Как очищают воду на водоканалах?

Сегодня мы поговорим о том, какой путь проходит вода по пути в наш кран, а также о недостатках и преимуществах работающих в Украине систем водоподготовки. Многие жалуются на качество воды, но далеко не все знают почему оно именно такое.

Откуда берется вода?

Вода для центральной системы водоснабжения может браться из двух источников — поверхностных водоемов и скважин. Также иногда используют смесь вод. Например, Киевводоканал подает людям разную воду — из Днепра, Десны и 363 подземных скважин, а вот маленький город Бровары в Киевской области получает только подземную воду.

Давайте разберемся с разницей в исходном составе этих вод, какие у них недостатки и преимущества.

Поверхностные воды

Для речной или озерной воды зачастую характерен ряд специфических проблем, которые нужно решать:

• мутность, причиной которой является ил образованный микроорганизмами, взвешенные частицы глинистых пород и пр.;
• цветность и запахи, которые преимущественно вызываются природными органическими веществами;
• микробиологическое загрязнение патогенными микроорганизмами;

В зависимости от региона также могут наблюдаться повышенные жесткость, железо, содержание тяжелых металлов (промышленные регионы), нитратов и пестицидов (сельскохозяйственные угодья).

Подземные воды

Что же касается скважинной воды, у нее совершенно другие характерные проблемы. К ним можно отнести жесткость воды, повышенное содержание железа и/или марганца, а также сероводорода. Также можно наблюдать специфические загрязнения, например, даже артезианские воды восточного региона, которые считаются самыми чистимы из-за большой глубины залегания могут быть загрязнены ионами тяжелых металлов. Исторически сложилось так, что подземные воды даже там, где могут обеспечить достаточное количество игнорируются, так как в советское время предпочитали прокладку длинных трубопроводов использованию подземных вод.

Соответственно, процессы определяются в первую очередь источником воды. Состав и концентрации загрязнителей чаще влияют на количество вносимых реагентов, режимы отстаивания и фильтрации.

Из перечня типичных проблем воды выплывает собственно последовательность оборудования систем водоподготовки. Мы рассмотрим отдельно традиционные системы очистки воды в Украине.

Системы очистки поверхностных вод

Традиционные системы на территории Украины в целом идентичны, поэтому, как пример будем наводить Днепровскую станцию водоподготовки. Она была построена в 1939 году. Ее паспортная производительность 600 тыс.м3/сут, фактически же станция обеспечивает примерно ⅓ этого объёма - 200 тыс.м3/сут. Она подает воду для районов — Оболонь, Подол, Виноградарь и части улиц вдоль окружной дороги.

Вода берется через водозаборные ковши насосной станцией первого подъёма прямо из Днепра. Водозабор находится возле острова “Великий”, который расположен в месте соединения Днепра и Десны в Оболонском районе Киева.

Водозабор из Днепра

Для того, чтобы в систему не попадал крупный мусор на входе установлены специальные решетки.

Дополнительные опции это ультразвуковые излучатели для отпугивания рыбы и специальная система вентиляции, которая “отгоняет” масляные пятна или большие сгустки водорослей.

Станции подъёма воды

На этапе первого подъёма происходит хлорирование воды. Оно позволяет обеззаразить воду перед подачей в систему, разрушить часть органических веществ, и предупредить зарастание емкостного оборудования водоочистительных систем.

Смешение с реагентами

Сначала она поступает в блок смешения, где в нее дозируются специальные реагенты — коагулянты, которые вызывают электростатическое притягивание взвешенных частиц загрязнений. Самым распространенным коагулянтом являются соединения алюминия (гидроксихлорид и сульфат). Масса применяемых коагулянтов до 40 тонн в сутки. Кстати именно по этой причине иногда наблюдается превышение ПДК алюминия в водопроводной воде полученной из поверхностных источников.

Также в воду вводятся еще одни вещества — флокулянты — полимерные акрилаты (30-40 кг/сут) и кремниевая кислота (до 2 т/сут). Они выполняют по сути ту же роль укрупнения частиц, но уже не электростатическим путем, а образованием полимерных мостиков. Это позволяет собрать и органические вещества те самые фульвокислоты вызывающие цветность воды.

В результате работы внесенных веществ происходит “склеивание” мелких коллоидных или взвешенных частиц, соответственно, увеличение их массы и скорости оседания.

Отстаивание

После вода направляется в горизонтальные отстойники. Конструкционно они представляют собой прямоугольные бассейны.

Их на днепровской станции 9, количество определяется производительностью системы и размерами самих отстойников.

Фильтрация

Далее следует блок быстрых фильтров — это резервуары заполненные песком, которые в отверстиях формируемым их гранулами задерживают частицы размером более 10 - 30 мкм.

Озонирование

Далее вода подается на блок озонирования. Он состоит из барботажных камер, в которых вода насыщается пузырьками кислорода и озона. Озон, как известно является очень сильным окислителем. Он разрушает молекулы органических веществ и микроорганизмов, чем обеспечивает осветление и обеззараживание воды.

Стоит отметить, что этот этап на Днепровской станции с 1972 года был уникальным элементом схемы. Сегодня он стал использоваться чаще, но все еще довольно редко.

