После получения необходимых документов: формы заявки и презентации проекта - наши специалисты постараются в кратчайшие сроки рассмотреть Ваше обращение, а эксперты предложат оптимальные варианты финансирования.
Это стало возможным благодаря новым технологиям и оборудованию, используемому в рамках модернизации водоочистных сооружений (ВОС).
По данным Всемирного банка, доступ к чистой воде остается одной из наиболее серьезных проблем для человечества.
Засушливые регионы мира, такие как Южная Европа, Ближний Восток и Африка, в ближайшие десятилетия будут остро нуждаться в инновационных решениях по очистке бытовых и промышленных сточных вод, чтобы удовлетворить растущие потребности экономики.
Многие страны уже пострадали в результате неправильной эксплуатации подземных вод, опустынивания и проникновения морской воды в водоносные горизонты.
Использование современных технологий очистки вод для орошения полей и повышения эффективности сельского хозяйства будет иметь решающее значение для развития этих стран.
Наша команда предлагает инвестиционное финансирование, разработку и внедрение инновационных технологий в области водоочистки и опреснения, способствуя тем самым повышению эффективности водоочистных сооружений и обеспечению безопасности потребителей по всему миру.
Мы предлагаем следующие технические решения:
• Модернизация оборудования для механической фильтрации.
• Установка инновационных систем для биологической очистки сточных вод.
• Установка оборудования для обратного осмоса с целью опреснения воды.
• Повышение энергоэффективности оборудования и внедрение когенерации.
• Прокладка стеклопластиковых труб для водоочистных сооружений.
• Модернизация оборудования для озонирования и дезинфекции воды.
• Автоматизация очистных сооружений под ключ.
• Установка систем HVAC и др.
ESFC со своими партнерами готова предоставить полный комплекс услуг, связанных с реконструкцией или модернизацией ВОС, включая финансирование проекта, финансовое моделирование и инженерное проектирование, производство и установку оборудования, пробную эксплуатацию и обучение персонала заказчика.
Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше.
Повышение энергоэффективности водоочистных сооружений
Быстрая урбанизация и рост населения требуют качественных услуг по очистке сточных вод.Ожидаемая более высокая концентрация загрязняющих веществ в сточных водах определяет необходимость строительства все более совершенных объектов с использованием современных технологий очистки или модернизации водоочистных сооружений с использованием нового энергоемкого оборудования.
Это неизбежно приведет к увеличению энергопотребления водоочистных сооружений, если не предпринять достаточных усилий для оптимизации энергоэффективности оборудования.
Результаты ряда европейских исследований показывают, что самым главным потребителем энергии на водоочистных сооружениях является оборудование для аэрации активного ила. На его долю приходится от 40 до 80% всей электроэнергии, потребляемой на водоочистных сооружениях. Кондиционирование и обезвоживание осадка также требует использования значительного количества электрической энергии.
Оборудование для первичной очистки сточных вод потребляет значительно меньше энергии по сравнению с установками для тонкой очистки.
Это в значительной степени определяется типом и количеством удаляемых загрязняющих веществ, а также желаемым или требуемым качеством очищенной воды, устанавливаемым регуляторами.
Для повышения энергоэффективности водоочистных сооружений важно, чтобы оператор был хорошо знаком со структурой нагрузок и тарифами распределительной компании.
Таким образом, поступающие на объект сточные воды могут храниться в течение определенного периода, а их очистка может быть перенесена на ту часть дня, когда расценки на электроэнергию относительно низкие.
Перед началом модернизации ВОС, нацеленной на повышение энергоэффективности оборудования, важно проанализировать базовый уровень и структуру энергопотребления.
Энергоаудит покажет, какие процессы требуют энергии и в каких количествах.
Следующий шаг — реализация активных и пассивных мер по повышению энергоэффективности. Пассивные меры определяются как легко реализуемые действия, тогда как активные меры требуют внесения существенных изменений в имеющееся оборудование и технологические процессы, включая их автоматизацию и оптимизацию.
Последний этап — это отчетность и мониторинг энергопотребления, благодаря которым оператор водоочистных сооружений может установить контрольное значение потребляемой энергии, установить цели для будущих мероприятий по увеличению энергоэффективности и определить ключевые показатели результатов реализованных мер.
Бытовые сточные воды загрязнены в основном органическими и питательными веществами (в основном азотом и фосфором), тогда как промышленные стоки могут содержать широкий спектр загрязняющих веществ, требующих индивидуального подхода к модернизации оборудования и повышению энергоэффективности.
Общие меры по повышению энергоэффективности ВОС
Эксперты выделяют несколько вариантов энергосбережения, которые можно применить на водоочистных сооружения.К ним относятся замена двигателей на более энергоэффективные, а также автоматическое управление HVAC и системами освещения.
Кроме того, уменьшение расхода энергии может быть достигнуто за счет внедрения или модернизации системы управления и сбора данных SCADA для мониторинга и контроля энергопотребления, контроля энергетических потребностей и когенерации.
Меры по управлению энергопотреблением на ВОС обычно связаны с насосами.
Среди направлений модернизации оборудования может рассматриваться использование более эффективных двигателей и частотных приводов. Еще одна возможная мера — оптимизация с помощью SCADA или использования специализированного программного обеспечения. Регулярное надлежащее обслуживание способствует поддержанию эффективной работы двигателя, насоса и всей насосной системы.
Дополнительные возможности для эффективного управления энергопотреблением включают управление системами HVAC и установку высокоэффективных осветительных приборов.
Обеспечение энергоэффективных люминесцентных ламп и систем для ультрафиолетовой дезинфекции и предварительной обработки также заслуживают внимания.
