Практические аспекты внедрения УФ-оборудования для обеззараживания сточных вод
Наиболее эффективным и безопасным методом обеззараживания сточных вод является обеззараживание УФ-излучением. Технология УФ-обеззараживания получила широкое распространение в мире, в том числе и в развивающихся странах. Примером реализации УФ-технологии могут служить станции обеззараживания во Вьетнаме и Иране. В ходе эксплуатации станций, на которых пусконаладочные работы проводились силами подрядчика, выявлены аспекты, показывающие значимость корректного монтажа оборудования и его настройки. Только комплексное сочетание качества, как оборудования, так и его установки, позволяет максимально эффективно использовать технологию.
Ключевые слова: сточные воды, обеззараживание, ультрафиолет, монтаж, эксплуатация.
С точные воды, сбрасываемые городскими очистными сооружениями в водные объекты, оказывают негативное воздействие не только на окружающую среду, но и на качество жизни и здоровье населения. Существующий мировой тренд направлен на минимизацию антропогенного воздействия на окружающую среду, так как сброшенные в водоем необеззараженные сточные воды приводят к ухудшению качества воды и осложняют использование этих водоемов в качестве источника питьевого водоснабжения.
Примечательно, что такая тенденция прослеживается не только в развитых, но и в развивающихся государствах, таких, например, как страны Юго-Восточной Азии: Вьетнам, Таиланд, Камбоджа, Филиппины. Данное обстоятельство обусловлено нехваткой качественных питьевых ресурсови необходимостью поддерживать водные объекты в оптимальном состоянии, минимизируя любое негативное воздействие на них.
Одним из способов обеззараживания сточных вод является метод обеззараживания ультрафиолетовым излучением - относительно молодая технология, на данный момент ставшая самой распространенной в мире благодаря ряду неоспоримых преимуществ.
Являясь физическим методом обеззараживания, УФ-облучение не изменяет физико-химические параметры воды, не приводит к образованию побочных продуктов и не оказывает негативное воздействие на водоемы, что свойственно реагентным технологиям, таким как хлорирование (обработка хлорсодержащими реагентами) и озонирование. Ультрафиолет эффективен в отношении широкого спектра микроорганизмов, в том числе вирусов и паразитарных простейших, и обеспечивает глубокое и надежное обеззараживание по всем микробиологическим показателям.
УФ-оборудование работает в полуавтоматическом режиме, его эксплуатация не требует постоянного присутствия персонала на УФ-станции.
Благодаря надежности обеззараживания, безопасности и простоте обслуживания, а также низким эксплуатационным расходам, УФ-технологию интенсивно применяют по всему миру.
Следует уделить внимание важности корректного монтажа оборудования, качеству проведения пусконаладочных работ (ПНР) и подготовке места размещения системы. Именно комплексное сочетание качества, как оборудования, так и его установки, позволяет максимально эффективно использовать саму технологию.
Вьетнам
В период с 2017 по 2018 гг. во Вьетнаме было внедрено несколько станций обеззараживания сточных вод УФ-излучением в городах Хошимин, Дананг и Каолан. Производительность установленных систем – от 20 тыс. до 60 тыс. м 3 /сут. Требуемый уровень обеззараживания сточных вод на сооружениях - ОКБ 2700 КОЕ/100 мл и ТКБ 200 КОЕ/100 мл.
На двух объектах шкафы с электроникой установлены под навесом для защиты от прямых солнечных лучей и дождя. На одной станции шкафы установлены в отдельном здани с кондиционером.
На всех УФ-станциях установлены горизонтальные открытоканальные модули на базе современных амальгамных ламп низкого давления.
Самая крупная из недавно введенных в работу станций во Вьетнаме эксплуатируется на сооружениях водоочистки г. Хошимина WWTP Binh Duong II Thuan An.
Станция общей производительностью 60 тыс. м 3 /мсут. состоит из двух бетонных каналов с установленной одной секцией с тремя горизонтальными УФ-модулями типа 11MLP (рис1).
Рис. 1. Внешний вид каналов УФ-станции г. Хошимина
УФ-станция рассчитана на обеззараживание сточных вод с максимальным расходом 2520 м 3/час, качество воды характеризуется коэффициентом УФ-пропускания 60% и содержанием взвешенных веществ 30 мг/л.
На объекте проводились пусконаладочные работы и обучение персонала сервисными инженерами компании «ЛИТ». В процессе проверки перед ПНР на объекте выявлены нарушения монтажа элементов системы, выполненного специалистами подрядчика, и несоответствие подключения кабелей питания электрическим схемам.
