Накопитель ливневых стоков

  • автор:

РАСЧЕТ ЛОКАЛЬНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ АВТОПАРКОВКИ

Локальные очистные сооружении (ЛОС) – это такие сооружения или канализационные устройства, которые предназначены для глубокой и полной очистки хозяйственно-бытовых жидких отходов, ливневых, промышленно-технических или любых других стоков.

ЛОС обычно представляют собой целый комплекс очистных установок и всевозможных систем для того, чтобы принимать и очищать не только бытовые или хозяйственные стоки, но и сбросы в жидком виде от различных производств, промышленных предприятий или организации, а также сточные воды от ливневой канализации, талые или грунтовые воды.

Локальные очистные сооружения принято относить к разряду двух типов сооружений:

  • состоящие в составе городской централизованной канализационной сети – обрабатывают сточные воды и направляют их в городские канализационные сети;
  • являющиеся автономным образованием – обслуживает канализационную систему той или иной автономной канализации пансионата, санатория, частного дома, т.е. тех зданий, которые расположены на большом расстоянии от централизованной городской канализационной сети, к которой нет никакой возможности подключиться.

Промышленные ЛОС, судя по названию, обрабатывают и перерабатывают сточные воды, отходящие от различного вида производств, заводов, фабрик или каких-либо цехов, то есть, промышленных предприятий.

Они представляют собой городские канализационные масштабные сооружения, построены на специально отведенных местах за городской чертой, окружены санитарной зоной, на территории которой нельзя проживать, устраивать пикники и прочие мероприятия по отдыху.

Такие сооружения обязательно обслуживаются специальным техническим персоналом, оборудованием, и некоторые устройства системы требуют электропитания: насосы, аэротенки и прочие приспособления для чистки стоков.

Локальные очистные сооружения как автономные образования имеют уже гораздо меньшие габаритные размеры и, соответственно, наименее масштабные задачи. Такие ЛОС призваны обслуживать объекты сброса сточных хозяйственно-бытовых и промышленных отходов значительно меньших объемов, параметров и значений.

Рисунок 1. Городские канализационные ЛОС

ЛОС автономного образования выглядят менее масштабно, чем ЛОС городских сетей, а потому и называются несколько иначе:

  • септики;
  • аэротенки;
  • биофильтры.

Эти установки обязательно должны дополняться фильтрационными сооружениями или приспособлениями, чтобы очищенная вода достигала наиболее высокой оценки очистки от 98 до 100%. Самостоятельно эти ЛОС могут существовать лишь для неполного цикла очищения сточных вод.

Принцип работы ЛОС

Большинство ЛОС работают на многоступенчатом способе очищения сточных вод:

  • механической;
  • биологической;
  • физико-химической;
  • доочистительной.

В городских ЛОС первой ступенью всегда является механическая, где происходит улавливание и отстаивание механическим способом нерастворимых или плохо растворимых частиц, которые тяжелее водной массы.

Если ЛОС обслуживает ливневую канализацию или промышленную, то на первом этапе стоки будут очищаться от песка, камней, полиэтилена, стекла, волокнистых частиц и прочих видов мусора.

Механическая очистка стоков

Механическая обработка канализационных вод призвана обрабатывать исключительно «черные» стоки – так называемые первичные канализационные хозяйственно-бытовые или промышленные стоки, попадающие в первый отсек канализационного очистного сооружения.

Первый этап задержки и уловления мусора, позволяет ему не просто накапливаться в резервуарах через специальные решетки, но также и скапливается в резервуарах, корзинах и емкостях.

После того как тряпки, полиэтилен и прочий мусор накопится в корзинах, он отправляется в буккер, откуда вывозится на специальные полигоны или в цеха, оборудованные дробилками, которые мелко дробят мусор.

После дробления мусор может проходить следующие этапы сухой очистки. Тяжелые по весу камни, стекла, песок осаждаются на дне резервуаров, которые называются отстойниками-песколовками.

А вот вода, очищенная от крупных фракций мусора, перетекает в другой отсек, где проходит следующий этап механической обработки – очищение от плотных по структуре веществ типа нефтепродуктов и масел.

