Инновации для инженерных систем водоснабжения и водоотведения. Инновационные технологии очистки воды Общая эконо-мия, руб

Водное хозяйство быстро развивается, занимая одну из главных ниш в мировом хозяйствовании. Но, несмотря на это, имеет существенные проблемы, которые нуждаются в решении.

Одной из насущных проблем являются опасения в неспособности обеспечить спрос на водоснабжение в будущем. В 2012 году был проведен опрос руководителей коммунальных предприятий в 10 основных рынках: Канаде, США, Великобритании, Франции, Австралии, Бразилии, Индии, России, Испании, Китае.

Он показал, что 39 процентов руководителей считают: спрос на воду будет превышать предложение. Это в значительной степени обусловлено темпами роста населения в мире - это 7000000000 сегодня и как ожидается, вырастет еще на миллиард в течение ближайших 18 лет.

Это оказывает значительное влияние на то, что уже и так является достаточно ограниченным ресурсом.

Стоит ли ограничивать использование?

Но во многих местах в мире у потребителей, фермеров, предприятий и отраслей есть стимул ограничить использование воды. Вода сравнительно дешева, и многие полагают, что она легкодоступна.

На самом деле это является заблуждением, даже огромным препятствием на пути прогресса. Задача защиты водоснабжения для будущих поколений становится яснее, чем когда-либо раньше.

В первую очередь - это необходимость введения технических инноваций и регулирования изменений в водном хозяйстве.

Стоит устанавливать соответствующие тарифы в областях, где инновации еще должно произойти, и быстро. По опросам Oracle Utilities, треть опрошенных руководителей считают, что цены на воду ниже, чем должны были быть.

Чтобы сделать это, бизнес-модель для предприятий водоснабжения должна развиваться. В соответствии с действующей на основе объема счетов модели, потребителей устраивает невысокая стоимость водоснабжения, а с другой стороны, не обеспечивает возмещения затрат на доставку воды.

Это не дает водоканалу даже возможности отремонтировать оборудование и оставаться устойчивыми в финансовом отношении.

Вместе с этим регулирующие органы должны быть уверены в необходимости повышения уровня тарификации.

Средства, получаемые за водоснабжение, должны возмещать расходы за обслуживание жизнеспособности оборудования и инфраструктуры коммунальных предприятий.

Изменения в нормативном подходе к тарификации изменит восприятие ценности воды. Общество начнет понимать необходимость бережного отношения к такому важному природному ресурсу, тем самым проявлять содействие организациям по охране окружающей среды.

Сумма расходов

Водоснабжение составляет относительно небольшую долю рынка - сумма, потраченная в глобальном масштабе на услуги водоснабжения и инфраструктуры, составляет менее одного процента от мирового ВВП.

Но это важный сегмент рынка и его нехватка будет влиять на все показатели мирового ВВП.

Изучение взаимосвязи роста тарифов в 308 городах в 102 странах показало, что это связано с затратами на строительство, эксплуатацию и техническое обслуживание систем очистки питьевой и сточных вод. Но даже в тех случаях тарифы редко возмещают полную стоимость услуг.

В докладе делается вывод, что, благодаря политике удешевления воды ниже полной стоимости обслуживания, возрастает нерациональное потребление воды.

Предприятиям приходится зависеть от внешних источников финансирования и политического вмешательства и впоследствии перебоев в обслуживании из-за недофинансирования, а также неравенства отдаленных населенных пунктов.

В то время как вопрос носит глобальный характер, ответы лежат на местном уровне. Инфраструктура продолжает изнашиваться, качество воды и надежности (взрыв трубы и других утечек) будет снижаться, требуя ремонта или утилизации.

Новая система тарифов, которая будет учитывать полные эксплуатационные затраты на водоснабжение, а также обеспечивать необходимую финансовую отдачу за коммунальные услуги, окажет помощь в этих усилиях.

Инновационная технология играет важную роль в водоснабжении в будущем.

Использование опреснения как способа создания нового, чистого и доступного источника воды в настоящее время используется во многих странах мира, включая Австралию, Китай, Япония, США, Испании и других европейских стран, на Ближнем Востоке и в Северной Африке.

Наряду с этим, однако, возникает потребность в информировании о проблемах и доступных методах их решений. Исследование воды Oracle Utilities показал, что 36 процентов коммунальных предприятий по всему миру все еще не знают полного спектра инновационных вариантов, открытых для них.

