Modernizarea complexului de tratare Chirita

Complexul de tratare Chirita -RAJAC - IASI

Water Treatment Plant Chirita - RAJAC - IASI

Complexul de tratare Chirita este proiectat si construit pentru a fi capabil sa proceseze apa din raul Prut si sau lacul Chirita

Capacitatea de tratare variaza intre 0.6 mc/s pana la maximum 1.15 mc/s.Rezultatul este un debit al apei de tratare in aceasta statie intre 2150 mc/h pana la 4100 mc/h Apa tratata produsa in aceasta statie respecta directiva 98/83/EC pentru apa poatbila a Consiliului Europei

Complexul de tratare a fost modernizat si conceput dupa o filozofie noua de functionare

Statia este formata din etape si unitati individuale de tratare a apei fiecare avand propia functionalitate Fiecare unitate functionala este controlata de un sistem computerizat SCADA, secondat de o unitate logica de rezerva , in cazul unei avarii la unitatea centrala, rezerva fiind capabila sa preia practic instantaneu , functiile integrale a unitatii principale

Sistemul de control SCADA mentine controlul complet automat asupra statiei cu interventia operatorului numai atunci cand este necesara o schimbare a debitului mediu zilnic

Debitul in retea va fi sub controlul total PLC (programable logic control) care va monitoriza si controla functionarea si debitul prin elemente individuale ale retelei cu ajutorul senzorilor de nivel sau comutatoarelor in fiecare element de tratare individual.Controlul sistemului va respecta o filozofie simpla de control de tip dieback conform careaia debitul in elementele din aval va fi monitorizat de senzori de nivel sau comutatoare si cand este necesar , va fi controlat de un element al procesului aflat mai sus in amonte.

Ca urmare a implementarii noii tehnologii au fost inlocuiti toti reactivii de tratare , si sistemele de dozare.Au fost implementati reactivi noi ce confera procesului de tratare competitivitate prin calitatea apei obtinute.

S-a renuntat complet la utilizarea sulfatului de aluminiu, acesta fiind implicat in declansarea sindromului Allzenheimer, cu clorura ferica .

S-a introdus tratamentul preoxidativ cu dioxid de clor , sintetizat in linia propie de generare , dioxidul de clor avand propietati superioare oxidative fata de clorul gazos, cu avantajul major ; cantitatea de halometani generati , presupusi cancerigeni,in urma reactiei cu apa au valori minime.

S-a introdus un agent floculant pe baza unui polimer acril-amidic , in scopul formarii unor sisteme floculare ferme si de dimensiune mari , usor decantabile in decantorul suspensional.

Pentru a bloca ionul de aluminiu din apa sub forma de clorura de aluminiu , si a realiza corectii de pH , a fost implementata o linie de dozare a acidului clorhidric

Tot in scopul corectiei de pH , in urma utilizarii acidului clorhidric , a fost implementata o linie de preparare si dozare a laptelui de var.

Existand riscul la o sursa de suprafata , in cazul nostru Prut , sa fie antrenate substante chimice poluante cu risc mare , ex:pesticide , derivati fenolici , combustibili petrolieri, rezidiuri petroliere , s-a introdus o linie de preparare si dozare a unei solutii de pudra de carbune activ, solutie cu puternic caracter adsorbant pentru astfel de substante .

In scopul reducerii deversarilor apelor de spalare a filtrelor ce contin cantitati relativ mari de clorura ferica , in reteua de canalizare, complexul a fost dotat cu un sistem bufer tank de recuperare a apelor de spalare.In acest mod apele de spalare ce contin o cantitate de clorura ferica sunt recuperate integral prin pomparea lor in camera de injectie reactivi.

O modificare majora in tehnologia de tratare a fost introducerea oxidarii intermediare a apei rezultate in urma filtrarii apei prin filtrele cu nisip.

Oxidarea intermediara se realizeaza cu dioxid de clor , in ideea modificarii parametrilor biologici ai apei, in scopul reducerii pe cat posibil a prezentei algelor , si altor microorganisme acvatice, tot odata prezenta oxidarii intermediare , are ca efect imediat reducerea substantiala a cantitatii de clor introdusa in compartimentul de apa potabila la dezinfectia finala .