Другие меры по модернизации водоочистных сооружений
Наиболее подходящими областями для управления энергопотреблением при очистке сточных вод являются этапы аэрации и перекачки.Сюда входит аэрация для биологической очистки и аэробного разложения, а также перекачка регенерированного и отработанного активного ила.
Наши мероприятия по модернизации водоочистных сооружений позволяют добиться значительной экономии энергии на насосных станциях для входных и выходных потоков сточных вод. Как и в случае со станциями очистки питьевой воды, использование высокоэффективных двигателей или частотных приводов является обычной мерой повышения энергоэффективности на водоочистных сооружениях.
Контроль и управление растворенным кислородом — это ключ к энергоэффективности. Из-за негабаритного оборудования, неэффективных процессов или отсутствия контроля количество воздуха, подаваемого в бассейны для аэрации, может быть больше, чем необходимо для перемешивания и поддержания биологической активности. Помимо дополнительного расхода электроэнергии, слишком аэрированные сточные воды приводят к проблемам с образованием осадка в результате уноса твердых частиц потоком.
Переход от крупнопузырьковой аэрации воды к использованию современного оборудования с мелкими пузырьками может снизить затраты энергии в этом процессе как минимум на 25%.
Для управления системой аэрации требуется установка датчиков растворенного кислорода и воздуходувок подходящего размера на соответствующем расстоянии друг от друга.
Правильный выбор типа насосов и воздуходувок также чрезвычайно важен для повышения энергоэффективности всего технологического процесса. Распространенным подходом при модернизации является размещение большого количества диффузоров на входе в бассейны аэрации, где органическая нагрузка наиболее высока.
Таким образом, аэрация в большей степени удовлетворяет потребность в растворенном кислороде, обеспечивая больше воздуха в начале бассейна и меньше в его конце, где соотношение питательных веществ и микроорганизмов относительно низкое.
Другой вариант экономии энергии — это применение периодической аэрации, в том числе уменьшение времени непрерывной работы системы или снижение ее производительности. Этот метод требует временного прекращения подачи воздуха в определенную зону аэрации или циклической подачи воздуха из одной зоны в другую. Продолжительность цикла может контролироваться в зависимости от концентрации растворенного кислорода.
Количество кислорода, необходимое для поддержания биологических процессов в бассейнах аэрации, должно соответствовать концентрациям органических веществ и аммиака в сточных водах, поступающих на водоочистные сооружения.
Это означает, что для муниципальных ВОС потребность в кислороде снижается ночью и достигает пика утром и вечером.
Помимо изменяющейся потребности в кислороде в самих сточных водах, эффективность переноса кислорода в бассейне зависит от изменения температуры воздуха и воды, концентрации твердых веществ и поверхностно-активных веществ и др. Следовательно, автоматизированный контроль уровня растворенного кислорода может привести к значительной экономии энергии при очистке сточных вод.
При модернизации ВОС можно использовать так называемые выравнивающие бассейны с целью снижения затрат на электроэнергию.
Эти конструкции позволяют перенести процесс очистки воды на периоды времени с низким энергопотреблением.
Еще одна хорошая возможность для управления энергопотреблением на водоочистных сооружениях — это процессы удаления твердых частиц из сточных вод. Использование оборудования, которое может более эффективно обезвоживать осадок, значительно сокращает общие затраты на очистку сточных вод.
Кроме того, в США и европейских странах давно разработаны эффективные системы для утилизации осадка в качестве топлива для когенерации и снижения пиковых нагрузок.
Метан, образующийся в результате анаэробного сбраживания ила, может использоваться для когенерации или отопления для экономии энергии на очистных сооружениях. При факельном сжигании избыточного газа после нагрева ила обычно теряется метан, который можно использовать для производства электроэнергии.
Внедрение оптимальных мер по повышению энергоэффективности водоочистных сооружений требует детальной технической экспертизы. ESFC имеет богатый опыт внедрения высокоэффективных технологий для данного типа объектов.
Если вы планируете модернизацию или реконструкцию устаревших ВОС, свяжитесь с нами для консультации.
Современные принципы и технологии очистки сточных вод
Очистка сточных вод на водоочистных сооружениях обычно включает механическую и биологическую стадии.Цель механической очистки — удалить из воды крупные примеси.
Утверждается, что на этой стадии остается до 70-80% от общего количества нерастворимых веществ.
Уровень органических загрязнителей также снижается примерно на 40-50%.
Следующим этапом является биологическая очистка сточных вод. Часто после биологической очистки предусматривается дополнительная очистка воды перед ее сбросом в водоемы. Это связано с повышенными требованиями к качеству очищенной воды для защиты водных объектов и возможностью повторного использования этой воды в сельскохозяйственных или промышленных целях.
В большинстве случаев биологически очищенные сточные воды все еще содержат разлагаемые органические вещества. Среди них минеральные масла, пестициды и другие. Одной из важнейших технических проблем является содержание азота и фосфора, что может привести к снижению растворенного кислорода в естественных водоемах и их вторичному загрязнению.
Обычно до 40% содержащихся в воде азота и фосфора удаляется с помощью стандартных технологий очистки сточных вод, но этот показатель варьирует.
Базовые методы очистки сточных вод
Для очистки сточных вод чаще всего применяются механические, физико-химические, химические, биологические и другие методы.Один из самых часто используемых методов очистки является многоэтапная фильтрация биологически очищенной воды.
Для этого используются фильтры разных типов, в том числе барабанные сетчатые фильтры.
Чтобы достичь более высокой степени очистки сточных вод и удаления мелких взвешенных частиц, растворенных неорганических веществ, органических коллоидов и других, их часто подвергают химической коагуляции с последующим осаждением и фильтрацией.