В то же время многие клиенты не обращают внимания на необходимость перемен, для отношения к воде, как к драгоценному и убывающему ресурсу. Только тогда, когда инновации и осознание проблемы выйдут на первый план, мы увидим начало масштабных изменений.

Описание:

Современным зданиям – современные технологии водоснабжения!

Разработка новых технологий и аппаратов на основе метода нанофильтрации для систем водо- и теплоснабжения городских зданий

А. Г. Первов , проф., д-р техн. наук, кафедра водоснабжения МГСУ

А. П. Андрианов , канд. техн. наук, кафедра водоснабжения МГСУ

Д. В. Спицов

В. В. Кондратьев , инженер, кафедра водоснабжения МГСУ

Современные темпы развития строительных технологий не всегда идут в ногу с развитием технологий водоподготовки, используемых для санитарно-технического оснащения современных зданий. Применение явно устаревших технологий часто создает помехи строительству. Например, необходимость создания станций доочистки воды в зданиях заставляет решать вопросы размещения, монтажа и эксплуатации (сервисного обслуживания). Поэтому от выбранной технологии зависят не только качество воды, но и габариты сооружений, затраты на монтаж и эксплуатацию, учитывающие объемы сточных вод и воды на собственные нужды.

Традиционные технологии, использующие напорные фильтры с загрузками из песка, угля и ионообменных смол достаточно «громоздки», требуют затрат при их эксплуатации (замене загрузок или их регенерации), образуют стоки при их промывке и регенерации.

Совершенствование систем нанофильтрации позволяет создать оборудование с минимальными весом и габаритами, простотой монтажа и «наращивания» мощности, минимальными затратами на обслуживание, отсутствием реагентов и расходных материалов.

Современная экологическая ситуация способствует более широкому использованию мембранных систем. Это объясняется в первую очередь ужесточающимися требованиями к качеству питьевой воды - содержанием хлорорганических соединений, болезнетворных бактерий, фторидов, нитратов, ионов стронция и т. д. Современные мембраны демонстрируют бесспорную эффективность и универсальность в очистке воды от различных видов загрязнений. Второй главной чертой современных мембранных технологий является их «экологическая» чистота - отсутствие потребляемых реагентов и, соответственно, опасных для окружающей среды сбросов и осадков, создающих проблему их утилизации. Введение платы за пользование водопроводной водой и за сбросы в канализацию заставляет использовать водоочистные системы, потребляющие минимальное количество воды и не имеющие сбросов. Современные разработки систем водоподготовки с применением мембранных технологий позволяют снабжать инженерные системы качественной водой, тем самым обеспечив надежность и качество их работы.

Мембранные процессы ультрафильтрации и нанофильтрации давно привлекают внимание специалистов по водоснабжению благодаря своей «универсальности» - возможности одновременного удаления ряда загрязнений различной природы: биологических (бактерий и вирусов), органических (гуминовых кислот и др.), коллоидных, взвешенных, а также растворимых в ионном виде. Различия в мембранных процессах состоят в уровне очистки воды (проскоку в очищенную воду тех или иных загрязнений), зависящем от размера пор мембран.

Технология нанофильтрации известна достаточно давно и уже начинает применяться в питьевом водоснабжении благодаря эффективному снижению содержания органических соединений (цветности, летучих хлорорганических соединений) и железа, а также жесткости .

Метод нанофильтрации уже широко применяется для очистки поверхностных и подземных вод, в том числе и на крупных городских сооружениях (например, на станциях в Париже - 10000 м 3 /ч и Нидерландах - 6000 м 3 /ч).

Однако до сих пор метод нанофильтрации рассматривается как разновидность метода обратного осмоса со всеми его недостатками: необходимостью тщательной предочистки для предотвращения образования отложений карбоната кальция и осадков органических и коллоидных веществ; высокими эксплуатационными расходами, связанными с дозированием реагентов предочистки, использованием моющих растворов и высокой стоимостью замены мембранных модулей; традиционными мембранными модулями типа «рулон», не отличающимися высокой надежностью. Высокие расходы реагентов и другие эксплуатационные затраты заставляют специалистов пока скептически относиться к использованию нанофильтрации для подготовки воды высокого качества на крупных водоочистных станциях несмотря на бесспорную эффективность в сравнении с «классическими» коагуляционными и окислительно-сорбционными технологиями.

В настоящее время широкие масштабы промышленного внедрения имеет метод ультрафильтрации, который применяется в основном на очистных сооружениях городских водопроводов: с декабря 2006 года - в Москве на Юго-Западной станции (а также на водоочистных станциях Парижа, Лондона, Амстердама, Сингапура, в ряде городов США, Канады).

