Z wizytą na SUW przy ul. Chopina w Chodzieży

Stacja Uzdatniania Wody przy ul. Chopina w Chodzieży została włączona do eksploatacji w 1999r. Źródłem zaopatrzenia w wodę są dla niej dwa ujęcia wód podziemnych przy ul. Chopina i Ujskiej (w sumie 5 studni głębinowych czwartorzędowych o głębokościach ok. 50 m). Projektowana wydajność SUW to Q = 200 m3/h.

1. Jakość wody surowej

Wodę surową z czwartorzędowych ujęć wód podziemnych przy ul. Chopina i Ujskiej scharakteryzować można jako wodę o wyraźnym zapachu siarkowodorowym (4SH2S), niskiej barwie i lekko alkalicznym odczynie. Woda zawiera bardzo wysokie stężenie wolnego CO2 = 180 - 220 mg CO2/dm3 oraz posiada niską zasadowość ok. 4,0 mval/dm3. Stężenie żelaza ogólnego jest na niskim poziomie i wynosi 1,5 - 2,0 mg Fe/dm3 - średnio 1,8 mg Fe/dm3. Stężenie manganu kształtuje się z kolei na dość wysokim poziomie i wynosi 0,25 - 0,4 mg/dm3 - średnio 0,3 mg/dm3, a stężenie amoniaku 0,6 - 0,8 mg/dm3. Woda jest średnio-twarda o twardości ogólnej 250 - 320 mg CaCO3/dm3.

2. Technologia uzdatniania wody

Pierwszym etapem uzdatniania wody na SUW Chopina jest napowietrzanie i odgazowanie wody. Odbywa się ono w systemie otwartym na dwóch stalowych kolumnach kaskadowych średnicy Ø 1000 mm.

Optymalna wydajność kolumn wynosi QKO = 150 m3/h/m2. Woda trafia następnie do żelbetowego zbiornika reakcji o Vcz = 77,5 m3, gdzie jest przetrzymywana ok. 30 min.
Drugim etapem uzdatniania wody jest filtracja jednostopniowa na złożu dwuwarstwowym. Filtracja prowadzona jest na czterech filtrach ciśnieniowych o średnicy Ø 3000 mm każdy, co daje sumaryczną powierzchnie filtracji na poziomie F=28 m2.
Charakterystyka złoża filtracyjnego:
· warstwa podtrzymująca - żwir o granulacji 3-20mm i h=30 cm;
· warstwa brausztynu o granulacji 1-2mm i h=20 cm;
· warstwa piasku kwarcowego o granulacji 0,8-1,4mm i h=120 cm;
Filtry ciśnieniowe wyposażone są w przepustnice odcinające sterowane napędami ręcznymi i elektrycznymi, a rurociągi technologiczne wykonano z PVC łączonego metoda klejenia.
Na filtry woda dostaje się ze zbiornika reakcji poprzez układ trzech pomp poziomych typu PJM, które pompują wodę poprzez filtry ciśnieniowe bezpośrednio do sieci wodociągowej.
Ostatnim etapem uzdatniania wody na SUW przy ul. Chopina jest dezynfekcja wody. W układzie technologicznym na wyjściu ze SUW Chopina znajduje się chlorator, który podaje do wody podczas prowadzonego chlorowania roztwór podchlorynu sodu. Woda pozyskiwana z ujęć wód podziemnych na terenie miasta Chodzieży nie wymaga ciągłego chlorowania. Dezynfekcja prowadzona jest więc tylko okresowo oraz po większych awariach na sieci wodociągowej. Schemat technologiczny przedstawia rysunek zamieszczony poniżej. Schemat technologiczny Stacji Uzdatniania Wody Hala filtrów i układ pompowania wody uzdatnionej do sieci wodociągowej 3. Technologia płukania filtrów na SUW przy ul. Chopina Płukanie filtrów odbywa się powietrzem oraz wodą uzdatnioną (magazynowaną w zbiorniku wody do płukania) w następującym układzie:
I ETAP - Płukanie sprężonym powietrzem (Dmuchawa Root’sa)

czas 30 s;
intensywność płukania powietrzem qP = 18 dm3/s x m2;
intensywność przepływu powietrza podczas płukania QPP = 126 dm3/s = 454 m3/h;
ilość powietrza zużywana do płukania 1 filtra VP = 3,8 m3

II ETAP - Płukanie wodą uzdatnioną (pompy typu PJM)

czas 360 s = 6 min;
intensywność płukania wodą gW = 10,0 dm3/s x m2;
wydatek wody płucznej QW = 69,5 dm3/s = 250,2 m3/h;
objętość wody płucznej VW = 25 m3

