CC BY
153
УДК 696.14; 623.355.58.6
ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СТАНЦИЙ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ В.А. Малышев, к.в.н., проф., А.А. Аграновский, к.т.н., В.А. Васьков, к.т.н.
В статье рассматриваются вопросы применения новейших передвижных средств очистки воды, основанные на применении метода ультрафильтрации в станциях комплексной очистки воды СКО, для обеспечения питьевой водой населения и спасателей в ЧС.
Усложнение эксплуатации СКО, необходимость изучения элементов и узлов устройства, выработки навыков практической работы на станции и своевременному проведению ее технического обслуживания повышает требования к подбору и подготовке обслуживающего персонала.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ультрафильтрация, мобильные комплексы очистки, реагенты, подбор персонала
PROBLEMS OPERATING COMPLEX WATER CLEARANCE SYSTEMS V.A. Malyshev, A.A. Agranovsky, V.A. Vas'kov
The article views the questions of using the latest mobile means of water reclamation based on the method of ultrafiltration in complex water reclamation stations to supply the population and rescuers in emergencies with potable water.
The complicity of running complex water reclamation stations and the necessity of studying the elements and units of this device and mastering the practical skills of operation the station and timely carrying out its technical service tighten the requirements for staff recruitment and training.
Водобеспечение населения приобретает всё большее значение в осуществлении нормальной жизнедеятельности и эффективного экономического производства. Природная вода подвергается загрязнению отходами промышленного, сельскохозяйственного и бытового характера.
При ликвидации чрезвычайных ситуаций достаточное наличие воды занимает первостепенное значение как для технических нужд проведения АСНДР, так и для спасателей и пострадавшего населения.
В последние годы на оснащение спасательных формирований поступают передвижные водоочистные станции нового поколения - станции комплексной очистки воды (СКО), в технологическое оборудование которых помимо агрегатов и устройств по реагентной обработке воды включены блоки ультрафильтрации.
Что же дает ультрафильтрация и какие особенности в эксплуатации водоочистных станций появляются в связи с данной новинкой? Вопрос этот не праздный, поскольку появление нового всегда сопровождается с определенными трудностями как по подготовке специалистов, так и по непосредственному применению средств, проведению текущих ремонтов, технического обслуживания и хранения.
Ультрафильтрация - это баромембранный процесс, заключающийся в том, что жидкость (вода) под давлением пропускается через полупроницаемую перегородку (мембрану), имеющую отверстия (поры). Размер пор достигает 5 нм - 0,05-0,1 мкм [1]. Главное отличие мембраной фильтрации от обычного объёмного фильтрования заключается в том, что микропоры при пропуске воды задерживают на поверхности мембраны загрязнения, превышающие размер пор. При этом вода фильтруется, очищается от механических примесей и частично освобождается от органических соединений, бактерий и вирусов.
Подавляющее большинство всех задерживаемых веществ накапливается на поверхности мембраны, образуя дополнительный фильтрующий слой осадка, который обладает своим сопротивлением и затрудняет фильтрацию. Для борьбы с ростом данного осадка над поверхностью мембраны создается дополнительный поток из обрабатываемой жидкости, который размывает накапливающийся осадок. Другими словами, при ультрафильтрации вода разделяется на два потока: фильтрат (очищенная вода) и концентрат (концентрированный поток примесей). Жидкость, содержащая удаленные с поверхности мембраны загрязнения, выводится и идет на сброс.
Для более эффективного удаления загрязнений с поверхности и из пор мембраны используется метод обратных промывок, при котором очищенная вода (фильтрат) пропускается через мембрану в направлении, обратном направлению фильтрования. Такие промывки производятся намного чаще, чем промывки обычных фильтров с зернистой загрузкой.
Мембранная технология обеспечивает более тонкую очистку воды от взвешенных и коллоидных веществ даже без дополнительных стадий ее обработки и использования реагентов, чем очистка воды, осуществляемая с помощью напорных фильтров (табл. 1).
