В Рязанской области введена в эксплуатацию первая в регионе озоно-кислородная станция очистки воды

В 2016 году в рамках региональной программы «Развитие коммунальной инфраструктуры, энергосбережение и повышение энергетической эффективности на 2015-2020 годы» в четырех населенных пунктах Рязанской области построены современные станции очистки воды. В д. Турлатово введена в эксплуатацию первая в регионе озоно-кислородная станция водоподготовки, которая обеспечивает уровень очистки воды до необходимых требований и работает в автоматическом режиме.

Об этом журналу Вода Magazine рассказывает Андрей Горелов, министр топливно-энергетического комплекса и жилищно-коммунального хозяйства Рязанской области

В Рязанской области все города, поселки городского типа и 30% сельских населенных пунктов имеют централизованное водоснабжение. Все населенные пункты (за исключением г. Рязани), имеющие централизованное водоснабжение, полностью обеспечиваются водой из подземных источников (артезианских скважин). В ряде районов области вода, поднятая из подземных водоносных горизонтов, из-за природного состава имеет отклонения от существующих санитарных требований. Основными показателями, по которым имеется превышение предельно-допустимых нормативов, являются: содержание железа, мутность, жесткость и содержание фтора.

В 2014 году в Рязанской области в рамках реализации пилотного проекта начато внедрение эффективных модульных установок очистки воды.

В настоящее время данная работа осуществляется в рамках государственной программы Рязанской области «Развитие коммунальной инфраструктуры, энергосбережение и повышение энергетической эффективности на 2015-2020 годы», утвержденной Правительством Рязанской области в целях оказания помощи органам местного самоуправления в решении вопросов водоснабжения, водоотведения и теплоснабжения.

В 2016 году в рамках данной программы осуществлено строительство пяти станций очистки воды в четырех населенных пунктах Рязанской области. Одна из станций водоподготовки построена в д. Турлатово Рязанского муниципального района.

В д. Турлатово проживает 2523 человека. Централизованная система водоснабжения населенного пункта состоит из двух артезианских скважин глубиной 230 м, водонапорной башни Рожновского и водопроводной сети протяженностью 3,727 км. К централизованной системе водоснабжения, помимо частных жилых домов, подключены 23 многоквартирных дома, средняя школа, Турлатовский детский сад, дом культуры, фельдшерско-акушерский пункт, магазины, парикмахерская, почта.

По результатам государственного санитарно-эпидемиологического надзора средние уровни показателей проб питьевой воды из артезианских скважин, расположенных в д. Турлатово, превышают нормативные показатели по мутности и содержанию железа более чем в шесть раз, а также имеют значительное превышение по содержанию сероводорода.

С учетом этого было принято решение построить здесь озоно-кислородную станцию очистки воды. Это первая в Рязанской области станция водоподготовки подобного типа.

Обработкой воды озоном достигаются следующие цели:

- снижение цветности и увеличение прозрачности воды;

- удаление привкусов и запаха (сероводорода), обусловленных присутствием соединений минерального и органического происхождения;

- удаление железа, марганца и других металлов (окисление до нераст- воримых соединений, подверженных фильтрации, причем процесс окисления озоном проходит намного быстрее, чем аэрация);

- окисление и разложение фенольных соединений, соединений азота (аммиак), сероводорода, цианидов и т.д.;

- значительное улучшение комплексных показателей содержания органических соединений ХПК и суммарного органического углерода;

- стерилизация и дезинфекция.

Одним из преимуществ озона с гигиенической точки зрения является неспособность, в отличие от хлора, к реакциям замещения. В воду не вносятся посторонние примеси и не возникают вредные для человека соединения. Особенностью озона является и его быстрое разложение в воде с образованием кислорода, т.е. озон обладает полной экологической безопасностью.

Принцип работы станции очистки воды основан на синтезе озона из кислорода и растворении озона в воде методом вакуумного эжектирования (рис. 1).