Благодаря легковесности жиров и нефтепродуктов, эти взвеси всплывают на поверхность, направляются потоками воздуха в специальные емкости, где накапливаются, образуя корку, а затем легко удаляются тем же механическим способом.

Отстойники для жироулавливания используются разного плана и параметров. Это могут быть широкомасштабные горизонтальные сооружения прямоугольной формы, изготовленные из железобетона или кирпича. А могут быть и круглые, цилиндрические приспособления в виде колодцев, пристроенных к приемным резервуарам.

Именно такие колодцы удобнее всего применять для жироулавливания потому, что в таких колодцах лучше всего жировые отложения накапливаются и поднимаются кверху, образуя корку, откуда потом и удаляются. Эти колодцы представляют собой конусообразные емкости с устроенными по периферии сборными желобами, по которым стекают в емкость нефтепродукты и жировые включения.

Биологическая очистка стоков

Вода, которая уже прошла очищение от тяжелых стоков называется «серыми» стоками. Эти серые стоки теперь обязательно должны пройти биологическую обработку колониями бактерий, которые способны переработать канализационную жидкость до такой степени, что она превратится в ил и воду.

Выглядят такие установки в виде септиков-отстойников, внутри или возле которых не установлены какие-либо дополнительные конструкции или устройства, как круглые искусственные пруды или открытые резервуары с активным илом, в котором содержаться необходимые микроорганизмы, обеспечивающие естественный ход очищения сточной воды.

Здесь очищение стоков происходит не до конца, а потому степень очистки после биологических прудов не высока. К тому же в зимнее время очищение на таких прудах при помощи бактерий невозможно, поэтому зимой применяются такие приспособления как аэротенки или биофильтры.

Органическая среда, присутствующая в активном иле, весьма требовательна к стокам, которые имеют следующие нежелательные включения или содержание:

  • обязательное наличие в стоках питательных для бактерий веществ – воды должны быть грязными и содержать органические отходы, а агрессивная химическая среда стоков может убить жизнетворные бактерии некоторых видов;
  • нежелательные типы загрязнений должны максимально отсутствовать в стоках, которые необходимо обработать бактериям – к таким загрязнениям может относиться хлорсодержащие, щелочные, кислотные и другие агрессивные химические вещества;
  • обязательно должна выдерживаться необходимая для жизнедеятельности температура сточных вод – при температуре ниже +5˚С и выше +60˚С множество видов бактерий погибают;
  • для аэробных бактерий обязательна оптимальная концентрация кислорода, а для анаэробных – практически полное отсутствие кислорода.

Локальные биофильтры в обязательном порядке содержат биосубстрат колоний бактерий, которые расположены в самом фильтре. Биологическая очистка стоков проходит также как и механическая, в несколько стадий, при которых идет постепенное очищение от таких веществ, содержащихся в воде, как: БПК (биологическое потребление кислорода), ХПК (химическое потребление кислорода), аммонийный азот, нитраты, нитриты, и прочие вредные вещества, которые наличествуют в очищаемых стоках.

Наиболее показательным преимуществом аэротенков и биофильтров по сравнению с искусственными прудами-отстойниками или септиками, является их высокая производительность в плане очистки стоков до наивысшей степени – 100%.

К тому же в биофильтрах, как и в аэротенках, стоки могут спокойно обрабатываться и зимой, а на прудах такая обработка невозможна в виду низких температур. Зато преимуществом септиков или очистительных прудов является неприхотливость их конструкций и сравнительная дешевизна установки и ее эксплуатации.

Физико-химическая обработка стоков

После биологической очистки значительно осветленная вода попадает на такие сооружения, где она подвергается непосредственной обработке всевозможными химическими составами.

Этот этап очистки необходим потому, что в воде после обработки бактериями могут еще оставаться мелкие растворенные частицы, которые не пригодны для переработки бактериями.

Этими веществами могут быть: остатки нефтепродуктов, остатки продуктов распада пищевых отходов, кусочки нерастворенных частиц любого материала и другие мелкие включения.

После того как они к себе притянули частички они начинают слипаться друг с другом, образуя комки, а в некоторых случаях хлопья. Образовавшиеся комки и хлопья с успехом осаждаются на дно емкости ЛОС.