Однако применение ультрафильтрационных мембран (с размером пор 0,01-0,1 мкм) имеет весьма ограниченную область применения (снижение коллоидных частиц и бактерий) и не универсально при очистке вод различного состава. Поэтому в схемах очистки воды ультрафильтрация используется в сочетании с другими технологиями (коагуляционной и окислительно-сорбционной). Главными достоинствами ультрафильтрации является очень высокая удельная производительность (более 100 л/м 2 ч по сравнению с 35-40 л/м 2 ч у нанофильтрации) и возможность проведения промывки мембран обратным током для удаления с мембран загрязнений.

Разработка новой технологии очистки воды с применением нанофильтрации

Таким образом, целью работы стало изучение возможности преодоления основных недостатков метода нанофильтрации и создание технологии, сочетающей эффективность нанофильтрации и простоту ультрафильтрации.

Предпосылки для создания такой технологии созрели уже давно . Известны способы очистки поверхностных вод с помощью нанофильтрации крупных европейских фирм Norit (Нидерланды) и PCI (Великобритания), использующие специальные трубчатые конструкции, позволяющие снизить осадкообразование и проводить гидравлические промывки со сбросом давления для «срыва» загрязнений с поверхности мембран . Однако аппараты трубчатых конструкций имеют очень малую удельную поверхность мембран и существенно увеличивают объемы установок и их энергопотребление, что в конечном счете выражается в высоких значениях удельных капитальных и эксплуатационных затрат.

Современные мембранные аппараты рулонной конструкции обладают большим преимуществом перед аппаратами с мембранами трубчатой формы в виде полого волокна, используемых в современных ультрафильтрационных установках - это плотность «упаковки мембран» или высокая удельная поверхность мембран на единицу объема аппарата. При одинаковых размерах «стандартных» мембранных модулей (диаметр 200 мм, длина 1000 мм) суммарная поверхность мембран в ультрафильтрационном модуле составляет 18-20 м 2 , а в нанофильтрационном 35-40 м 2 . Более того, стоимость производства рулонного модуля с плоскими мембранами значительно (на 50-60 %) дешевле, чем половолоконного. Поэтому основным направлением работы стало усовершенствование рулонной конструкции с целью повышения надежности работы и «устойчивости» к загрязнениям. Несовершенство конструкции рулонного элемента связано с наличием в нем сетки-сепаратора (рис. 1), являющейся «ловушкой» для загрязнений. Поэтому создание аппаратов с «открытым» каналом без мешающей сетки позволяет избежать накопления загрязнений во время работы и обеспечить возможность проведения гидравлических промывок со сбросом давления . Подбор оптимальных по своим свойствам нанофильтрационных мембран и разработка технологии производства мембранных модулей различных типоразмеров позволили создать безреагентные технологии для ряда случаев очистки воды. Отсутствие реагентов в схеме обеспечивается, с одной стороны, высокой эффективностью мембран в отношении задержания растворенных примесей, с другой - постоянным отводом загрязнений с поверхности мембран благодаря автоматизированным гидравлическим промывкам и поддержанием фильтрующей поверхности мембран «в чистоте».

Благодаря разработанным конструкциям аппаратов и автоматизированным промывкам созданы технологии, позволяющие очищать воду с высоким содержанием взвешенных веществ, железа, жесткости, цветности. В зависимости от состава очищаемой воды (главным образом содержания органических веществ различной природы) выбирается марка мембран с наиболее подходящими селективными свойствами. Для очистки поверхностных и подземных вод были опробованы различные типы мембран, но наибольшую эффективность продемонстрировали новые разработки мембран из ацетата целлюлозы со специальными стабилизирующими добавками. Из-за гидрофильной поверхности мембраны чрезвычайно эффективно задерживают ионы железа, растворенные органические вещества. Кроме того, благодаря поверхностным свойствам ряд коллоидных и органических соединений хуже осаждается на ацетатных мембранах, чем на композитных. Описанные выше положения были доказаны путем всесторонних исследований, описанных в прилагаемых публикациях. Аналогов разработанным аппаратам и мембранам пока нет как у отечественных, так и у зарубежных фирм. Технология получения мембран и производства рулонных элементов с «открытым» каналом также представляет ноу-хау и подробно не раскрывается. Попытки усовершенствовать каналы рулонных элементов проводились рядом авторов давно, однако результаты не были доведены до широкого промышленного внедрения вследствие сложности технологии. В настоящей работе используется технология изготовления, ранее изложенная и запатентованная, но благодаря совместным действиям авторов усовершенствованная и находящаяся в стадии патентования.

