Проектирование систем водоподготовки

На первом этапе при планировании схемы водоснабжения необходимо определиться с источником воды. В основном используют поверхностные водозаборы и подземные (скважины).

Качество воды из водоемов определяется как составом почв, так и загрязненностью территории вокруг этих водных источников. Состав такой воды обычно различается в зависимости от сезона года.
В зимний период в воде мало кислорода, и биожизнь находится в состоянии стазиса. В весенний период с талым снегом в водный источник попадают загрязнения, которые скопились за зимний период на рядом расположенных территориях. В летний период в воде содержатся в высокой концентрации органические вещества за счет естественных процессов жизни обитателей водоемов. Осенью дожди и ливни в водоемы приносят загрязнения, смываемые с поверхностей водосборных территорий рядом расположенного бассейна. Зачастую в воду могут попадать неспецифические примеси, связанные с хозяйственной деятельностью человека.
Для оценки динамики изменения качества воды из поверхностного источника и подбора технологии водоподготовки требуется проведение отбора проб в предполагаемом месте строительства водозаборного узла за максимально широкий период времени. Вода из скважин отличается сравнительным постоянством состава, который в основном определяется характеристиками питающего водоносного горизонта. Но в случае со скважинами лимитирующим фактором является их дебет. Так, глобальное незаконное устройство скважин в ряде регионов, в том числе и в Московской области, привело к тому, что горизонты с хорошим качеством воды зачастую истощены и их дебета недостаточно для обеспечения водой жилых и промышленных застроек. А подходящие по дебету горизонты содержат загрязнения, очистка от которых требует существенных капитальных и эксплуатационных вложений.
Для большинства людей вода из артезианских скважин ассоциируется с чистейшими природными источниками, но в действительности там могут содержаться токсичные соединения, тяжелые металлы и даже радиоактивные элементы. Перед принятием решения по обустройству скважинного водозаборного узла на начальной стадии рекомендуем получить консультацию у профессиональных компаний, специализирующихся в бурении скважин в регионе планируемого строительства. Если прогноз по составу воды на горизонте в соответствии ожидаемому дебету будет пессимистичным, то стоит рассмотреть вариант использования воды из рядом расположенных водоемов.
При использовании скважин в проектируемой системе водоснабжения важно анализ воды отобрать после прокачки (желательно насосом, близким по производительности к проектному расходу).
Отдельно стоит обратить внимание на определение необходимого дебета водоисточника – часто Заказчики забывают про необходимость учета потерь, в том числе расходов на собственные нужды водоподготовки (промывная вода, отвод концентрата и пр.).
Несколько слов скажем о колодцах. Для коммерческого использования их дебета обычно недостаточно, но для бытовых систем вода из колодцев используется часто. Качество воды в колодцах обычно колеблется в зависимости от сезона, так как питание происходит за счет верховодки. В случае, если рядом расположены септики или выгребные ямы, то есть возможность попадания загрязнений из них в колодец.
Для законного оформления водоисточника в водопользование необходимо получить соответствующие документы, включая лицензию на водопользование. Специалисты компании «Индустрия воды» готовы помочь в оформлении необходимых разрешений для водозаборных узлов.
Отдельно также отметим про выбор лаборатории, где предполагается выполнять анализы отобранных проб воды. Выбранная лаборатория должна быть независимой и иметь необходимые лицензии. Желательно, чтобы лаборатория не была аффилирована с компаниями, которые занимаются водоочистным оборудованием. К сожалению, встречались случаи, когда протокол анализа воды такими компаниями изменялся для продажи своего оборудования.

После того, как выбран источник водоснабжения и произведены необходимые отборы проб, необходимо сформировать техническое задание на проектирование.

Многие упускают этот момент, и в формировании ТЗ принимают участие непрофильные специалисты и представители служб, которые не имеют никакого представления о водоподготовке (сотрудники тендерных отделов, бухгалтера, юристы и пр.).

Между тем техническое задание является ключевым документом, определяющим параметры будущего объекта, поэтому при отсутствии в штате специалиста мы рекомендуем на этом этапе обратиться в профильную организацию, которая подготовит корректный документ.

На втором этапе необходимо произвести необходимый комплекс инженерных изысканий, на основании которых возможно будет приступить к проектированию. Эти работы могут быть выполнены параллельно с разработкой проекта единой организацией.

Для выполнения проектно-изыскательских работ привлекаемая организация должна являться членом соответствующей саморегулируемой организации (СРО). Компания «Индустрия воды» имеет необходимые допуски для выполнения проектно-изыскательских и строительно-монтажных работ.

При проектировании водоподготовки необходимо правильно выбрать технологию очистки и выполнить подбор оборудования, так как это будет определять устойчивое обеспечение проектируемого объекта питьевой водой.

