CC BY
415
УДК 623.437,623.6
Н.Ю. Булгаков, В.А. Малышев
актуальные вопросы оборудования и содержания пунктов водоснабжения с использованием штатных средств очистки воды ско-8-бс-к (ско-10) в условиях высокой мутности исходной воды
Статья посвящена актуальным вопросам оборудования пунктов водоснабжения с помощью станций комплексной очистки воды для обеспечения водой пострадавшего населения в чрезвычайных ситуациях. Проанализированы технологические схемы водоочистительных средств, выявлены недостатки в работе, снижающие эффективность их применения.
Предложены варианты по изменению технологии работы водоочистительной станции в условиях высокой мутности исходной воды, а также по контролю за её качеством.
Выработаны предложения, которые обеспечат эффективное применение названных средств на пунктах водоснабжения в интересах своевременной выдачи воды потребителям в необходимом количестве и требуемого качества.
Ключевые слова: обеспечение водой пострадавшего населения в чрезвычайной ситуации; оборудование пунктов водоснабжения; станция комплексной очистки воды; ультрафильтрация; коагулирование воды; мембраны.
N. U. Bulgakov, V.A. Malyshev
actual points of equipping and maintanance of water-supply points with use of regular means of water purification sko-8-вс-к (sko-io) in conditions of high turbidity of influent water
This article is about the actual questions of equipping of water-supply points with complex water purification stations to provide injured in the emergencies population with the water. Analyzed technological schemes of water purification means, it has been discovered the disadvantages in the process having impact on effectiveness of their application.
It is offered the variants of changing the water purification station technology in conditions of high turbidity of influent water as well as control of its quality.
It is worked out offers that provide the effective use of above mentioned means in water-supply points in the interests of timely distribution of the water to the consumers in the appropriate quantity and of required quality.
Keywords: providing injured in the emergencies population with the water; equipping of water-supply points; complex water purification stations; ultrafiltration; coagulation of water; membrane.
Одной из важнейших задач по удовлетворению первоочередных потребностей хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд пострадавшего населения и личного состава спасателей,
привлекаемых для ликвидации последствий ЧС, является обеспечение их водой в необходимом количестве и требуемого качества.
Практика показывает, что решение данной задачи может быть осуществлено путём использования элементов систем водоснабжения населённых пунктов и отдельных объектов (что в условиях боевой обстановки осуществить маловероятно) или оборудования и содержания пунктов водоснабжения на поверхностных источниках с использованием штатных средств полевого водоснабжения - станций комплексной очистки воды СКО-8-БС-К или СКО-10.
Напомним, что пунктом водоснабжения называется участок местности, на котором подразделение полевого водоснабжения (расчёт средства) производит добычу, очистку, контроль качества, хранение и выдачу питьевой воды потребителям. Основным элементом пункта водоснабжения является рабочая площадка.
Рабочая площадка пункта водоснабжения на станции комплексной очистки воды СКО-8-БС-К оборудуется у поверхностного источника с пресной водой. Контейнер станции размещается не далее 50 м от водозабора, а в стороне от него - силовая электростанция ЭД16-Т400-1ВПМ. Около контейнера станции устанавливаются два резервуара РДВ-5000 для чистой воды и электронасос для выдачи воды потребителям.
Естественно, что производительность пункта водоснабжения зависит как от возможностей самой станции по очистке воды, так и от наличия резервуаров для её хранения и своевременного разбора потребителями.
Следует отметить, что в технологии работы названных штатных средств СКО-8-БС-К (СКО-10) заложена безреагентная очистка природных вод, основанная на применении мембранных технологий (применение ультрафильтрационных аппаратов), с последующей фильтрацией её через сорбционные фильтры и обеззараживанием воды с помощью бактерицидной установки [1, 2].
С одной стороны, в сравнении с традиционными способами реагентной обработки воды применение мембранного фильтрования обеспечивает более глубокое осветление воды, удаление микробиологических загрязнений, качество получаемой питьевой воды соответствует не только отечественным (СанПиН-2001), но и международным (ВОЗ) требованиям.
С другой стороны, применение ультрафильтрационных аппаратов для обработки воды сокращает перечень возимых реагентов и ограничивает их запасы.
