не требует постоянного обслуживания: профилактику можно проводить один раз в неделю.

Принцип работы

Очищаемую воду подают через водомер на нижний фильтр, где будут задерживаться все частицы более 5 мкм. Далее вода поступает в первую приемную емкость с перепадом 0,7 м, что создаст естественную аэрацию. Первая приемная емкость оборудована технологической вертикальной перегородкой, в которой протекают процессы окисления и электрокоагуляции, интенсифицированные ультразвуком. В трубе Ду100 под действием ультразвука происходит обеззараживание воды. Насосом вода подается на фильтр второй ступени, где задерживаются бактерии и взвешенные вещества с размером более 0,3 мкм.

Очищенная вода попадет во вторую приемную емкость. Отсюда ее можно перекачать в буферную зону, находящуюся на максимально высокой геодезической отметке. От буфера идет разводка к потребителям – такую воду можно использовать не только в качестве питьевой, но и для наполнения ванны или бассейна.

При этом разводку питьевой воды можно произвести и через циркуляционный насос марки ЦВС.

Преимущества установки:

очистка – от бактерий, взвешенных веществ – до 100%;
нет необходимости в реагентной – обработке воды;
не нужна предварительная технологическая очистка воды; –
дезинфекция проходит без применения хлора; –
запас по – производительности – от 3 до 60 м3/сутки и более, без перестройки фильтрующей установки;
весь технологический процесс работы установки автоматизирован; –
нет необходимости замены фильтрующего материала, только его регенерация; –
установка не имеет аналогов, т. к. создана на базе автор-ского изобретения – (фильтра для очистки воды, патент РФ № 1086585).

Старый Крым и новая вода

На базе того же изобретения автором был разработан проект реконструкции типовых очистных сооружений водопровода городов.

В силу насыщения воды органическими и неорганическими примесями, которые несет с собой поверхностный сток, очистные сооружения водопровода, как уже отмечалось выше, не могут нормально работать – особенно если схема очистки воды одноступенчатая.

Для промывки зернистого фильтра нужна уже очищенная вода. Если при нормальной эксплуатации для промывки используется примерно 7% от общего количества очищенной воды, то при наличии в исходной воде атмосферных осадков и талых вод – в 2 3 раза больше (около 20%). При этом зернистый фильтр забивается за 6 8 часов. Идет перерасход флокулянтов, хлора, больше расходуется электроэнергии для работы промывных насосов.

Но это еще не всё. Некоторое время после промывки зернистый фильтр не может работать эффективно – из крана течет мутная жидкость. Это повторяется систематически – синхронно с плохой погодой.

Населению не будет поступать грязная вода, если использовать проект реконструкции очистных сооружений водопровода, разработанный автором. После реализации этого проекта совершенно необязательно применять на очистных сооружениях хлор, в фильтрах не будет песка, а очищенная вода не будет содержать в себе бактерий.

В качестве фильтрующего материала используется полипропилен, при этом производительность увеличивается настолько, что один фильтр может принять на себя гидравлическую мощность всей станции. Он не боится высокой мутности очищаемой воды и работает при скорости и давлении в десять раз больших, чем его традиционные аналоги. Можно представить, сколько электроэнергии, чистой воды, хлора, и – главное – здоровья сбережет это новшество!

Конкретный проект такой реконструкции был разработан автором для водоочистных сооружений для г. Старый Крым. Максимальная производительность установки здесь составляет около 15000 м3/сутки.

По сравнению с песчаным фильтром экономится от 6% и более чистой воды, при этом происходит экономия электроэнергии на работе промывных насосов и реагентного хозяйства. Реконструкцию можно проводить без остановки фильтровальной станции в целом, при этом работы окупаются за несколько месяцев.

Фильтры для плавательных бассейнов

Одно из важнейших применений нового фильтра – в плавательных бассейнах.

Бассейны требуют больших эксплуатационных затрат на поддержание высокого качества воды. В идеальном варианте вода должна быть питьевого качества (чтобы, попадая случайно вовнутрь человека, не было негативных последствий). Кроме того, она должна сохранять оптимальные температурные характеристики.

Для восстановления качества воды в бассейнах меняют воду полностью или частично, пропускают ее через песчаные или угольные фильтры, моют стенки и дно опорожненного бассейна.

Критика существующих методов очистки бассейнов: при опорожнении бассейнов безвозвратно теряется вода, которая стоит не дешево; происходит дополнительная нагрузка на городскую канализацию, что требует определенных материальных затрат; теряется тепловая энергия, затраченная на нагревание воды в холодное время года; применение кварцевых и сорбционных угольных фильтров не обеспечивает качественной очистки; угольные фильтры стоят дорого и быстро кольматируются хлором, при этом происходит вынос сорбционных угольных фильтров при интенсивных промывках и т. д.

Фильтр на основе разработанного автором патента позволяет ликвидировать перечисленные недостатки.

Очистные сооружения от нефтепродуктов

Нефтепродукты, как товарный продукт, по обороту занимают одно из первых мест в мире. Их производство, перевозка, хранение, реализация и утилизация после использования – это процессы, которые неизбежно связаны с загрязнением окружающей среды.

На пути экологических потерь должна быть установлена защита: локальные очистные сооружения.

К этим сооружениям предъявляются особые требования – эффективность, надежность, экономичность, производительность, безопасная утилизация отходов. По типу локальные очистные сооружения могут быть выполнены в двух вариантах – передвижные и стационарные. Первые, несмотря их исключительную актуальность, не нашли широкого применения, т. к. они по техническим причинам не производятся.

Требования для локальных очистных сооружений являются базой для их сравнения по качественным характеристикам. Сформировались и технологические понятия этого процесса очистки: седиментация, флотация, фильтрация и др. Каждый из методов имеет свои особенности и преимущества и занимает свою технологическую нишу. Сравнение это, в конечном счете, связано с технической конструкцией применяемых технологических аппаратов. В связи с этим и предлагаются авторские разработки в области очистки воды – в том числе уже упомянутый промышленный фильтр по патенту РФ № 1086585.

Александр Демков,
«Энергетика и промышленность России»