Система PureBallast 3.0 – лидер в области технологий очистки балластных вод

В апреле компания Альфа Лаваль официально представила третье поколение системы обработки балластных вод без использования химических реагентов. Это не просто модернизация, а радикальный пересмотр всей системы, поэтому появление PureBallast 3.0 вновь выводит Альфа Лаваль в лидеры в области инновационных технологий очистки балластных вод.

Система PureBallast, разработанная совместно с компанией Wallenius Water, была впервые представлена в 2006 году, как первая в мире серийно выпускаемая система обработки балластных вод. Затем она подверглась значительному усовершенствованию, в результате чего в 2010 году появилось второе поколение системы — PureBallast 2.0 с дополнительными опциями. Уже тогда была повышена ее энергоэффективность и внесены улучшения в основные элементы конструкции, однако проведенные модификации не идут ни в какое сравнение с достоинствами, которые получила система нового поколения PureBallast 3.0.

«В этот раз мы полностью переработали всю схему PureBallast, — говорит Пер Варг, менеджер Альфа Лаваль по данной системе. — Нам удалось добиться уменьшения занимаемой площади на 50%, потребления энергии — на 60%, а также значительно улучшить экплуатационную гибкость и повысить пропускную способность системы. Мы также получили много новой информации, которая может оказать влияние на общее состояние дел в области технологий очистки балластных вод.

Возвращаясь к истокам

Разработка системы PureBallast 3.0 началась почти сразу же после выпуска ее предшественника: Альфа Лаваль приступила к созданию новой конструкции в начале 2011 года. Йонас Алван, который руководит разработкой PureBallast, отмечает, что это было действительно новое рождение системы. «Исходная конструкция была усовершенствована в максимально возможной степени, что свидетельствует о том, что нам пришлось искать новые возможности для движения вперед», — говорит он.

Основы исходной конструкции закладывались в тот период, когда никто из потенциальных заказчиков не знал, что будет необходимо для выполнения нормативов Международной морской организации (IMO). Поскольку Альфа Лаваль не та компания, которая готова нести риски, связанные с нарушением законодательных требований, мы создали систему PureBallast c солидным запасом по показателю биологической эффективности. Теперь, опираясь на практический опыт эксплуатации почти 100 систем PureBallast и на опыт реализации еще нескольких сотен таких установок, стало возможно провести переоценку ценностей. Команда разработчиков задала жесткие требования для новой системы, особенно в отношении эффективности использования энергии.

Выявление определяющих параметров

Ключевым элементом системы УФ-обработки является реактор — камера, в которой происходит воздействие УФ-излучением. В обычных системах УФ-обеззараживания микроорганизмы уничтожаются непосредственно излучением или же теряют способность к размножению в результате повреждения их ДНК и биологической структуры. Обеззараживание в системе PureBallast происходит с повышенной эффективностью за счет использования усовершенствованной технологии окисления (advanced oxidation technology, AOT), в результате действия которой внутри рабочей камеры создаются свободные радикалы, необратимо повреждающие клеточные мембраны. Технология АОТ обеспечивает подтвержденный эффект воздействия на микроорганизмы, повышающий эффективность процесса обеззараживания, при снижении уровня потребляемой энергии.

Приступая к созданию новой системы PureBallast, коллектив разработчиков сформулировал для себя один фундаментальный вопрос, а именно: какие факторы определяют эффективность действия реактора для УФ-обработки потока морской воды большого расхода?

Последняя часть вопроса была, по мнению Йонаса Алвана, была самой важной. «Процессы УФ-обработки морской воды в открытом море и пресной воды на суше существенно отличаются, — поясняет он. — В системах обеззараживания пресной воды, на базе которых созданы многие системы очистки балластных вод, технологический процесс идет непрерывно, и воздействие осуществляется главным образом на бактерии, содержащиеся в воде, прошедшей предварительную очистку и имеющей стабильные показатели. При обработке же балластной морской воды предусматривается заполнение закрытой реакционной камеры большим объемом соленой воды, кроме того, подлежащие уничтожению микроорганизмы здесь отличаются большим разнообразием и живучестью».

В море осуществление непрерывного процесса обеззараживания практически невозможно. То же относится и к возможности увеличения времени нахождения обрабатываемого объема воды в реакторе, поскольку балластировка и дебалластировка должны проходить быстро. Использование более мощных УФ-ламп или увеличение их количества может привести к повышению эффективности биологического воздействия, но при этом значительно возрастает потребление энергии и расходы на нее. В результате проведенного анализа разработчики выделили два основных параметра реактора, которые могли бы быть улучшены, — это расположение ламп и характер движения потока.

