В ИЦ "Авелит" поступил запрос от Заказчика на реконструкцию станции обезжелезивания в с. Крестовое. Водоподготовительная установка (ВПУ), смонтированная на тот момент у Заказчика сторонней организацией, не обеспечивала необходимое качество воды (содержание железа - менее 0,3 мг/кг), поскольку при ее проектировании были совершены серьезные ошибки: фильтры промывались грязной исходной водой, было выбрано малое сечение шланга для взрыхляющей промывки фильтров - в связи с чем не происходило достаточное взрыхление загрузки фильтров, фильтрующий материал уплотнился, и станция перестала функционировать.
Специалистами ИЦ "Авелит" было выполнено обследование установки, а затем предложено Заказчику смонтировать "под ключ" новую ВПУ взамен действующей. В связи с высоким содержанием железа (10 мг/кг) в артезианской воде в районе с. Крестовое ВПУ была спроектирована с фильтрами, обеспечивающими невысокую скорость фильтрации порядка до 8,8 м/ч, интенсивной аэрацией воды компрессорами, промышленной обвязкой фильтров электрофицированными арматурами и полной автоматизацией установки обезжелезивания.
Технологическая схема новой станции обезжелезивания воды (СОВ) описывается ниже:
Исходная артезианская вода прокачивается из «грязной» водонапорной башни по тракту СОВ одним из насосов исходной воды: сначала через аэрационную колонну, далее аэрированная вода фильтруется на фильтрах обезжелезивания (общая площадь сечения фильтров увеличена в 3,3 раза по сравнению с предыдущей установкой) и обеззараживается на ультрафиолетовой лампе на выходе ВПУ, а затем подается либо в «чистую» башню, либо непосредственно в трубопроводы раздачи обезжелезенной воды потребителям воды.
Номинальная производительность ВПУ составляет 10 м3/ч. Режим работы СОВ - непрерывный с автоматическим поддержанием давления воды на выходе и с автоматическими взрыхляющими промывками всех фильтров. На СОВ применена комплексная система автоматического контроля и защиты оборудования для обеспечения режима непрерывной работы.
Предусмотрено несколько режимов работы насосов исходной воды СОВ:
полуавтоматический режим: пуск–останов насоса по электроконтактному манометру (по уставкам минимального и максимального уровней в «чистой» водонапорной башне);
автоматический режим: поддержание заданного давления в коллекторе обезжелезенной воды посредством частотно-регулируемого привода (ЧРП) насосов (по сигналу токового датчика давления в диапазоне уставок электроконтактного манометра). Максимальная частота ЧРП ограничена программно до 40 Гц, что обеспечивает снижение давления воды на фильтрах и облегчает режим работы компрессоров. При этом, ЧРП работает с периодическим отключением (режим «сна») при достижении уровня в башне;
ручной режим: ручной пуск и останов насосов кнопками ("ПУСК"/"СТОП").
В автоматическом режиме работы реализовано чередование работы насосов исходной воды для их равномерной наработки (ЧРП обеспечивает смену работающего насоса через каждые 48 часов наработки одного из них).
Поскольку соединения железа в артезианской воде находятся в растворенном виде (Fе(НСО3)2 - бикарбонаты железа), они не могут быть отфильтрованы непосредственно. Необходимо перевести соединения железа в нерастворимую форму и затем отфильтровать воду на насыпных фильтрах. Для этого исходная вода поступает в аэрационную колонну объемного типа (d=750 мм, отличающейся от общепринятой конструкции отводом воды снизу, что предотвращает накопление шлама в ней), в которую компрессором нагнетается воздух (подача воздуха производится автоматически: при наличии заданного минимального протока воды через расходомер включается один из компрессоров, и открывается электромагнитный клапан подачи воздуха). В аэраторе обеспечивается перемешивание воды и воздуха, а также их длительный контакт для окисления соединений железа.
При этом растворимое двухвалентное железо Fе2+ окисляется кислородом воздуха в нерастворимое трехвалентное Fe3+ и происходит гидролиз Fе(НСО3)2. В результате данной реакции образуется нерастворимый шлам гидроокиси железа Fе(ОН)3, который задерживается фильтрующей загрузкой фильтра. Накапливающиеся в фильтре загрязнения окислов железа, так же как и механические примеси, удаляются при проведении взрыхляющих промывок фильтров.
Периодичность взрыхляющих промывок определяется ресурсом грязеемкости фильтрующего материала и устанавливается с учетом качества исходной воды по содержанию железа. В данном случае промывка производится после обработки на четырех фильтрах обезжелезивания 70 м3 исходной воды. ВПУ оснащается электромагнитным расходомером исходной воды и щитом автоматизированного управления фильтрами обезжелезивания со счетчиком накопительных расходов и командным аппаратом поочередного вывода фильтров на взрыхляющие промывки. Взрыхляющая промывка каждого фильтра производится обезжелезенной водой, вырабатываемой остальными фильтрами, при поддержании заданного давления воды 1,9 бар в трубопроводе с помощью ЧРП (или поддержанием уровня воды в «чистой» ВНБ). Необходимое количество воды на промывку 4-х фильтров не превышает 4-6 м3.
При необходимости может быть произведена принудительная промывка фильтров в автоматическом режиме.