Pentru imbunatatirea proprietatilor organoleptice a apei potabile si a retinerii ultimilor compusii presupusi periculosi , inaintea furnizarii spre reteaua de distributie apa este supusa unei filtrari finale , printr-o baterie de filtre cu carbune activat.

Statia de suflante a fost modernizata , prin implementarea de trei turboventilatoare performante.

S-a implementat o noua unitate de pompare a apei de spalare precum si o noua unitate de pompare cu scop de transfer a apei intre rezervorul de apa filtrata si bateria GAC

Avand in vedere cantitatea de informatie digitala vehiculata intre unitatile logice SCADA complexul este prevazut cu un sistem autonom de alimentare pe baza de baterii a calculatoarelor, ce intra automat in functiune la detectarea lipsei tensiunii pe retea.

Pentru procesele chimice ce implica apa de dilutie precum si pentru uzul menajer intern , complexul este prevazut cu o statie de pompare apa de proces , ce utilizeaza pompe cu convertizoare de frecventa ce se adapteaza automat la consumuri.Aceasta unitate este prevazuta cu un rezervor de decuplare , utilizat ca masura suplimentara de siguranta, in sensul ca daca apare o problema tehnica pe liniile de dozare , reactivii sunt impiedicati sa ajunga in rezervoare , colectandu-se in acest vas.

Operatorul tratare are la dispozitie acum o interfata de dialog conceputa prietenos, cu unitatile SCADA, modul de conceptie a softului , obliga operatorul, ca la aparitia unei disfuctionalitati in sistem, sa verifice starea echipamentului ce a generat starea de alarma , sa reseteze dupa situatie si sa reporneasca dipozitivul de pe panoul local, in acest fel riscul de scoatere prematura a echipamentului repectiv din functiune este diminuata simtitor.

Cum se realizeaza controlul si monitorizarea complexului Chirita ?

Debitul in retea este introdus de la operator pe baza cantitatii zilnice medii de apa tratata si a raportului amestecului celor doua surse.

Se va monitoriza nivelul in rezervorul cu apa tratata (sub cladirea filtrelor GAC Granulated Active Charbon).In cazul cresterii nivelului in rezervorul cu apa tratata sistemul de control va reactiona si va incepe sa reduca debitul prin filtrele GAC inchizand progresiv o pompa de transfer una dupa alta pentru a limita debitul ce vine din rezervorul de apa filtrata de sub cladirea fltrelor cu nisip.

Daca nivelul in rezervorul cu apa tratata este pana la o anumita limita critica , sistemul de control va reactiona si va incepe sa reduca debitul in retea inchizand progresiv vanele de control a admisiei .

Daca nivelul in canalul de admisie in filtrele de nisip va creste pana la limita de alarmare , ceea ce ar trebui sa se intample numai in situatii de urgenta (ex stavilarele la admisia in filtrele de nisip nu se deschid sau filtrele de nisip sunt blocate ) sistemul de control va inchide vanele de admisie pentru a opri debitul in retea .

Pe masura ce nivelurile revin la normal in fiecare unitate de procersare , sistemul de control , va permite debitului din fiecare unitate de procesare in aval , sa creasca valoarea punctuluide setare al retelei pana la nivelul presetat.

Sistemul de control va monitoriza de asemenea instrumentele procesului si va initia spalarea filtrelor dupa necesitati.De asemenea , el va actiona alarme in cazul aparitiei uneia din urmatoarele situatii.(debit sub minim sau peste maxim , niveluri scazute sau ridicate ale apei , presiune prea mare sau prea mica , cadere generala a echipamentului , scurgeri chimice)

Cum functioneaza complexul de tratare modernizat:

Acesta instalatie a fost conceputa sa proceseze apa din sursa Prut, din sursa lac Chirita si combinat Prut + lac Chirita , functie de situatie

Intrarea apei in complex este controlata de doua vane automate de tip Auma ce pot opera in regim cu comanda local sau cu comanda la distanta de catre computer.

caminele de intrare apa bruta vane automate tip Auma

Functie de consum de nivele din punctele de control computerul va deschide sau inchide proportional aceste vane.