При заполнении канала водой была обнаружена течь на отсечном входном затворе, выявлено нарушение герметичности при монтаже в нижней части конструкции.
Статический перелив, используемый в данной УФ-системе для поддержания уровня воды в канале, пропускал воду в местах крепления анкерными болтами и почти по всей длине боковой кромки. В процессе отладки установленных в канал УФ-модулей выявлено несоответствующее электрическим схемам подключение датчика минимального уровня воды в канале.
Все несоответствия были устранены в процессе пусконаладочных работ.
Нарушение герметичности системы поддержания уровня воды в канале и неверное подключение датчиков контроля уровня воды может привести к оголению верхних рядов ламп и снижению срока службы источников излучения, поэтому правильный и точный монтаж в соответствии с предоставляемой проектной и конструкторской документацией необходим для снижения экономических рисков в будущем.
Сооружения водоочистки г. Дананга WWTPSonTra общей производительностью 33 тыс. м 3 /сут. состоят из одного канала с установленной одной секцией с двумя модулями горизонтального типа 11MLP. УФ-станция (рис. 2) рассчитана на обеззараживание сточных вод с максимальным расходом 1381 м 3 /час, качество воды характеризуется коэффициентом УФ-пропускания 60% и содержанием взвешенных веществ 30 мг/л.
Рис. 2. Внешний вид станции обеззараживания в г. Дананг
В процессе эксплуатации станции выявлены неточности в настройке управляющих сигналов для регулирующего затвора. При максимальном пиковом расходе через УФ-станцию щит регулирующего затвора должен находиться в крайнем нижнем положении, затвор рассчитан таким образом, чтобы предотвратить затопление системы в случае максимального расхода. При этом, когда наблюдался максимальный расход (по показаниям расходомера), затвор находился в крайнем верхнем положении, что вызывало затопление системы и ее аварийное отключение.
В процессе выявления проблемы обнаружено, что специалисты подрядчика при пусконаладочных работах неверно присвоили управляющие сигналы, и при обнаружении повышающегося уровня воды система давала сигнал на закрытие затвора. Ситуация решена переприсвоением управляющих сигналов. Персоналу проведено дополнительное разъяснение принципа работы системы регулирования уровня воды в канале.
В шкафах управления станцией обнаружены значительные повреждения проводки, вызванные деятельностью грызунов, которые проникли внутрь из-за вынутых во время монтажа перегородок, размещенных в цоколях шкафов.
Иран
В Иране очищенные городские сточные воды в последнее время стали часто использоваться для ирригации. Требуемый уровень обеззараживания сточных вод: ОКБ 1000 КОЕ/100 мл, ТКБ 400 КОЕ/100 мл.
В г. Шахриаре городские сточные воды в систему обеззараживания поступают после SBR-реактора. Процесс сброса стоков - периодический, существуют периоды нулевого расхода. Максимальный расход – 1800 м3 /час.
УФ-станция состоит из двух каналов с одной секцией по два модуля горизонтального типа 11MLP и рассчитана на обеззараживание сточных вод с качеством воды, характеризуемым коэффициентом УФ-пропускания 60% и содержанием взвешенных веществ 40 мг/л.
В связи с высоким содержанием взвешенных веществ установлена УФ-система с уменьшенным межламповым расстоянием. Благодаря такой конструкции достигаются лучшее перемешивание и скорость в ламповой зоне, что гарантирует надлежащее эффективное обеззараживание при высокой концентрации взвешенных веществ. Каждый модуль укомплектован системой механической очистки кварцевых чехлов. Каналы с модулями расположены под открытым небом, шкафы управления и питания - под навесом. После SBR-реакторов вода выпускается в накопительный резервуар, из которого насосами перекачивается в канал, и далее поступает на УФ-станцию.
В качестве системы регулировки уровня воды в канале используется статический перелив (по одному на каждый канал).
Статический перелив при проектировании системы подбирается таким образом, чтобы при максимальном (пиковом) расходе УФ-модули не были затоплены, а в периоды нулевого расхода верхний ряд УФ-ламп горизонтальных модулей должен находиться под водой. После посещения объекта сервисными инженерами обнаружено, что в периоды отсутствия расхода через УФ-систему уровень воды опускался ниже минимально допустимого, и верхние ряды ламп оголялись. При проверке высотных уровней установки всех элементов системы выявлен некорректный монтаж статического перелива и неровный пол бетонного канала в месте размещения системы регулирования уровня воды. Статический перелив был установлен под наклоном таким образом, что кромка, ближняя к модулям, была ниже минимально допустимого уровня воды для УФ-системы, и при нулевом расходе воды верхние лампы оголялись на треть.
