Обводнительные системы

Обводнительные системы

Ирригаторы сталкиваются с постоянно растущими потребностями в совершенствовании процессов водопользования, особенно там, где имеющихся источников воды становится недостаточно из-за разнонаправленных потребностей. Потребность в подземных водах как в источнике воды, который становится все более значимым для ирригаторов, заставляет их обращаться к ресурсу, который был бы отвергнут ими в прошлые годы. Такая вода должна проходить соответствующую обработку перед использованием.

  • Решение проблемы засора труб
  • Снижение времени простоя
  • Существенное повышение производительности системы, что уменьшает объем капиталовложений в первичную систему
  • Отсутствие выщелачивания реагентов
  • Существенное снижение расходов на протяжении всей эксплуатации
  Информация

 

Железо является важным питательным элементом для растений, однако в больших количествах оно отравляет почву и ухудшает ее качество. Железо связывает фосфор и молибден, которые являются важными питательными элементами, из-за чего растения не получают их в нужных количествах. Кроме того, дисбаланс определенных питательных веществ оказывает эффект домино на уровни токсичности и наличие достаточного количества других питательных веществ. Когда на листья растений распыляется вода, железо может осаждаться на них с образованием слизи или светло-бурых пятен, которые мешают растениям нормально получать солнечный свет и оказывают негативное воздействие на их общие биологические процессы, а также внешний вид и товарную ценность. Чтобы нивелировать вред, наносимый избытком железа в ирригационных водах, приходится применять большее количество кондиционирующих добавок, удобрений и химикатов, которые лечат растения от их болезней. Соответственно, имеются рекомендуемые пределы концентрации железа в ирригационных водах.

Разбросные оросительные системы используют воду нерационально, и в некоторых странах и регионах они запрещены законодательно либо идет процесс их вывода из оборота. В связи с этим необходим переход к капельным системам орошения, но они очень чувствительны к засорам труб, которые случаются, если источники воды загрязнены железом и марганцем, а также другими материалами, например, сором или водорослями. Засорение капельных систем орошения ведет к очень высоким расходам на обслуживание и потерям производительности. Эта проблема может быть в большой степени решена за счет повышения качества воды для ирригации.

Помимо эстетических проблем, ирригация водой с большим количеством железа представляет собой решение, которое не является долгосрочным. Краткосрочное (20 лет) триггерное значение с учетом загрязнения железом и ухудшения качества почвы составляет максимум 10 мг/л для воды, используемой для ирригации.

Основными источниками железа являются:

  • Аноксические водоносные породы, в которых содержатся растворимое бивалентное железо и/или марганец
  • Гидроксидные продукты флокуляции окисленного железа и/или марганца из необработанной воды
  • Природные органические вещества, содержащие соединения железа
  • Гидроксидные продукты флокуляции, образующиеся в ходе коагуляционных процессов
  • Продукты коррозии материала труб, используемых для подачи воды
  • Соединения кремния, содержащие железо

Использование систем фильтров DMI-65 позволит существенно смягчить эти симптомы, а также улучшить действие общей системы фильтрации за счет выполнения дезинфицирующих действий и механической фильтрации нерастворенных твердых частиц.

DMI-65 – это очень мощная среда для фильтрации воды на основе силикатного песка каталитического действия, предназначенная для удаления железа и марганца без использования перманганата калия за счет усовершенствованного процесса окисления.

DMI-65 – это вновь вводимая технология. В отличие от технологий с применением других каталитических средств фильтрации воды, она не предполагает простого нанесения на поверхность и тем самым исключает возможность попадания каких-либо реагентов в поток воды путем их выщелачивания.

Для начала процесса окисления железа (и марганца) в растворе воздействие DMI- 65 должно происходить в присутствии хлора или иного окислителя. В этом процессе окислитель забирает электроны и расходуется в ходе процесса. Оператору нужно следить за тем, чтобы в фильтрате наличествовал остаток свободного хлора 0,1 – 0,3 частей на миллион. В качестве окислителя лучше использовать хлор, поступающий в виде гипохлорита натрия или хлорной извести (12,5% NaOCl), так как он относительно недорог, широко доступен везде в мире и эффективен. Также он выполняет основную часть любого процесса дезинфицирования.

DMI-65 получил сертификацию в качестве Стандарта США NSF/ANSI 61 для компонентов систем питьевой воды и для использования в Англии и Уэльсе в соответствии с пунктом 31(4)(а) Правил водоснабжения (обеспечения качества воды) 2010 г. Также он проверен многими другими инстанциями и лабораториями, занимающимися водоочисткой.

DMI-65 производится в Австралии.