Разработанные нанофильтрационные аппараты оказываются конкурентоспособными по стоимости, производительности и режиму промывки с ультрафильтрационными аппаратами, будучи гораздо эффективнее по частным свойствам. На рис. 2 показаны зависимости производительности аппаратов «стандартного» размера от времени при очистке поверхностной воды из реки.

Вследствие потери производительности при образовании на мембранах осадков и необратимого забивания пор взвешенными частицами средняя производительность ультрафильтрационных мембран оказывается на 40-50 % меньше «паспортного», отличаясь на 30-40 % от производительности аппарата с нанофильтрационными мембранами.

Технология доочистки воды из водопровода в городских зданиях

Вода в централизованных водопроводах часто содержит взвешенные коллоидные вещества (например, гидроокись железа), а также бактерии вследствие вторичного загрязнения воды в водоводах. В ряде случаев наблюдается повышенное содержание хлор-органических веществ (во время паводков). Традиционно для удаления взвешенных веществ используются механические напорные фильтры, а для снижения содержания органических веществ и запахов - фильтры с сорбционной загрузкой.

Главными недостатками такого подхода являются: использование достаточно громоздких фильтров (обычно импортных из стеклопластика диметром 0,75-1,2 м и высотой более 2 м); трудности при монтаже фильтров в существующих помещениях; сложности обслуживания и замены загрузок; достаточно быстрое истощение сорбционной емкости угля и необходимость его замены.

В последнее время вместо механических фильтров используются установки ультрафильтрации, позволяющие обеспечить более глубокое удаление из воды коллоидов железа, бактерий и вирусов. Кроме того, мембранные установки компактны, имеют значительно меньший вес и объем по сравнению с механическими фильтрами, что особенно важно при их использовании и размещении в городских зданиях. Однако использование сорбционных фильтров в городских зданиях требует, вследствие ограниченной сорбционной емкости загрузок, достаточно высоких затрат на сервисное обслуживание таких установок.

Применение нанофильтрационных установок позволяет решить проблему удаления органических загрязнений из водопроводной воды без применения сорбционных фильтров и при минимальных эксплуатационных затратах.

Расчеты и исследования показывают, что удаление методом нанофильтрации большинства (свыше 90 %) органических загрязнений позволяет продлить ресурс сорбционных фильтров в 10-20 раз или соответственно уменьшить их объем, ограничившись использованием картриджных фильтров только на случай присутствия в воде запахов в период паводков или аварийных ситуаций на водоисточнике. Кроме того, нанофильтрационные мембраны частично убирают из воды жесткость и щелочность, делая воду пригодной для использования в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения, избавляя заказчика от необходимости использования умягчителей и дополнительных расходных материалов (таблетированной соли).

Современные заказчики на городских объектах часто сами формируют дополнительные требования к качеству воды, значительно более жесткие, чем требования существующих международных стандартов ВОЗ и СанПиН, что вызвано наличием в зданиях «особых» потребителей - поликлиник, медицинских оздоровительных центров, предприятий общепита и др.

Так, например, при проектировании систем СТОЗ небоскреба «Федерация» проектировщики «столкнулись» с требованиями по содержанию железа -0,05 мг/л, ГСС (галогенсодержащих соединений) -10 мкг/л (против нормативов ВОЗ: 0,3 мг/л и 200 мкг/л соответственно). Похожие требования оказались решающими при выборе систем нанофильтрации для водоснабжения зданий Центральной тыловой таможни и поликлиники ФСБв Москве в 2002 году (рис. 3, 4).

В настоящей работе проведены исследования по сравнению эффективности снижения в водопроводной воде окисляемости и содержания растворенных органических веществ с использованием систем ультрафильтрации с сорбционной доочисткой и систем нанофильтрации. Качество очищенной воды оценивалось по показателям окисляемости .

Качество воды обобщенно оценивается по характеру кривых светопоглощения, где молекулярному весу и природе органических веществ соответствуют определенные длины волны.

На рис. 5 показаны кривые светопоглощения водопроводной воды, пропущенной через нанофильтрационные мембраны 4 и фильтр с загрузкой из угля 2 и 3. Применение нанофильтрационных мембран 4 позволяет получить воду с низкими показателями окисляемости. При дополнительном использовании сорбционных фильтров после нанофильтрации только для удаления запаха ресурс их увеличивается во много раз. Результаты ресурсных испытаний сорбционного фильтра (определение его сорбционной способности) показаны на рис. 6.