Химическая обработка стоков происходит в два этапа:

  • смешение с реагентами;
  • хлопьеобразование.

При смешении с реагентами создаются специальные рН условия, а также требуемая жесткость воды, чтобы эффект захвата частиц и образования комков или хлопьев коагулянтами или флокулянтами был наиболее эффективен.

Смешение реагентов с водой происходит либо при помощи гидравлических механизмов, либо при помощи механических усилий.

Вода, таким образом, еще более осветляется и очищается и попадает в следующие резервуары для прохождения полного цикла очищения. Накопившиеся хлопья и комки из камеры удаляются и утилизируются.

Доочистка стоков

На последнем этапе доочистки стоков осветленная или очищенная на 95-98% вода проходит окончательную обработку через специальные сорбирующие фильтры, достигая после обработки 100% степени очистки.

На этапе доочистки вода проходит:

  • дезинфекцию – удаление остатков бактерий, которые вредны для здоровья человека при помощи хлора или УФ-лучей;
  • обеззараживание – удаление химических веществ в виде остатков реагентов при помощи хлора или УФ-лучей;
  • микрофильтрация – прочистка от мелких остатков реагентов или бактерий;
  • фильтрация через сорбционные фильтры – вода очищается путем отделения от нее сорбционными веществами остатков вредных частиц или молекул.

Очищенная и обезвреженная вода полностью соответствует всем санитарным и экологическим нормам и может свободно использоваться в технических, хозяйственных работах, кроме пищевой промышленности и употребление такой воды как питьевой (она непригодна для питья). Также такую воду можно спокойно сбрасывать в водоемы, пруды или реки – она совершенно безвредна для окружающей природной среды.

Очистные сооружения ливневых стоков

Сточные воды имеют в своем составе достаточно много примесей природного состава, а также и химические включения, если на пути протекания ливневой канализации попадаются различные поверхности с содержанием химических покрытий или составов.

Все ЛОС для ливневых канализаций имеют достаточно высокую продуктивность и могут очищать стоки до 98%, что составляет наивысшую оценку по очищению стоков.

Также канализационные сооружения включают в себя и емкости-отстойники, где образуется осадок не только от твердых частиц типа камней, стекол, веток деревьев и прочего мусора, но также и мелких частиц, которые намываются путем движения потоков талых и ливневых вод.

Кроме бытовой ливневой канализации существует также и промышленная ливневая канализация. Такие ЛОС очищают стоки не только дождевых или талых вод, но и другие.

Например, эти очистные сооружения могут обслуживать такие объекты, как: автомойки, промышленные предприятия, заводские территории, парковочные площадки и автостоянки, территории развлекательных центров, территории бизнес центров, территории комплексов для отдыхающих и туристов и территории поселков и частных домов, в том числе.

Рисунок 2. промышленная ливневая канализация

Системы ливневых канализаций состоят из следующих элементов: распределительный колодец, пескоуловитель, нефтеуловитель или масло-бензоотделитель, сорбирующий фильтр, контрольный колодец для отбора проб очищенной воды.

Все эти конструкции могут быть монтированы и установлены как в виде раздельных емкостей, собранных в единую канализационную систему, так и находиться внутри одной большой емкости, которая называется станцией глубокой очистки ливневых стоков.

При монтаже всегда должны выполняться все условия, которые не просто сохранят сооружение от всевозможных вредных воздействий, но также и дадут отличную возможность ему работать наиболее длительное время без сбоев.

Конструктивное описание подземных резервуаров ЛОС, предназначенных для сбора очистки поверхностных дождевых сточных вод, отводимых с площадки проектируемой автопарковки для стадиона в г.Краснодар

При проектировании строительных конструкций учтены геологические, гидрогеологические и сейсмические условия площадки строительства, способы возведения сооружения, которые рассматриваются в разделе организации строительства, а также требования всех действующих нормативных документов.

Конструкции подземных резервуаров ЛОС запроектированы из монолитного железобетона В20; F100; W6. Армирование выполнено отдельными стержнями стержневой арматурой класса АI(А240) и АIII (А400) по ГОСТ 5781-82. Поперечное сечение резервуаров имеет сложное пространственное построение.

