Цеолиты против азота - Российские Коммунальные Системы

ПРОЕКТЫ
PROJECTS
Цеолиты против азота
В Кирове внедрена новая система очистки воды
с помощью природного сорбента
В связи с регулярным сезонным выносом в реку Вятка аммо
нийного азота, концентрация которого в речной воде в 23 раза
превышала нормы, в ОАО «Кировские коммунальные системы»
внедрена система очистки речной воды с помощью природного
сорбента цеолита. Применение новой технологии позволило
снизить концентрацию азота в очищенной воде до нормативов
СанПиН.
Роман Лобанов,
главный управляющий
директор ОАО «Кировские
коммунальные системы»
Проблема очистки воды в реке
Вятка от аммонийного азота ежегод
но встает очень остро во время ве
сеннего паводка, который приходится
на конец апреля начало мая. К при
меру, в 2010 году в период весеннего
половодья в г. Кирове был объявлен
режим чрезвычайной ситуации: жите
лям города запрещалось использо
вать для питья подаваемую в город
воду, так как в ней содержание амми
ака превышало нормативное значе
ние 2 мг/л.
Ранее проблема очистки воды от
аммонийного азота решалась в ос
новном по согласованию с Управле
нием Роспотребнадзора по Киров
ской области. Речь шла о снижении
объемов обрабатываемой воды и
повышении доз хлора, но это не по
могало при больших концентрациях
азота. С учетом этого было принято
решение о разработке нового мето
да очистки воды от аммонийного
азота с помощью цеолита.
После паводка 2010 года, когда в
течение 5 дней в реке наблюдалось
превышение ПДК азота аммонийно
го, администрация города Кирова
провела конкурс на проведение на
учноисследовательской работы по
теме «Разработка предпроектных
предложений по получению питье
вой воды нормативного качества с
очистных сооружений водопровода
в д. Корчемкино в паводковый пери
од в соответствии с ведомственной
целевой программой «Охрана окру
Блок для приготовления рабочего раствора/пульпы сорбента с системой контроля
жающей среды в муниципальном об
разовании «Город Киров» на 2010
год». Научноисследовательская ра
бота осуществлялась ОАО «Киров
водпроект». Одним из предложений
этой работы было использование в
качестве фильтрующей загрузки
фильтров ОСВ цеолита природного
сорбирующего материала (типовое
решение из учебной литературы). Но
это мероприятие требовало серьез
ной реконструкции фильтров и тех
нологии, поскольку цеолит необхо
димо периодически регенерировать
раствором поваренной соли с по
следующей промывкой. Кроме того,
стоимость цеолита в 10 раз превы
шает стоимость кварцевого песка,
применяемого в настоящее время.
Таблица 1. Результаты испытаний КПЛ (< 0,14 мм) (все концентрации
аммиака в расчете на азот аммонийный)
Саммиака в очищ.воде, мг/л
4
Схема I
Схема II
1,69
1,67
1,74
1,72
1,62
1,71
Средние значения
1,70
1,68
Г мг/г
2,23
2,25
Таким образом, для окончательного
решения этого вопроса требовались
дополнительные исследования, рас
четы и проектирование.
На первом этапе специалисты
ОАО «Кировские коммунальные сис
темы» приняли решение провести
испытание цеолита на эксперимен
тальной установке (фильтрующей
колонке) в натуральную величину
фильтра с целью определения сте
пени очистки, периодичности про
мывки, ее интенсивности, регенера
ционного цикла и т.д. Был заключен
трехсторонний договор на проведе
ние таких испытаний. Специалисты
ОАО «Кировские коммунальные сис
темы» разработали и смонтировали
экспериментальную установку, мо
делирующую работу фильтров, при
обрели пробные партии цеолита
разных фракций, разработали прог
рамму испытаний. В процессе ис
следований в качестве загрязнителя
использовались пробы вод из пой
менных озер, которые и являются
источником загрязнения реки в па
водковый период. По полученным в
результате испытаний данным был
сделан вывод о том, что цеолит поз
ПРОЕКТЫ
PROJECTS
Содержание аммиака в реке и в питьевой воде после второго подъема
КОСВ
воляет полностью снимать загряз
нения при концентрациях до 4 ПДК,
однако сорбционный период состав
ляет не более 2 суток, после чего на
растают остаточные загрязнения.
Через 6 суток сорбционные свой
ства исчерпываются. Обратная про
мывка регенерирующего воздей
ствия не оказывает. Это свидетель
ствовало о том, что цеолит нецеле
сообразно использовать в качестве
фильтрующей загрузки, однако
вполне возможно применять в каче
стве сорбирующего реагента.