Хлорид железа, известь, сульфат алюминия или полиэлектролиты в основном используют в качестве коагулянтов в процессе обработки. Также считается целесообразным использование различных флокулянтов для достижения лучшего химического осаждения.
При использовании методов коагуляции для очистки сточных вод следует иметь в виду, что данный метод увеличивает минерализацию, а образующийся ил имеет высокое содержание гидроксидов алюминия и железа и очень высокую влажность до более чем 98%.
Модернизация водоочистных сооружений может включать установку высокоэффективного сорбционного оборудования. Сорбция считается одними из наиболее эффективных методов глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ.
Технологии сорбции идеально подходят для удаления стойких органических веществ, не подверженных биохимическому разложению, таких как лигнин, белки и другие вещества, придающие воде специфический цвет и неприятный запах.
Процессы сорбции считаются очень подходящими для извлечения ценных растворенных веществ, содержащихся в стоках, которые могут быть использованы в промышленных целях.
Следовательно, модернизация оборудования в данном направлении способствует получению новых продуктов и повышению экономических показателей предприятия.
Современные технические решения по удалению азота и фосфора
Сельскохозяйственные и бытовые сточные воды обычно богаты азотсодержащими веществами, процентное содержание которых может варьироваться в широких пределах.Для их удаления сегодня используются процессы нитрификации и денитрификации. Помимо них, на практике также используются передовые физико-химические методы, такие как ионный обмен.
Также возможно использование сорбции активированным углем с предварительным хлорированием, озонированием, обратным осмосом и др.
В процессе нитрификации аммиачный азот из кислорода воздуха окисляется до нитритов и нитратов. Это происходит с помощью специфических нитрифицирующих микроорганизмов и требует строительства специальных бассейнов и другого оборудования.
При использовании процессов нитрификации и денитрификации применяются различные технологические схемы, такие как предварительная денитрификация, одновременная денитрификация, периодическая и раздельная стадия денитрификации с добавлением метанола, комбинированная денитрификация и так далее.
Для одновременного удаления азота и фосфора из сточных вод можно использовать биореакторы с взвешенной биомассой и биореакторы с прикрепленной биомассой.
Бытовые сточные воды обычно содержат значительное количество фосфора, который чаще всего находится в форме ортофосфатов, полифосфатов и фосфорсодержащих органических соединений. В процессе очистки сточных вод соединения фосфора постоянно трансформируются.
Обычно полифосфаты и органические фосфаты превращаются в ортофосфаты, а некоторые неорганические фосфаты абсорбируются в процессе метаболических микробиологических процессов. Соответственно, на выходе из водоочистных сооружений около 80-90% содержащегося фосфора находится в форме ортофосфатов. Для их удаления можно использовать оборудование для химической коагуляции.
Для удаления фосфора из воды можно использовать биологические методы.
Активный ил, проходя через многие чередующиеся анаэробные и аэробные фазы, в анаэробных условиях высвобождает растворенные фосфаты, а в аэробной фазе они снова их поглощает. Основными преимуществами биологических методов очистки стоков от фосфора традиционно считаются низкая стоимость и высокая эффективность.
Биологические озера также считаются подходящими для очистки сточных вод. Это требует строительства огромных искусственных сооружений, внутри которых очистка сточных вод основана на естественных биологических процессах, происходящих в водоемах.
Если вас интересует внедрение биологических методов очистки сточных вод, мы с партнерами готовы разработать для вас индивидуальный проект модернизации ВОС.
Обратитесь к нашим консультантам, чтобы узнать больше.
Восстановление фосфора при очистке сточных вод: новые возможности
Фосфор — ключевой элемент для производства удобрений и повышения эффективности сельского хозяйства в глобальных масштабах.В настоящее время его добывают в основном из фосфорита, месторождения которого сосредоточены в нескольких государствах-производителях, таких как Марокко, Китай и США.
С другой стороны, нерациональной использование фосфора и утечка фосфорсодержащих удобрений, детергентов и сточных вод в водоемы приводят к эвтрофикации водоемов. По этим причинам все большее внимание уделяется разработке технологий извлечения фосфора из потоков отходов и повторного использования продуктов.
В настоящее время в Европе, Северной Америке и Восточной Азии работает более 70 заводов по регенерации фосфора.
При очистке сточных вод фосфор удаляется из них химическими или биологическими методами.
В результате этот элемент накапливается в иле, который подвергается анаэробному разложению, обезвоживанию и сжиганию. Далее фосфор может быть извлечен из воды, удаляемой во время обезвоживания, из обработанного ила или из золы.
Оборудование для извлечения фосфора из жидкой фазы обеспечивает извлечение до 50-70% продукта, после чего оставшееся количество фосфора удаляется с илом. Обычно степень его восстановления составляет относительно небольшие 20-40%.
Полученный продукт представляет собой струвит (фосфат магния-аммония) или фосфат кальция. Преимущество подхода заключается в том, что он может легко интегрироваться в существующие водоочистные сооружения.
Таким образом, модернизация ВОС для регенерации фосфора открывает новые экономические возможности.
Поскольку до 95% фосфора, поступающего на водоочистные сооружения, попадает в ил, потенциал технологий его восстановления на этой стадии достаточно высокий. Интерес к модернизации оборудования в этом направлений растет по всему миру.
Осадок водоочистных сооружений также используется непосредственно в качестве удобрения, но это связано с экологическими рисками из-за содержания тяжелых металлов, патогенных микроорганизмов и органических загрязнителей. Следовательно, технологии извлечения фосфора из ила должны справляться с этими загрязнителями. Наиболее распространенными методами для этой цели являются кристаллизация, химическая технология с использованием сильного основания или кислоты.