Создание нового реактора

«Мы искали возможность улучшить перемешивание, что должно было повысить эффективность действия технологии АОТ и помочь скомпенсировать низкую прозрачность воды для УФ-излучения, — говорит г-н Алван, имея в виду длину пробега излучения УФ-диапазона в воде. — Интенсивное перемешивание способствует прохождению микроорганизмов на более близком расстоянии от УФ-ламп, в результате чего эффективность биологического воздействия повышается».

Очень важно было учесть различие особенностей УФ-обеззараживания в условиях открытого моря и в наземных условиях. По словам г-на Алвана, «найти оптимальное сочетание параметров для обеззараживания проще для пресной воды, поскольку она обладает стабильными показателями и хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение. Намного более сложной задачей является создание оптимальной конструкции реактора для обеззараживания морской балластной воды, что связано, в частности, с непостоянной степенью ее прозрачности и необходимостью минимизации энергопотребления».

Окончательная конструкция была определена с использованием уникальной расчетной модели, созданной методами вычислительной гидродинамики (CFD), которая была разработана на базе хорошо зарекомендовавшей себя модели для обычной технологии УФ-обработки. В новой модели учтены характеристики источников света, что дает возможность определить дозу УФ-излучения для каждого из 50000 возможных частиц (микроорганизмов), проходящих через реактор.

«В наглядном представлении каждой частице, в зависимости от полученной доли УФ-излучения, присвоен определенный цвет, — объясняет г-н Алван. — Оптимизируя конструкцию реактора таким образом, чтобы на траекториях движения подвергающихся облучению частиц присутствовал один цвет, можно добиться самой высокой равномерности обработки. Такой подход позволил нам создать реактор с минимально возможным энергопотреблением».

Пристальное внимание системе безразборной мойки CIP

Безусловно, реактор был не единственным узлом, работа которого подверглась критическому анализу в процессе разработки PureBallast 3.0. Еще один такой элемент — входящий в состав системы блок безразборной мойки CIP, обеспечивающий очистку защитных трубок ламп после каждой операции балластировки или дебалластировки за счет организации циркуляции в системе нетоксичного моющего раствора с низким показателем pH. В данном случае конструкция блока безразборной мойки CIP была оставлена без изменений.

«Многие поставщики не включают в состав установки систему CIP, желая сэкономить место и деньги, — объясняет г-н Алван. Чтобы оценить возможные последствия такого шага, разработчики новой системы обеззараживания провели целый ряд собственных испытаний PureBallast, в которых в течение серии рабочих циклов безразборная мойка не осуществлялась. «Испытания показали, что система безразборной мойки CIP важна даже больше, чем мы предполагали», — говорит г-н Алван.

Причина ее важности состоит в том, что на защитных трубках ламп образуются отложения хлоридов кальция и ионов металлов, и это явление характерно не только для системы PureBallast, но и для всех других систем УФ-обработки, которые работают с морской водой. Отложения снижают прозрачность защитных трубок ламп, что значительно уменьшает эффект воздействия на микробиологические объекты.

«Мы ясно увидели важность регулярного проведения процедуры безразборной мойки после каждой операции балластировки или дебалластировки для поддержания оптимальных характеристик системы обеззараживания, — говорит г-н Алван. — Механические очистители удаляют хлориды кальция, но не справляются с осажденными ионами металлов, а совмещение механической и ручной очистки приводит к ухудшению характеристик установки из-за образования царапин на кварцевом стекле. Система безразборной мойки CIP — наиболее щадящее и эффективное средство, позволяющее поддерживать характеристики установки обеззараживания на требуемом уровне».

Готовая система – маленькое чудо

Полностью готовая к подключению система PureBallast 3.0, хотя и базируется на технологиях своих предшественников, является существенным шагом вперед в отношении компактности, эффективности использования энергии и эксплуатационной гибкости. И в первую очередь поражает ее размер.

Если производительность реакторов PureBallast предыдущего поколения составляет 250 м3/ч, то реакторы системы PureBallast 3.0 могут обеспечить производительность обработки 300 или 1000 м3/ч. При использовании реактора производительностью 1000 м3/ч, не намного превышающего по габаритам старый реактор на 250 м3/ч, площадь установки всей системы сокращается вдвое. И чем больше система, тем более внушительна экономия площади.

«Излишне говорить, что за счет большей производительности реактора существенно сокращается площадь установки более крупных систем, — говорит Пер Варг. — С одним реактором, способным выполнять работу, с которой раньше могли справиться четыре, PureBallast 3.0 обладает высокой конкурентоспособностью в сегменте систем с производительностью до 6000 м3/ч.

