Лондоне дей< водовод глу'ji

С о в р е м е н н ы е ЖМЖлШМ&тацтпе

rg ъ и в р с ш с п л м ! :

№ 9 (61 ГСЩШПбр!

в о д о п р о т о б о р у д о в !

Группе П|

П р и м е н е н и е и о н н о й ф л о т а ц и и д л я о ч и с т к и стоков от г и д р о ф о б н ы х з а г р я з н е н и й

www.watermaea2ine.

lui^iHU iill lUlliliiul7l il^lxA

I щ т

г'ЧЙтГ

голыш'',

JgCiiijjji iiyj

'''Г, ^bJJ^Jl

Содержание о n t е n t s

—

№ 9 ( 6 1 ) С е н т я б р ь 2 0 1 2

ПАНОРАМА

ПРОЕКТЫ 4 Вторая жизнь Чусовских очистных сооружений

Опыт повышения энергоэффективности традиционных технологий подготовки питьевой воды из поверхностных водоисточников города Перми

ОТ ПЕРВОГО Л И Ц А 8 «Любой успех складывается из большого

количества каждодневных и незаметных дел» Интервью с директором МУП «Нефтекамскводоканал» Анатолием Сошниковым

СОБЫТИЯ 14 Путь к успеху

Институт «СВЕКО Ленводоканалпроект» отмечает 80-летний юбилей

18 Нам - 5 лет Журнал «Вода Magazine» отмечает свой первый юбилей

СТРАТЕГИЯ И ТАКТИКА 2 0 Пришло время перемен

Водная отрасль страны нуждается в коренной модернизации по всем направлениям

РЫНКИ И ТЕНДЕНЦИИ 24 На вкус и цвет

Обзор рынка установок получения гипохлорита натрия электролизом морской воды

ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ 3 4 Окупаемость регулированием

Оптимальное проектирование воздуходувок может дать экономию порядка 30% потребляемой мощности

4 2 Средство стратегического значения Применение инструментальных методов поиска скрытых потерь на сетях водоснабжения на примере города Луганска

46 С опорой на собственные силы Изменение конструкции вывода кабелей насоса PL 7081 из водоподъемной колонны

ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ 5 2 Оценка канцерогенного риска

Определение азотсодержащих загрязнителей водных объектов Островецкого района Республики Беларусь

ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ЭКОЛОГИЯ 56 Предупредить и защитить

Для обеспечения устойчивого водоснабжения в водоохранных зонах необходимо создание систем режимного эколого-гидрохимического мониторинга

И.о. главного редактора: Марина Ширяева Заместитель главного редактора: Юлия Ледяева Научный редактор: Максим Гордеев Директор по производству: Александр Шейкин

Директор по рекламе: Марина Ширяева Моб: 8 (903) 502-69-65 Менеджер по рекламе: Марина Новосадова Редактор электронной версии: Евгений Адаев Адрес в Интернете: www.watermagazine.ru E-mail: info@watermagazine.ru

Адрес редакции: 125212, Москва, Головинское шоссе, 8, кор. 2 Тел.:(495)380-11-48, тел./факс: (495)380-20-18

Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору за софиодением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия.

Свидетельство о регистрации: ПИ №ФС 77 - 27203 от 15.02.2007 г. Учредитель и издатель: ООО «Издательский дом «ЭкоМедиа»

Редакция не несет ответственнности за содержание рекламных материалов.

Перепечатка материалов и использование их в любой форме, в том числе и в электронных СМИ, возможны только с письменного разрешения редакции.

Отпечатано в ООО «Типография Мосполиграф» г. Москва, 4-й Лихачевский переулок, д. 4 Тираж: 7500 экз. Заказ №2140

Реферируется ВИНИТИ РАН

9

® РЫНКИ И ТЕНДЕНЦИИ MARKETS AND TENDENCIES

На вкус и цвет Обзор рынка установок получения гипохлорита натрия

электролизом морской воды

Исследования морской воды по санитарно-химическим и мик-

робиологическим показателям, про-веденные на территории Краснодар-ского края в 2009 году, показали ее несоответствие гигиеническим нор-мам СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиени-ческие требования к охране поверх-ностных вод». По сравнению с 2008 годом удельный вес проб по Черно-му и Азовскому морям, не отвечаю-щих гигиеническим нормам, возрос по санитарно-химическим показате-лям на 15,6%, по микробиологичес-ким показателями - на 17,5% [1]. Ос-новными источниками загрязнения прибрежных вод Черного, Азовско-го, Каспийского и Балтийского мо-рей по-прежнему остаются:

- неудовлетворительные по сани-тарно-техническому состоянию глу-боководные выпуски сточных вод;

- неэффективно работающие ка-нализационные сооружения;

- неочищенные ливневые воды, сточные воды неканализованных на-селенных пунктов и оздоровитель-ных учреждений.

В прибрежных городах не находят практического решения вопросы ор-ганизации районов морского водо-пользования, т.е. пляжных зон, рег-ламентируемые требованиями нор-мативных документов (СанПиН 4631 -88 «Охрана прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользо-вания населения»; СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требо-вания к охране поверхностных вод»), не определены границы зон санитар-ной охраны, не утвержден режим и

На сегодняшний день самым экономичным, надежным и безо-пасным дезинфектантом является гипохлорит натрия. В качестве сырья для получения электрохимического низкоконцентриро-ванного гипохлорита наиболее перспективно использование не-иссякаемого естественного источника хлоридов - морской воды. Природные минерализованные воды с повышенными концентра-циями хлорид-ионов, обеспечивают значительную экономию при получении гипохлорита и упрощают технологическую схему. Хо-тя л и д и р у ю щ и е позиции в выпуске электролизных установок по-прежнему з а н и м а ю т зарубежные компании, производством и монтажом таких систем активно занимаются и отечественные производители. Выбор потребителем конкретной установки и технологической схемы зависит от нескольких факторов.

порядок хозяйственной деятельнос-ти в охраняемых районах водополь-зования.

С целью комплексного улучшения экосистемы побережья по поруче-нию Минрегионразвития России и администрации Краснодарского края департаментом ЖКХ края в 2008 г. оду был подготовлен проект комплексной целевой программы «Развитие водоочистной и канализа-ционной инфраструктуры Азово-Черноморского побережья Красно-дарского края на 2009-2014 гг.». Ключевой целью программы являет-ся улучшение санитарно-эпидемио-логической и экологической ситуа-ции побережья с учетом проведения Олимпийских игр «Сочи- 2014» [1].

Зимние Олимпийские игры спо-собствовали не только грандиозному изменению инфраструктуры Сочи, но и привлечению особого внимания к безопасности, что, конечно, косну-

• Рис. 1. Технологическая схема электролизной установки Рерсоп с рецирку-ляцией морской воды

Нг воздуходувка

подача морской воды

гипохлорит натрия

электролизер

рециркуляционныи насос

рециркуляционная емкость

лось объектов, использующих газо-образный хлор. Именно потенциаль-ная опасность для жизни и здоровья людей, связанная с транспортиров-кой, хранением и применением жид-кого хлора, вызвала необходимость ликвидации опасных производствен-ных объектов с курортной зоны. По-вышенная опасность хлорных объек-тов, технические и экономические проблемы приведения их в соответ-ствие с современными требования-ми безопасности вынуждают рос-сийские предприятия жилищно-ком-мунального хозяйства искать пути замены хлора на альтернативные продукты.

Дезинфектант, альтернативный жидкому хлору - гипохлорит натрия, безопасный, малотоксичный и прос-той в эксплуатации реагент, содер-жащий активный хлор. В Рбссии и за рубежом в последнее десятилетие в системах водоподготовки наблюда-ется устойчивая тенденция роста практического применения гипохло-рита натрия в качестве окислителя и дезинфектанта не только на пред-приятиях ВКХ, но и в энергетике, хи-мической промышленности, судо-строении и других отраслях.

Метод электролитического полу-чения гипохлорита натрия хорошо известен, по-прежнему остается перспективным и сегодня находит все более широкое практическое применение. Современные электро-лизные установки потребляют в среднем 4-5 кг поваренной соли и 4-5 кВтчас электроэнергии [2], что соответственно составляет около 40% и 60% общих затрат получения 1 кг активного хлора. При этом чаще всего используется 3%-й раствор пищевой поваренной соли, а 1 кг, например, черноморской воды со-

24 (Вода - дело компетентных;

® РЫНКИ И ТЕНДЕНЦИИ MARKETS AND TENDENCIES

Рис. 2.Ячейка Рерсоп

токоподводы

катод

анод

выходной патрубок

держит около 19 г хлоридных ионов и 11 г ионов натрия. Иначе говоря, морская вода - это водный 2%-й раствор NaCI. Наличие таких конце-нтраций NaCI позволяет использо-вать морскую воду как сырье для по-лучения гипохлорита натрия [2], что перспективнее классического мето-да получения гипохлорита из искус-ственных растворов, причем как в экономическом, так и в технологи-ческом смысле. Кроме того, при электролизе из бромидов и иодидов, содержащихся в морской воде, так-же образуются окислители, способ-ствующие обеззараживанию [3].

Международный опыт В 'связи с тем, что за рубежом

значительно раньше, чем в России, были изучены пути замены хлора на гипохлорит натрия, следует обратить внимание на международный опыт. Впервые практика обработки сточ-ных вод гипохлоритом натрия, полу-чаемого методом электролиза морс-кой воды, была применена в начале XX века в Канаде [4]. Несколько поз-же в США обработку городских сто-ков производили с использованием электролизера типа Рерсоп с рецир-куляцией морской воды, разрабо-танного американской фирмой Pacific Engineering and Production (рис. 1) [5]. На установке за один проход через электролизер получа-ют раствор гипохлорита натрия с концентрацией активного хлора 0,2-0,6 г/л в зависимости от напряжения и токовой нагрузки. При рециркуля-ции концентрация активного хлора в растворе может быть доведена до 5 г/л. Рециркуляционный расход со-ставляет 2-2,3 м3/час. Конструкция типовой электролитической ячейки показана на рис. 2 [5]. Анодный гра-фитовый стержень с активным пок-рытием из РЬО? на специальных фик-саторах установлен внутри металли-ческой трубы, являющейся катодом, выполненным из титана. Токоподво-ды расположены снаружи трубы. Рассол протекает в узкий зазор меж-ду электродами. Отдельные ячейки (в количестве до 10) можно компоно-вать в параллельные блоки с образо-

26 (Вода - дело компетентных;

ванием так называемых модулей. Набор модулей позволяет получить требуемую производительность.

Каждая ячейка рассчитана на то-ковую нагрузку до 500 А при напряже-нии 6-7 В и способна в сутки произ-водить до 11 кг активного хлора. Ре-гулируя токовую нагрузку и напряже-ние, можно получать растворы с со-держанием активного хлора от 0,2 до 8 г/л. Получение концентрированных растворов гипохлорита натрия воз-можно только при применении систе-мы рециркуляции и теплообменных устройств. Для получения 1 кг актив-ного хлора затрачивается 6,6-6,8 кВт'час электроэнергии. По данным Pacific Engineering and Production, при использовании воды с содержа-нием взвешенных веществ до 500 мг/л предварительной очистки не требуется.

С целью снижения энергетичес-ких затрат предпочтительно получе-ние слабоконцентрированных рас-творов гипохлорита натрия с содер-жанием активного хлора 0,2-1 г/л. При реализации такой схемы на практике электролит без какой-либо предварительной обработки с задан-ным расходом подается на электро-лизную установку, а затем в бак-на-копитель гипохлорита натрия или прямо в обрабатываемую воду. Именно такая схема (рис. 3) исполь-зуется в электролизной установке, разработанной английской фирмой Constructors John Brown Ltd (CJB) для станций очистки сточных вод г. Портсмута и о. Гериси (Великобри-тания) [6]. Процесс полностью авто-матизирован, а сооружения очистки сточных вод с электролизными уста-новками весьма компактны. По дан-ным фирмы CJB, станция на о. Гери-си с пропускной способностью 600 м3/сут. сточной жидкости занимает площадь 90 м2. Сточные воды прохо-

дят через электролитические ячеики вместе с потоком морской воды или предварительно хлорированная морская вода смешивается со сточ-ной жидкостью.

Образующиеся отложения солей жесткости удаляются путем кислот-ной промывки или повышенными скоростями протекания электролита при применении системы рецирку-ляции.

С конца 60-х годов началась по-степенная замена графитовых элек-тродов на титановые аноды с актив-ным покрытием из диоксидов руте-ния и титана. За рубежом они нашли применение под названием DSA® (dimensionally stable anodes), в оте-чественной практике применяются под названием ОРТА (оксидные руте-ниево-титановые аноды). Малоизна-шиваемые аноды (МИА) типа ОРТА обладают целым рядом неоспори-мых преимуществ по сравнению с графитовыми электродами: высокие селективные и электрокаталитичес-кие свойства, высокая коррозионная и механическая стойкость, возмож-ность регенерации [7]. Из всех раз-работанных МИА именно ОРТА наш-ли наиболее широкое применение.

Фирмой Diamond Shamrock Corporation разработана установка Sanilec, которая может работать при использовании растворов поварен-ной соли и морской воды. Морская вода перед подачей в электролизер должна пройти фильтрацию. В элект-ролизере прямоугольного сечения расположен электродный пакет. Ано-ды - малоизнашиваемые стабильные электроды с активным покрытием из окислов драгоценного металла, като-ды - титановые. Вся аппаратура изго-товлена из таких коррозионно-устой-чивых материалов как титан, нержа-веющая сталь, фторопласт и т.д.

Рис. 3. Технологическая схема работы электролизной установки CJB

блок управления

электролизер

бак морской воды

- выпрямитель

/

бак-накопитель ГХН

9 ® РЫНКИ И ТЕНДЕНЦИИ MARKETS AND TENDENCIES

Рис. 4. Электролизер Sea clor

" т р у

анод

А

корпус

катод

W -

Катодные отложения солей жесткос-ти удаляются периодически путем кислотной промывки. По данным Diamond Shamrock Corporation, час-тота промывки - 1 раз в шесть меся-цев. Время, необходимое на прове-дение всей операции, с учетом оста-новки электролизера и запуска его в эксплуатацию, составляет 4-6 часов. Установки Sanilec выпускаются про-изводительностью от 1,2 (портатив-ные генераторы) до 21 600 кг/день [8], концентрация активного хлора составляет 0,05-0,25% [9].

Установка Chloropac производ-ства компании Engelhard Minerals and Chemicals Corporation состоит из ячеек, выполненных по принципу «труба в трубе». Внутренний цилиндр работает как «плавающий биполь», наружный состоит из двух половин -анодной и катодной, разделенных диэлектриком. Производительность каждой ячейки составляет 5 кг актив-ного хлора в сутки. Ячейки монтиру-ются в группы (модули) производи-тельностью до 60 кг активного хлора в сутки. На производство 1 кг актив-ного хлора расходуется 6,2 кВт-час электроэнергии.

Фирма De Nora производит электролизеры Sea clor биполярного типа. Само название установки пока-зывает, что они предназначены для получения «хлора» из морской воды. Однако они могут работать и на рас-творах поваренной соли, минерали-зованных водах и других рассолах. Электролизер Sea clor (рис. 4) состо-

ит из корпуса, оборудованного па-трубками для подвода раствора и от-вода готового продукта, токоподво-дов и системы промежуточных бипо-лярных электродов. Корпус электро-лизера выполнен из пластика, лице-вая стенка - из оргстекла, что позво-ляет следить за состоянием электро-дов, интенсивностью обрастания ка-тодов солями жесткости, газовыде-лением и т. д. Аноды с активным пок-рытием из благородных металлов, катоды - титановые, промежуточные детали выполнены из тефлона и пластмассы.

Электролизеры Sea clor могут монтироваться в блоки по нескольку штук. При применении ряда устано-вок они соединяются последова-тельно по току рассола, но электро-питание каждый электролизер полу-чает от отдельного выпрямительного узла. Установка работает автомати-чески, при нарушении технологичес-кого режима работы выпрямитель-ный агрегат отключается. По мере обрастания катодов отложениями солей жесткости электролизер про-мывается с помощью замкнутого кислотного контура. В случае ис-пользования морской воды нет необ-ходимости использовать емкости растворения и разбавления соли. На получение 1 кг активного хлора рас-ходуется 4-5 кВт-час электроэнер-гии, концентрация активного хлора в готовом продукте - до 3 г/л. Более высокие концентрации хлора (до 6 г/л) могут быть достигнуты при «кас-кадном» способе питания электроли-зеров или частичной рециркуляции раствора [10].

Предыстория отечественных разработок

В СССР установки для получения растворов гипохлорита методом электролиза морской воды начали применяться с начала 40-х годов. Та-

кие установки первоначально ис- I пользовались для хлорирования сточной и охлаждающей воды (сни-жение биообрастаний) в системах оборотного водоснабжения тепловых электростанций и промышленных предприятий, а затем и для обезза-раживания питьевой воды во время Великой Отечественной войны.

В НИИ коммунального водоснаб-жения и очистки воды АКХ им. К.Д. Памфилова (НИИ КВОВ АКХ) сов-местно с ПКБ АКХ разработаны и се-рийно выпускаются заводом «Ком-мунальник» (г. Москва) электролиз-ные установки непроточного типа с графитовыми электродами марки ЭН производительностью от 1 до 100 кг активного хлора в сутки [11]. На электролизных установках типа ЭН (рис. 5) используют в качестве ис-ходного рассола подземные минера-лизованные воды при условии, что концентрация хлоридов в них не ни-же 50-60 г/л [11].

Электролизер выполнен в виде электролитической ванны с располо-женными в ней пакетом графитовых электродов и проточными водяными теплообменниками. Электролити-ческая ванна выполняется из анти-коррозионного материала(полипро-пилена или винипласта). Пакет гра-фитовых электродов (электролити-ческая кассета) состоит из системы токоподводящих и промежуточных электродов. Электроды собираются в общий пакет с помощью стяжек, фиксирующих шайб, обеспечиваю-щих поддержание заданного меж-электродного расстояния, и зажим-ных гаек. Для отвода электролизных газов над поверхностью электроли-тической ванны установлен зонт вы-тяжной вентиляции. Отложения со-лей жесткости удаляются периоди-чески путем смены полярности электродов.

• Рис. 5. Принципиальная схема электролизной установки непроточного типа марки ЭН

воздуходувка

бак морской воды

электролизер

/ блок питания

бак-накопитель

распределительная решехка

28 (Вода - дело компетентных;

РЫНКИ И ТЕНДЕНЦИИ 9

Ю M A R K E T S A N D T E N D E N C I E S

Рис. 6. Конструкция электролизера типа «Поток» • Рис. 7. Электролизный модуль компании OSEC

токоподводы

пакет элекродов м

[Г

I 1

н и к — ^

При подаче напряжения на элек-троды в межэлектродном простран-стве выделяются пузырьки газа. Плотность насыщенного пузырьками газа раствора в межэлектродном пространстве значительно меньше плотности электролита в электроли-тической ванне. Вследствие разнос-ти удельных весов более плотный электролит вытесняет из электроли-тической кассеты насыщенный газом раствор, который переливается че-рез торцовые накладки пакета элек-тродов в ванну. Как только плотный электролит попадает в межэлектрод-ное пространство, он сразу же насы-щается пузырьками газа и вытесня-ется из кассеты следующей порцией раствора. Таким образом, устанав-ливается естественная циркуляция электролита, и вся масса раствора электролита, находящегося в ванне, постепенно проходит через электро-литическую кассету, подвергаясь электролизу.

Проточный электролизер типа «Поток», выпускаемый заводом «Коммунальник», обладал более со-вершенной конструкцией. Электро-лизер (рис. 6) выполнен в виде кор-пуса прямоугольного сечения с рас-положенным в нем пакетом электро-дов. Корпус усилен ребрами жест-кости и рассчитан для работы при давлении в системе до 500 кПа. Ма-териал корпуса - сталь Ст. 3, пакет электродов состоит из набора плас-тин прямоугольной формы толщиной 1 мм. Аноды выполнены из двуокиси рутения, катоды - из титана. Аноды и катоды чередуются, расстояние между пластинами - 3 мм. Электро-ды собираются в общий пакет с по-мощью полиэтиленовых стяжек. Между электродами для обеспече-ния фиксированного межэлектрод-ного расстояния и предотвращения замыкания пластин установлены промежуточные шайбы из полиэти-лена. Имеется замкнутый кислотный контур, предназначенный для перио-дической промывки аппарата 3-5%-ным раствором соляной и азотной кислот с целью удаления катодных отложений солей жесткости [10].

пробоотборник

При использовании источников водоснабжения с повышенной жест-костью следует работать с разделе-нием потоков. Одна часть воды про-пускается через электролизер, дру-гая - по обводной магистрали. В дальнейшем оба потока смешивают-ся, поступая в один трубопровод. Оптимальное соотношение расхода электролитически обрабатываемой воды и общего количества обеззара-живаемой воды составляет 1:10. Ус-тановки типа «Поток» нашли свое применение на водозаборных узлах, отдельно расположенных артезиан-ских скважинах, а также в составе во-доочистных установок «Струя» [12].

Современный рынок электролизных установок

В настоящее время мировыми ли-дерами в производстве электролиз-ных установок остаются зарубежные компании. В первую очередь необхо-димо отметить установки производ-ства Wallace & Tiernan - OSEC® (Анг-лия), Newtec Umwelttechnik GmbH -NEWTEC (Германия) и установки

Grundfos (Германия). Обобщенные параметры зарубежных проточных электролизеров приведены в табли-це 1 [12].

Во всех технологиях реализуется модульный принцип (рис. 7): с по-мощью стандартных электролизеров различной мощности (0,5-270 кг/час активного хлора) масштабируется производительность всей установки путем подбора необходимого коли-

Закрытое акционерное общество «Научная производственная фирма

«ЮПИТЕР» Специализируется на разработке

и строительстве электролизных уста-новок для промышленно г о с по соба обработки воды низкоконцентриро-ванным электролитическим гипохло-ритом натрия с использованием раст-вора поваренной соли, подземной ми-нерализованной или морской воды.

ЗАО «НПФ «Юпитер» предлагает следующие услуги:

• получение задания на проектирование; • сбор исходных данных; • проектирование электролизной; • комплектация стройки; • строительно-монтажные работы; • пуско-наладочные работы.

Санкт-Петербург, 199034, 17-я линия, д. 4-6 для корреспонденции а/я 192

ртел./факс +7 (812) 328-80-03; 328-80-07; 328-80-08 e-mail:npf@jupitersp.ru; www.jupiter.sp.ru

№9 (61) Сентябрь 2012 / BoflaMagazine 29

9

® ® РЫНКИ И ТЕНДЕНЦИИ MARKETS AND TENDENCIES

• Рис. 8. Принципиальная схема получения гипохлорита натрия электролизом морской воды на установках OSEC® и NEWTEC

H2i

морская вода

I мех. фильтр

' i T —^электролизер \

газовый сепаратор Нг

теплообменник

г-С

злектолизер

вентилятор

н2+ J3 ТУнакот ' О гх S

накопитель ГХН

насос-дозатор ГХН

контур кислотнои промывки 5% HCL

чества электролитических аппаратов определенной производительности. Например, установки CHLOROPURE®, используемые в системах технологи-ческого охлаждения морской воды на атомных станциях в Иране и Ин-дии [13].

Генератор гипохлорита натрия состоит из трех электролизеров, че-рез которые последовательно про-пускается обрабатываемая морская вода расходом до 760 м3/час, дости-гая при этом концентрации по актив-ному хлору до 2 г/л. Повышенная на-дежность работы установок опреде-ляется меньшим числом отдельных модулей, подобранных наиболее близко к заданной производитель-ности, и,.как следствие, уменьшени-ем числа аварийных и нештатных си-туаций [13]. Применение системы последовательно расположенных электролитических ячеек с биполяр-ными электродами в виде пластин, помещенных в общий непроводящий цилиндрический корпус из прочного и коррозионно-стойкого пластика, обеспечивает однородность потока электролита, равномерность скорос-ти его прохождения через каждую ячейку. Использование малоизнаши-ваемых анодов типа ОРТА с содержа-нием благородных металлов (плати-новой группы) обеспечивает более высокое перенапряжение при выде-лении кислорода по сравнению с хлором, тем самым резко повышая выход хлора по току. Катодная часть биполярных титановых пластин име-ет высокий класс механической об-работки для минимизации образова-ния на их поверхности труднораство-римых осадков, что значительно уве-личивает период непрерывной рабо-ты установки.

Для снижения энергозатрат пос-ледовательно по ходу движения электролита располагают теплооб-менник, который в жаркое время го-да охлаждает раствор полученного гипохлорита натрия, а в холодный период - подогревает поступающую в электролизный модуль морскую воду.

Отделение водорода от электро-лита осуществляется в газовом се-параторе путем принудительной вентиляции его газовой части с выб-росом и рассеиванием воздухо-во-дородной смеси в атмосфере. Ос-татки не выделившегося в сепарато-ре водорода доудаляются из накопи-теля гипохлорита натрия путем при-нудительной вентиляции незапол-ненного гипохлоритом объема нако-пителя.

Изготовлением и монтажом!, электролизных установок, в т.ч. pa l ботающих на морской воде, в России занимаются: ООО НПП «ЭКОФЕС»! (г. Новочеркасск), ЗАО «НПФ «Юпи-i тер»(г. Санкт-Петербург), НПК «Эко-| лог» (г. Санкт-Петербург), ИПФ«Сар»| (г. Москва) и др.

Отечественные установки полу-| чения гипохлорита натрия электро-1 лизом морской воды представляют! собой аналог установок, работаю-щих на растворах поваренной соли. При этом производители заявляют, что одна и та же установка может ра-ботать как на солевом растворе, так и на морской воде, без каких либо конструктивных и технологических изменений. В литературе отсутству-ют научно обоснованные технолого-[ конструкторские рекомендации по данной теме.

Специалистами ЗАО «НПФ «Юпи-тер» реализована технология полу-| чения гипохлорита натрия,использу-ющая в качестве электролита искус-1 ственный раствор поваренной соли, подземную минерализованную воду

Таблица 1. Обобщенные параметры зарубежных проточных электролизеров

Рабочая среда

Диапазон температур

рабочей среды, °С

Средний процент

переработки соли

Средняя концентрация

активного хлора, г/л

Средние удельные затраты

электроэнергии, кВт-час/кг

активного хлора

Морская вода 10-30 5-8 1-2 3,5-4 Водный раствор поваренной соли с чистотой NaCI не менее 99,8% и жесткостью воды ниже 17 мг/л

10-25 28 7-8 4,5-5,5

Рис. 9. Электролизер типа ЭЛПК производства ЗАО «НПФ «Юпитер»

30 (Вода - дело компетентных;

с повышенным содержанием хлори-да натрия или морскую воду. Элект-ролиз осуществляется в проточном режиме (рис. 9), на выходе получает-ся водный раствор гипохлорита нат-рия с концентрацией по активному хлору до 8,0 г/л. Технология и обору-дование электролизера при работе на морской, подземной минерализо-ванной воде и при работе на раство-ре поваренной соли аналогичны.

Технологический процесс получе-ния водного раствора гипохлорита натрия заключается в следующем. Минерализованная вода насосом по напорному трубопроводу подается в электролизеры. Раствор гипохлори-та натрия поступает из электролизе-ров в буферные резервуары. Из бу-ферных резервуаров - насосами по-дается на обеззараживание, при этом количество активного хлора ре-гулируется производительностью насосов подачи гипохлорита.

Метод электролиза минерализо-ванной подземной воды применен в городах Астраханской области с 2001 года на станциях групповых водопро-водов производительностью по воде от 12 до 20 тыс. м3/сут. и от 2 до 4 кг/час по хлору [14].Типовой ряд про-точных электролизеров производства ЗАО «НПФ «Юпитер» обеспечивает единичную производительность от

® РЫНКИ И ТЕНДЕНЦИИ ГЧП MARKETS AND TENDENCIES

• Рис. 3. Характеристика электролизеров ЗАО «НПФ «Юпитер»

Сырье Концентрация хлоридов в рабочем

растворе, г/л

Диапазон температур

рабочего раствора, "С

Процент переработки

соли

Концентрация активного хлора, г/л

Удельные затраты электро-энергии, кВт-час/кг активного

хлора

Соль, ГОСТ Р 51674-2000

25-35 6-25 20-25 6-7 5,1-5,5

Подземная минерализо-ванная вода

не менее 1,8 6-12 5-10 0,1-2 7-3,5

0,05 до 10 кг/час гипохлорита натрия по активному хлору. Объем получае-мого реагента можно увеличить, путем компоновки электролизных установок из предлагаемого типового ряда. Обобщенная характеристика электро-лизеров приведена в таблице 2.

В настоящее время разработаны и предлагаются заказчикам новые малогабаритные электролизные ус-тановки для получения низкоконцен-трированного ГХН,предназначенные для обеззараживания воды на малых водозаборах, в бассейнах, на очист-ных сооружениях, для обеспечения временного водоснабжения в усло-виях чрезвычайных ситуаций. Обору-дование малогабаритной электро-лизной установки может быть разме-щено в соответствующем помеще-нии или контейнере, позволяющем

перевозить его автомобильным или железнодорожным транспортом, а также эксплуатировать на месте.

ООО НПП «ЭКОФЕС» более 20 лет выпускает и монтирует установки «Хлорэфс» проточного и непроточно-го типа производительностью от 0,5 до 1000 кг эквивалентного хлора в сутки [15]. Ячейки электролизера имеют трубчатую конструкцию диа-метром 150-200 мм, длиной 1200-2500 мм, соединяемую последова-тельно модульным принципом (рис.10). В качестве катодов исполь-зуется титан, а анодов - ОРТА. Удале-ние электролизных газов за пределы помещения по трубопроводам из по-липропилена естественное. Попада-нию газов в помещение препятству-ет система гидрозатворов и прину-дительная вентиляция накопителей

SIEMENS Water Technologies (Wallace & Tiernan, OSEC - являются зарегистрированными торговыми

марками Siemens, его дочерних и зависимых компаний.)

С 1965 года является мировым лидером по разработке и производству автоматизированных электролизных установок OSEC для производства 0,8% гипохлорита натрия.

Обеззараживание: питьевой, технической, сточной воды и воды бассейнов Сырье: пищевая соль, подземные рассолы, морская вода

• Производительность электролизных установок OSEC: 1 - 907 кг экв. хлора/сутки.

• 5 лет - гарантия на непрерывную работу анодов.

• Более 2000 установок OSEC по всему миру.

• Автоматизированная система удаления водорода из резервуаров готового

гипохлорита натрия.

• Экономичная, надежная работа при минимальном обслуживании.

• Поставка станций «под ключ».

• Выполнение и согласование проектов.

• Поставка запчастей в течение 20 лет.

В России станции OSEC введены в эксплуатацию в водоканалах городов: Уфы, Йошкар-Олы, Таганрога, Альметьевска, Хабаровска, Владивостока, Когалыма, Холмска, Невельска; на предприятиях: ООО «Газпром энерго», ФГУП «ГОЗНАК» и т.д.

Системы OSEC имеют р а з р е ш е н и е на применение Ростехнадзора РФ, заключение Роспотребнадзора и сертификат типа Р Госстандарта РФ.

К I Официальный представитель в РФ: ООО «Экоконтроль С» 0 107241, Россия, Москва, ул. Байкальская, дом 11.

Тел/Факс: (495) 652-70-28, 462-28-42, 466-97-91 ^ЗИ ЭКОКОНТРОЛЬ С ABG@ecocontro'l.ru www.ecocontrol.ru

№9 (61) Сентябрь 2012 / BoflaMagazine 31

9

® ® РЫНКИ И ТЕНДЕНЦИИ MARKETS AND TENDENCIES

• Рис. 10. Установка «Хлорэфс» производительностью 250 кг активного хлора в сутки

гипохлорита. Встроенная в блок пи-тания система автоматического ре-гулирования контролирует такие па-раметры, как напряжение на элек-тродах, сила тока, температура и время протекания электролиза, уро-вень раствора в баках, работа венти-лятора охлаждения блока питания, В зависимости от типа аппарата и вы-бора режима работы фактические удельные расходы на 1 кг активного хлора составляют по электроэнергии 4,5-5 кВт-час/кг [15].

Получаемый на установках «Хлор-эфс» электролитический гипохлорит натрия применяется для обеззара-живания питьевых, технических и сточных вод, при обработке воды в системах оборотного водоснабже-ния, воды плавательных бассейнов, в технологических процессах в качест-ве отбеливающего реагента, а также для дезинфекционной обработки ме-дицинских, коммунальных и других объектов.

ИПФ «САР» выпускает установки С-5 и «Хлорэл-2000». Электролизеры в предлагаемых конструкциях вы-полнены с биполярными титановыми электродами, анодное покрытие -ОРТА. Установка «Хлорэл-2000» со-стоит из трубчатого электролизера, соединенного с электролизной ем-костью посредством трубопровода, электролизные газы, образующиеся в процессе электролиза, использу-ются для организации газолифта, с помощью которого происходит цир-куляция электролита.

Выводы С учетом требований повышения

безопасности объектов водоснабже-ния, сложной эколого-эпидемилоги-ческой обстановки морского побе-режья и доступности природного электролита целесообразным явля-ется применение эффективного, на-дежного, безопасного, экономично-го дезинфектанта - низкоконцентри-рованного электрохимического ги-похлорита натрия, получаемого электролизом морской воды на мес-те потребления.

Использование природных мине-рализованных вод, содержащих по-вышенные количества хлорид-ионов, приводит к значительной экономии при получении низкоконцентриро-ванного гипохлорита натрия, а также упрощает технологическую схему (в результате исключения узла приго-товления солевого раствора).

В практике производства гипо-хлорита прямым электролизом морской воды чаще всего нашли применение следующие технологи-ческие схемы:

- проточный электролиз всего по-тока обрабатываемой воды (до 0,2-1 г/л по активному хлору);

- проточный электролиз части по-тока (до 3-5 г/л по активному хлору) и его дальнейшее пропорциональ-ное смешение с основным потоком воды;

- непроточный электролиз (3-8 г/л по активному хлору);

- электролиз с естественной ре-циркуляцией электролита;

- электролиз с искусственной ре-циркуляцией электролита.

Выбор конкретной технологичес-кой схемы зависит от множества факторов: производительности, до-ступности морской воды, необходи-мой концентрации активного хлора, климатических условий и других.

Лев Фесенко , член-корреспондент МАЭиП ,

доктор технических наук, профессор , директор;

Сергей Игнатенко, кандидат технических наук,

з амес ти тель директора по научной работе.

О О О НПП «Экофес», г. Новочеркасск.

Игорь Пчельников, аспирант кафедры

«Водное хозяйство предприятий и населенных мест» Южно-Рос сийско го

государственного технического университета (НПИ),

г. Новочеркасск.

Литература 1. Государственный доклад «О сани-

тарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2008 году» / / Во-доснабжение и канализация, 2009. - №9-10. - 13-45 с.

2. Фесенко Л.Н., Пчельников И.В., Иг-натенко С.И. Оценка экономической эф-фективности получения гипохлорита нат-| рия электролизом морской воды. Сборник! докладов научно-практической конферен-1 ции, посвященной памяти академика РАН! С.В. Яковлева./ М-во образования и науки! РФ, ФГБОУ ВПО «Моск. гос. строит. ун-т».| Москва: МГСУ, 2012. - 240 с.

3. Использование природных рассо-' лов в технологии получения гипохлорита! натрия / И.П. Климин, А.А. Надуткин, Т.И.1 Суперфин, А.И. Андреев, И.А. Железное / /1 Экспресс-информация ЦБНТИ МЖКХ1 РСФСР: Сер. - Водоснабжение и канали-1 зация, 1979, №1, Вып.1. - 8 с.

4. Ягуд Б.Ю. Опыт применения хлора, гипохлорита натрия, двуокиси хлора на за-| рубежных станциях водоподготовки / / Ма-1 териалы Всероссийского семинара «Тех-| ника и технология обеззараживания пить-1 евых и сточных вод без использования! элементарного хлора» / Москва, 2008 г.

5. Gebbie P. On-site Production of I Chlorine. PACE, 1976, v. 29, № 2, p. 13-14. 1

6. HiMis M, Treatment of Effluents by Electrolytic Method in Britain, Water and J Pollution Control, 1970, v. 108, № 12, 22-27 c.

7. Современные малоизнашиваемые аноды и перспективы развития электрохи-1 мических технологий водообработки / А. В. Слипченко, В. В. Максимов, Л. А. Кульс-кий / / Х и м и я и технология воды. - 1993. Т.I 15.-№3. - 180-231 с.

8. SANILEC® Offshore and Marine' Biofouling Control (англ.). Severn Trent Del Nora, 2009.

9. SANILEC® Technology Overview - I Electro chlorination (англ.). Severn Trent Del Nora, 2008.

10. Медриш Г.Л., Тейшева А.А., Басин! Д.Л. Обеззараживание природных и сточ-1 ных вод с использованием электролиза. - I Москва, «Стройиздат», 1982. - 81 с.

11. Разумовский Э. С., Медриш Г. Л.,1 Казарян В. А. Очистка и обеззараживание! сточных вод малых населенных пунктов.! М., «Стройиздат», 1978.

12. Никифоров, Г.И. Отечественные электролизные установки для обеззаражи-вания воды низкоконцентрированным ги-похлоритом натрия / Г.И. Никифоров, Д.И. Кибирев, Н.П. Куприков / / Водоснабжение и сан. техника. - 2007. - №1. - 38-42 с.

13. Драгинский В.Л. Установки по про-изводству электролитического гипохлори-та натрия//Технологии очистки воды «ТЕХ-НОВОД - 2008»: Материалы междунар. на-учн.-практ. конф.,- г. Калуга: «Оникс+», 2008. - 31-37 с.

14. Драгинский В.Л. Анализ положения по очистке воды на водоочистных станци-ях России / / Технологии очистки воды «ТЕХНОВОД - 2006»: Материалы между-нар. научн.-практ. конф.,- г. Новочеркасск: ООО «НПО «Темп», 2006. - 11-16 с.

15. Методические рекомендации по расчету и проектированию электролизных установок «Хлорэфс» для получения низко-концентрированного раствора гипохлори-та натрия: учеб. пособие / Л.Н. Фесенко [и др.]; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т.- Новочер-касск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. - 99 с.

32 (Вода - дело компетентных;