Таблица 1
Возможности по очистке воды различных фильтров
Наименование фильтра Взвешенные частицы Растворенные ионы металлов Органика Запах
Напорный фильтр с антрацитовой крошкой До 20 мкм — — —
Напорный фильтр с БАУ-МФ До 10 мкм — + +
Микрофильтр До 0,2 мкм — — —
Ультрафильтрацион ный аппарат До 0,01 мкм — До 20 КДа —
Обратно-осмотический аппарат До 0,0001 мкм До 99,5% + —
Вместе с тем, несмотря на высокий эффект по фильтрованию воды, необходима дополнительная ее обработка, как то: устранение запаха, полное уничтожение болезнетворных микроорганизмов, нейтрализация отравляющих веществ. Поэтому в технологических схемах станций комплексной очистки воды находят свое применение оборудование и агрегаты традиционных технологий - коагулирования и окислительно-сорбционной. С другой стороны, работоспособность ультрафильтра зависит от содержания взвешенных веществ в исходной воде. Высокая концентрация приводит к быстрому загрязнению мембран, нарушению структуры или ухудшению их механических свойств и, естественно, снижению производительности станции. Поэтому с целью устранения этого явления исходная вода, поступающая на мембраны, должна быть предварительно профильтрована.
Ультрафильтрация позволяет отказаться от первичного хлорирования воды поскольку достигается высокая степень ее обеззараживания в сочетании с высокой надежностью сохранения этого показателя в процессе эксплуатации. Это соответственно, ограничивает дозу вводимого в воду хлора, чем снижает опасность образования в ней хлорорганических соединений. Задача хлорирования очищенной воды сводится только к защите от повторного размножения бактерий в резервуарах - емкостях для хранения воды или автоводоцистернах при ее подвозе потребителям.
Технологическая схема обработки воды современными станциями комплексной очистки воды заключается в следующем. Загрязненная вода из источника электронасосом подается в емкость исходной воды, откуда другим электронасосом подается в нижние штуцера ультрафильтрационных аппаратов. Проходя по каналам полых волокон ультрафильтрационных аппаратов, вода фильтруется через стенки и очищается от механических частиц, взвесей, коллоидных образований, в том числе включающие в себе нерастворимые радиоактивные вещества, высокомолекулярные органические соединения и АХОВ и частично обеззараживается от бактерий, вирусов. После ультрафильтров вода поступает на микрофильтр, где обеззараживается от бактерий, включая споровые формы. Далее в сорбционном фильтре вода очищается от низкомолекулярных органических веществ - пестицидов, фенолов, нефтепродуктов, ОВ, АХОВ. Окончательная гибель бактерий осуществляется с помощью бактерицидной установки.
Следует отметить, что применение мембран вообще, а в станциях комплексной очистки воды в частности, обусловливает необходимость более тщательного соблюдения технологического режима, проведения регламентных работ, технического обслуживания и текущего ремонта средства, постоянного контроля качества исходной и очищенной воды.
Причем разработчиками в Руководстве по эксплуатации оговорено, что одним из условий надежной работы станции является непрерывная подача исходной воды на мембраны под постоянным давлением [2].
Другим условием является непрерывность работы станции в течение не менее 20 часов в сутки, а в некоторых случаях допустима ее круглосуточная работа в автоматическом режиме. Такая по-
становка вопроса требует периодического получения от медицинской службы разрешения на выдачу воды потребителям [3], а также своевременного разбора воды с пункта полевого водообеспечения.
Интересен и тот факт, что предусмотрено проведение регламентных работ, которые выполняются расчетами средств как при ТО, так и независимо от них. Содержание регламентных работ в основном сводится к санитарной обработке станции и мембран, отмывке мембран с целью восстановления первоначальной производительности, консервации и расконсервации ультрафильтрационных аппаратов, очистке кварцевого стекла бактерицидной установки. При этом используются водные растворы моющих веществ, хлора, глицерина, формалина, ортофосфорной или соляной кислот. Характерно, что даже при кратковременной остановке станции на срок более 10 суток должна проводиться консервация мембран. В то же время количество расходных компонентов и реагентов в составе ЗИП станций обеспечивает автономную работу данного средства очистки воды лишь в течение 100 часов и одну постановку станции на длительное хранение, что требует своевременного восполнения запасов реагентов при более продолжительном периоде ее эксплуатации.