Такое нарушение гидравлического режима в системе приводило к тому, что верхние лампы находились длительное время на воздухе, что, во-первых, снижало их ресурс и, во-вторых, приводило к прилипанию отложений к теплой поверхности кварцевых чехлов. При появлении расхода загрязнения не смывались водой, и система механической очистки не справлялась с присохшими загрязнениями.
В результате переустановки статического перелива с учетом неровности пола работа системы обеззараживания восстановлена в полном объеме.
Статический перелив - простая в конструкции часть УФ-системы, но, несмотря на это, требующая правильной установки, выполненной по отметкам проектной документации. Несоблюдение требований к установке привело к появлению значительных проблем, мешающих эксплуатации УФ-оборудования, падению показаний интенсивности УФ-датчиков и нарушению работы системы механической очистки кварцевых чехлов.
В г. Хаштгерте внедренная станция УФ-обеззараживания состоит из одного канала с одной секцией по восемь модулей горизонтального типа 11МЛП. УФ-станция рассчитана на обеззараживание сточных вод с максимальным расходом 4400 м3 /час, качество воды характеризуется коэффициентом УФ-пропускания 60% и содержанием взвешенных веществ 40 мг/л.
Во время посещения объекта сервисными инженерами выявлено, что шкаф управления расположен под открытым небом, что противоречило проекту, согласованному заказчиком. Объяснили это тем, что оператор должен получать доступ к панели, не заходя в помещение. Наибольшее негативное воздействие при таком расположении оказывают прямые солнечные лучи и дождь. Воздействие солнца приводит к нарушению чувствительности сенсорной панели и необходимости последующей ее замены.
Руководство станции было поставлено в известность о последствиях, и было принято решение построить над панелью оператора навес и защитить вентиляционные решетки шкафа от возможного попадания воды и песка специальными кожухами.
Выводы
Для большинства рассмотренных зарубежных объектов пусконаладочные работы производились силами заказчика. Рассмотренные выше случаи неправильной установки систем поддержания уровня на станциях показывают, насколько важно соблюдение всех требований по монтажу элементов УФ-системы.
Считается, что правильный подбор УФ-оборудования гарантирует обеспечение требуемой степени обеззараживания и достижение нормативных значений. Но немаловажную роль, вклад которой не всегда оценивается по достоинству, играет качество установки системы на объекте и соблюдение требований по монтажу.
Производителем оборудования разрабатывается проектная документация с целью обеспечения наиболее оптимальных условий работы системы, исключающих влияние внешних факторов на процесс обеззараживания и появление дополнительных затрат на эксплуатацию системы и замену поврежденных элементов. Так, например, срок службы УФ-ламп составляет 16 000 часов. В случае неправильной установки системы поддержания уровня воды, как на ОСК г. Хошимина, срок службы ламп, работающих на воздухе, сокращается, и их замену приходится проводить чаще, как минимум в два раза. Так как станция УФ-обеззараживания работает в полуавтоматическом режиме, то очень важна правильная настройка всех компонентов системы контроля и управления. Выявленные случаи несоблюдения электрических схем кабельных соединений или конфигураторов УФ-системы приводят к нарушению режима работы станции или появлению неактуальных (неправильных, не соответствующих действительности) аварийных сообщений. С учетом этого грамотная установка и настройка системы УФ-обеззараживания - залог эффективной работы УФ¬оборудования.
Подбор оборудования на основе полных данных об обеззараживаемой воде, монтаж всех элементов УФ-системы и ее настройка должны выполняться специалистами, имеющими значительный накопленный опыт в своей области.
Practical aspects of the UV equipment installation and commissioning for waste water disinfection
The most effective and safe method of disinfection of wastewater is UV disinfection technology. The technology of UV disinfection has become widespread in the world including developing countries. UV disinfection plants located in Vietnam and Iran could be a good example of UV technology implementation. During the operation of facilities, commissioning works on which were carried out by the contractors, aspects showing the importance of correct installation of equipment and its adjustment were revealed. Only a complex combination of quality, both equipment and its installation, allows use of technology most efficiently.
Keywords: waste water, disinfection, ultraviolet, installation, operation.
Ortel Viktor, Director, LIT UV Elektro GmbH, Isseroda, Germany, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.;
Lisiy Evgeniy, Managing Director, LIT, Moscow, Russia, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.;
Tkachev Andrey, Deputy of General Manager, LIT, Moscow, Russia, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.;
Piskareva Victoria, Leading engineer of Technological Department, LIT, Moscow, Russia, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Журнал «Вода Magazine», №5 (129), 2018 г.