Обязательные требования, которые должны соблюдаться при проектировании вновь строящихся и реконструируемых систем наружного водоснабжения, приведены в СП 31.13330.2012, а также в ряде сопутствующих НТД.

Приемы, применяемые в водоподготовке, определяются в первую очередь качеством исходной воды. Так, подземная вода Московского региона в основном отличается повышенным содержанием железа и марганца, а также солей жесткости.

Для очистки такой воды применяются технологии обезжелезивания и деманганации, основанные на предварительном окислении железа (перевода двухвалентного железа в трёхвалентную форму) путем аэрации или дозирования окислителя с последующим фильтрованием в слое специальной загрузки.

Для умягчения воды на следующем этапе устанавливаются ионообменные смолы или системы на базе мембран. Выбор типа применяемого оборудования определяется конкретными характеристиками объекта, в том числе производительностью.

В ряде случаев подземные воды содержат также тяжелые металлы. В таком случае после осветления и обезжелезивания воды применяется либо обратный осмос, либо ионообменные фильтры с загрузкой, селективной по отношению к конкретному присутствующему элементу.

Применение обратноосмотического оборудования вызывает необходимость решения вопроса по утилизации образующегося концентрата, что всегда является достаточно сложной для решения задачей. Смолы также необходимо регенерировать с использованием химических соединений (кислот, щелочей и пр.).

При использовании поверхностного источника в зависимости от качества воды потребуются методы осветления воды, окисления присутствующих органических и неорганических загрязнений, ввода реагентов для интенсификации хлопьеобразования и осаждения примесей (коагулянтов и флокулянтов).

Технология очистки подбирается для воды наихудшего качества с возможностью регулировки необходимых ступеней очищения при сезонном изменении состава. В ряде случаев экономически эффективно применение озонаторов.

При сравнении эксплуатационных и капитальных затрат применение озона в схемах очистки поверхностных вод позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты до 50% при определенных производительностях систем водоочистки.

Вода северных регионов отличается присутствием железа в трудноокисляемых формах, в том числе за счет гуматов. Для такой воды необходимо применение методов, связанных с окислением и осаждением с увеличением времени контакта и интенсификацией процессов за счет подогрева в зимний период.

Применение озона в ряде случаев невозможно, так как были случаи образования токсических соединений. При отсутствии подземных вод и пресных водоемов в качестве источника водоснабжения может быть использована вода из морей и океанов.

Такая вода подлежит предварительному осветлению и очистке от агрессивных соединений с последующей деминерализацией (опреснением) на обратноосмотических установках или последовательно установленных фильтрах с катионитом и анионитом.

Себестоимость опреснения воды для питьевого водоснабжения обычно намного выше, чем при подготовке воды из пресных водоемов и скважин.

В ряде регионов в подземных водоисточниках также встречается повышенная радиоактивность воды, вызванная присутствием радионуклидов как природного, так и техногенного характера. Применимость таких источников для питьевого водоснабжения и приемы ее обработки определяются СП 2.6.1.2612-10 и НРБ-99/2009.

Специалисты компании «Индустрия воды» имеют опыт проработки технологий очистки воды, отличающейся повышенной радиоактивностью.

Помимо выбора технологии очистки, на работоспособность водоподготовки также влияет правильный подбор оборудования, в том числе подбор необходимых скоростей фильтрования и обратной промывки, режимов работы оборудования.

Очень важным фактором является обеспечение горячего резервирования оборудования и создание понятного для службы эксплуатации алгоритма управления работой станции очистки воды.

Помимо водоподготовки, необходимо также правильно запроектировать сопутствующие элементы схемы водоснабжения – резервуары хранения запаса чистой воды, насосную станцию подачи воды потребителям и пр.

Вся система, начиная от насосов водозаборного узла и заканчивая станцией подачи воды из РЧВ потребителю, является единым целостным алгоритмом, где все составляющие должны работать сообща.

Так, при достижении верхнего аварийного уровня в резервуаре чистой воды для исключения перелива должна происходить остановка работы системы водоподготовки, включая остановку работы скважинных насосов.

При снижении уровня воды в резервуаре система должна в автоматическом или полуавтоматическом режиме включиться обратно в работу.

При некорректном подборе автоматики насосов подобные остановки в работе и запуски могут вызвать их поломку, поэтому схема должна учитывать все нюансы комплексного взаимодействия элементов в единой схеме водозаборного и водоочистного узла.

Проектирование системы водоподготовки является ответственной задачей, так как от верности принятых решений будут зависеть не только капитальные и эксплуатационные характеристики объекта, но и здоровье людей.

Специалисты компании «Индустрия воды» имеют профильное образование и многолетний опыт реализации проектов водоочистки и готовы выполнить проект для объекта любого уровня сложности и ответственности с неизменной гарантией качества.

Для получения консультации Вы можете обратиться по телефону +7(495)137-75-59 или отправить запрос на нашу электронную почту info@waterin.ru.