Исходная вода подается под давлением 4-4,5 бар на вход двух вакуумных эжекторов (4), установленных параллельно. Вследствие разности давлений на входе и выходе эжекторов в газовой магистрали, соединяющей эжекторы с блоком синтеза озона, создается разрежение. При появлении разрежения в газовой магистрали по сигналу вакуумного реле автоматически включаются кислородные концентраторы (1) и генератор озона (2). Кислородные концентраторы вырабатывают 90-95% кислорода из окружающего воздуха и подают его в газоразрядные реакторы генератора озона. В газоразрядных реакторах кислород частично переходит в озон, и полученная озоно-кислородная смесь поступает через эжекторы в трубопровод, где смешивается с потоком воды и интенсивно перемешивается с большой скоростью. В результате вода насыщается мельчайшими пузырьками озоно-кислородной смеси, а на поверхности раздела жидкой и газовой фаз начинается массоперенос газообразного озона в воду.

Далее смесь воды и пузырьков поступает через статический миксер (5), обеспечивающий эффективный массоперенос озона в воду, в колонну растворения озона (6), где завершается процесс массопереноса озона в воду и происходит окисление двухвалентного железа и сероводорода, а затем в контактную емкость объемом 10 м3 (15 - 25 мин. контакта), где завершаются процессы окисления примесей и формируется фильтруемый осадок гидроокиси железа (III). Отделившаяся в контактной емкости газовая фаза, содержащая нерастворившийся озон, поступает в каталитический деструктор (7), где остаточный озон превращается в кислород.

Из контактной емкости станция второго подъема, состоящая из двух насосов (основной и резервный), подает окисленную озоном воду на автоматические многофункциональные фильтры с механической загрузкой (их предусмотрено 4), пройдя через которые вода очищается от взвесей и подается потребителю. Станция второго подъема поддерживает постоянное заданное давление в сети с помощью частотного преобразователя.

Регенерация фильтров осуществляется автоматически последовательно примерно один раз в неделю. В режиме регенерации зернистого фильтра при открытии клапанов вода направляется в нижнюю часть фильтра, обеспечивая процесс промывки, далее под давлением сбрасывается в емкость для промывной воды, унося с собой осадочные включения, полностью восстанавливая работоспособность фильтрующего материала.

Вода с фильтров после регенерации собирается в емкость для промывной воды, где происходит отделение тяжелых фракций окисленного железа от воды. Чистая вода с помощью насоса подается через мешочный фильтр в исходный трубопровод, где проходит повторную обработку озоном и подается в сеть, а осадок (примерно 0,5 м3 один раз в месяц) с помощью дренажного насоса сбрасывается в осушительный колодец. Таким образом, достигаются минимальные потери воды на регенерацию фильтров и отсутствие требования наличия канализации.

Дозы озона в зависимости от состава обрабатываемой воды составляют от 0,5 до 5 мг/л, время контакта озоно-кислородной смеси с водой для эффективного окисления примесей - от 1-2 до 10-15 мин.

В состав блока синтеза озона входят:

- концентратор кислорода 10 л/мин. со встроенным компрессором (2 шт.);

- генератор озона со встроенным вакуумным реле и электромагнитным клапаном на линии подачи кислорода;

- ловушка влаги (устройство для предотвращения попадания воды в генератор озона);

- регулятор расхода озоно-кислородной смеси.

Все компоненты блока смонтированы на стальной раме с порошковым покрытием.

В состав блока ввода озона и удаления остаточного озона входят:

- вакуумный эжектор (2 шт. в параллель);

- статический миксер с рассекателем потока;

- каталитический деструктор избыточного озона для установки на емкость.

Основная часть материалов и оборудования, применяемых при строительстве станции, российского производства.

Производительность установки составляет не менее 30 м3/час. Потребляемая мощность - в среднем не более 10 кВт/час.

Работа станции полностью автоматизирована. Затраты на регламентное обслуживание отсутствуют.

Стоимость проекта - 5,7 млн. руб. Финансирование строительства станции осуществлялось за счет средств областного и местного бюджетов (97% - средства областного бюджета).

Ввод в эксплуатацию станции позволил снизить содержание железа в воде до 0,13 мг/л, сероводорода - до 0,002 мг/дм3, улучшить показатели качества воды по запаху и цветности до уровня санитарных требований.

Вода Magazine декабрь 2016 г.