В целях обеспечения постоянной технической готовности и безопасной эксплуатации станции получения воды, соответствующей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 и Руководства по полевому водоснабжению войск [3] в течение установленного срока станции проводится технические обслуживания (КО, ЕТО, ТО-1, ТО-2, СТО), а при длительном хранении, соответственно, - ТО-1х и ТО-2х. Перечень работ довольно большой и затрагивает выполнение операций ТО не только водоочистного, но и насосного оборудования, коммуникаций и входящей в состав комплекта силовой электростанции.
Особенностью эксплуатации станции комплексной очистки воды является и то, что сорбент при консервации СКО в адсорбер не загружается. Данная операция производится лишь при расконсервации станции или замене сорбента.
Разработчики и завод-изготовитель полагают, что «оборудование станции и реализуемые в процессе очистки воды технологии и технологические приемы могут стать источниками опасных и вредных производственных факторов только при нарушении требований и указаний эксплуатационной документации или в результате внешних воздействий» [2].
Появление новых средств всегда сопровождается определенными трудностями в их освоении. Это касается и принятых на снабжение станций комплексной очистки воды (СКО-0,3с; ПВУ-300; СКО-8; СКО-10).
Например, уже при развертывании пунктов водообеспечения на территории Южной Осетии (рис.1) расчетам средств потребовались знания как традиционных (реагентных) технологий, так и ультрафильтрации, особенностей устройства, эксплуатации, проведения технического обслуживания и выполнения регламентных работ. Несмотря на то, что завод-изготовитель при поставке средств обеспечивает Заказчика Паспортом и кратким Руководством по эксплуатации, требуется как теоретическая, а главное практическая подготовка расчетов.
В комплекте станций имеются лишь раздельно брошюры по устройству отдельных узлов и агрегатов водоочистного оборудования, и в тоже время отсутствуют описания электроустановок (ПУЭ), действий номеров расчета и другие данные.
Вместе с тем особенности применения СКО в ЧС, конструктивные решения водоочистного оборудования и режимы ее эксплуатации вообще свидетельствуют о том, что станции даже в воинских частя постоянной готовности находятся либо на кратковременном или на длительном хранении с законсервированными ультрафильтрационными аппаратами и выгруженным сорбентом из адсорберов. Обслуживающий персонал станций, если таковой имеется, как правило, привлечен для выполнения всевозможных задач и изучением материальной части не занимается.
Другое - это боязнь оборудования. Некоторые командиры и начальники, увидев в станции ультрафильтрационные аппараты и иное оборудование, которое ими ранее не изучалось, как полагают в целях сохранности узлов и агрегатов, не допускают личный состав расчетов для их изучения. Пора повернуться лицом к решению этих вопросов, ибо никто не дает гарантий, что это или другое подразделение будет не сегодня-завтра выполнять задачи по получению питьевой воды для обеспечения жизнедеятельности личного состава подразделений и населения.
Практика показывает, что подготовка расчетов должна осуществляться даже в период нахождения станций на хранении. Для подготовки расчетов необходима соответствующая литература, как то: комплексные технические описания и инструкции по эксплуатации всего изделия (ТО и ИЭ), инструкции по работе с расходными компонентами и реагентами, возможно и Памятки с технологическими картами операций при проведении регламентных работ и др.
Это работа и разработчиков средств, начальников спасательных формирований, учебных заведений и учебных подразделений. Необходимо иметь также запас расходных материалов для пополнения ЗИП для случаев практического развертывания средств и проведения тренировок по получению воды и контролю ее качества.
Несколько слов по изучению табельных средств очистки воды (СКО-0,3с; ПВУ-300), т.е. тех средств, которые не имеют расчеты. Другими словами для эксплуатации данных средств штатами подразделений расчеты не предусмотрены. Эти станции имеют ту же технологическую схему обработки воды, как и штатные СКО и к их эксплуатации предъявляются аналогичные требования. Предполагается применение табельных средств только в особых случаях, а расчеты должны готовиться теми командирами подразделениями, за которыми эти станция закреплены.
Рис.1. Пункт водообеспечения на СКО-8
Очевидно, если идет закупка табельных средств комплексной очистки воды, вероятно, должно быть осуществлено и их закрепление, а также осуществляться соответствующая подготовка прежде всего тех лиц которые будут обучать и тренировать расчеты. Вероятно для этого должна иметься и необходимая литература.
При решении практических вопросов по обеспечению водой войск и беженцев в 2008 году в Южной Осетии проявилась недостаточная подготовка расчетов СКО. Поэтому наладка рабочего оборудования станций комплексной очистки воды и обучение работе обслуживающих расчетов было организовано с помощью прибывших на место специалистов завода-изготовителя ЗАО «Полимер-фильтр» из города Краснодар [4].
В процессе эксплуатации строго выполнялись предписанные регламентные работы, проводились технические обслуживания оборудования и текущий ремонт, проверялись и уточнялись их параметры. В частности, проверялась и надежность технологического оборудования станций.
Было подтверждено, что для обеспечения требований по безаварийной работе СКО, соблюдения технологических режимов очистки воды, сохранения здоровья потребителей обслуживающий расчет должен иметь образование не ниже общего среднего и достаточную профессиональную подготовку. Причем изучение станции должно производиться только под руководством лиц, имеющих опыт эксплуатации подобных изделий. Это возможно лишь при наличии соответствующей литературы, плановых занятий по изучению материальной части и тренировкам по применению средств.
Правилами эксплуатации определено, что к работе на СКО допускаются лишь лица, изучившие ее устройство, принцип действия, правила работы и обслуживания, прошедшие подготовку по технике и пожарной безопасности, эксплуатации электроустановок, имеющие группу по электробезопасности не ниже III и удовлетворяющие по состоянию здоровья требованиям техники безопасности. Вполне закономерно, ибо от обслуживающего персонала зависит не только безопасность своей жизни, но и жизнь и здоровье многих людей - потребителей воды.
Сокращение сроков срочной военной службы и усложнение техники повышают требования к подбору и обучению обслуживающего персонала станции. На наш взгляд, хотя бы один из членов расчета должен быть подготовленным и быть либо военнослужащим контрактной службы, либо гражданским профессиональным вольнонаемным специалистом.
Выводы.
Появление высокопроизводительных, эффективных и сложных передвижных станций безреа-гентной очистки воды обусловливает повышение требований по их эксплуатации в сравнении со средствами традиционной (реагентной) обработки воды (МАФС-3, ВФС-10 и др.), своевременного проведения регламентных работ, создания запасов моющих и реактивов.
Повышаются и требования к обслуживающему персоналу. Необходимо иметь подготовленный расчет, способный в кратчайшие сроки осуществить развертывание станции, ввести ее в режим работы, осуществлять контроль за технологией обработки воды и выдачу ее потребителям. Обслуживающий расчет по требованию разработчиков должен иметь образование не ниже общего среднего и достаточную профессиональную подготовку и соответствующие навыки в эксплуатации станций комплексной очистки воды.
Формирование навыка напрямую зависит от единства теории и практики. Примером при подготовке личного состава расчета СКО может служить согласованное изучение элементов и узлов устройства, практическая работа на станции и проведение технического обслуживания. Известно, что навык может возникнуть лишь в результате повторного выполнения того или иного действия. Основой формирования навыка являются систематические упражнения, количество которых определяется только путем практического использования средства.
На данный вопрос следует обратить внимание как учебных подразделений, так и командования спасательных формирований, поскольку от обслуживающего персонала станций будет зависеть не только безопасность своей жизни, но и жизнь и здоровье многих людей - потребителей воды, выданной с пункта полевого водообеспечения.
Литература
1. Первов А.Г., Андрианов А. П. Метод ультрафильтрации в современном водоснабжении. Проблемы и перспективы. Сантехника. №5, 2006. - С 26-31.
2. Станция комплексной очистки воды СКО-10. Руководство по эксплуатации 8.01.124.00.000 РЭ.
3. Руководство по полевому водоснабжению войск. М. ВИ. 1985. - 46 с.
4. Лукуткин С.И. Особенности организации водоснабжения войск при проведении операции по поддержанию мира в республике Южная Осетия / Материалы XVI Международной научно-практическая конференции «Предупреждение, спасение, помощь». Химки: АГЗ, 2009. - С. 87-92.