Однако необходимо обратить внимание на то, что метод ультрафильтрации - достаточно новый, и у его разработчиков часто не хватает опыта выбора эффективного режима эксплуатации водоочистных станций типа СКО, особенно в зависимости от состава загрязнения исходной воды. Скажем прямо, что вопросы осадкообразования на ультрафильтрационных мембранах исследованы недостаточно глубоко.
В силу своей природы мембраны, в том числе с полыми волокнами, имеющие пластиковый корпус со штуцерами, в который уложен пучок из тысяч полых волокон, представляющих собой пористые трубки (размеры пор 30-1000 А, рабочее давление 0,2-1,0 МПа) малого диаметра. Пористые трубки подвержены биологическому обрастанию, а также загрязнению органическими и неорганическими веществами, содержащимися в исходной воде. Это может отразиться на скорости снижения производительности этих мембран, перерасходе воды на собственные нужды (очищенной
воды на проведение обратных промывок), а также в сокращении ресурса дорогостоящих аппаратов. И, наконец, к преждевременному выводу их из строя.
На основе изучения имеющихся источников [3] установлено, что большинство рек равнинной и предгорной территории Российской Федерации имеют довольно высокую мутность - 100 мг/л и более. В период обильного таяния снега, продолжительных дождей и паводков мутность воды в реках значительно увеличивается и может достигать 5000 - 12000 мг/л и более, что влияет на ресурс мембран.
Так, например, ресурс работы ультрафильтрационных аппаратов при мутности исходной воды, равной 200 мг/л составляет 600 часов; при мутности воды 60-100 мг/л-1200 часов работы [1]. Разработчики средств комплексной очистки воды считают, что при мутности исходной воды свыше 200 мг/л ресурс мембран резко сокращается и может достигать всего лишь несколько десятков часов и, как результат, - необходимость их замены.
Стоимость только одного ультрафильтрационного аппарата может достигать до 35 тыс. руб. (в СКО-8-БС-К - 40 аппаратов, в СКО-10 - соответственно 60 аппаратов). Преждевременный выход из строя ультрафильтрационных аппаратов повышает себестоимость кубического метра очищенной воды, приводит к снижению эффективности работы пункта водоснабжения.
Изучение и анализ данных имеющихся литературных источников [4 - 6], позволил заключить, что для повышения ресурса ультрафильтрационных мембран необходимо понизить мутность воды, то есть провести её предварительную очистку.
В полевых условиях это можно осуществить двумя способами: механическим - применением гидроциклонов - и химическим - с использованием коагуляции и последующего отстаивания воды.
Гидроциклоны это - аппараты, в которых очистка воды от взвешенных загрязнений происходит под действием центробежных сил, возникающих во вращательном потоке, благодаря тангенциальному впуску воды в аппарат. Применение данного способа предочистки воды перед ультрафильтрационными мембранами находит применение в сельском хозяйстве, на ТЭЦ, в боевой практике войск.
Так, например, при высокой мутности исходной воды для питьевых нужд личного состава отдельной вертолётной эскадрильи, находящейся в составе войск ООН на территории Судана, в целях повышения ресурса ультрафильтрационных аппаратов переносной водоочистной установки ПВУ-300 потребовалосьдл изменение технологической схемы очистки воды. Для предочистки исходной воды перед ультрафильтрационными аппаратами были установлены гидроциклоны. Вполне естественно это усложнило вопросы водоподготовки, но повысило ресурс мембран и исключило необходимость доставки ультрафильтрационных аппаратов из России. Не смотря на присущие гидроциклонам недостатки: отсутствие селективности в отношении размеров загрязнений, невозможность отделения легких и крупных загрязнений, усиленный абразивный износ, значительные потери воды на промывку, - задача по обеспечению личного состава эскадрильи водой питьевого качества была решена. При этом в некоторой степени потребовалось изменить оснащение эскадрильи табельным имуществом - появились дополнительно резервуары-отстойники РДВ-100. Данный способ доочистки воды можно применить в технологических схемах станций комплексной очистки воды.
В целях повышения ресурса мембран ультрафильтрационных аппаратов, на наш взгляд, более рационально следует применить традиционный реагентный метод предочистки воды, основанный на отстаивании исходной воды с коагуляцией.
Тем более, что в спасательных воинских формированиях данный способ осветления воды с применением коагуляции с последующим отстаиванием широко использовался в войсковых фильтровальных станциях и табельных средствах очистки воды. Он наиболее прост и не требует особой подготовки личного состава.
