Публикации

Практические аспекты внедрения УФ-оборудования для обеззараживания сточных вод

Публикации
Сточные 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, и в частности, повышенное внимание уделяется обеззараживанию сточных вод. 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 странах, но и в развивающихся государствах, таких, например, как страны Юго-Восточной Азии: Вьетнам, Таиланд, Камбоджа, Филиппины. Данное обстоятельство обусловлено нехваткой качественных питьевых ресурсов и 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-химических параметров воды, не приводит к образованию побочных продуктов и не оказывает негативного воздействия 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 простоты обслуживания, а также низким эксплуатационным расходам, УФ-технологию интенсивно применяют по всему миру. Следует уделить внимание важности корректного монтажа оборудования, качеству проведения пуско-наладочных 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 год во Вьетнаме было внедрено несколько станции обеззараживания сточных вод УФ-излучением в городах Хошимин, Дананг и Каолан. Производительность установленных систем от 20 000 до 60 000 м3/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 здании с кондиционером.
На всех УФ-станциях установлены горизонтальные открытоканальные модули на базе современных амальгамных ламп низкого давления.

г.Хошимин

Самая крупная из недавно введенных в работу станций во Вьетнаме – это сооружения водоочистки г.Хошимина WWTP Binh Duong II Thuan An.
Станция общей производительностью 60 000 м3/сут состоит из двух бетонных каналов с установленной одной секцией с тремя горизонтальными УФ-модулями типа 11MLP (см. Рисунок 2). УФ-станция рассчитана на обеззараживание сточных вод с максимальным расходом 2520 м3/ч, качество воды характеризуется коэффициентом УФ-пропускания 60% и содержанием взвешенных веществ 30 мг/л.


Рисунок 1 — Внешний вид каналов УФ-станции г.Хошимина


На объекте проводились ПНР и обучение персонала сервисными инженерами 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 пуско-наладочных 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.

г. Дананг

Сооружения водоочистки г.Дананга WWTP Son Tra общей производительностью 33 000 м3/сут состоят из одного канала с установленной одной секцией с двумя модулями горизонтального типа 11MLP. УФ-станция рассчитана на обеззараживание сточных вод с максимальным расходом 1381 м3/ч, качество воды характеризуется коэффициентом УФ-пропускания 60% и содержанием взвешенных веществ 30 мг/л.


Рисунок 2 – Внешний вид станции обеззараживания


В процессе эксплуатации станции выявлены неточности в настройке управляющих сигналов для регулирующего затвора. При максимальном пиковом расходе через УФ-станцию щит регулирующего затвора должен находится 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 ПНР 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.

г.Шахриар

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) (см. Рисунок 3). 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.


Рисунок 3 – Статический перелив


Такое нарушение гидравлического режима в системе приводило к тому, что верхние лампы находились длительное время 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.

г.Хаштгерт

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/ч, 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.

Вывод

Для большинства рассмотренных зарубежных объектов пуско-наладочные 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 2 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. Исходя из вышеупомянутого, 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.

Ортель Виктор, генеральный директор LIT UV Elektro, 
Лысый Евгений Олегович, исполнительный директор, НПО «ЛИТ» \ 
Ткачев Андрей Анатольевич, зам. генерального директора по технологии, НПО «ЛИТ» 
Пискарева Виктория Михайловна, ведущий инженер технологического отдела, НПО «ЛИТ»