Экономический эффект от применения технологии нанофильтрации определяется сокращением затрат на обслуживание установок доочистки.

Технология очистки воды для целей теплоснабжения и вентиляции

Современное состояние городского строительства требует решения проблем снабжения зданий не только качественной питьевой водой, удовлетворяющей требованиям СанПиН, но в ряде случаев водой для специальных технологических нужд:

подпитка контуров теплосети и отопления;

подпитка контуров оросителей и испарителей систем кондиционирования воздуха;

Подпитка паровых котлов «крышных котельных» для систем теплоснабжения.

В зависимости от требований к качеству подготовленной воды в системах нанофильтрации используются различные типы мембран с различными показателями селективности (солезадерживающей способностью). При использовании мембранных установок для нужд подпитки теплосети и горячего водоснабжения, карбонатный индекс KI очищенной воды должен удовлетворять следующим условиям:

КI=[Са +2 ]· ≤ 2-5,

где , значения концентраций кальция и щелочности, выраженные в мг-экв/л.

Для обеспечения таких требований идеально подходят нанофильтрационные мембраны в сочетании с разработанными мембранными элементами с «открытым каналом», исключающим образование застойных зон в аппаратах и образование в них осадка карбоната кальция, резко снижающего время работы аппарата .

При необходимости получения питательной воды для паровых котлов и контуров систем кондиционирования воздуха требуется вода со значениями жесткости на уровне 0,01-0,02 мг-экв/л. Традиционно для получения глубоко умягченной воды используются двухступенчатые системы Na-катионирования или (в настоящее время) вместо I ступени Na-катионирования - установки обратного осмоса . И в том, и в другом случае схемы глубокого умягчения требуют высоких эксплуатационных затрат (на таблетированную соль, ингибитор, моющие растворы, частое сервисное обслуживание) и решения проблем утилизации регенерационных растворов. При использовании представленных в работе разработок созданы схемы двухступенчатого умягчения (с использованием на I ступени мембранных нанофильтрационных аппаратов) и аппаратов обратного осмоса на II ступени (рис. 7).

Такие схемы позволяют избежать применения реагентов при их эксплуатации и обеспечить длительный (свыше 2500 часов) период безостановочной работы. В ряде случаев целесообразно использовать специально разработанные патроны с порошкообразным ингибитором для повышения надежности систем обратного осмоса.

Для определения эксплуатационных характеристик мембранных схем с использованием аппаратов обратного осмоса и нанофильтрации (определение типов моющих растворов, времени непрерывной работы и др.) разработана специальная компьютерная программа.

Пример сравнения эксплуатационных затрат различных схем глубокого умягчения показан на рис. 8.

Благодаря использованию новых типов мембран и мембранных аппаратов время работы максимально увеличено, что ведет к снижению затрат по обслуживанию установки (рис. 9).

Общий вид двухступенчатых мембранных систем показан на рис. 10.

Описанные технологии применяются при разработке:

Систем очистки воды для централизованного водоснабжения: станции очистки поверхностной воды и станции очистки подземной воды производительностью до 10000 м 3 /ч; системы полностью безреагентные;

Систем очистки воды для микрорайонов и комплексов промышленных и торговых зданий;

Систем улучшения качества водопроводной воды для отдельных жилых и офисных зданий;

Систем подготовки воды подпитки теплосетей и бойлеров жилых и промышленных зданий;

Систем улучшения качества питательной воды из технических водопроводов городских предприятий;

Систем подготовки питательной воды паровых котлов среднего и высокого давления («крышных котельных» и мини-ТЭЦ) для теплоснабжения зданий или городских жилых комплексов (ЦТП) (в комбинации разработанных систем нанофильтрации с системами обратного осмоса). Разработанные технологии позволяют решать поставленные проблемы с применением компактного, легко монтируемого оборудования с простым «наращиванием» мощности, обеспечивающего автоматизированный круглосуточный режим работы, не нуждающегося в реагентах и расходных материалах и требующих сервисных мероприятий не чаще чем через 6 месяцев непрерывной работы.