Внутренние размеры и габариты помещений назначены исходя из их технологической взаимосвязи и предназначения, габаритных размеров и производительности размещаемого в них технологического оборудования.

Конструктивно сечение резервуаров представляет собой замкнутую многопролетную раму. Опирание плиты перекрытия на стены – шарнирное. Примыкание стен к плите днища – жесткое.

Конструктивная жесткость узлов примыкания обеспечивается соответствующим армированием. Толщина стен и плит днища и перекрытия приняты 300 мм.

В основании плиты днища предусмотрено устройство щебеночной подготовки (втрамбовыванием щебня фр. 20-40 мм в грунт основания) толщиной 100 мм. Поверх щебеночной выполняется устройство бетонной подготовки (кл. В7,5) толщиной δ=100 мм.

Для защиты от негативного влияния инфильтрации атмосферных осадков и подъема уровня грунтовых вод в конструкции подземного железобетонного резервуара предусмотрено устройство замкнутого контура гидроизоляции – нанесением по подготовленной бетонной поверхности осмотического гидроизоляционного состава на цементной основе Российского производства типа «Idrosilex PRO» за 2 раза. Данная гидроизоляция обладает высокой механической прочностью и растяжимостью и не требует устройства защитных слоев после ее нанесения при установке арматуры днища и выполнения обратной засыпки пазух котлованов и на плите перекрытия.

Подземный резервуар ЛОС выполнен в виде двух сблокированных смежными стенами конструктивно независимых объемов, разделенных деформационным сейсмическим осадочным швом толщиной 30 мм на два раздельных блока.

Разделение на два раздельных конструктивных объема продиктовано технологической компоновкой очистного сооружения из двух разнозаглубленных технологических групп помещений, значительной длиной подземного резервуара (около 30 м), что не допустимо при сейсмичности 8 баллов и особенностью инженерно-геологического строения грунтового напластования в основании днища разнозаглубленных секций.

Расчет очистных сооружений

В соответствии с Рекомендациями по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты, поверхностные сточные воды с проезжей части автомобильных дорог I категории, поступающие в сеть дождевой канализации, имеют следующие показатели по концентрации загрязнений у дождеприемника:

  • взвешенные вещества в дождевых стоках – 400 мг/л;
  • БПК5 – до 30 мгО2/дм3.
  • нефтепродукты – 40 мг/л.

Во время продолжительного дождя только первые порции поверхностного стока имеют высокие показатели по загрязняющим веществам. Далее в сеть поступают условно чистые воды с незначительным содержанием загрязняющих веществ.

В соответствии с п. 2.20 СНиП 2.04.03-85 максимальный, подлежащий очистке расход дождевого стока, отправляемый на очистку qlim, определен согласно п. 2.11 при периоде однократного превышения интенсивности предельного дождя Рlim = (0,05 – 0,1) года, обеспечивающем отведение на очистку не менее 70% годового объема поверхностных сточных вод.

Определение среднегодового объема поверхностных сточных вод

Среднегодовой объем поверхностных сточных вод (Wг) в м3 определяется по формуле (4) п.7.2.1 «Свод правил…»

Wг = Wд +Wт+Wм

,где Wд ,Wт ,Wм – среднегодовой объем дождевых, талых и поливо-моечных вод соответственно, м3.

Дождевые и талые сточные воды с территории промплощадки очищаются на локальной установке и собираются в сборнике чистых стоков. Полив территории осуществляется водой из данного сборника. В связи с этим объем поливомоечного стока в общий объем стока с территории не включается.

Среднегодовой объем дождевых Wд и талых Wт вод, стекающих с площадки АЗС определяется по формуле (5), (6) п.7.2.2 «Свод правил…»

Wд = 10хhдxψдхF

Wд = 10хhтxψтхF

,где F – площадь стока, F=16 га (с учетом перспективной застройки);

hд – слой осадков, за теплый период года, определяется по СП 131.13330, hд = 393 мм;

hт – слой осадков, за холодный период года, определяется по СП 131.13330, hт = 293 мм;

ψд – общий коэффициент стока дождевых вод, определяется как средневзвешенная ведичина в зависимости от постоянных значений коэффициента стока ψi для площадей стока с разными видами поверхностей, согласно указаниям п.п. 7.2.3.-7.2.4 таб.7 «Свод правил…». Расчет общего коэффициента стока дождевых вод (ψд).