При рекуперации фосфора из золы сжигаемого осадка на водоочистных сооружениях особый интерес представляет только случай, когда зола сжигается отдельно от других отходов. Дело в том, что совместное сжигание снижает концентрацию фосфора в остаточной золе и заметно увеличивает уровень загрязняющих веществ.
Во время сжигания объем осадка значительно уменьшается, при этом полностью удаляются органические загрязнители и патогены.
Обычно зольность фосфора достигает почти 90% от общего количества, поступающего на водоочистные сооружения. Преимущество этой технологии включают небольшой объем золы.
Качество продукта в значительной мере зависит от применяемых процессов очистки. Если применяется химическое удаление фосфора, высокие уровни алюминия и железа способны повлиять на качество продукта и возможности его дальнейшего применения.
Термохимические методы используются для снижения содержания тяжелых металлов и увеличения биодоступности фосфора в золе, образующейся при сжигании ила на ВОС.
Большинство процессов восстановления фосфора из сточных вод включает его выделение путем осаждения / кристаллизации фосфата кальция или струвита.
Фосфат кальция (гидроксиапатит) представляет собой продукт, свойства которого напрямую сопоставимы со свойствами фосфорита. По этой причине следует иметь в виду, что кинетика осаждения сульфата кальция играет более важную роль, чем факторы, связанные с термодинамическим равновесием.
Самопроизвольное осаждение из раствора обычно не наблюдается вообще, если только не происходит очень сильное пересыщение.
Однако разделение фосфата кальция может быть достигнуто добавлением кристаллических частиц, таких как песок и гидрат силиката кальция, которые могут инициировать процесс осаждения / кристаллизации.
Экономическая целесообразность восстановления фосфора
Фосфат кальция похож на фосфорит, поэтому он может использоваться в качестве сырья при производстве промышленных удобрений.Также можно смешивать фосфат кальция с другими питательными веществами и вносить его в почву в качестве удобрения.
Восстановление фосфора из сточных вод посредством кристаллизации является предметом углубленных исследований. Данная технология очень широко внедряется при модернизации водоочистных сооружений, что доказывает техническую осуществимость метода.
Установлено, что из 100 м³ бытовых сточных вод с концентрацией фосфат-ионов 7 мг / л можно получить 1 кг магний-аммонийфосфата с эффективностью восстановления 55%.
Экономическая целесообразность технологии определяется в основном эксплуатационными расходами и доходами от коммерческой реализации конечного продукта. Согласно недавнему исследованию, эксплуатационные расходы на восстановление фосфора варьируют в диапазоне 2-8 евро за килограмм фосфора, в зависимости от процесса.
Однако чем ниже концентрация фосфора в потоке, тем выше стоимость модернизации оборудования и инвестиционные затраты. Прежде чем приступить к внедрению технологии восстановления фосфора из сточных вод, важно тщательно проанализировать характеристики конкретного водного потока.
Хотя экономическая целесообразность кристаллизации фосфора из сточных вод сильно ограничена эксплуатационными расходами, у этого есть много других преимуществ.
Кроме того, эта технология предоставляет альтернативное решение для сельского хозяйства и промышленности, а также возможность предотвратить загрязнение водоемов. Следовательно, экологические преимущества следует рассматривать наряду с экономической целесообразностью проекта.
Если вы заинтересованы во внедрении технологии восстановления фосфора из сточных вод, обратитесь к нашим консультантам.
ESFC готова предложить проектное финансирование и оптимальные технические решения при модернизации водоочистных сооружений для вашего бизнеса.
Применение нанотехнологий для очистки сточных вод
Потенциальные области применения нанотехнологий в очистке сточных вод включают очистку, мониторинг и предотвращение загрязнения.Нанотехнологии первой категории направлены на улучшение качества воды и доступности водных ресурсов.
В эту группу входит ряд инновационных решений, в том числе передовые фильтрующие материалы, которые позволяют более широко использовать повторно, рециркулировать и опреснять воду для бытового, сельскохозяйственного и промышленного использования.
Передовые инжиниринговые решения, используемые для модернизации ВОС, сегодня включают датчики нового поколения, предназначенные для обнаружения присутствия биологических и химических загрязнителей с очень низкими концентрациями.
Мембранные процессы считаются ключевым элементом современных технологий очистки и опреснения воды.
Развитие наноматериалов, в том числе углеродных нанотрубок, наночастиц и дендримеров, помогает разрабатывать более экономичные решения.
В этом секторе все более активно используются наноструктурированные фильтры, в которых углеродные нанотрубки и наноматрицы являются основой нанофильтрации. Нанореактивные мембраны, в которых функционализированные наночастицы способствуют фильтрации, могут повысить эффективность процесса в несколько раз.
Достижения в химии макромолекул, например в синтезе дендритных полимеров, создают возможности для улучшения существующих и разработки новых и все более эффективных технологий фильтрации и очистки воды, загрязненной различными органическими растворенными веществами и неорганическими анионами.
Нанотехнологии способствуют разработке нового поколения биоцидов, не содержащих хлора. К числу наиболее многообещающих антимикробных наноматериалов в нашей области относятся наночастицы металлов и оксидов металлов, в частности диоксид серебра и титана, которые используют в системах для фотокаталитической дезинфекции воды.
Нанотехнологии для модернизации водоочистных сооружений
Во многих развитых странах природные водоемы сильно загрязнены в результате деятельности человека, что представляет серьезный риск для здоровья населения.Восстановление загрязненных вод предполагает процесс удаления, снижения концентрации или нейтрализации загрязняющих веществ, которые угрожают человеку или безопасности экосистем.
Модернизация ВОС с использованием нанотехнологий входит в число технологических областей очистки воды, в которых в последние годы нам удалось сконцентрировать значительные инвестиции.
Разные методы очистки сточных вод в этой области подходят для разных типов загрязняющих веществ, и универсальных решений не существует. Учитывая сложный состав наиболее загрязненных вод, обычно необходимо применять сочетание приемов и технологий для снижения уровней концентрации вредных агентов до приемлемых уровней.
Устаревшие водоочистные сооружения, которые опираются на традиционные механические установки (песколовки, крупные мембранные фильтры), не обеспечивают должного уровня очистки стоков в нынешних экологических реалиях.
Нанотехнологии предоставляют более эффективное решение для быстрого, действенного и экономичного удаления токсичных загрязнителей из воды. Среди инноваций в этой области называют инновационные наноматериалы с улучшенной селективностью по удалению тяжелых металлов и других промышленных загрязнителей.
Использование нанотехнологий дает множество преимуществ, в том числе более высокую реактивность, большую площадь покрытия и связывание загрязняющих веществ). На всех этапах очистки грунтовых, поверхностных, промышленных или питьевых вод сегодня используется широкий спектр нанофильтров и инновационных материалов, каждый из которых выполняет определенными функциями.
Среди наноматериалов и наночастиц, которые используются в очистке воды, можно выделить цеолиты, углеродные нанотрубки, самоформирующиеся монослои на мезопористых носителях (SAMMS), биополимеры, моноферментные наночастицы, нуль-валентные наночастицы, биметаллические наночастицы и многое другое.
Благодаря тесному сотрудничеству с ведущими научными учреждениями Испании и других стран Европы мы можем предложить для вашего бизнеса уникальные технические решения, обеспечивающие достижение высокой степени очистки сточных вод при минимальных инвестициях.
Свяжитесь с консультантами ESFC, чтобы узнать больше.
Монтаж стеклопластиковых трубопроводов для водоочистных сооружений
Стеклопластиковые трубы изготавливаются из армирующих стекловолокон, залитых отвержденной термореактивной смолой.Эта композитная структура может также содержать наполнители в виде агрегатов, гранул или пластинок, тиксотропных агентов или пигментов.
Подбирая правильное сочетание смолы, стекловолокна, наполнителей и дизайна, производитель может создать трубу, предлагающую уникальное сочетание эксплуатационных характеристик для водоочистных сооружений. На протяжении многих лет из-за разнообразия материалов, используемых для производства стеклопластиковых труб, они получили множество названий, в том числе FRP, GRE, GRPP и другие.
Стеклопластиковые трубы классифицируют по типу производственного процесса, а также химическому составу термореактивной смолы (эпоксидная, полиэфирная, винилэфирная).
Стеклопластиковые трубы были впервые представлены на рынке в 1948 году. Они нашли свое первое применение, которое до сих пор остается одним из основных, в нефтегазовой промышленности, где стеклопластик используют в качестве устойчивой к коррозии альтернативы стальным трубам или более редким металлам.
В конце 1950-х годов начали появляться стеклопластиковые трубы большего диаметра, а их использование в химической промышленности постепенно увеличивалось из-за характерной коррозионной стойкости полимерного материала.
Примерно с 1960-х годов стеклопластиковые трубопроводы используются для водоснабжения и канализации. Они сочетают такие преимущества, как долговечность, прочность и устойчивость к коррозии, устраняя необходимость в внутренней отделке, наружном покрытии (покраске) и катодной защите трубопроводов.
Многие эксперты считают, что трубы из стеклопластика являются лучшим решением для транспортировки технической воды и часто используются на опреснительных установках, на водоочистных сооружениях, а также для транспортировки охлаждающей воды на электростанциях, при строительстве ливневых коллекторов и др.
Системы из стеклопластиковых трубопроводов предлагают исключительную гибкость при инженерном проектировании, так как существует широкий диапазон диаметров и фитингов, а также возможность производства в соответствии с конкретными потребностями заказчиков.
Фактически, владельцы водоочистных сооружений могут заказать монтаж стеклопластиковых трубопроводов диаметром от 20 мм до 3600 мм и более.
Механическая прочность этих труб определяется количеством, составом и ориентацией стекловолокна. Этот показатель увеличивается пропорционально количеству внедренных стекловолокон.
Стеклопластиковые материалы доступны в широком разнообразии химических составов, что обеспечивает дополнительную гибкость.
Ориентация стекловолокна в стеклопластиковых трубах может быть нескольких типов.
При односторонней ориентации прочность будет максимальной в направлении волокон. В таком случае содержание арматуры может достигать 80% по весу.
Когда ориентация двунаправленная, некоторые волокна располагаются под углом. Это обеспечивает разные показатели прочности, определяемые количеством волокон в каждом из направлений. Разнонаправленная (изотропная) ориентация обеспечивает почти равномерную, хотя и меньшую, прочность во всех направлениях. При таком типе ориентации волокон можно изготавливать трубы с армированием от 10 до 50% массы.
Вторым важным компонентом стеклопластиковых труб является смола, которую выбирают на основе химических, механических, термических свойств и технологичности материалов. Термореактивные пластмассы представляют собой полимерные системы, которые затвердевают под воздействием тепла или химических добавок.
Для производства стеклопластиковых труб используются полиэфирные и эпоксидные смолы.
Полиэфирные смолы часто используют для изготовления водопроводных и канализационных труб большого диаметра. Они отличаются высокой устойчивостью к воде, химическим веществам и кислотам. Полиэфирная смола является твердой и растворяется в мономере стирола, который сшивается для получения окончательной структуры.
Эпоксидные смолы в основном используются для производства труб меньшего диаметра, предназначенных для транспортировки воды, конденсата, углеводородов, оснований либо разбавленных кислот. Эпоксидные смолы обычно допускают более высокие рабочие температуры, чем полиэфиры, вплоть до 110 ° C.
Тип используемого отвердителя имеет решающее значение для качества эпоксидных смол, поскольку данный химический агент влияет на свойства композитного материала.
Выбирая конкретный продукт для модернизации водоочистных сооружений, инжиниринговая компания учитывает условия эксплуатации, особенности технологического процесса, требования заказчика и ожидаемую стоимость оборудования.
Преимущества стеклопластиковых труб для ВОС
Трубопроводы из стеклопластика устойчивы к коррозии как внутри, так и снаружи, и это относится к широкому спектру жидкостей.У них также довольно хорошее соотношение прочности и веса, которое выше, чем у некоторых типов стали.
Композитные трубопроводные системы из стеклопластика очень легкие.
Их масса обычно достигает примерно 15% веса аналогичных стальных изделий или 10% веса аналогичных армированных железобетонных изделий.
Стеклопластиковые трубопроводы не проводят электричество. Некоторые европейские производители также предлагают продукты из особого токопроводящего стекловолокна для строительства оборудования, требующего отвода накопленного статического электричества при транспортировке определенных горючих жидкостей.
Композиты из стекловолокна легко обрабатываются и способны поддерживать критические допуски, необходимые для большинства конструкций и трубопроводов. Они соответствуют самым строгим критериям с точки зрения твердости материала, допусков по размерам, веса и стоимости. Такой трубопровод прост в обслуживании, поскольку он не ржавеет, легко чистится и требует минимального уровня защиты от окружающей среды.
Все трубы из стеклопластика водонепроницаемые и могут эксплуатироваться десятилетиями при прокладке под землей.
Они подвержены только эффектам старения и частично условиям агрессивной среды, что принимается во внимание при инженерном проектировании.
Стеклопластиковые трубопроводы для водоочистных сооружений устойчивы к воздействию широкого спектра химикатов. Такая стойкость в значительной мере зависит от используемой смолы. Хотя другие факторы, такие как метод отверждения и производства, также могут иметь влияние, основным фактором является смола. Их можно выбрать для обеспечения химической стойкости к различным химическим агентам.
Термостойкость стеклопластиковых труб также во многом зависит от матрицы смолы. Допустимый верхний предел рабочей температуры определяется химической средой и напряженным состоянием трубопроводной системы. Обычно химические вещества более агрессивны при более высоких концентрациях и повышенных температурах. Однако стандартные температуры (ниже 35 ° C) не влияют на этот материал.
При модернизации ВОС с использованием стеклопластиковых трубопроводов следует понимать, что этот материал имеет некоторые недостатки.
Например, его коэффициент теплового расширения выше, чем у металлических труб. Это необходимо учитывать при инженерном проектировании системы и обеспечивать возможность расширения и сжатия труб, особенно при подземной прокладке.
Большинство смол, используемых при производстве стеклопластиковых трубопроводов, в некоторой степени разлагаются под действием ультрафиолета. Однако это поверхностное явление, не влияющее на конструктивную целостность трубопровода. Эффект ультрафиолетового излучения можно значительно уменьшить, добавив в смолу стабилизирующие наполнители и пигменты.
К другим недостаткам относятся более низкая ударопрочность из-за хрупкой природы термореактивных смол, необходимость более тщательной подготовки к установке из-за более специфических методов соединения швов и необходимость строительства специальных опор при надземной установке из-за гибкости материала.
Тем не менее, этот материал широко используется при модернизации водоочистных сооружений.
Современные системы HVAC на водоочистных сооружениях
На водоочистных сооружениях эффективность систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) может быть ключевым фактором, определяющим результат текущих процессов очистки или возможное загрязнение окружающей среды.Поддержание оптимальных температур, давления и воздушных потоков способствует быстрому удалению загрязняющих веществ из входящего потока сточных вод.
Кроме того, системы HVAC играют первостепенную роль в борьбе с неприятными запахами, выделяемыми в процессе очистки сточных вод. Согласно ряду исследований, из-за растущего разнообразия химических веществ, используемых в разных отраслях промышленности, методы контроля запаха претерпевают значительные изменения.
Эффективный контроль запаха
Контроль запаха — один из самых важных и наиболее сложных аспектов очистки сточных вод.Выбросы газов с неприятным запахом зачастую являются условием для подачи жалоб как со стороны рабочих, так и со стороны местного сообщества.
Источником выделения запаха при очистке сточных вод в основном являются процессы анаэробного разложения органических соединений. Сероводород — типичный побочный продукт этих реакций, характеризующийся сильным неприятным запахом. Из-за низкой растворимости в воде сероводород выбрасывается в атмосферу.
Амины и меркаптаны — это два других типа веществ без запаха, выделяемых при очистке сточных вод. Эти соединения содержат соответственно азот и серу, а их неприятный запах ощущается даже при очень низких концентрациях.
Интенсивность запаха от водоочистных сооружений может увеличиваться из-за неблагоприятных погодных условий.
Температурные перепады, скорость и направление ветра являются одними из факторов, влияющих на расстояние, на которое могут пройти дурно пахнущие газы.
Обычно летом из-за повышенного расхода воды и высоких температур интенсивность запахов, исходящих от очистных сооружений, выше. Техническое обслуживание оборудования, а также расширение процессов очистки также могут существенно повлиять на выбросы газов.
Модернизация водоочистных сооружений в этом направлении требует всестороннего профессионального подхода и проведения предварительного исследования.
Первым шагом для эффективного контроля запаха на ВОС является определение их источника. На практике проблему можно обнаружить на каждой стадии очистки — от открытых сточных вод на входе насосной станции до этапа фильтрации.
На рынке доступно множество технологий контроля запаха, но единого универсального решения пока нет.
На некоторых предприятиях используются дезодорирующие системы, предназначенные для борьбы с летучими органическими соединениями в воздухе.
В других случаях в сточные воды добавляются специальные химические вещества, которые вступают в реакцию с соединениями, ответственными за образование газов с запахом.
Одним из наиболее распространенных решений является использование систем HVAC, поддерживающих постоянное отрицательное давление над источником запаха.
Эти системы очень эффективны в предотвращении неконтролируемых выбросов, а их главный недостаток состоит в том, что всасываемый воздух необходимо очищать перед его выбросом.
Мокрые скрубберы можно использовать для удаления практически любых водорастворимых загрязнений.
Помимо сероводорода и газов органического происхождения, это оборудование также очень эффективно для удаления аммиака. Многоступенчатые мокрые скрубберы позволяют использовать различные химические растворы для каждой стадии процесса очистки и устранять выбросы широкого спектра загрязняющих веществ.
Среди основных преимуществ мокрого скруббера — это высокая надежность и гибкость, обеспечиваемые использованием различных химикатов. Одной из задач при разработке и эксплуатации мокрых скрубберов является минимизация стоимости и количества используемых химикатов без ущерба для эффективности очистки воздуха.
Биофильтры можно использовать для биоразлагаемых водорастворимых загрязнителей, присутствующих на ВОС. Эти устройства очень эффективны в удалении серосодержащих соединений, таких как сероводород, органические сульфиды и меркаптаны.
Двумя основными проблемами систем биофильтрации являются стабильность заполнения и непрерывный контроль процесса. Со временем наполнитель в биофильтрах, уплотняется, что приводит к уменьшению воздушного потока и выбросу неконтролируемых запахов. Кроме того, состояние биологической популяции в биофильтрах может ухудшиться при значительных изменениях условий окружающей среды.
Адсорбционные системы с активированным углем представляют собой самое простое решение для борьбы с запахом на водоочистных сооружениях.
Здесь не используются никакие дополнительные химические вещества и не происходят биологические процессы, параметры которых могут быть нарушены.
Выбор оптимальной технологии контроля запаха и разработка индивидуальных технических решений для HVAC позволяет достичь отличных результатов при проведении модернизации водоочистных сооружений с минимальными инвестиционными затратами.
Компьютеризация и автоматизация водоочистных сооружений
Растущие проблемы, связанные с очисткой сточных вод, включая ужесточение нормативных требований, износ инфраструктуры и необходимость повышения эффективности, вынуждают операторов ВОС трансформировать свои традиционные методы работы.Сегодня компании должны более активно применять инновационные технологии, которые могут обеспечить немедленную ценность и долгосрочную прибыль. Эта тенденция приводит к необходимости использовать информационные системы, чтобы помочь операторам водоочистных сооружений лучше управлять активами предприятия и принимать более эффективные операционные решения в реальном времени.
В последние годы основным подходом в ответ на потребность в повышении эффективности работы стало широкое внедрение средств автоматизации, включая удаленный мониторинг и устройства с компьютерным управлением, такие как системы SCADA или же интеллектуальные контроллеры оборудования ВОС.
Операторам требуется получать информацию о том, что происходит на водоочистных сооружениях, в реальном времени. У них должны быть надежные и актуальные данные, чтобы принимать быстрые и точные решения.
Также существует потребность в использовании более автоматизированных функций.
Беспроводные соединения и техническое обслуживание
Беспроводные технологии стремительно развиваются, позволяя улучшить поток информации и снизить эксплуатационные расходы.Современные беспроводные устройства обеспечивают значительные преимущества по сравнению с кабельными системами в определенных областях применения, особенно там, где требуется связь на большие расстояния, что считается обычным условием в системах сбора и распределения воды.
Модернизация ВОС с использованием беспроводных сетей снижает затраты на установку, обеспечивает гибкость, облегчает сбор данных и может повысить безопасность объектов.
Беспроводные системы SCADA могут облегчить сбор информации о процессах и активах с удаленных станций аэрации, где прокладка тяжелой проводки или ручной сбор данных были бы слишком дорогими или трудоемкими. Производительность и скорость беспроводных систем увеличивается, а их разработчики предоставляют решения сетевой безопасности, необходимые для широкого спектра разнообразных применений.
Поскольку вопросы безопасности становятся все более важными, операторам водоочистных сооружений требуется доступ к данным в реальном времени о качестве очищенной воды, подаваемой потребителям.
Чтобы защитить критически важные активы от загрязнения, на всех объектах важно устанавливать системы, способные надежно отслеживать и контролировать эти активы 24/7 без вмешательства людей.
Продолжающийся износ инфраструктуры ВОС во многих странах мира остается серьезной проблемой для менеджеров по техническому обслуживанию очистных сооружений, которые должны обеспечивать такие ключевые мероприятия, как комплексная диагностика, калибровка, мониторинг и аудит в реальном времени.
В последние годы технический прогресс в методах сбора информации и огромное количество новых цифровых инструментов помогли улучшить работы по техническому обслуживанию и оптимизировать их эффективность.
Операторам ВОС важно инвестировать в технологические и информационные улучшения.
Современные компании все больше сосредотачиваются на стратегическом обслуживании — комбинации стратегий прогнозирующей, превентивной и реактивной поддержки, основанной на потребностях и ресурсах конкретного объекта.
Применяя соответствующие действия к нужному активу на нужном этапе его жизненного цикла, операторы оптимизируют эффективность водоочистного оборудования.
Другими словами, требования к техническому обслуживанию принимаются во внимание при прогнозировании срока службы актива, измеряемого его производительностью, надежностью и ремонтопригодностью. Этот стратегический подход помогает бизнесу подготовить бюджеты на техническое обслуживание, установить ожидаемую надежность активов, разработать график замены оборудования и компонентов.