Для водоснабжения крупного (жилого или гостиничного здания) система водоподготовки может состоять из четырех мембранных блоков общей производительностью 50 м 3 /ч. Габариты каждого блока (производительностью 12 м 3 /ч) составляют 1,5 м (глубина) х 1,5 м (высота) х 0,5 м (ширина). Общие габариты станции производительностью 50 м 3 /ч составляют (ШхДхВ) 3,5х1 ,5х1,5 м. В комплект поставки каждого блока входят: повысительный насос, мембранные аппараты, картриджи доочистки с углем. Эксплуатация системы состоит в проведении профилактических промывок (1 -2 раза в год) и замене угольных картриджей (1 раз в год). Срок службы мембран составляет 5 лет. Компоновка одного блока показана на рис. 11, общий вид одного блока производительностью 12 м 3 /ч показан на рис. 12.

Литература

Первов А. Г. Андрианов А. П. Современные мембранные системы нанофильтрации для подготовки питьевой воды высокого качества // Сантехника. 2007. № 2.
Futselaar M. et all. Direct capillary nanofiltration for surface water. // Desalination. V. 157(2003), p. 135-136.
Futselaar H., Schonewille H., MeerW. Direct capillary nanofiltration for surface water. (Presented at the European Conference on Desalination and the Environment: Fresh Water for All, Malta, 4-8 May 2003. EDS, IDA) // Desalination. 2003. Vol.157, p. 135-136.
Bruggen B., Hawrijk I., Cornelissen E., Vandecasteele С Direct nanofiltration of surface water using capillary membranes: comparison with flat sheet membranes. // Separation and Purification Technology. 2003.
Bonn_ P.A.C., Hiemstra P., Hoek J.P., Hofman J.A.M.H. Is direct nanofiltration with air flush an alternative for household water production for Amsterdam? // Desalination. 2002. V. 152, p. 263-269.
Web-сайт Trisep http://www.trisep.com.
Web-сайт PIC Membranes http://www.pcimem.com.
Pervov Alexei G., Melnikov Andrey G. The determination of the required foulant removal degree in RO feed pretreatment. // IDA world conference on Desalination and Water reuse August 25-29, 1991, Washington. Pretreatment and fouling.
Pervov A.G. A simplified RO process design based on understanding of fouling mechanisms.// Desalination 1999, Vol. 126.
Riddle Richard A. Open channel ultrafiltration for reverse osmosispretreatment. // IDA world conference on Desalination and Water reuse August 25-29, 1991, Washington. Pretreatment and fouling.
Первов А.Г. Мембранный рулонный элемент. Патент №2108142, выд. 10.04.1998.
Irvine Ed, Welch David, Smith Alan, Rachwal Tony. Nanofiltration for colour removal - 8 years operational experience in Scotland. // Proc. Of the Conf. on Membranes in Drinking and Industrial Water Production. Paris, France, 3-6 October 2000. V 1, p. 247-255.
Pervov A.G. Scale formation prognosis and cleaning procedure schedules in reverse osmosis operation. // Desalination 1991, Vol. 83.
Hilal Nidal, Al-Khatib Laila, Atkin Brian P., Kochkodan Victor, Potapchenko Nelya. Photochemical modification of membrane surfaces for (bio)fouling reduction: a nano-scale study using AFM // Desalination 2003, Vol. 156, p. 65-72.
Hilal Nidal, Mohammad A. Wahab, Atkina Brian, Darwish Naif A.Using atomic force microscopy towards improvement in nanofiltration membranes properties for desalination pre-treatment: A review // Desalination 2003, Vol. 157, p. 137-144.
Первов А. Г., Мотовилова Н. Б., Андрианов А. П., Ефремов Р. В. Разработка систем очистки цветных вод северных районов на основе технологий нанофильтрации и ультрафильтрации // Очистка и кондиционирование природных вод: Сб. науч. трудов. Вып. 5. М., 2004.
Первов А. Г., Андрианов А. П., Спицов Д. В., Козлова Ю. В. Выбор оптимальной схемы доочистки водопроводной воды в городских зданиях с использованием мембранных установок // Сборник докладов седьмого международного конгресса «Вода: экология и технология». Том 1.
Первов А. Г., Бондаренко В. И., Жабин Г. Г. Применение комбинированных систем обратного осмоса и ионного обмена для подготовки питательной воды паровых котлов // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. № 5.

