Как флокулянты для водоканалов повышают качество водоподготовки

Чем занимаются водоканалы

Загрязнение воды — одна из наиболее острых экологических проблем в мире. В условиях постоянного развития промышленного сектора фабрики и заводы часто сбрасывают в водоемы сточные воды, содержащие токсичные вещества, тяжелые металлы и другие загрязнители. Качество воды сильно ухудшается, и, как следствие, возникает угроза для здоровья людей и животных.

Обеспечением населения и промышленных предприятий водой, а также отводом и очисткой сточных вод занимаются водоканалы. Главный показатель их работы — это качество очищенной воды. Для его выполнения любому водоканалу необходимо эффективно использовать собственные ресурсы: постоянно отслеживать соответствие воды требованиям СанПиН, закупать химические реагенты, оборудование и многое другое.

Выделим четыре ключевые задачи, которые обеспечивают эффективное функционирование водоканалов и позволяют нам получать чистую воду, безопасную для питья.

1. Соответствовать нормам СанПиН для питьевой воды и водоснабжения населенных мест.
Водоканалы обязаны следовать гигиеническим требованиям государственных и международных стандартов качества воды. В России качество подготавливаемой воды для пищевых целей описывается СанПиН 2.1.4.1074-01.
За выполнением этой задачи следит Роспотребнадзор. Нарушение санитарно-эпидемиологических требований к питьевой воде, и к питьевому и хозяйственно-бытовому водоснабжению может привести к штрафам в размере до 100 000 рублей в зависимости от серьезности нарушения.
Чтобы своевременно выявить изменения состава воды и вовремя их устранить, водоканалы проводят регулярный анализ качества воды на всех этапах подготовки. Согласно СанПиН, на различных этапах контроля нормальной считается периодичность отбора проб воды: 1) еженедельно, 2) три раза в неделю, 3) ежедневно, 4) раз в сезон года, 5) раз в два месяца, 6) ежемесячно, 7) два раза в месяц.

2. Повышать качество питьевой воды, поступающей к потребителям.
Как уже упоминалось, главная задача водоканалов — обеспечивать население качественной и безопасной водой. Чтобы повысить эффективность очистки водоканалы используют разные реагенты, фильтры и технологии, которые удаляют загрязнения и микроорганизмы. Подробнее о самом процессе расскажем далее.

3. Соблюдать бюджетные ограничения при закупках для задач водоканала.
Бюджетные ограничения напрямую влияют на доступность очищенной воды. Водоканалы тщательно планируют свои расходы и регулярно проводят тендеры для закупки качественного оборудования, фильтрующих материалов и реагентов по выгодной цене. При этом стоимость материалов зависит от многих факторов, таких как логистика, объёмы водоочистки и другого. Например, в условиях ограниченного бюджета может возникнуть необходимость заменить импортные реагенты на более доступные отечественные аналоги без снижения эффективности очистки и дополнительного износа оборудования.

4. Продлевать эксплуатационный срок оборудования и очистных сооружений.
Постоянное выполнение этой задачи важно, чтобы водоканал работал без перебоев. Износ техники при водоочистке может происходить по разным причинам. К примеру, вода, содержащая агрессивные химические вещества или соли, может вызывать коррозию металлических частей оборудования. Также на внутренних поверхностях труб могут накапливаться мелкие отложения, приводя к увеличению нагрузки на механизмы.
Чтобы техника служила дольше, водоканалы регулярно проверяют её состояние и выбирают химические реагенты, которые не повреждают материалы оборудования. Это помогает сократить время работы системы и делает процесс водоочистки более эффективным. В результате оборудование подвергается меньшему износу, что увеличивает его срок службы и снижает затраты на ремонт и замену.

Описанные задачи решаются комплексно на каждом этапе очистки. Рассмотрим, из чего состоит процесс подготовки питьевой воды.

Процесс очистки питьевой воды

В городах и населенных пунктах вода отбирается в зависимости от назначений водоемов, утвержденных в «Водном кодексе РФ»:

• 1-ое – питьевого назначения;
• 2-ое – культурно-бытового;
• 3-ие – рыбохозяйственного.