Анализ технологии расчётной очистки воды показывает, что в резервуары-отстойники с исходной водой вводится раствор коагулянта, который взаимодействуя с загрязнённой водой, образует новую дисперсную систему со знаком заряда частиц, противоположным отрицательному знаку заряда коллоидов природных вод. Происходит взаимная коагуляция разноименно заряжённых коллоидов при их взаимодействии с дестабилизированными участками поверхности, образуются микрохлопья.
В дальнейшем микрохлопья сцепляются, захватывая грубодисперсные примеси и воду, и образуют коагуляционную структуру в виде флокул размером 0,5 - 3 мм [6].
Практика полевого водоснабжения показывает, что полученный результат отстаивания высокомутной исходной воды достигается в случае введения в неё оптимальной дозы коагулянта. Выбор дозы осуществляется пробным коагулированием с интервалом 50 мг/л с 50 мг/л до 300 мг/л раствора коагулянта.
Лабораторными исследованиями доказано, что при высокой мутности исходной воды оптимальная доза коагулянта может находиться в пределах 200 - 300 мг/л.
Процесс коагуляции требует для своего завершения определённого промежутка времени (15 - 25 мин). Хлопья, вначале невидимые, постепенно соединяются в крупные комплексы, вызывая помутнение воды. Затем образуются, как отмечалось ранее, более крупные рыхлые хлопья, захватывающие грубодисперсные примеси и воду, которые выпадают в осадок. Осветлённая вода в дальнейшем может подаваться на ультрафильтры для последующей её обработки.
Применение коагулирования и отстаивания воды в технологических схемах перед ультрафильтрационными аппаратами штатных станций СКО-8-БС-К и СК0-10 потребует изменения их комплектации и дооснащения. Предлагается дополнительно иметь 3 - 4 резервуара-отстойника типа РДВ-5000, запас коагулянта (сернокислого алюминия) из расчёта 150 - 200 кг. Запас коагулянта может быть легко восполнен с любой станции промышленной водоподготовки (водопроводной станции).
Предочистка исходной воды перед мембранами в условиях высокомутной исходной воды может повысить эффективность работы станции за счёт повышения ресурса мембран до установленного Руководством по эксплуатации СКО-8-БС-К (СК0-10) срока эксплуатации (1200 и более часов работы).
Отстаивание и коагуляция воды в процессе доочистки, да и последующей обработки, требует более тщательного, так называемого «производственного» контроля её качества, а также проведение лабораторного анализа исходной воды. Уменьшение дозы коагулянта затрудняет хлопьеобразование и, следовательно, увеличивается время доочистки воды. При этом возникает необходимость
осуществления контроля качества выдаваемой с пункта водоснабжения питьевой воды; определения её хлорпотребности и доз хлорирующих реагентов для её консервации.
Анализ применения станций комплексной очистки воды СКО-8 в Южной Осетии по обеспечению питьевой водой личного состава группировки МЧС и населения выявил, что производственный контроль за технологией очистки воды не проводится, поскольку в составе комплектов СКО отсутствуют средства контроля качества воды. В настоящее время невозможно осуществить и контроль качества как исходной, так и выдаваемой с пункта водоснабжения потребителям очищенной воды.
Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что назрела необходимость введения в состав комплектов СКО-8-БС-К и СКО-10 средств контроля воды типа переносной лаборатории водоочистительных станций ПЛВС или оснащения их новыми, наиболее действенными лабораториями. При отсутствии лабораторий возможно оснащение станций расходной лабораторной посудой и реактивами.
Данные предложения по работе СКО-8-БС-К и СКО-10 при очистке исходной высокомутной воды потребуют и повышения качества подготовки расчётов названных средств, как то: более глубокого изучения материальной части и особенностей эксплуатации станций, особенностей проведения регламентных работ; промывок ультрафильтрационных аппаратов, а также подготовки соответствующих растворов и проведения анализов исходной и очищенной воды.