ψт – общий коэффициент стока талых вод, согласно п.7.2.5 «Свод правил…», ψт= 0,5.

Таблица 3 – Расчет общего коэффициента стока дождевых вод (ψд)

Вид поверхности или площади водосбора

Площадь, Fi, га Доля покрытия от общей площади стока, Fi/F Коэффициент стока, ψi Fi ψi /F

Кровли и асфальтобетонные покрытия

14,4

0,90

0,8

0,72

Газоны

1,6

0,10

0,1

0,01

∑ Fi=16

ψд=0,73

Wд = 10хhдxψдхF= 10х368х0,73х16=42982,4 м3/год

Wт = 10хhтxψтхF= 10х293х0,5х16=23440 м3/год

Общий годовой объем поливомоечных вод (Wм),
м3, стекающих с площади стока, определяется по формуле:

Wм = 10m k Fм Yм,

,где т − удельный расход воды на мойку дорожных покрытий (как правило, принимается 0,2−1,5 л/м2 на одну мойку);

k − среднее количество моек в году (для средней полосы России составляет около 150);

Fм − площадь твердых покрытий, подвергающихся мойке, га(7,92 м2);

Yм − коэффициент стока для поливомоечных вод (принимается равным 0,5).

Wм = 10хm хkх Fмх Yм= 10х0,2х150 х7,92х0,5=1188 м3/год

Тогда средний годовой объем поверхностных сточных вод с территории составляет:

Wг = Wд +Wт +Wм = 42982,4+23440+1188=67610,4 м3/год

Определение расчетных объемов поверхностных сточных вод при отведении на очистку

Объем дождевого стока от расчетного дождя (Wоч) в м3 определяется по формуле (8) п.7.3.1 «Свод правил…»

Wоч = 10хhaхFxψmid

,где F – площадь стока, F = 16 га;

ha – максимальный слой осадков за дождь, ha = 10 мм;

ψmid – средний коэффициент стока для расчетного дождя, (определяется как средневзвешенная величина в зависимости от постоянных значений коэффициента стока ψi для разного вида поверхностей по данным таблицы 14 п.7.4.7 «Свод правил…»). Расчет ψmid приведен в таблице 4.

Таблица 4 – Расчет среднего коэффициента стока дождевых вод (ψmid)

Вид поверхности или площади водосбора

Площадь, Fi, га

Доля покрытия от общей площади стока, Fi/F

Коэффициент стока, ψi

Fi ψi /F

Кровли и асфальтобетонные покрытия

14,4

0,9

0,95

0,855

Газоны

1,6

0,1

0,10

0,01

∑ Fi=30 га

ψmid=0,865

Таким образом общий объем составляет:

Wоч = 10х10х16×0,865=1384 м3.

Максимальный суточный объем талых вод

Максимальный суточный объем талых вод (Wт.сут) в середине периода снеготаяния определяется по формуле(9) п.7.3.5 «Свод правил…»

Wт.сут = 10хhт.р.хах ψтхFхКу

где F – площадь стока, F = 16 га;

hт.р – слой осадка заданной повторяемости, hт.р= 5,5 мм ( определяется по карте районирования снегового стока)

а – коэффициент, учитывающий неравномерность снеготаяния, а = 0,8

Ку = 1-Fу/F = 1- Fу/F=1-8/16= 0,5;

,где Fу – площадь, очищаемая от снега

Wт.сут = 10х5,5х0,8х0,5х16х0,5 =176м3/сут.