История вопроса

Растениеводы на озере Александрия превращают обессоленную воду в вино. Группа сельхозпроизводителей из Лэнгхорн-Крик (Южная Австралия) стали первыми, кому удалось сделать воды озера Александрия пригодными для ирригации двух местных винодельческих хозяйств и одной местной фермы по производству почв. Озеро Александрия известно свой солоноватой водой, содержащей к тому же коллоидное и нерастворимое железо. До того как международная компания Biosystems Group запустила проект по обессоливанию озера стоимостью 2 млн. долларов, коммерческие сельхозпроизводители, такие как Kirribilly Viticulture, Lawsim Vinyards и Borman Turf, использовали засоленную и загрязненную железом воду из озера или пробуренных скважин для ирригации своих виноградников и газонов для выделывания почв. Однако вода с большим количеством содей и железа замедляла рост растений и забивала ирригационные трубопроводы.

Компания Biosystems разработала конструкцию установки водоочистки, при этом фермеров предупредили, что обессоливание мутной, соленой и загрязненной железом воды невозможно из-за ее сильного заиления. Тем не менее, из озера Александрия начали выкачивать воду, которая пропускалась через ряд очистителей и песочных фильтров Biosystems для удаления ила и уменьшения мутности. Один из заключительных видов фильтрационной обработки перед обработкой обратным осмосом (RO) предусматривал использование DMI-65 для удаления остатков коллоидного и нерастворимого железа, которое могло привести к проблемам в виде биозагрязнения и забивания RO-мембран, а также ирригационных систем, устройств подачи воды и спринклеров для капельного орошения, расположенных ниже по контуру.

В отличие от ионообменных смол, где бóльшие количества регенерирующих агентов увеличивают ионообменную способность, остатки или концентрации NaOCl, превышающие те, что в норме требуются для окисления Fe и Mn, не увеличивают окисляющие свойства материала. Кроме того, поскольку такой материал часто используется для очистки воды перед ее поступлением в систему обратного осмоса, более высокая величина остаточного свободного хлора потребует более тщательной последующей обработки для снижения уровня остатка и защиты мембран от агрессивного воздействия хлора.

Успех проекта обеспечил дальнейшее развитие этих трех хозяйств, так как благодаря ему на сотни гектаров виноградников и газонов по возделыванию почв стало ежедневно поступать до 3 млн. литров очищенной воды высокого качества. Это позволило улучшить состояние местных почв и повысить производительность виноградников и газонов. В свою очередь, это привело к сохранению рабочих мест и поддержке жизнедеятельности людей, владеющих землей и работающих на ней с использованием воды, производимой установкой по обессоливанию на озере Александрия.

Преимущества использования DMI-65 в ирригации

ЗАСОРЕНИЕ ЖЕЛЕЗОМ И МАРГАНЦЕМ. Засорение систем капельного орошения остатками железа и марганца приводит к очень большим затратам на техобслуживание и потере производительности. DMI-65 позволяет эффективно удалять растворенное железо до уровней, которые практически не поддаются обнаружению – 0,001 частей на миллион, также 0,001 частей на миллион для марганца, что фактически является уровнем макрочастиц.

СНИЖЕНИЕ ЗАТРАТ. Общая стоимость системы фильтрации воды для удаления железа и марганца существенно ниже, чем стоимость альтернативных решений. Эффективность систем на основе DMI-65 при их относительной простоте предварительные капитальные затраты на них, а также последующие затраты на химикаты, энергию и восстановление воды обратной промывки.

БОЛЬШАЯ СКОРОСТЬ ПОТОКА. Внедренная технология DMI-65 обеспечивает самую высокую скорость окисления среди любых каталитических фильтрационных материалов. Это позволяет обеспечивать гораздо более высокую скорость потока воды при достижении того же уровня удаления железа и марганца. DMI-65 может работать при скоростях линейной фильтрации, которые могут вдвое превышать эти показатели в случае обычных средств, что соответственно приводит к снижению капитальных затрат.

ВЫCОКАЯ РАБОЧАЯ НАГРУЗКА. Благодаря увеличенной площади поверхности, которая обеспечивается за счет микропористой структуры материала основы, DMI-65 выдерживает более высокую нагрузку железа и марганца, что повышает срок службы фильтров и интервалы между промывками. За счет этого снижаются время простоя, расходы на эксплуатацию и износ оборудования.

НЕ ТРЕБУЕТСЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ. Фильтрующий материал работает при постоянном добавлении гипохлорита натрия на низких остаточных уровнях (от 0,1 до 0,3 частей на миллион), что позволяет обходиться без перманганата калия.

ШИРОКИЙ РАБОЧИЙ ДИАПАЗОН. Стабильные и удовлетворительные эксплуатационные характеристики при рН от 5,8 до 8,6 и максимальная рабочая температура 113° F (45°C) позволяет снизить затраты на изменение рабочей среды.

ДЛИТЕЛЬНЫЙ СРОК СЛУЖБЫ. DMI-65 не потребляется в ходе процесса, благодаря ему его оценочный срок службы составляет до 10 лет, что является большим преимуществом в сравнении с другими процессами или средствами. Практика показывает, что каталитическое действие средства не ослабевает по мере его эксплуатации. В продолжение периода от 5 до 10 лет, при большом количестве операций промывки породы для удаления оставшихся твердых частиц, потеря средства от истирания происходит только за счет контакта между частицами и механической абразии.