Очистка воды в системах оборотного водоснабжения с испарительными градирнями

Авторы: А.Е. Гинин, А.В. Лобанов (АО «Сорбент»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №9/2016

За последние годы специалистами АО «Сорбент» построены три крупномасштабные станции фильтрации систем оборотного водоснабжения, которые сегодня успешно работают на предприятиях нефтехимического комплекса Результаты этой работы приведены в статье [1].

Это дало нам огромный опыт в сфере разработки и строительства очистных сооружений систем оборотного водоснабжения. Наша цель заключается в том, чтобы каждое российское предприятие химического и энергетического комплекса могло позволить себе очистку оборотной воды, поэтому продолжаем знакомить со своими новыми предложениями и разработками в сфере очистки оборотной воды.

Анализируя сегодня пройденный путь строительства очистных сооружений систем оборотного водоснабжения, мы понимаем все сложности, связанные с этим процессом. Если внимательно посмотреть на современное предприятие химического или энергетического комплекса, то можно увидеть большую плотность застройки предприятий сооружениями различного назначения, связанных друг с другом огромным количеством подземных коммуникаций. Это порой делает невозможным разместить на территории того или иного предприятия даже небольшой объект капитального строительства, что является одной из основных причин отказа от строительства очистных сооружений системы оборотного водоснабжения.

Есть ли выход из сложившейся ситуации? Сегодня мы с уверенностью утверждаем: да, решение проблем с размещением очистных сооружений систем оборотного водоснабжения существует. И нами найдены пути решения этих проблем.

За последний год специалистами нашего предприятия разработан мобильный модуль фильтрации воды для систем оборотного водоснабжения, собранный внутри стандартного контейнера размерами 6000×2400×2400 мм.

Основные  характеристики мобильного модуля фильтрации

Эффективность очистки по взвешенным веществам – до 90% (при их концентрации до 150 мг/дм3 на входе), по нефтепродуктам – до 70% (при их концентрации до 10 мг/дм3 на входе). Имеется возможность работы при повышенных концентрациях твердых взвешенных частиц (до 500 мг/дм3), а также при содержании в воде водорослей, нефтепродуктов и других загрязнителей.

Фильтрующая загрузка не растворима в воде, обладает стойкостью против грибов и микроорганизмов, не токсична, имеет высокие механическую прочность и адгезионные свойства, а также выдерживает периодические всплески по ХПК, работоспособна в любом диапазоне рН.

Каждый фильтр мобильного узла фильтрации снабжен запорной арматурой, системой контроля над технологическим процессом, включая промывку фильтров.

Подключение модуля осуществляется к напорному трубопроводу системы оборотного водоснабжения предприятия. Возврат воды осуществляется через чаши градирен. Модуль не требует для работы насосов подачи очищенной и сброса промывной воды и какого-либо емкостного оборудования.

Гидравлическая схема модуля показана на рис. 1. Предусмотрено два режима работы фильтров: фильтрация и промывка.

В режиме фильтрация вода на очистку поступает через фланцевое соединение и шаровой кран КШ1. Поступившая вода через сетчатый фильтр, регулятор расхода РР1 (РР2), шаровой кран КШ1/1 (КШ2/1) направляется в фильтр Ф1 (Ф2) для очистки воды от загрязнений. При фильтрации вода поступает в нижнее распределительное устройство. Фильтрация происходит снизу вверх через плавающую загрузку. Очищенная вода через верхнее распределительное устройство фильтра, кран шаровой КШ1/3 (КШ2/3) поступает в коллектор очищенной воды и через кран КШ2 и далее на фланцевый выход модуля фильтрации.

Регуляторы потока воды РР1 и РР2 предназначены для регулирования потока в коллекторе очищенной воды.

Регуляторы ограничивают поток воды на выходе фильтров Ф1 и Ф2 до установленного уровня 110 м3/ч независимо от колебаний давления на входе фильтров и перепада давления на фильтрах.

При увеличении расхода воды на выходе фильтра регулятор прикрывается, ограничивая поток и контролируя его на заданном уровне. Если поток падает ниже установленного уровня, то регулятор полностью открывается. При этом требуется промывка фильтра.

В режиме промывка фильтр, требующий промывки, выводится сначала в выключенное состояние, а затем в состояние промывки с помощью системы автоматики.

Для этого закрываются краны шаровые КШ1/1 (КШ2/1) и КШ1/3 (КШ2/3), а затем открываются КШ1/2 (КШ2/2) и КШ1/4 (КШ2/4). При этом исходная вода поступает в верхнее распределительное устройство. После промывания фильтра вода удаляется из фильтра через дренажную трубу на выход модуля фильтрации.

Фильтры промываются поочередно в автоматическом режиме при достижении заданного перепада давления на фильтре. По окончании промывки фильтры возвращаются в режим фильтрации. Компоновка модуля показана на рис. 2.

В одном контейнере размещается два горизонтальных фильтра один над другим по центру контейнера (для обеспечения центра масс при транспортировке) и элементы управления фильтрами (краны шаровые, регуляторы расхода с трубопроводами обвязки).

Корпусы фильтров изготавливаются из стеклопластика. Основа корпуса – отрезок стеклопластиковой трубы диаметром 1000 мм, длиной 4000 мм, к торцам которой с одной стороны приклеивается эллиптическое днище, а с другой – крепится стеклопластиковый плоский фланец диаметром 1000 мм. К этому фланцу при сборке фильтра ч помощью болтов присоединяется эллиптическое днище, к которому крепится ответный плоский стеклопластиковый фланец диаметром 1000 мм.

Внутри фильтра предусмотрены верхнее и нижнее распределительные устройства, а также дренажная труба.

Имеются также смотровые и технологические люки (для засыпки загрузки, для технического обслуживания фильтра и т.д.).

Для размещения мобильного модуля фильтрации требуется ровная площадка без специального покрытия, размер которой соответствует габаритам модуля. Модуль фильтрации должен быть подключен к напорному трубопроводу оборотной воды и располагаться в районе чаш градирен (для организации сброса в чаши очищенной оборотной воды). Для подачи воды на очистку, а также сброса очищенной воды применяются гибкие шланги.

При необходимости, например при ремонтных работах на подземных коммуникациях, проходящих под площадкой для размещения модуля фильтрации, модуль может быть перемещен в кратчайшие сроки на новую площадку.

Мобильный модуль фильтрации разрабатывался с учетом концепции боковой фильтрации, которая применялась при строительстве станций фильтрации систем оборотного водоснабжения, которые сегодня успешно работают на предприятиях нефтехимического комплекса.

Суть концепции боковой фильтрации заключается в том, что из общего потока оборотной воды предприятий отводится ~10 % воды, которая фильтруется системой фильтрации, и затем отфильтрованная вода вновь возвращается в общий поток оборотного водоснабжения.

В результате этого качество оборотной воды в целом улучшается. Затем цикл фильтрации повторяется. С течением времени, при условии непрерывной работы системы качество оборотной воды достигает требуемых параметров, а затем поддерживается постоянно на необходимом уровне.

Следует отметить, что при эксплуатации построенных станций фильтрации было установлено, что отвод для очистки 10% воды достаточно велик и вполне достаточно иметь возможность фильтровать в одном цикле до 5% общего объема оборотной воды предприятия.

Исходя из сказанного, можно сделать вывод, что разработанный мобильный модуль фильтрации способен обеспечить очистку до 4400 м3 воды в системе оборотного водоснабжения предприятия. Если объем воды в системе оборотного водоснабжения предприятия больше, то предусмотрена параллельная работа мобильных модулей фильтрации с пропорциональным увеличением объема очищаемой воды.

Список литературы

1. Гинин А.Е. Модернизация системы оборотного водоснабжения нефтехимических предприятий//Химическая техника. 2015. №7. С. 26–28.