Fluxul de apa ce trece prin aceste conducte de la sursa este monitorizat de doua debitmetre elctromagnetice cate unul pe fiecare fir., Cele doua fire se unesc intr-o coloana unica ce intra in caminul ce adaposteste sistemul de introducere a reactivilor de tratare , un pH-metru si un turbidimetru.

camin debitmetrie electromagnetica camin injectie reactivi tratare

Prezenta acestor unitati de masura , in acest punct este esentiala deoarece primim informatii referitor la apa bruta ce intra in proces, adica turbiditatea si pH-ul , valori ce vor hotarii dozele de coagulant , si functionarea liniei de corectie a pH-ului.In acest punct sunt dispuse injectoarele de reactivi, respectiv intrarea coagulantului , clorura ferica, a dioxidului de clor , agentul de preoxidare, acidul clorhidric , reactivul de corectie a pH-ului , precum si conducta de recuperare apa de spalare de la bufer tank

Controlul turbiditatii si a pH-ului apei tancul de reactie

brute in caminul de injectie reactivi cu mixerele agitatoare

La contactul reactivilor cu apa , incepe practic procesul de tratare , la iesirea din caminul de injectie apa parcurge un mixer static subteran , in ideea omogenizarii amestecului apa reactivi,

Turbiditatea apei este data de prezenta in suspensie a unor particule coloidale , cu timp de decantare foarte mare, acestea prin definitie au o incarcare electrostatica negativa Cloura ferica in contact cu apa reactioneaza, punand fierul in libertate sub forma ionica Fe3+ astfel ionul feric este neutralizat de sarcinile negative a coloizilor , formand un miceliu , ce va creste in dimensiune , pe parcursul avansarii procesului de coagulare.Reactia dintre apa si reactivi este desavarsita in tancul de reactie.

Acest sistem are rolul de a desavarsi reactia dintre coagulant si apa , precum si in caz de necesitate , la aparitia unor unde de poluare pe sursa , in camerele de mixare este posibila introducerea solutiei de pudra de carbune activ.In aceste conditii carbunele activ va adsorbii componenta poluanta , produsul rezultat se va depune sub forma de slam pe fundul decantorului

Flocoanele formate in urma coagularii, sunt tratate cu solutia de polimer.Acesta este solubil in apa , si are rolul unui adeziv .Prezenta polimerului da posibilitatea formarii unor structuri de dimensiuni mari prin lipirea flocoanelor deja formate,ce vor decanta mai usor.

La parasirea tancului de reactie , apa parcurge traseul unui nou mixer static , in aceeasi idee de a omogeniza amestecul cu reactivii.

O data ce paraseste mixerul static apa este trimisa gravitational spre cele doua decantoare, de tip suspensional recirculator.Aceste decantoare au fost retehnologizate , prin dispunerea unor convertizoare de frecventa ce controleaza motoarele pompei cu elice, si grapper-ul de fund.

Decantorul de forma circular , are dispus central clopotul suspensional, ce adaposteste pompa cu elice si grapper-ul de fund .Conditia optima de functionare este in momentul cand in decantor in zona clopotului se afla o anumita cantitate de namol , ce este pus intr-o agitare continua de pompa cu elice .Apa ce intra pe la baza decantorului, in zona centrala a clopotului, va intra in contact cu norul suspensional si va fi obligata sa treaca prin el datorita pompei cu elice.Efectul realizat consta in floculare suplimentara a apei obligata sa treaca prin acest nor,

decantor suspensional nr.1 decantor suspensional nr.2

flocoanele realizate se depun gravitational pe fundul decantorului fiind dirijate de podul raclor spre basele de evacuare.Apa limpezita este colectata si trimisa gravitational spre galeria de admisie a apei in sistemul filtrelor cu nisip.

Rolul acestor filtre este de a realiza separarea avansata a impuritatilor din apa.Au fost modernizate integral , prin introducerea unui bloc de comanda individual computerizat ce poate procesa orice secventa de spalare.Controlul acestor filtre este realizat integral prin comanda la distanta cu controlul computerului SCADA, sau manual de la blocurile individuale de control.