Объем резервуара накопителя поверхностных сточных вод составляет W=1400м3

Производительность очистных сооружений рассчитываемая по дождевому стоку Q ос,д л/c определяется по формуле:

Q Ос.Д = Wос,д×Wтп /3.6(Tоч-Tотст-Tтп)

где: QОс Д − расчетный расход поверхностного стока при отведении на очистку (расчетная производительность блока очистки сооружений поверхностных сточных вод), л/с;

Wоч − объем дождевого стока от расчетного дождя, отводимого на очистные сооружения, м3;

Wт.п − суммарный объем загрязненных вод, об-разующихся при обслуживании технологичес-кого оборудования очистных сооружений в те¬чение нормативного периода переработки объ¬ема дождевого стока от расчетного дождя, м3;

Точ − нормативный период переработки объема дождевого стока от расчетного дождя, отводимого на очистные сооружения с селитебных территорий и предприятий, ч;

Тотст − минимальная продолжительность отстаивания поверхностных сточных вод в аккумулирующем резервуаре, ч;

Тт.п − суммарная продолжительность технологических перерывов в работе очистных сооружений в течение нормативного периода переработки объема дождевого стока от расчетного дождя, ч.

Q Ос.Д = 1400-60/3.6×(24-4-1) =19,6 л/с.

Выводы:

  1. Выполненные расчеты для сбора и очистки поверхностных дождевых сточных вод, отводимых с площадки проектируемой автопарковки для стадиона в г.Краснодар показали, что производительность локальных сооружений должна быть не менее 19,6 л/с.
  2. В соответствии с полученными расчетами были предложена конструкция локальных сооружений автономного образования с механической очисткой.

Библиографический список

Все статьи автора «Пикулева Валерия Олеговна»

Расчёт ливневых очистных сооружений

Компания «ЭкоКомпозит» вы можете бесплатно заказать услугу профессионального расчёта ЛОС.

Прежде чем приобрести ливневое очистное сооружение, крайне важно грамотно сделать расчёт его производительности и других параметров. Эту услугу, а заодно и проектирование, производство, монтаж ЛОС, вы можете заказать в компании «ЭкоКомпозит».

Почему так важен правильный расчёт ливневого очистного сооружения

Установка ЛОС — необходимая мера для объектов промышленности, дорожной и городской инфраструктуры и т. д. Через систему очистки должна проходить значительная часть загрязнённых поверхностных стоков, образующихся в результате таяния снега и выпадения атмосферных осадков.

Качественно рассчитать производительность сооружения — сложная инженерная задача. Любые допущенные ошибки значительно повышают риск неправильного подбора очистного сооружения ливневых стоков. В процессе дальнейшей эксплуатации это может привести:

  • к снижению эффективности работы системы;
  • загрязнению окружающей среды;
  • нарушению законодательных норм, за которыми обязательно последуют соответствующие санкции.

Как осуществляется подбор очистных сооружений ливневых стоков

Как пример расчёта производительности очистного сооружения ливневой канализации может служить следующая формула:

V = S * q20 * D;

где:

    • V — максимальный расход воды;
    • S — площадь территории, с которой поступают сточные воды;
    • q20 — максимальная интенсивность атмосферных осадков;
    • D — коэффициент влагопоглощения поверхности.

Различают проточный и накопительные сооружения.

Проточный тип подходит для расхода воды рассчитанного методом предельных интенсивностей, с учетом времени поверхностной концентрации и времени добегания стока по трубам. Проточный тип распространен для отвода стока с небольших площадей водосбора.

В основе накопительного типа — аккумулирующий резервуар для сбора поверхностного стока. Сток выше нормы удаляется через разделительную камеру. Далее накопленные стоки равномерно отправляются на очистку. Данный тип сооружений рассчитывается на прием осадков любой интенсивности, которые являются максимально концентрированными по загрязнениям.

Как выполняют расчёт ливневых очистных сооружений в компании «ЭкоКомпозит»

Специалистам нашей компании для точного подбора ЛОС потребуется следующая информация:

    • Общая площадь крыш, газонов и асфальтированных и прочих территорий.
    • Концентрация различного рода загрязнений на входе в очистное сооружение ливневой канализации и требуемая степень очистки на выходе.
    • Глубина залегания подводящего коллектора.
    • Место сброса поверхностных сточных вод . Как пример — в водоём или в канализацию.

По результатам расчёта будет предложено индивидуальное решение для вашего объекта. Мы делаем расчет в соответствии с нормативными документами СНиП 2.04.0385 и СП 32.13330.2012

Для того чтобы заказать бесплатный подбор очистных сооружений ливневых стоков, скачайте опросный лист на этой странице, заполните его и вышлите на наш электронный адрес. В ближайшее время с вами свяжется сотрудник компании «ЭкоКомпозит» для более подробного обсуждения всех деталей.

