Для исправления этой ситуации был принят ряд государственных программ, наиболее известной из которых стала Федеральная целевая программа «Чистая вода», согласно которой к 2017 году планируется повысить обеспеченность населения качественными централизованными услугами водоснабжения до 85 %. Но пока она — только слова, а для реальной работы нужны конкретные технические решения. Однако и сами водоканалы не стоят на месте.
В последние десять лет многие предприятия водно-коммунального хозяйства (ВКХ) по собственной инициативе начали переходить на современное эффективное оборудование, так как оно надежнее и экономичнее устаревшего. Для примера рассмотрим водоканал города Искитима, где недавно была проведена модернизация нескольких участков. В этом небольшом городе-спутнике Новосибирска проживает 65 тыс. человек, а водопотребление составляет в среднем 50–70 тыс. м3/сут. (по информации сотрудников водоканала).
Существенной проблемой водоканала до недавнего времени было повышение мутности воды во время паводков и ливневых дождей. Как известно, природная вода представляет собой коллоидную систему* — в ней присутствуют вещества различной природы (органические и неорганические), причем как в растворенном виде, так и в виде взвесей разнообразной конфигурации. Как правило, уровень концентрации веществ-загрязнителей непостоянен и напрямую зависит от сезона и погодных условий, повышаясь во время паводков и ливней.
С 1930-х годов в процессах очистки и подготовки таких вод с успехом применяются процессы флокуляции, при которых, за счет адсорбции макромолекул полимера-флокулянта, образуются крупные хлопья, удаляемые затем механически. Наиболее перспективными среди различных видов флокулянтов можно считать олигополимеры акриламида (ПАА).
В совокупности с реагентными методами обработки воды они позволяют добиться удаления соединений тяжелых металлов на 95 %, производных фосфора — свыше 90 %, неорганических взвесей — более 80 %, органических веществ — более 75 % [2]. К достоинствам процессов флокуляции следует отнести и низкие производственные издержки.
Однако, поскольку эффективные хлопьеобразователи на основе ПАА недешевы, для оптимизации процессов требуется высокая точность внесения реагентов. С учетом вышеперечисленного, на Искитимском водоканале было принято решение применить комплексную систему осветления с использованием установки Grundfos типа Polydos 412, которая позволяет получать готовый к использованию раствор с концентрацией в пределах от 0,05 % до максимальной величины 1 % [3].
Установка представляет собой полностью автоматизированную систему, состоящую из трех камер: для растворения, выдерживания и дозирования флокулянта, оснащенных электрическими мешалками. В электрическом шкафу находится автоматическая система управления (АСУ) Simatic S7-200. Уровень готового реагента отслеживается при помощи ультразвукового датчика в третьей камере.
Система подачи воды оснащена фильтром тонкой очистки, обратным и электромагнитным клапанами и контактным гидрометром. Кроме того, имеется струйный смеситель, обеспечивающий смачивание сухого полимера (в установках Polydos 460 — нагнетатель жидкого концентрата полимера) и препятствующий образованию комков в камере растворения. Установка позволяет осуществлять приготовление рабочего раствора сухого (гелеобразного) полимера и опционально может оснащаться станцией последующего разбавления и пневмотранспортным устройством для загрузки полимера в бункер дозатора сухого полимера.
Для водоснабжения Искитима была выбрана установка производительностью 2 м3/ч. Дозируемый ею флокулянт — водный раствор акриламидного полимера Praestol (продукция совместного российско-германского производства «Москва–Штокхаузен–Пермь», MSP). Нужно заметить, что этот реактив стал результатом отечественных разработок в области биотехнологии, которые были удостоены премии Правительства РФ в области науки и техники. Управление процессами водоподготовки на водоканале Искитима после модернизации полностью автоматизировано и осуществляется из одной диспетчерской, с пульта, на который выводятся все параметры, что сильно упрощает работу диспетчера.
Система самодиагностики способна предотвращать отказы оборудования, выдавая сигнал о приближающихся неполадках. «Эту установку мы предложили потому, — говорит Андрей Хозей из Новосибирского представительства компании Grundfos, — что она оптимально соответствует поставленной задаче — точному дозированию флокулянта в процессах сезонного осветления вод из поверхностного водозабора. Тем более что это не первый опыт применения современного энергоэффективного оборудования на Искитимском водоканале. Здесь работает около тридцати насосов Grundfos: на канализации — серии S и SE; на водоснабжении — CR; и на дозировании — DME».
По отзывам специалистов водоканала, новая установка проста в обслуживании, и хотя о надежности говорить стоит только через несколько лет, некоторые выводы сделать уже можно, поскольку удалось успешно справиться с весенним ухудшением качества воды, вызванного паводком. «Прошлой весной, — говорит Борис Старченко, главный инженер Искитимского водоканала, — мы ввели в эксплуатацию Polydos 412-2000, дозирующую раствор флокулянта Praestol. Водоканал успешно справился с весенним ухудшением качества воды, вызванным паводком, и в дома жителей теперь круглогодично подается прозрачная, как в январе, вода».
Своеобразной «первой ласточкой» модернизации водозаборов стала Юго-Западная водопроводная станция (ЮЗВС), введенная в эксплуатацию в декабре 2006 года. Ее особенность в том, что, обладая сравнительно небольшой мощностью (около 250 тыс. м3/сут.), она ориентирована, прежде всего, на получение воды нового качества. Речная вода из Вазузского узла на этой станции проходит обработку флокулянтами, приготовленными при помощи установок Grundfos типа Polydos.
Перед очисткой на фильтрах вода попадает на станцию углевания, где происходит адсорбция примесей суспензией активированного угля. Она также готовится с помощью установки Polydos, с последующим добавлением в воду при помощи шнековых насосов Seepex, входящих в состав системы. Затем проводится двухступенчатое озонирование и мембранное фильтрование. Эта полностью автоматизированная система позволяет удалить из питьевой воды токсичные вещества, болезнетворную микрофлору и обеспечить полную дезодорацию (удаление запаха).
В 2005 году на первых подъемах Волковской и Петродворцовой водопроводных станциях Санкт-Петербурга был осуществлен ввод в эксплуатацию двух установок Grundfos типа Polydos для дозирования порошкообразного активированного угля (ПАУ). Обе установки диспетчеризованы по протоколу Profi bus и управляются из единого пункта. Опыт был признан успешным, и за истекшие два года водоканал оборудовал все водозаборы водопроводных станций города установками дозирования
ПАУ. За шесть лет не произошло ни одного отказа, проводилось только регламентное обслуживание. Чтобы остаться в рамках рентабельности в условиях растущих цен на электроэнергию, любому предприятию, и водоканалы тут не исключение, необходимо снижать издержки и повышать эффективность работы. То есть, необходимо проводить модернизацию производства, ориентированную на повышение надежности и одновременно энергоэффективности.
Таким образом, от применения современных систем водоподготовки выигрывают все — и городские власти, которые избавляются от регулярных жалоб жителей на качество воды, и жители, получающие чистую воду, и работники водоканала, труд которых существенно облегчается.
