Қарақаттарды суғару үшін контейнерлендірілген 120 м³/тәулік КО жүйесі

Контейнерлендірілген 120 м³/күн кері осмос жүйесі (қарақатты суғару үшін)

Орналасуы: Ауыл шаруашылығы аймағы (Австралия)
Су көзі: Өзен суы (беткі су)
Қолданылуы: Қарақат шаруашылығын суғару
Өндірістік қуаты: 120 м³/күн (24 сағаттық жұмыс істеу кезінде 5 м³/сағат)

1. Жобаның артқы планы мен мақсаты

Ірі масштабды қарақат өсіру шаруашылығына сенімді және жоғары сапалы су көзі қажет болды. Қолжетімді су көзі ретінде жақын орналасқан өзен ғана болды. Су мол болғанымен, беткі су көздеріне тән бірнеше қиындықтар туғызды:

Жоғары тұмандылық: Тұнба заттарының концентрациясының тербелісі, ерекше жаңбырдан кейін.
Мезгілдік органикалық жүктеме: Альга, бактериялар және ыдырайтын өсімдік заттарының болуы.
Микробиологиялық ластану: Өсімдіктерге зиян келтіретін немесе жемістерді ластайтын патогендік микроорганизмдердің қаупі.
Еріген қатты заттардың (TDS) айнымалы деңгейі: Тұзды суға қарағанда тұздылығы төмен болса да, қарақат сияқты сезімтал дақылдар үшін тұздылықты оптималды деңгейге дейін төмендету қажет болды, өйткені олар жоғары тұздылық пен нақты ионды улануға (мысалы, натрий мен хлоридке) сезімтал. -

Негізгі мақсат — әртүрлі сапалы өзеннің суды сенімді түрде тұрақты, жоғары сапалы суғару суына айналдыратын, берік, өзіндік және автоматтандырылған су тазарту жүйесін жобалау мен іске қосу болды. Жүйе компактты, орнатуға оңай және жер бойынша минималды бақылауды қажет етуі керек.

2. Таңдалған шешім: Контейнерлендірілген RO жүйесі

Бұл талаптарды қанағаттандыру үшін 20 футтық контейнерлендірілген кері осмос жүйесі таңдалды. Бұл модульдік тәсіл бірнеше артықшылыққа ие: ол алдын ала инженерлік жобаланған, зауытта сынақтан өткен және «қосып-іске қосуға дайын» құрылғы ретінде объектіге келеді, бұл орнату уақытын және құрылыс жұмыстарын қатты қысқартады. -

Тазарту процесі әрбір ластану түріне қарсы кедергі құру үшін бірнеше сатыдан тұратындай етіп жобаланған, бұл төменгі басқыштағы құрылғыларды қорғайды және соңғы су сапасын қамтамасыз етеді.

3. Процесс ағысы диаграммасы

Су тазарту процесі мына ретпен жүреді:

4. Жүйенің егжей-тегжейлі жобасы мен компоненттері

4.1. Алдын ала тазарту сатысы

Әсіресе беткі суларды тазартқан кезде төменгі басқыштағы кері осмос (RO) мембраналарының қызмет ету мерзімі мен өнімділігі үшін тиімді алдын ала тазарту өте маңызды. -

Шикі су қабылдауы және груба фильтрация: Өзен суы шөгу бассейніне немесе груба сүзгі арқылы (мысалы, 200 микрон) сорылады, бұл ірі қиратылған заттар, құм және ауыр саздың алынуын қамтамасыз етеді.
Көпкомпонентті фильтрация (MMF): Содан кейін су көпқабатты сүзгі арқылы өткізіледі. Бұл қысымдық ыдыста тақташалы көмір, құм және гранат сияқты деңгейленген сүзгілік материалдардың қабаттары орналасқан. Бұл қабат су құбырлығын тудыратын тұнба заттары мен коллоидты заттардың кең спектрін жояды және Саздылық тығыздығы индексін (SDI) маңызды деңгейде төмендетеді. -
Ультрафильтрация (UF): Кері осмосқа дейінгі жалпы тазарту сатысы ретінде ультрафильтрациялық (UF) мембраналық жүйе (тесік өлшемі ~0,02 мкм) қолданылады. UF мембранасы тұнба заттарының, коллоидтардың, бактериялардың және көптеген вирустардың абсолюттік кедергісі болып табылады. Бұл саты кері осмос мембраналарын ластанудан және биоластанудан қорғау үшін өте маңызды.