Экономия энергии 30-60%

Но не только размер обеспечивает высокую конкурентоспособность PureBallast 3.0. Новая система отличается также и исключительной экономичностью.

«Новые реакторы производительностью 1000 м3/ч в режиме полной нагрузки потребляют всего 100 кВт и позволяют получить минимум 30-процентную экономию энергии по сравнению с энергозатратами систем предыдущих версий, — говорит г-н Варг. — А когда полной мощности не требуется, экономия энергии может достигать 60%».

Г-н Варг имеет в виду новую функцию снижения мощности излучения системы PureBallast 3.0, которая позволяет сократить энергопотребление установки при обеззараживании сравнительно чистой воды, обладающей более высоким коэффициентом пропускания излучения УФ-диапазона. Для нейтрализации микроорганизмов в воде с хорошей прозрачностью требуется меньше энергии. «В системе PureBallast мощность излучения может снижаться на 50%, причем ее регулировка осуществляется автоматически, — рассказывает г-н Варг. — В большинстве случаев система будет работать с уровнем мощности излучения ниже максимального, а при уменьшении мощности относительно максимального значения на 50% экономия энергии может доходить до 60%».

Гибкость и экономичность монтажа

Для судостроительных предприятий самым привлекательным достоинством PureBallast 3.0 будет ее высокая эксплуатационная гибкость и простота монтажа, даже если это будут системы с самым высокой пропускной способностью. Для обеспечения производительности обработки 1000 м3/ч требуется всего один реактор новой конструкции, что существенно упрощает процесс проектирования системы.

«Если один реактор может вести обеззараживание большего объема балластной воды, требуется устанавливать меньше реакторов и шкафов управления лампами, — продолжает г-н Варг. — Это значит, что не только потребуется меньше времени на установку, но и сам монтаж будет проще и дешевле, поскольку существенно сокращается протяженность трубопроводной обвязки».

Шкафы управления лампами также вносят свой вклад в повышение гибкости применения системы. Если реакторы и шкафы управления в системах предыдущего поколения закреплялись в определенном месте, то в новой версии шкафы можно располагать на расстоянии до 150 м. «Возможность размещения шкафов управления лампами в любом месте в радиусе 150 метров упрощает проектирование систем, поскольку источник питания теперь можно вынести из опасной зоны, — объясняет г-н Варг. — Это выгодно всем, так как экономится драгоценное место в машинном отделении».

Подробную информацию о системе PureBallast 3.0 и технологиях очистки балластной воды Альфа Лаваль вы найдете на нашем веб-сайте.




Компания Альфа Лаваль

Крупнейший в мире поставщик оборудования и решений для различных отраслей промышленности и специфических процессов, основанных на использовании технологий теплопередачи, сепарации и потокопроведения.

С помощью наших технологий, оборудования и сервиса мы помогаем заказчикам оптимизировать их производственные процессы. Наши решения обеспечивают нагрев, охлаждение, сепарацию и транспортировку потоков продуктов в пищевой, химической, нефтехимической и фармацевтической отраслях, на предприятиях по производству крахмала, сахара, этанола и напитков.

Продукция Альфа Лаваль используется также на электростанциях, на борту судов, в машиностроении, в горнодобывающей промышленности, на станциях очистки сточных вод, в системах ОВиК и холодильных системах.

Альфа Лаваль тесно работает с заказчиками почти в 100 странах, помогая им занимать лидирующие позиции в мире.

Акции Альфа Лаваль котируются на Nasdaq OMX, и в 2012 году ее годовой объем продаж составил 29,8 млрд шведских крон (около 3,5 млрд евро). Численность персонала компании около 16400 человек.



Контактные лица:

Алексей Желтов,
Менеджер по развитию бизнеса, Подразделение Морское и Дизельное оборудование
Альфа Лаваль Поток, Россия,
г. Санкт-Петербург
18-ая линия Васильевского острова, дом 31,
литер З, офис A-209, бизнес-центр "Сенатор"

Тел.: +7 (812) 324 7272
Факс: +7 (812) 324 7284
E-mail: alexey.zheltov@alfalaval.com
www.alfalaval.com/marine

Alfa Laval Corporate AB

Rudeboksvägen 1 SE-226 55 Lund Sweden

Телефон: +46 46 36 65 00

E-mail: info@alfalaval.com

Перейти к содержанию № 2(44) 2013

 

№ 2(44), 2013
Судоходство