III ETAP - Odpuszczenie pierwszego filtratu

czas 30 s; IV ETAP - Włączenie filtra do pracy

Popłuczyny z płukania filtrów odprowadzane są do zbiornika wód popłucznych o Vc = 74,2 m3. Po 24h przetrzymania w zbiorniku ścieki nadosadowe odprowadzane są do kanalizacji sanitarnej. Na wykresach poniżej przedstawiono rozkład stężenia żelaza i manganu w popłuczynach w trakcie trwania procesu płukania filtrów - przyp. redakcji Rozkład stężenia żelaza i manganu w popłuczynach na SUW Chopina Przy tej okazji warto zwrócić uwagę na dwie rzeczy przyp.Łukasz Weber

po pierwsze: rozkład stężenia żelaza, czy manganu w popłuczynach wykazuje zawsze charakterystyczny przebieg - gwałtowny wzrost w początkowej fazie (dosłownie kilkanaście sekund), a następnie stopniowe klarowanie, aż do pewnej w miarę stałej wartości (ok 160 - 180 s),

stężenie magnanu w popłuczynach jest niewspółmiernie niższe w stosunku do stężenia żelaza - przykładowo, jeśli stosunek żelazo/mangan w wodzie surowej waha się w przedziale 4,0 - 6,0; o tyle w popłuczynach jest to ok 600,0 (!); o wszystkim oczywiście decyduje mechanizm usuwania obu związków z wody, i tak w przypadku żelaza jest to w zasadzie odcedzanie zawieisny (tym bardziej, że na SUW Chopina jest komora reakcji i czas przetrzymania wody po napowietrzeniu ok 30 min), natomiast w przypadku manganu to katalityczne utlenianie na powierzchni braunsztynu, w którym produkty reakcji pozostają na przyrastającym w średnicy ziarnie.

Badania tego typu (wyznaczenie rozkładu stężenia żelaza w popłuczynach) są bardzo pomocne przy ustalaniu długości cyklu płukania filtra wodą - stwierdzeniu momentu w którym jakość popłuczyn nie ulega już większej zmianie. 4. Wyniki badań wody uzdatnionej z lat 2002 - 2007r.
Stacja Uzdatniania Wody przy ul. Chopina wykazuje bardzo stabilne wyniki jakości wody uzdatnionej. W okresie ostatnich pięciu lat nie było sytuacji, w której w badaniu przeprowadzanym przez Państwowego Powiatowego Inspektora Sanitarnego w Chodzieży wystąpiły jakiekolwiek przekroczenia dopuszczalnych parametrów jakości wody określone w obowiązującym rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 27 marca 2007r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. 2007, Nr 61, poz. 417). Na przedstawionym poniżej wykresie można wyraźnie zaobserwować wysoką stabilność podstawowych parametrów jakości wody od roku 2005. Spowodowane jest to zoptymalizowaniem eksploatacji studni głębinowych na poszczególnych ujęciach wód podziemnych oraz systematyczną konserwacją urządzeń na SUW Chopina. Jakość wody uzdatnionej od 2002 roku 5. Opomiarowanie SUW Chopina:

Pomiar ciągły przepływu na wyjściu ze stacji uzdatniania wody;
Pomiar ciągły różnicy ciśnień na każdym z filtrów;
Pomiar ciągły ciśnienia na wyjściu ze stacji;
Pomiar ciągły poziomów wody w zbiorniku reakcji i zbiorniku wody do płukania.

6. Sterownie i automatyka SUW Chopina:

Praca pomp głębinowych i poziomych START-STOP z CD i względem ustawionych poziomów wody w zbiorniku reakcji;
Sterowanie pracą przepustnic przyfiltrowych ZAMKNIJ - OTWÓRZ z CD oraz automatycznie wg algorytmu płukania;
Praca SUW Chopina monitorowana w systemie monitoringu i wizualizacji CITECT.

7. Wnioski płynące z eksploatacji SUW przy ul. Chopina:

Napowietrzanie wody w systemie otwartym na kolumnach kaskadowych daje bardzo dobre i stabilne efekty natlenienia wody i usuwania zawartych w niej gazów;
Coroczna konserwacja i czyszczenie kaskad napowietrzających, zbiornika reakcji oraz zaworów odpowietrzających na filtrach wpływa na stabilność procesu uzdatniania wody;
Automatyzacja procesu płukania filtrów daje dużą powtarzalność poszczególnych etapów cyklu płukania oraz wpływa pozytywnie na efektywność procesu;
Zrównoważona eksploatacja studni głębinowych zgodnie z ich optymalnymi wydajnościami wpływa na stabilną jakość wody surowej, co przekłada się w konsekwencji na dobrą pracę stacji uzdatniani wody;
Montaż kondensacyjnych osuszaczy powietrza na hali filtrów likwiduje problem korozji stalowych powierzchni filtrów ciśnieniowych,
Brak opomiarowania ilości wody surowej zasilającej SUW (poza opomiarowaniem w studniach głębinowych), który uniemożliwia bilansowanie strat na odczytach wodomierzy
Brak kompensacji oraz odpowiedniego umocowania rurociągów technologicznych powoduje występowanie sporych naprężeń, szczególnie na rurociągach płucznych, co w konsekwencji doprowadza do pojawiania się mikroszczelin;
Brak połączeń kołnierzowych w galerii rurociągów technologicznych utrudnia usuwanie awarii na tych rurociągach.

Opracował:
Mgr inż. Tomasz BiszofMWiK Chodzież