К питьевому назначению относится вода из рек, озер, подземных источников и искусственных водоемов, например, водохранилищ. Для её забора используются насосы или другие системы, которые перекачивают воду по трубопроводам к установкам водоподготовки. Поскольку эта вода может содержать различные загрязнители, она требует тщательной очистки перед использованием.

В зависимости от конфигурации станция водоподготовки может включать следующие этапы: механическая очистка, дозирование реагентов для окисления органических соединений (или озонирование), коагуляция, флокуляция, песчаная фильтрация, угольная сорбция, обеззараживание. Иногда в процесс добавляется побочный этап по сгущению и обезвоживанию осадка, образовавшегося на стадии фильтрации.

Механическая очистка

Механическая очистка — это предварительная обработка воды. На этом этапе неочищенная вода поступает из источника (река, озеро, артезианская скважина) в установку, где проходит первичную фильтрацию. С помощью решеток, барабанных сит, дисковых или сетчатых фильтров и прочего оборудования удаляются крупные загрязнения: листья, ветки, водоросли, песок.
Этот этап позволяет снизить нагрузку на последующую очистку и предотвратить поломку оборудования.
После механической очистки при необходимости может следовать стадия окисления органических соединений. Она помогает перевести железо в окисленную форму для его последующего удаления, а также устранить неприятные запахи и вкусы. Загрязнения удаляются на следующих этапах водоподготовки: коагуляции, флокуляции и фильтрации.

Физико-химическая обработка

На этапе физико-химической обработки в неочищенную воду в зависимости от концентрации и типа загрязнений дозируют коагулянты и флокулянты. Оба реагента важны для эффективной очистки воды и часто используются в комбинации. Смешивание происходит на специальном оборудовании, где происходит перемешивание для растворения и равномерного распределения реагентов.
Коагулянты — это реагенты, которые добавляют в воду для перераспределения зарядов на поверхности загрязняющих веществ, что приводит к их объединению.
Флокулянты добавляются после коагуляции для связывания объединенных загрязняющих веществ в более крупные флокулы, которые удаляются на следующем этапе очистки.

Фильтрация

Далее вода проходит через фильтры, которые удаляют образовавшиеся после флокуляции загрязнения. Благодаря определению концентрации взвешенных веществ и правильно подобранным реагентам на этапе физико-химической обработки, этот этап обеспечивает высокую степень очистки воды.
Результаты фильтрации заметны даже без специального оборудования: осадок отделяется от жидкости, делая воду прозрачной и осветленной.

Обеззараживание

На завершающем этапе проводится дезинфекция воды для уничтожения оставшихся микроорганизмов и вирусов. Процесс обеззараживания может отличаться в зависимости от конкретной ситуации и требований к качеству воды. Обычно используются хлорирование для уничтожения бактерий, озонирование или ультрафиолетовая обработка (УФ) для удаления микроорганизмов.

Станция УФ обработки воды

После обеззараживания вода проверяется на соответствие нормативам СанПиН, а также наличие остатков хлора или других химических веществ, которые могут быть вредны для здоровья.
Очищенная и дезинфицированная вода поступает в резервуары для хранения и распределяется по водопроводной сети для использования в бытовых, промышленных и сельскохозяйственных целях.

Роль флокулянтов в повышении качества питьевой воды

Использование флокулянтов в процессах очистки воды значительно повышает эффективность удаления нерастворимых загрязнений. Эти химические реагенты способствуют слипанию мелких частиц в крупные образования, ускоряя процессы осаждения и фильтрации. В результате, применение флокулянтов сокращает время, необходимое для очистки, и позволяет:

1. Улучшить прозрачность воды

Одним из основных показателей качества питьевой воды является ее прозрачность. Мутная вода содержит множество загрязнений, которые невозможно удалить на этапе механической очистки. Флокулянты связываются с мелкими частицами и образуют более крупные сгустки, которые оседают на дно или удаляются с помощью фильтрации. Это приводит к уменьшению мутности воды и, следовательно, повышению её прозрачности.

2. Снизить содержание загрязняющих веществ

Флокулянты помогают удалить взвешенные вещества, такие как ил, песок и органические частицы, снижая общее содержание загрязняющих веществ в воде.