4.2. Кері осмос сатысы

Кері осмосқа дайындалған судың сақталуы үшін резервуар: Сүзілген су кері осмос жүйесіне тұрақты түрде берілуі үшін аралық резервуарда сақталады.
5 мкм картридждік сүзгі: Кері осмос мембраналарына дейін соңғы қауіпсіздік сүзгісі ағын бойынша орналасқан процестерден босап шыққан біртекті бөлшектерді — мысалы, сынған сүзгілік материал немесе трубалардағы шаң-тозаңды — ұстайды. -
Жоғары қысымды сорғы: Көпсатылы центрифугалды сорғы, әдетте аустенитті болаттан жасалған, суды қажетті жұмыс қысымына дейін қысады.
Кері осмос мембраналары: Жүйенің негізгі бөлігі. Қондырғы тұзды су үшін арналған спиральді ораулы, жұқа қабатты композитті полимидті мембраналармен жабдықталған. Бұл мембраналар еріген тұздардың (натрий мен хлор иондарын қоса алғанда), басқа да еріген қатты заттар мен органикалық молекулалардың 99%-ға дейінін тежейді. -
Химиялық реагенттерді дозалау: Жұмыс істеу сапасын арттыру үшін автоматтандырылған дозалау жүйелері интеграцияланған:
- Тұздануға қарсы реагент: RO-ға дейін мембрана бетінде аздап еритін тұздардың (мысалы, кальций карбонаты немесе кальций сульфаты) тұнбаға шөгуін болдырмау үшін енгізіледі. --
- Орында тазарту (CIP) жүйесі: Интегралды CIP қондырғысы мембраналарды жүйені демонтаждамай-ақ ластанған заттардан тазартып, өнімділікті қалпына келтіру үшін периодты түрде химиялық тазартуды жүзеге асырады.

4.3. Басқару және бақылау

Жүйені басқару Бағдарламаланатын логикалық контроллер (PLC) адам-машина интерфейсі (HMI) сенсорлық экраны арқылы жүзеге асады. Бұл барлық функцияларды автоматтандырады, оның ішінде:

Іске қосу және тоқтату реті.
Көпкомпонентті және УФ сүзгілерінің кері шаюы.
Негізгі параметрлерді бақылау: ағыс жылдамдықтары (тазартылмаған су, пермеат, концентрат), қысымдар, өткізгіштік (тазартылмаған су, пермеат), pH және температура.

Қашықтан бақылау мүмкіндіктері (мысалы, 4G/SCADA арқылы) операторларға жүйенің жағдайын тексеруге және мобильді құрылғыларда тревогаларды алуға мүмкіндік береді, бұл кез келген ақауларға тез әсер етуге кепілдік береді.

5. Жүйенің өнімділігі мен судың сапасы

Параметр	Шикі өзен суы (типік)	Алдын-ала тазартудан кейін (УФ)	Соңғы КО пермеаты	Қарақатты суғару мақсаты
Бұлттылық (NTU)	10 - 50	< 0.1	< 0.1	< 1,0
SDI (Саздың тығыздық индексі)	> 6 (Жоғары)	< 3	< 1	< 3
Еріген қатты заттар (ppm)	300 – 800	300 – 800	< 30 – 50	< 100 – 200
Бактериялар мен вирустар	Қазір	99,99%-дан астам алынуы	99,99%-дан астам алынуы	Патогендік микроорганизмдерден бос
Натрий (Na+)	Айнымалы	Айнымалы	95%-тен астам тежелуі	Төмен (қарағай мен қарақат сияқты жидекті дақылдар үшін маңызды)
Хлорид (Cl-)	Айнымалы	Айнымалы	95%-тен астам тежелуі	Төмен (қарағай мен қарақат сияқты жидекті дақылдар үшін маңызды)

Жүйе шамамен 60-70%, сағатына 5 м³ жоғары сапалы пермеат өндіреді. Алынған су ілпекті бөлшектерден толығымен бос, микробтық саны өте төмен және тұздылығы тұрақты төмен деңгейде болады. Бұл су қарағай сияқты сезімтал дақылдар үшін идеалды, себебі ол тұздану қаупін азайтады, тамырлардың денсаулығын қолдайды және фертигацияны (қоректендіру заттарын суару жүйесі арқылы енгізу) дәл реттеуге мүмкіндік береді.

6. Тапсырыс беруші үшін негізгі артықшылықтар

Дақыл денсаулығының кепілдігі: Зиянды тұздар мен патогенді микроорганизмдерді алып тастау арқылы жүйе тікелей жоғары өнімділік пен жақсы сапалы жемістер алуға ықпал етеді.
Жұмыс істеу автономдылығы: Шаруашылық қазір кездейсоқ жаңбырларға немесе ортақ, мүмкін ластанған суару каналдарына тәуелді емес.
Қосылуға дайын орнату: Контейнерлендірілген дизайн жүйені жеткізілгеннен кейін бірнеше күн ішінде іске қосуға мүмкіндік берді, ал орнатуға қажетті алаң дайындығы минималды болды.
Автоматтандырылған және төмен қызмет көрсету қажеттілігі: Автоматтандырылған кері шаю мен CIP циклдары мен қашықтан бақылау жүйесі тұрақты түрде объектіде оператордың қадағалауын қажет етпейді.
Масштабталу: Модульдік құрылым шаруашылық кеңейген кезде немесе суға деген сұраныс артқан кезде қосымша блоктарды оңай орнатуға мүмкіндік береді.

7. Жылдама

120 м³/тәулік көлемдегі контейнерлендірілген кері осмос жүйесінің орнатылуы шаруашылықтың су мәселелеріне берік және тұрақты шешім ұсынды. Айнымалы және потенциалды зиянды өзек көзін тұрақты, жоғары сапалы суландыру үшін қолданылатын суға айналдыру арқылы жүйе агробизнеске тән қауіптерді азайтты және қымбат бағалы қарақат өсімдігін өсіруге қолайлы жағдайлар құрды. Бұл жағдай зерттеуі көптілікті сүзгілеу, ультрасүзгілеу және кері осмос процестерін мобильді, контейнерлендірілген форматта біріктірудің ауыл шаруашылығының күрделі қолданыстары үшін тиімділігін көрсетеді.