Материалы III научно-практической конференции «Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипеобразования» (стр. 9 )

Выбор технологии подготовки воды, технологические решения.

Зачастую бытует мнение о чудо-технологиях, способных вмиг решить проблемы получения воды требуемого качества, но бурный рост внедрения мембранных технологий в различные отрасли экономики показал нам весьма неоднозначную картину.

Компании - поставщики оборудования и инжиниринговых услуг, не имея опыта реализации проектов с применением мембранных технологий, «вслепую» приступают к проектированию….

Наиболее верный и надежный метод определения целесообразности и необходимости применения мембранной технологии - пилотирование процесса на мобильной установке небольшой производительности. В процессе проведения испытаний определяется:

-качество фильтрата после ультрафильтрации;

-время протекания процесса коагуляции;

-оптимальная нагрузка на мембранный элемент;

-оптимальный фильтроцикл установки;

-расход воды на собственные нужды;

-расход реагентов на проведение технологических промывок;

-энергопотребление;

Рис.1 рис.2

Пилотная установка УФ должна в точности повторять по своим динамическим характеристикам проектируемую установку и работать в автоматическом режиме с архивацией данных, необходимых для проведения последующего анализа ее работы.

Испытания целесообразно проводить в паводковый период (весна, осень), когда количество взвешенных веществ максимально.

Имея результаты пилотирования, можно приступать к расчету схемы предочистки с применением УФУ.

Среди проектантов, аналитиков и людей, далеких от практики реализации проектов с УФУ бытует мнение о том, что для процесса коагуляции необходимо время 15-20 секунд, однако это неверно.

Проблема заключается в том, что процесс коагуляции может и должен проходить при строго фиксированном значении расхода, температуры и химических показателей исходной воды. При изменении одного из параметров исходной воды скорость коагуляции меняется и может проходить после УФУ, что недопустимо. Для сглаживания последствий изменения параметров исходной воды необходима установка контактной емкости с возможностью продувки, автоматического удаления продукта гидролиза и временем контакта не менее 10 мин. Это гарантированно обеспечит стабильные показатели коагуляции.

Промышленная установка.

При проектировании промышленной установки учитываются следующие факторы:

1.Производительность.

Потребность в фильтрате УФУ, для последующей обработки на установке обратного осмоса, ограничивается баком фильтрата, он же является баком «собственных» нужд для обратных и химических промывок УФУ. Его объем рассчитывается исходя из частоты промывок машин УФУ и потребности обратного осмоса в фильтрате.

Проектировщики зачастую не учитывают особенностей алгоритма работы автоматики УФУ, суммируя максимальный баланс промывок и потребности в фильтрате ОО. Однако при каждой остановке машины УФУ по максимальному/минимальному уровню в баке фильтрата и последующем включении она должна себя промыть вне зависимости от отработанного фильтроцикла. Чем больше в блоке УФУ машин, тем чаще идут промывки, увеличивая процент собственных нужд.

2.Степень резервирования.

В идеале установка проектируется по схеме 3 машины в работе, 1 машина промывка/резерв/ремонт, при этом 3 машины покрывают 100%-ную потребность в фильтрате. Возможны различные конфигурации выбора количества машин УФУ, это зависит от диапазона требуемого расхода фильтрата. При этом важно не забывать о резервировании насосов собственных нужд, дозаторов реагентов.

3.Подбор оборудования и материалов обвязки.

Наиболее оптимальным вариантом обвязки оборудования является низколегированная нержавеющая сталь, как правило, она тонкостенная, легко монтируется и выдерживает весь диапазон нагрузок, стойка к применяемым в технологии реагентам. Не требует ремонта в отличии от пластиковых труб. Что касается линий дозирования реагентов, в частности кислоты и щелочи для химических промывок УФУ, то разумно их монтировать из PVDF, материал достаточно дорогой, однако обеспечивающий надежность на протяжении всего срока службы оборудования.

Проектные решения.

Перед установками УФУ необходимо устанавливать блок самопромывных фильтров (СПФ).

По своей конструкции и исполнению некоторые фильтры могут оказаться неработоспособным в период «цветения воды», сетки забиваются иловыми отложениями и не отмываются предусмотренными заводом-изготовителем способами.

Ниже приведены некоторые характеристики самопромывного фильтра Arkal.

Температура обрабатываемой воды - от +5 до +50 С.

Напряжение - 220 В.

Потребляемая мощность каждой станции не более 300-500 Вт.

Наличие дренажа.

Требования:

Входное давление - минимально 3 Bar.

Рекомендовано - 4-5 Bar

Производительность системы - до 750 м. куб/час.

Максимальное давление - не более 10 bar.

Рейтинг фильтрации - 200мкм.