Обеззараживание

Далее вода направляется в резервуар-накопитель, где происходит ее хлорирование, после чего насосной станцией второго подъёма подается в сеть.

Что касается обеззараживания, то в 2020 году днепровская станция должна перейти с обеззараживания хлорной водой к диоксиду хлора. Его будут производить непосредственно на станции путем электролиза. Этот реагент является самым эффективным на сегодня и обеспечивает высокую безопасность, так как хранилища хлора на сегодня могут стать объектом техногенной катастрофы в городе Киеве.

Стоит отметить, что на Днепровской и Деснянской лаборатория станциях водоканала ведет постоянный контроль качества воды, чего не скажешь о других населенных пунктах. Особенно сложная ситуация в маленьких городках.

Системы очистки скважинной воды

В некоторых городах Украины скважинная вода является основным или даже единственным источником водопроводной воды, как, например, во Львове или Харькове.

Выше мы упоминали проблемы подземной воды — это жесткость, высокое содержание железа, марганца и сероводород.

В данном случае станции очистки воды будут кардинально отличаться. Основным процессом будет каталитическая очистка воды от железа, а не осаждение.

Этот процесс также рассмотрим на примере водоподготовки в городе Славута Хмельницкой области. Станция построена недавно, но в целом копирует работу традиционной схемы, за исключением полной автоматизации процесса.

В городе работают 14 скважин, которые обеспечивают 12 тис.м3/сут. В данном случае наблюдается традиционная проблема высокого уровня железа.

На станции водоподготовки установлены семь фильтров, которые представляют собой колонну заполненную специальным фильтрующим материалом, традиционно используется клиноптилолит.

Этот материал является природным цеолитом и производится в Закарпатской области, что значительно снижает стоимость очистки.

Потом производится обеззараживание воды гипохлоритом натрия.

Как видите, системы очистки подземных вод значительно компактнее и проще.

Реализованные проекты водоканалов Ecosoft

Компания Ecosoft выполняет производство и монтаж систем любой сложности, в том числе и оборудование водоканалов. Ниже мы перечислим объекты, реконструкцию которых производили наши специалисты.

Центральный водоканал города Брусилова Житомирской области

В данном случае была установлена система производительностью 18 м3/час, которая включала:

• два параллельно установленных фильтра механической очистки Arkal 2” Dual;
• систему обезжелезивания воды Ecosoft FPP+ 2472 из шести баллонов с материалом Filter Ag+, который обеспечивает удаление механических частиц.

Водоканал города Кагарлык Киевской области

Производительность станции 250 м3/сут. Основной проблемой было то, что подземные воды содержали концентрации железа и марганца, которые превышали ПДК, соответственно, в 2,5 и 3 раза.

Станция состояла ряда компонентов.

1. Емкость для обеспечения запасов исходной воды, в которой была предусмотрена система распыления для частичного окисления примесей еще на моменте водозабора.
2. Фильтры механической очистки Arkal 2’’ Dual для удаления частиц глины, песка и пр.
3. Станция дозирования раствора гипохлорита натрия для окисления железа и дезинфекции исходной воды. Управление станцией осуществляется в режиме онлайн.
4. Система удаления железа на основе материала Ferromix, который представляет собой разработку специалистов компании Ecosoft. Материал обеспечивает удаление железа, марганца и сероводорода в одну стадию.
5. Далее вода подается в резервуар очищенной воды.

Все емкости производятся под габариты и параметры заказчика из пищевого пластика.

Реконструкция системы очистки воды в населенном пункте Ижевское (Казахстан)

Задача состояла в том, чтобы полностью модернизировать станцию водоподготовки производительностью в 2 тис.м3/сут.

Система предусматривает:

1. озонирование;
2. дозирование коагулянтов;
3. механическую фильтрацию на засыпных фильтрах;
4. ультрафильтрацию;
5. обеззараживание гипохлоритом;
6. сорбцию на активированном угле;
7. прессование осадка после промывки мембран.

Стоит отметить, что ультрафильтрация довольно широко применяется на системах очистки воды по всему миру. Эта технология оправдывает себя качеством очистки, снижением габаритов оборудования и высокой эффективностью не зависимо от качества исходной воды.

Почему же из кранов течет грязная вода?

Если вода проходит так много этапов очистки, почему из крана она вытекает мутноватой и с желтоватым оттенком? Дело в том, что после обработки на водоканалах она попадает в систему трубопроводов. Их внутренняя поверхность покрыта разнообразными налетами и биологическими обрастаниями. Хлор, который дозируется в воду для обеспечения пролонгированного обеззараживающего эффекта, окисляет эти вещества, вследствие чего в воду выделяются уже продукты взаимодействия. Помимо придания воде отрицательных органолептических качеств, они являются канцерогенными.

Можно ли пить воду из крана?

На самом деле, вода которую подают в трубы водоканалы часто соответствует государственным стандартам на питьевую воду. Она может содержать определенное количество токсикантов, но при этом не принесет серьезных проблем здоровью человека. Но есть же еще недобросовестные водоканалы и старые водопроводные трубы, которые загрязняют воду по пути в ваш кран.

Так что пить или не пить, решать вам. А мы можем предоставить высококачественное оборудование для подготовки питьевой воды у вас дома.