Для многих ВОС целесообразно разделить мероприятия по управлению активами на этапы, начиная с наиболее критического оборудования и систем.
Этот поэтапный подход особенно эффективен для небольших компаний, где ограниченные инвестиционные ресурсы требуют ограниченных действий, начиная с небольших инвестиций и заканчивая добавлением инновационных технологий в подходящий момент.
ESFC с партнерами помогут вам выполнить поэтапную модернизацию водоочистных сооружений и составить оптимальный план стратегического обслуживания оборудования с учетом конкретных потребностей и финансовых возможностей.
Автоматизация для повышения энергоэффективности
Затраты на электроэнергию составляют значительную статью расходов для любой современной водоочистной станции.Это требует пристального внимания, поскольку более ограниченные бюджеты и рост стоимости энергии вынуждают менять свои методы работы.
Сегодня необходимы новые методы регулирования потребления энергии и качества воды с помощью цифровых инструментов мониторинга и новых алгоритмов управления. Эффективное управление энергопотреблением — это уже не просто возможность, а стратегическая необходимость для операторов водоочистных сооружений.
В секторе водоснабжения и канализации основная часть электроэнергии расходуется на двигатели насосов и компрессоров. Устанавливая умные автоматизированные устройства там, где электричество преобразуется в механическую энергию, предприятия могут генерировать качественные данные и повышать энергоэффективность.
Еще один способ поддержать или оптимизировать работу оборудования ВОС — это использование современных средств управления двигателями.
Например, регуляторы частоты могут значительно снизить потребление энергии в процессе работы.
Другие средства оптимизации, такие как энергоэффективные двигатели или шестерни, контроллеры двигателей и программное обеспечение, могут обеспечить немедленную и измеримую экономию средств без ущерба для качества воды.
Последние тенденции автоматизации ВОС
Использование средств автоматизации в процессе очистки сточных вод выполняет две основные функции: сбор информации и управление процессами.Что касается первой из этих функций, то это довольно высокий уровень автоматизации. В современных условиях данные для тысяч переменных (есть станции с количеством переменных более 30 000) собираются в режиме онлайн системами SCADA, и анализ этих данных является стандартной неотъемлемой операций очистки и контроля качества воды.
Что касается управления процессом, уровень автоматизации менее развит и часто ограничивается несколькими отдельными циклами управления процессом.
Потенциал крупномасштабной автоматизации на уровне отдельной водоочистной станции сегодня заключается в координации различных автономных процессов.
Эффективная работа ВОС зависит от исправного оборудования.
Системы связи играют все более важную роль в управлении водоочистными сооружениями. Программное обеспечение не только основано на соответствующих алгоритмах управления, но также включает огромные базы данных, системы связи, системы сбора данных, а также интерфейсы отображения пользовательских данных.
При планировании модернизации ВОС следует учитывать, что сегодня автоматизация принята как стандартная составляющая.
Эти мероприятия требуют довольно высоких первоначальных затрат, но быстро окупаются благодаря результатам работы.
Современная система управления водоочистными сооружениями включает систему мониторинга, которая отправляет ключевые параметры в SCADA (показатели растворенного кислорода, дозы химикатов, фазы процесса, начало и остановка осаждения в биобассейнах). Использование таких систем управления на станциях демонстрирует хорошую рентабельность, а срок окупаемости обычно составляет до пяти лет.
Однако эффективное управление, хотя и частично в рамках целой системы, на самом деле оказывается очень сложной задачей.
В настоящее время проблемы возникают в основном с данными (оценка, управление, анализ) и администрированием, а не с алгоритмом.
Дальнейшие разработки в этой области будут основаны на огромных возможностях распространения данных, доступных сегодня. Некоторые системы SCADA также используют Интернет, что дает практически неограниченные возможности для удаленной оценки данных и принятия решений.
Возможности распределенного управления уже являются фактом. Вопрос в том, могут ли водоочистные сооружения себе это позволить.
Финансирование и модернизация водоочистных сооружений: наши услуги
С каждым годом компании-операторы ВОС сталкиваются с новыми вызовами, включая ужесточение экологического законодательства, рост расходов на электроэнергию и появление новых загрязнителей.Все это увеличивает эксплуатационные расходы предприятия и требует поиска более эффективных решений для бизнеса.
ESFC сотрудничает с авторитетными научными институтами, международными ассоциациями, производителями оборудования и финансовыми учреждениями, чтобы предоставить каждому клиенту оптимальное решение.
Мы со своими партнерами участвовали в реализации крупных инвестиционных проектов во многих странах мира, доказав преимущества инновационного и всестороннего подхода.
Таблица: основные направления модернизации водоочистных сооружений.
| Типичные проблемы | Наши решения |
| Высокое энергопотребление | Меры по повышению энергоэффективности ВОС включают установку новых двигателей и насосных систем, установку нового оборудования для аэрации активного ила, внедрение компьютеризированных систем управления и другие меры. |
| Низкий уровень автоматизации | Внедрение систем SCADA и широкое использование беспроводных датчиков, контролирующих все ключевые параметры технологического процесса; компьютерное управление в реальном времени. |
| Избыточная продукция ила | Инновационные технологии сушки и сжигания ила, в том числе использование ила в системах когенерации; переработка ила для производства ценных материалов. |
| Экологическое воздействие | Модернизация фильтрующих блоков, разработка новых методов химической или биологической очистки сточных вод с целью повышения качества процесса. |
ESFC предлагает финансирование, всестороннюю оценку и разработку индивидуальных инженерно-технических решений для устранения любых трудностей компаний-операторов водоочистных сооружений