«Водоканал Санкт-Петербурга» представил сегодня два новых проекта: новый блок подготовки питьевой воды на Южной водопроводной станции и инновационную систему управления водоснабжением города (квартал К-17) сообщает официальный портал Администрации Санкт-Петербурга .В церемонии приняли участие губернатор Петербурга Валентина Матвиенко, директор ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» Феликс Кармазинов и заместитель министра регионального развития Анатолий Попов. Валентна Матвиенко сообщила, что в 2006 году правительство Санкт-Петербурга приняло решение о модернизации Южной водопроводной станции - одной из самый крупных в городе. Она подает до 900 тыс. кубометров воды в сутки потребителям Невского, Московского, Фрунзенского, Кировского и Красносельского районов. Строительство нового блока началось в 2007 году. Разработчиками технологического решения стала израильская компания «Тахал». На строительство этого комплекса из городского бюджета было выделено 3 млрд. 100 млн. рублей. «Это самый современный блок в России, аналогов которому нет. Он включает целый комплекс очистных сооружений. Многослойная система очистки позволяет добиться самого высокого качества воды, соответствующей всем международным и российским нормативам», - сказала губернатор. Производительность нового блока – 350 тысяч кубометров воды в сутки, это практически 20% воды, которая ежесуточно подается в городе. Уникальность блока еще и в том, что он позволяет решить проблему промывной воды, с помощью которой осуществляется регулярная очистка фильтров. Раньше эта вода сбрасывалась прямо в Неву. В новом блоке она проходит очистку. И благодаря переходу на замкнутый цикл использования промывной воды значительно снижается негативное воздействие на окружающую среду. К настоящему времени все строительные работы завершены, блок запущен в пуско-наладку. Подача воды потребителям начнется в конце 2010 года. Представляя журналистам проект квартала К-17, Феликс Кармазинов отметил, что подобная идея не реализована нигде в мире, кроме Петербурга. Проект работает в Красносельском районе на базе Урицкой насосной станции с 2008 года. Здесь создана инновационная система управления водоснабжением, которая позволяет в режиме реального времени отслеживать прохождение воды до каждого потребителя. Реализация проекта позволила оптимизировать работу насосных станций, в удаленном режиме контролировать их состояние, исключить избыточные напоры. Важным итогом стали такие показатели, как сокращение среднемесячного энергопотребления более чем на 42%, уменьшение непроизводительных потерь воды на 39%, сокращение количества повреждений на сетях на 32%. Инновационная система гарантирует петербуржцам отсутствие неплановых аварийных отключений и возможность экономии оплаты за воду. Валентина Матвиенко сообщила, что до середины 2011 года к новой инновационной системе управления будет подключено 40% потребителей. До конца 2012 года в эту систему войдет весь город. «Сегодня Петербург ведет Россию вперед», - сказал заместитель министра регионального развития Анатолий Попов. Он подчеркнул, что ввод нового блока на Южной водопроводной станции – это позитивный шаг развития не только Петербурга, но и всей России. «На примере Петербурга мы видим, как курс руководства страны на модернизацию, энергосбережение и энергоэффективность реально дает положительные результаты. Когда вся остальная Россия только думает о реализации каких-либо проектов, Петербург претворяет это в жизнь», – сказал заместитель министра. Валентина Матвиенко поблагодарила трудовой коллектив ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», проектировщиков, всех, кто участвовал в строительстве нового блока и реализации инновационной системы управления водоснабжением Петербурга.

Цель настоящей статьи - проинформировать специалистов о достаточно новом для российского рынка продукте – трубопроводах «АДЕЛАНТ» из ХПВХ (PVC-C), который гарантирует соответствие всем вышеизложенным требованиям и даже дополняет этот список рядом дополнительных достоинств.

ХПВХ (хлорированный поливинилхлорид) - это современный высококачественный материал для систем горячего и холодного водоснабжения, отопления (FlowGuard Gold™Type II) и промышленного применения (Corzan®). Начало применению ХПВХ (PVC-C) - систем было положено в США аэрокосмическими технологиями, в строительстве же они используются уже почти 50 лет и зарекомендовали себя с наилучшей стороны. На российском рынке трубопроводы из хлорированного поливинилхлорида (PVC-C) Тип I представлены западными компаниями с 1993 года, но для российского рынка был разработан специальный Тип II и в 2008 на заводе «АДЕЛАНТ» запущено первое в России производство труб из хлорированного поливинилхлорида (FlowGuard Gold™Type II).

Трубопроводы из ХПВХ могут использоваться в системах:

хозяйственно-питьевого водоснабжения;
горячего водоснабжения;
отопления;
технологических трубопроводов для пищевых и непищевых жидкостей.

Особенностью трубопроводов из PVC-C является их долговечность, коррозионная и химическая стойкость в коммунальных и промышленных средах.