В паводок 2011 года по договору
с ООО «РИЗ ЭКСПЕРТ» (г. Москва)
проводились лабораторные иссле
дования с целью поиска возможных
методов очистки исходной воды ре
ки Вятка до нормативов СанПиН
2.1.4.107401 в условиях загрязне
ния речной воды азотом аммоний
ным в концентрациях до 5 ПДК. Были
получены положительные результа
ты при аэрации в щелочной среде.
Но при дальнейших исследованиях
эти результаты не подтвердились,
поэтому этот метод использовать не
стали.
В рамках проекта по разработке
технологии очистки воды от аммо
нийного азота с использованием це
олита проводились лабораторные,
тестовые и пилотные испытания в
лаборатории глубокой очистки воды
ОАО «НИИ ВОДГЕО» и непосред
ственно на ОСВ г. Кирова в разных
схемах и режимах. Суть проведен
ных в 2011 году лабораторных экс
периментов состояла в оценке воз
можности и эффективности различ
ных физикохимических методов
очистки от аммиака воды из водоис
точника р. Вятки в условиях ОСВ
г. Кирова.
Испытания цеолита Сокирницко
го месторождения проводились ОАО
«НИИ ВОДГЕО» после основного
цикла лабораторных и пилотных ис
№8 (60) Август 2012 / ВодаMagazine
пытаний, после выдачи отчетных ма
териалов заказчику. В испытаниях
использовали промышленно выпус
каемый ГК «ЦЕО» клиноптилолит Со
кирницкий порошкообразный фрак
ции < 0,14 мм. Исходная вода ре
альная вода водозабора Корчемкино
с модельным уровнем содержания
аммиака. Все испытания проводили
параллельно по двум существую
щим на станции технологическим
схемам:
схема I (ввод хлора после коагу
ляции);
схема II (ввод хлора до коагуля
ции).
Все проведенные эксперименты
показали, что наиболее эффектив
ным является введение порошкооб
разного цеолита в речную воду с
последующей коагуляцией. Опреде
лены лучшие сорбенты, их тип, свой
ства, дозы и точки ввода. Разработа
на методика контроля качества при
меняемых сорбентов.
Технологический процесс нового
метода представляет собой cледую
щую последовательность:
а) растаривание и загрузка сор
бента в транспортнотехнологичес
кий модуль №1 и его обработка для
приведения в активное состояние;
б) дозирование порошка приго
товленного сорбента для приготов
ления рабочих растворов/пульпы;
в) приготовление рабочего раст
вора/пульпы сорбента;
г) дозирование и подача рабоче
го раствора/пульпы сорбента по
точкам ввода.
В состав комплекса входят:
1. Специальное оборудование
(СТКМС) производства НПО «ЛИТ»
для растаривания, первичной обра
ботки, активации и затворения сор
бента с системой контроля.
2. Специальное оборудование
(СТТК) производства НПО «ЛИТ» для
приготовления рабочего раствора
/пульпы сорбента с системой конт
роля;
3. Насосное оборудование для
промежуточных перекачек и подачи
первичного и вторичного раствора
пульпы сорбента и для подачи его в
точки ввода.
4. Транспортные коммуникации с
запорнорегулирующей арматурой.
Проектная производительность
комплекса рассчитана на очистку
воды всех потоков станции 220
тыс.м3/сут. В период паводка в апре
ле 2012 года была смонтирована и
опробована первая опытная линия
комплекса на производительность
по очищенной воде 58 тыс. м3/сут.
Количество вводимого сорбента оп
ределяется типом сорбента, уров
нем целевого и фонового загрязне
ния воды, и в наиболее острый пери
од паводка оно составляло до 12
т/час. Новый метод позволяет очи
щать воду до содержания азота ам
монийного ниже ПДК, т.е. ниже
2 мг/л.
На разработку новой технологии
было затрачено 22 млн. руб. в рам
ках федеральной целевой програм
мы «Жилище». В эту сумму входят
все работы, включая создание про
мышленной установки. В проекте
приняли участие: НИИ ВОДГЕО (раз
работка технологии и оборудования,
пусконаладка системы), НПО «ЛИТ»
(конструкция и изготовление обору
дования), ОАО «Кировские комму
нальные системы» (участие в разра
ботке и исследованиях, натурных
испытаниях, монтаж и эксплуатация
системы, контроль результатов, вне
сение предложений по усовершен
ствованию системы).
ОАО «НИИ ВОДГЕО»
КОМПЛЕКСНОЕ
РЕШЕНИЕ
ВОДНЫХ
ПРОБЛЕМ
119435, г. Москва, Б. Саввинский пер., д. 9, стр. 1.
Тел/факс (499) 2724758, 2724731
http://www.watergeo.ru Email: watergeo@inbox.ru
5