Для каждого загрязнения в СанПиН установлены показатели, определяющие допустимые нормы для очищенной воды. Флокулянты помогают регулировать уровень примесей и обеспечивать соответствие этим стандартам.

3. Увеличить эффективности фильтрации

Наконец, правильно организованный процесс флокуляции снижает эксплуатационные расходы на последующие этапы водоподготовки.
Если флокулянт подобран верно, количество мелких частиц, которые осаждаются на фильтрах, уменьшается. Это снижает нагрузку на фильтрующие материалы и замедляет износ, сокращая частоту обслуживания и замены фильтров.
Помимо этого, очистка воды флокулянтами может снизить потребность в дополнительной механической обработке, что также приводит к экономии электроэнергии.

Оборудование, необходимое для работы флокулянтов при водоподготовке

Выбор оборудования для водоподготовки зависит от многих факторов, например, объёма обрабатываемой воды, требований к качеству воды, производственных мощностей водоканала, бюджета и других. Установки используются на каждом этапе — от подготовки воды до контроля её качества после обработки:

1. Фильтры механической очистки. Используются для удаления твёрдых частиц из жидкости, таких как ил, песок и другие загрязнения. Они предотвращают повреждение оборудования и улучшают качество воды перед дальнейшей обработкой флокулянтами.
2. Системы приготовления и дозирования реагентов автоматически подготавливают и дозируют химические реагенты для обработки воды. Подобные системы необходимы для коагуляции, флокуляции и других процессов очистки, обеспечивая точное количество реагентов для эффективной работы.
3. Отстойники — резервуары, где происходит осаждение твёрдых частиц из жидкости под действием силы тяжести. Они позволяют отделить осадок от очищенной воды, что является важным этапом в процессе очистки.
4. Песчаные фильтры используют слой песка для удаления взвешенных частиц и некоторых загрязняющих веществ. Они обеспечивают высокую степень очистки воды и могут использоваться как на предварительном этапе, так и на этапе доочистки, после обработки воды реагентами.
5. Оборудование для сгущения и обезвоживания осадка используется для уменьшения объёма осадка путем его сгущения и последующего обезвоживания. Такое оборудование необходимо для уменьшения затрат на утилизацию осадка и повышения эффективности очистных сооружений.
6. Системы контроля и управления процессом (контрольно измерительные приборы и автоматизация) — системы, которые обеспечивают мониторинг параметров процесса очистки: температура, pH, уровень загрязнений. Они позволяют обеспечить стабильную работу системы очистки, повысить ее эффективность и снизить затраты на эксплуатацию.

Сотрудники НПО БиоМикроГели могут проконсультировать заказчика по каждому из этих процессов, начиная с анализа объёма и состава загрязнений и заканчивая обучением персонала по работе с конкретным оборудованием. Наша задача — не только эффективно решить задачи по очистке воды, но и оптимизировать ваши затраты на эксплуатацию установок.

Флокулянты Биомикрогели^® для водоподготовки

Главная задача водоканала — обеспечивать питьевой водой жителей городов. Для ее решения Биомикрогели^® помогают повысить чистоту питьевой воды и уменьшить расходы на водоочистку. Мы разрабатываем и модифицируем флокулянты, которые подходят в качестве альтернативы импортным продуктам, снижают нагрузку на оборудование и оптимизируют затраты на очистку питьевой воды.

Флокулянты Биомикрогели^® BMG–Х2-06 — линейка амфотерных флокулянтов для очистки воды от масел, жиров и нефтепродуктов, а также уменьшения общего объёма осадка для дальнейшей переработки на очистных сооружениях. Продукты этой линейки чаще всего используют при водоподготовке.
Также в компании разработана специальная линейка флокулянтов для водоподготовки WP (Water preparation). Скоро на сайте буду доступны продукты BMG-X2-06WP и BMG-X2-15WP для очистки воды в сфере хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Флокулянты Биомикрогели^® BMG–G2 — линейка однокомпонентных катионных флокулянтов для обезвоживания ила и уплотнения осадка. При добавлении в обрабатываемую среду флокулянт линейки BMG–G2 связывает взвешенные частицы загрязнений в крупные образования, которые легко удалить из воды.