При работе на открытую емкость необходимо на выходе систем фильтрации установить регулировочный дроссель.

Устройство автоматических станций типа Spin Klin, принцип действия, режимы промывок.

О технологии Технология "Spin Klin"

§  в разработанных компанией Аркал фильтрационных системах Spin Klin используются полипропиленовые дисковые фильтры с цветовым кодированием. На поверхностях дисков имеются канавки определенной глубины и ширины, обеспечивающие требуемую тонкость очистки;

§  диски устанавливаются на специальном устройстве, реализующем автоматическую промывку пакета сжатых дисков;

§  при сжатии двух соседних дисков между ними образуется объемная сетчатая структура, являющаяся рабочим фильтрующим элементом, удерживающим частицы загрязнения;

§  дисковые фильтры защищены специальным кожухом, который не подвержен коррозии и не разрушается под действием высокого давления;

§  компания Аркал производит широкий круг модификаций автоматических фильтрационных систем Spin Klin, детали которых изготовлены из покрытой полиэфиром углеродистой стали или полимерных материалов.

Блок дисковых фильтров системы Spin Klin (spine model II).

Дисковые фильтры Spin Klin помещаются в специальный блок Spin Klin. Дисковые фильтры имеют цветовую кодировку: цвет диска указывает на тонкость очистки, которую он обеспечивает. Порядок компоновки дисков в блоке зависит от требуемого качества воды на выходе фильтра.

Исходная вода подается через фланцевый порт во входной коллектор установки. Далее поток воды делится по числу параллельно установленных фильтров ARKAL и через промывочные клапаны подается на дисковые фильтрующие элементы. Пройдя через фильтрующие элементы, очищенные потоки воды суммируются в выходном коллекторе установки.

В режиме фильтрации диски фильтрующего элемента сжаты усилием пружины и составляющей гидродинамической силы, возникающей при прохождении потока воды через фильтрующие каналы-насечки. Сжатые диски представляют собой единый фильтрующий объем.

Автоматическая промывка фильтров Spin Klin

Обратная промывка начинается при поступлении внешнего сигнала. При этом клапаны меняют направление потока воды через фильтр на противоположное, одновременно разжимается пакет дисков. Под действием тангенциального потока воды, создаваемого специальными форсунками, диски начинают вращаться и все частицы с поверхности дисков быстро и эффективно вымываются в дренаж под действием обратного тока воды и центробежных сил. Фильтры промываются водой, прошедшей очистку.

Все оборудование УФУ и ОО необходимо размещать в помещении, оборудованном дренажным каналом с уклоном пола, обеспечивающим сбор протечек от оборудования.

Помещение для баков мерников должно иметь половое покрытие из кислотостойкой плитки и дренажный канал, обеспечивающий аварийный слив из баков-мерников. При проектировании реагентного узла необходимо руководствоваться «Правилами транспортировки и хранения кислот и щелочей».

Все технологические трубопроводы в верхних точках должны быть оборудованы автоматическим воздухоотводчиками, обеспечивающими удаление воздуха из трубопровода. В противном случае возможны гидравлические удары при открытии/закрытии арматуры, приводящие к повреждению оборудования. Все насосные агрегаты должны иметь плавный пуск и/или частотный привод.

Установки обратного осмоса.

Установки ОО имеет ряд проблем аналогичных УФУ в части управления и резервирования АСУ, об этом будет сказано позже.

Следует помнить о некоторых особенностях конструкции модулей обратного осмоса необходимых для безотказной работы, а именно:

-установка механического предохранительного клапана от превышения давления в пермеатной линии.

-обеспечение обратной связи от управляющей арматуры к контроллеру( сигналы положения концевых выключателей арматуры).

-установка защитного устройства от прямого осмоса (при отключении установки начинается процесс прямого осмоса, способный вызвать отрицательное давление и повредить мембранные элементы);

- необходимость реализации на коллекторе сброса концентрата «разрыва струи» для исключения попадания рассола из работающей установки в неработающую установку.

- необходимость организации дозирования биоцида для исключения появления и роста биологии на мембранах;

- необходимость автоматического контроля свободного хлора на подводящем коллекторе УОО и дозирования бисульфита натрия, через статический миксер для его связывания.

КИПиА, программное обеспечение.

Количество измерительных каналов должно обеспечивать автомати-ческую работу установки, давать четкую и ясную картину о состоянии оборудования и текущего процесса.

Предпочтительны системы АСУ нижнего уровня на контроллерах Siemens s-300, с саморезервируемыми модулями вх\вых аналоговых и дискретных сигналов. В случае выхода из строя контроллера нижнего уровня все функции управления берет на себя процессор Siemens s-400 (верхний уровень). Все связи взаимодействия реализуются на основе технологии Profibas с резервированием по шинам.