Apa filtrata este colectata in rezervorul de apa filtrata.Aici se oplica tehnica oxidarii intermediare, cu dioxid de clor , in scopul reducerii substantei organice si distructiei activitatii biologice , sistemul este complet automat , controlat de SCADA , valoarea dozei de dioxid de clor se stabileste de catre laborator .Pornirea respectiv oprirea sistemului de preoxidare se face in regim total automat functie de valoarea impusa de catre operator.

sala filtre cu nisip unitatea de pompe de transfer si

pompe apa spalare filtre

Apa astfel colectata in rezervorul de apa filtrata va fi preluata cu pompele de transfer si pompata in galeria de admisie a apei in filtrele cu carbune activ.Numarul maxim de pompe ce poate fi pornit in regim automat sau manual este de trei una fiind obligatoriu in stand-by,Logica de comanda se realizeaza functie de nivelul din rezervorul de apa potabila.

Filtrarea prin bateriile de carbune activ are ca scop principal corectarea proprietatilor organoleptice a apei , adica gust,culoare, miros , si retinerea ultimilor poluanti chimici.Carbunele activ are proprietati adsorbante deosebite, faptul ca este in stare granulara , suprafata specifica este mare , fapt ce imbunatateste proprietatile adsorbante.La interfata de separatie apa suprafata granulei se creeaza o membrana microbiologica , in care se desfasoara practic fenomenele de adsorbtie biochimica.

filtru cu carbune activat panul de control computerizat

individual al filtrului

Rezervorul de colectare a apei filtrate prin GAC a fost complet reproiectat , apa filtrata este colectata intr-un compartiment central destinat pentru a fi utilizat ca spatiu de stocare a apei de spalare a filtrelor,printr-un prag deversor apa patrunde in compartimentul exterior unde este dezinfectata cu clor gazos si trimisa consumului.

Dezinfectia se realizeaza cu clor gazos, sistemul este complet automat, doza fiind mentinuta de computerul SCADA pe baza unei valori impuse de laborator.

Pentru dozare si gestionarea reactivilor chimici a fost construita o gospodarie chimica ce adaposteste liniile de dozare pentru clorura ferica , polimer ,laptele de var,acidul clorhidric, solutia PAC, precum si stocurile necesare de reactivi.Toate echipamentele de dozare sunt dotate cu doua pompe , una din ele obligatoriu in rezerva, toate sunt controlate prin convertizoare de frecventa , in mod local sau la distanta de catre computerul SCADA.Toate echipamentele de dozare sunt dotate cu detectoare de pierderi si dupa caz cu detectoare de emisie gaze , ce avertizeaza in timp util operatorul tratare , si dupa caz pot opri respectivul echipament.

sistemul de dozare cu clorura ferica sistemul de dozare a polimerului

sistem preparare si dozare sistem de dozare acid

lapte de var clorhidric

Statia de dezinfectie adaposteste linia de generare a dioxidului de clor, clorinatoarele, sala de depozitare a containerelor de clor.Linia de generare a dioxidului de clor este complet automatizata , fiind protejata de senzori de masura a emisiilor de gaz, debite , presiuni, ce pot opri in caz de depasiri periculoase dispozitivul de generare .Statia de clorare este prevazuta cu detectoare de clor gazos si dispozitive de neutralizare de tip sprinkler precum si reactivi chimici.Sistemul de alarmare in caz de emisie chimica este atat vizual prin lumini cat si acustic de mare putere, acestea, functie de concentratia clorului detectat , vor porni exhaustoarele sau sistemul de sprinklere pentru neutralizare.

sistemul de dozare dioxid de clor dispozitivele de clorare

sala containerelor de clor generatorul de dioxid de clor

Testele efectuate cu sistemul de tratare Chirita , confirma fiabilitatea tehnologiei implementate , prin calitatea apei obtinute , fapt confirmat de controlul analitic in laboratorul statiei, precum si modul de functionare automat prin control computerizat integral.

29.04.2010

Drd.ing.chim.Dan Popovici

Inginer tehnolog WTP Chirita

PAGE 7