Принцип действия флокулянтов Биомикрогели^® для водоподготовки

В зависимости от условий использования, однокомпонентные флокулянты можно применять как совместно с коагулянтами, так и самостоятельно, без добавления коагулянта. Заказчикам это позволяет уменьшить затраты на покупку реагентов, а также упростить процесс реагентной обработки до дозирования всего одного компонента в загрязненную воду.

В 2024 году специалисты «НПО БиоМикроГели» провели лабораторные испытания (ЛИ) на одном из российских водоканалов. Задача заключалась в очистке природной поверхностной воды с соблюдением показателей содержания взвешенных веществ, нефтепродуктов и общего железа после физико-химической очистки.

Лабораторные испытания проводили на образцах воды, представленных на фото слева:

Слева – образец воды с водоканала. Справа – результаты ЛИ флокулянтов Биомикрогели^®

Для очистки воды был выбран флокулянт линейки Биомикрогели^® BMG-Х2.
Оптимальную для водоканала дозировку ввели в систему очистки в виде рабочего раствора раствора и перемешивали до образования плотного отделяемого осадка.

Таблица сравнения содержания загрязнений до и после обработки воды флокулянтом Биомикрогели^®

Ужесточение норм и стандартов качества воды требует от водоканалов постоянного обновления технологий и методов очистки. Сегодня водоподготовка осложняется и уходом иностранных поставщиков реагентов.
С помощью флокулянта линейки Биомикрогели^® BMG-Х2 водоканалу удалось снизить концентрацию загрязняющих веществ в соответствии с требованиями СанПиН по качеству воды.

Время растворения в воде флокулянтов Биомикрогели^® для водоподготовки составляет всего 20 минут, поэтому нашим специалистам удалось также ускорить процесс водоочистки и снизить нагрузку на перемешивающее оборудование.

Как подобрать флокулянт для водоподготовки

Линейка Биомикрогели^® включает флокулянты с амфотерными, анионными и катионными зарядами для очистки питьевой воды. Выбор подходящего флокулянта для процесса водоподготовки зависит от нескольких факторов:

• решаемой задачи: водоподготовка, водоочистка или обезвоживание осадка;
• оборудования, используемого для очистки воды на водоканале;
• характера загрязнений: взвешенные вещества, масла, жиры, нефтепродукты и т.д.;
• концентрации этих загрязнений в воде;
• каких показателей по остаточной концентрации загрязнений необходимо достичь;
• и других.

В компании действуют четыре лаборатории, где реагенты постоянно модифицируются на основе проведенных испытаний, что позволяет легко интегрировать их в существующие системы водоподготовки. Два экспериментальных производственных участка, расположенные в Екатеринбурге, обеспечат стабильную и своевременную доставку реагентов по всей России.

Перед поставкой мы свяжемся с вами, чтобы подробно изучить тип и концентрацию загрязнений, оборудование и показатели очистки, которых необходимо достичь водоканалу. Наши специалисты подберут подходящий флокулянт и определят его дозировку по результатам лабораторных и опытно-промышленных испытаний. Подробно о том, как работает наша команда при подборе флокулянтов, можно прочитать в статье «Подбор флокулянта: как к нему подходят технологи и закупщики».

Резюме

Водоподготовка — комплексный процесс, который требует контроля на каждом этапе. Одну из ключевых ролей при очистке воды для хозяйственно-бытового применения играют флокулянты. Они улучшают качество и безопасность питьевой воды путем удаления загрязнений и повышения прозрачности.
Флокулянты Биомикрогели^® ускоряют процесс водоочистки, снижая нагрузку на очистное оборудование, а также позволяя достичь показателей, указанных в СанПиН.

НПО БиоМикроГели понимает задачи водоканалов, поэтому мы отправляем бесплатные образцы флокулянтов, чтобы вы убедились в качестве и эффективности нашей продукции. Оставьте заявку на сайте для консультации и заказа флокулянтов российского производства.

В статье про центр исследований и разработок читайте о работе наших специалистов над созданием новых и модернизации существующих продуктов.
Если хотите знать больше о промышленной очистке воды и сгущении осадков, читайте и другие статьи в нашем блоге.