В качестве выводов подчеркнём три важнейших момента:
во-первых, при высокой мутности исходной воды для повышения эффективности работы станций типа СКО на пунктах водоснабжения, а также сохранения ресурса мембранных аппаратов предложено совершенствование технологии очистки воды путем её осветления. Осветление воды предполагается осуществить её коагулированием и отстаиванием в резервуарах-отстойниках, установленных перед ультрафильтрационными аппаратами;
во-вторых, изменение технологических схем потребует некоторого изменения комплектации станций СКО, оснащения их имуществом, резервуарами и расходными материалами;
в-третьих, для обеспечения производственного контроля за технологией работы СКО, осуществления контроля исходной и очищенной воды, получения разрешения на её выдачу с пунктов водоснабжения предлагается оснастить станции переносными лабораториями для водоочистительных станций ПЛВС или расходной лабораторной посудой и реактивами.
Литература
1. 8.01.124.00.000 РЭ Руководство по эксплуатации Станция комплексной очистки воды СКО-10.
2. Александров П.П., Кравец И.В., Сайфуллин О.Р. Полевое водообеспечение войск. Учебник. М.: ВИА. 2007.-296 с.
3. Соколов А.А. Гидрография. Л.: Гидрометеоиздат, 2005г.
4. Первов А., Андрианов А., Юрчевский E. Совершенствование систем очистки поверхностной воды. Статья. // Аква-Терм, № 4 (44). 2008.
5. Беликов С.Е. Водоподготовка. Справочник. М.: Аква-Терм, 2007. - 240 с.
6. Андрианов А.П., Петров А.Г. Методика определения параметров эксплуатации ультрафильтрационных систем очистки вод. Статья// Журнал «ВИНИТИ», № 2 (18), 2003.
УДК 62.396.4
Д.В. Сироткин, Д.В. Драник, С.В. Аксёнов, В.И. Мухин
проблема обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в соединениях вооружённых сил российской федерации и пути её решения с помощью беспилотных
летательных аппаратов
В статье рассматривается проблема обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в соединениях ВС РФ и пути её решения с помощью беспилотных летательных аппаратов.
Ключевые слова: электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств; беспилотные летательные аппараты.
D. V. Sirotkin, D. V. Dranik, S. V. Aksenov, V.I. Muhin
problem of electromagnetic compatibility of radio electronic facilities in the compounds rf armed forces and solutions using
to the uav
In work is presented of the problem ensuring electromagnetic compatibility electronics in the compounds of the RF Armed Forces and solutions using to the UAV
Keywords: electromagnetic compatibility electronics; unmanned aerial vericle.
Актуальность проблемы обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в соединениях ВС РФ обусловлена следующими факторами: постоянным увеличением числа радиоэлектронных средств различного назначения, увеличением их энергетики используемых частот; изменением электромагнитной обстановки в позиционных районах соединений при подготовке и ведении боевых действий; сложностью прогнозирования источников непреднамеренных помех и уровней их излучений при подготовке и ведении боевых действий; сложностью разрешения конфликтных ситуаций между пользователями радиоэлектронных средств; отсутствием в ряде случаев необходимых исходных данных для комплексной оценки обеспечения электромагнитной совместимости и эффективного контроля за распределением и использованием радиочастотного спектра в условиях новых рыночных отношений.
При сравнительном анализе радиоэлектронные средства гражданского, правительственного назначения могут значительно влиять на радиоэлектронные средства ракетной дивизии и их установка в позиционном районе без согласования с командованием соединения снизит вероятность доведения приказов, сигналов до пунктов управления, пусковых установок. Основными станциями, способными повлиять на электромагнитную обстановку, являются: любительские, радиовещательные, фиксированные, подвижные, радиолокационные, стационарные спутниковые, метеорологические.
Помимо преднамеренных помех, возможно воздействие и непреднамеренных помех, создаваемых гражданскими, правительственными радиоэлектронными средствами, располагающимися вблизи позиционного района ракетной дивизии. Ежегодно на территории Российской Федерации регистрируются более 300000 новых радиоэлектронных средств. Особенно важен вопрос обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств при выходе на полевые позиции подвижных пунктов управления и пусковых установок. У подразделений РЭБ (узел комплексного технического контроля) взаимодействие с гражданскими организациями по данному вопросу организовано, однако аппаратура, находящаяся на вооружении в РВСН, не в полной мере отвечает современным требованиям, предъявляемым к радиоэлектронным средствам.
На электромагнитную совместимость могут оказывать влияние фиксированные службы, оснащённые следующими радиоэлектронными средствами:
