Осенью 2020 года, мы взялись за осуществление интересного, но в то же время сложного проекта. К нам обратилась компания, занимающаяся переработкой масличных культур, производством масла и кормовой продукции, Староминский Маслоэкстракционный Завод, с запросом о разработке и монтаже системы фильтрации и очистки скважинной воды для использования её на паровом котле высокого давления. Ограничение по показателю уровня жесткости воды, для подачи в котел, составляет 0.15-0.20 мкг-экв/л, при том что, этот же показатель полученный по результатам химического анализа воды у заказчика, достигает 4-5 мг-экв/л, а уровень её минерализации превышал 2 г/литр. При таких показателях уложится в норматив для парового котла очень сложно. Помимо этого, уровень содержания сероводорода во входящей воде был зафиксирован на уровне 2.1 мг/литр, что в 700 раз превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК), так как по СанПиН этот показатель не должен превышать 0.003 мг/л.
Для того что бы удалить сероводород из воды, существует несколько способов:
- Физическим. Подразумевает проведение аэрации.
- Физико-химическим. Сводится к сорбции жидкости с помощью каталитического активированного угля, марганцевого песка и прочих фильтрующих загрузок.
- Химическим и т.д. Заключается в окислении жидкости озоном и производными хлора. Для обработки используется гипохлорит натрия, перекись водорода.
Главной проблемой в окисление сероводорода до простой серы является время контакта окислителя, если его недостаточно, то недоокисленный сероводород будет проскакивать через любую фильтрующую загрузку.
Самым действенным и оптимальным является метод озонирования или по-другому химический. Но технология озонирования имеет большой недостаток — это высокая дороговизна оборудования. Такая система по озонированию воды может стоить более 1 млн. рублей., да и окупаемость такого оборудования крайне длительная и он вряд ли окупится за весь срок своей службы. А вот, например станция дозирования гипохлорита натрия, обходится гораздо дешевле, около 40-50 тысяч рублей.
Приняв в расчет экономическую составляющую, было принято решение изначально провести окисление сероводорода путем безнапорной аэрации посредством низконапорного компрессора высокой производительности. При этом происходит распыление мелких пузырьков кислорода, с помощью аэрационных элементов, расположенных на дне 10 м3 емкости. Этот процесс необходим для увеличении скорости окисления сероводорода и уменьшения дозы гипохлорита натрия, который подается в эту емкость после аэрации.
Далее, после того как добавили окислитель и насытили воду кислородом, с помощью аэрационных элементов и компрессоров низкого давления, её забирает насос Lowara (производительностью 5 м3/час) и при давлении 4 атмосферы подает на скорые фильтры с сорбентом, которые улавливают остатки окисленной серы и накапливают её в толще своей загрузки.
Переключение всех режимов осуществляется, с помощью пневматических клапанов, которыми управляет общий логический контроллер.
Параллельно установлено три фильтра, в них реализована функция, промывка очищенной водой.
После скорых фильтров, для того что бы избежать отложения солей кальция и магния на мембранах, в систему дозируется ингибитор осадкообразования, а что бы избежать попадания остаточного хлора, который может вызвать разрушение мембраны дозируется биоцид. Уже после этого вода поступает в установку обратного осмоса производительностью 1 м3/час, где при давлении в 15 атмосфер из воды удаляются частицы минеральных соединений и соли жесткости, до норматива, требуемого для подачи в паровой котел.
Очищенная вода попадает в накопительный бак, объемом 3 м3, а его наполнение контролируется датчиком контроля уровня.
Из емкости насосом Lowara производительностью 3 м3/час, вода подается на хозяйственно-бытовые нужды, и для питьевых нужд. А вот на отдельной ветке, для подачи в паровой котел, дополнительно дозируется реагент который увеличивает Ph воды, тем самым, доводя его до требуемой нормы.
Но это еще не все.
В течении первой недели после монтажа всей системы, из-за большого количества сероводорода, во время проведения пуско-наладочных работ, выходят из строя электромагнитные клапаны, а также механические поплавковые клапаны, а по прошествии трех месяцев со дня ввода в эксплуатацию начинают сильно забиваться мембраны в установке обратного осмоса и, как следствие, резко падает производительность.
Наши специалисты выехали на производство, дабы разобраться в причине происходящего. Причиной такой проблемы оказался все тот же сероводород, уровень которого, согласно заключения экспертизы, возрос до 12.7 мг/литр, что практически в 3000 раз является превышением нормы ПДК. Соответственно, так как расчет всей системы, в том числе дозировка реагентов и настройка аппаратуры были сделаны согласно предоставленным ранее данным, где уровень сероводорода составлял 2.1 мг/литр, система предварительной фильтрации не справлялась, и окисленная сера попадала на мембраны осмотической установки, забивая их.
Для разрешения этой ситуации были предприняты следующие меры:
- В систему смонтирован насос, дозирующий коагулянт, предназначенный для связывания мелкого окисленного сероводорода, укрупнение частиц.
- Установлена дополнительная емкость, для увеличения времени для контакта воды с коагулянтом.
- Провели очистку и промывку мембран осмотической установки.
После проведения дополнительных работ, система очистки воды на Староминском маслоэкстракционном заводе, эксплуатируется уже более полугода, без нареканий.