ПРЕИМУЩЕСТВА трубопроводов из ХПВХ (PVC-C) Тип II

1. Снижение затрат на монтажные работы и дальнейшее техническое обслуживание инженерных систем:

Особое внимание следует обратить на простой, недорогой и точный монтаж трубопроводов из ХПВХ, который осуществляется методом клеевого соединения. Клеевая технология монтажа – позволяет минимизировать затраты на возведение (монтаж) и дальнейшую эксплуатацию инженерных систем. Не требуется использование дорогостоящего оборудования и профессиональных навыков монтажника. Клей здесь работает, как «временный» растворитель материала, образуя монолитное соединение, что обеспечивает высочайшую герметичность, самую надежную из существующих.

Также нужно отметить

небольшую массу (легче металлических в 3–8 раз), что снижает транспортные и складские расходы;
использование при монтаже в основном простых ручных инструментов, не требующих подвода энергии (электричества, сжатого воздуха и т. д.);
минимизация трудозатрат на подготовительные работы и сам монтаж;
незначительные затраты на подготовку специалистов;
низкая стоимость самой услуги - монтажных работ;
сокращение сроков монтажа.

Для сравнения: для того, чтобы смонтировать 100-метровый участок трубопровода из стальной трубы и подготовить его к опрессовке, требуется несколько дней. С трубами из ХПВХ эту задачу можно решить максимум за 2 часа.

2. Экологичность материала. Самая ВЫСОКАЯ сопротивляемость росту бактерий

Трубы из ХПВХ не оказывают никакого влияния на вкусовые качества и запах воды. По проведенным исследованиям оказалось, что в трубах из ХПВХ наблюдается самый низкий рост бактерий по сравнению с другими материалами. Для сравнения, рост бактерий по сравнению с трубами из ХПВХ в двадцать раз меньше, чем в трубопроводах из нержавеющей стали, в шесть раз меньше, чем в трубопроводах из меди и в 45 раз меньше, чем в трубопроводах из полиэтилена (согласно исследованиям Университета Гигиены в Бонне). В трубопроводах ХПВХ НЕТ минеральных отложений, биологических обрастаний и коррозии внутренней поверхности трубопроводов.

3. Низкий коэффициент теплопроводности трубопроводов из ХПВХ

0,137 Вт/м°К гарантирует:
- уменьшение потерь тепла в трубопроводах горячего водоснабжения и отопления;
- безопасную температуру на поверхности трубы;
Отпадает необходимость в установке теплоизоляционных рубашек и это значительно удешевляет систему.

4. Высокая прочность материала

ХПВХ– это прочный жесткий материал, при использовании которого не происходит «провисания» трубы при работе с горячей водой. Такое свойство важно при прокладке стояков, ведь большинство пластиковых трубопроводов гибкие и требуют большого количества креплений. Высокая прочность трубы из хлорированного поливинилхлорида позволяет ей воспринимать большее рабочее давление при меньшей толщине стенки, благодаря этому при одинаковых наружных диаметрах пропускная способность трубы значительно возрастает по сравнению с другими пластиковыми трубами.

5. Коэффициент линейного расширения - 0,066 мм/м°С

Одно из главных преимуществ ХПВХ – самый низкий среди пластиков коэффициент линейного расширения. При переходе на использование пластиковых трубопроводов важное значение имеет коэффициент линейного расширения. Если при проектировании и монтаже внутренних инженерных систем из металлов этим коэффициентом можно пренебречь, то в случае с пластиками необходимо учитывать значительные температурные изменения длины и принимать соответствующие меры по их компенсации. Это в свою очередь означает дополнительный расход материалов и средств. Экономически выгодным решением в этом случае может быть применение трубопроводных систем из ХПВХ. Благодаря уникальным свойствам ХПВХ становится возможна прокладка труб в бетоне и под штукатуркой.

6. Высокие огнестойкие характеристики

В отличие от других полимеров ХПВХ имеет группу горючести Г1. Хлорированный поливинилхлорид как материал обладает «врожденными» противопожарными свойствами, его относят к «самозатухающим», он не плавится и не образует горящих капель, обладает самой высокой среди термопластов температурой воспламенения = 482°С. Противопожарные характеристики ХПВХ также включают низкую токсичность и малое выделение дыма (Д1 и Т2 согласно российским нормам). Пожаробезопасность при монтаже позволяет вести работы без остановки производственных процессов и в зданиях из сгораемых конструкций.

В заключении приводится таблица сравнения характеристик материалов пластиковых труб

Продукция, производимая в России на заводе «АДЕЛАНТ» полностью сертифицирована и удовлетворяет самым жестким нормам современного строительства. Срок службы системы при соблюдении условий эксплуатации составляет более 50 лет.