Оформите заявку на профессиональную консультацию

Методы и оборудование очистки дождевых сточных вод

Не каждый знает, зачем нужно очищать дождевые стоки и что это вообще такое. И зря – этот аспект водоотведения крайне важен, так как без должного контроля он напрямую влияет на почву и водные источники (как поверхностные, так и грунтовые).

Дождевые сточные воды (или, как их еще называют, ливневые) – это атмосферные осадки, которые, выпадая, смывают загрязнения и вредные химические вещества с поверхностей крыш зданий, дорог и тротуаров. Их главная особенность – неравномерность потока, зависящего от погодных условий. Больше всего ливневых стоков образуется весной, когда тает снег, и осенью, когда часто идут дожди.

Дождевые стоки отводятся с помощью специальной системы канализации. Они прокладываются по улицам городов или по территориям предприятий, которые отвечают за водоотведение.

Комплексные системы для очистки дождевых сточных вод

Из-за тесного взаимодействия осадков со всем, что окружает человека, сток содержит большое число различных по виду, фазовому состоянию и опасности загрязнений. Для эффективного удаления каждого из них требуется правильно сочетать различные виды очистки в одной системе.

Комплексная система очистки дождевых стоков

Очистка дождевых сточных вод, собираемых на большой территории, начинается с усреднения состава жидкости. Для этого применяют емкости-накопители, которые чаще всего располагаются под землей.

Дождевые стоки с небольших площадей очищают в компактных установках, которые также часто бывают подземными.

Пример подземного расположения очистных сооружений

Чтобы такая система практически не требовала вмешательства со стороны пользователя и исправно очищала сточные воды, проектировать и устанавливать ее должны только профессионалы с соответствующим опытом. Подобрать и осуществить монтаж индивидуальной системы для вашего случая помогут специалисты компании «КВАНТА+» в г. Тюмень.

Ливневые очистные сооружения применяют для территорий:

  • жилых кварталов в черте города и за ней (включая территории рынков, торгово-развлекательных комплексов и т.п.);
  • дорожной инфраструктуры (автомагистрали, заправки, парковки);
  • промышленных предприятий.

Важно помнить про очистку дождевой воды с крыш: вентиляционные выбросы зданий, особенно производственных, содержат немалое количество вредных веществ. Из-за осадков эти вещества смываются в окружающую среду.

Современные технологии очистки дождевых стоков

Все современные методы по принципу работы делятся на три крупных группы:

  1. Механические способы. Они очищают жидкость от крупных твердых частиц с помощью сил гравитации и инерции.
  2. Физико-механические, извлекающие мелкую взвесь и нерастворимые жидкости.
  3. Химические методы: добавление химических веществ, которые, реагируя с растворенными загрязнениями, выводят их из воды.

Для очистки городских ливневых вод применяются только первые две группы методов. Третий чаще всего дополняет схему обработки дождевой воды на предприятиях из-за особенностей состава загрязнений.

Стандартная схема очистки дождевых стоков включает в себя:

  • аккумулирующий резервуар;
  • песколовку;
  • маслоуловитель (или нефтеловушку);
  • сорбционный элемент.

Классическая система очистки дождевых стоков

Установка очистки ливневых сточных вод обязательно должна иметь дублирующую систему на случай, если основное оборудование выйдет из строя или поток осадков будет слишком большой.

Забор стока

Забор дождевого стока с территории происходит с помощью специальной системы дренажей. Они располагаются вдоль тротуаров и оснащаются решетками. Это делается для исключения попадания в канализацию крупных загрязнений (например, больших веток) и для того, чтобы в яму случайно не упал человек или не попало колесо машины. Оттуда вода самотеком или под напором поступает на очистные сооружения.

Первичное осветление воды

Очистка ливневых сточных вод начинается с резервуара удаления крупных частиц – песколовки. Песколовка извлекает из жидкости крупные загрязнения, которые по весу примерно равны песку. Частицы под действием гравитации оседают и скапливаются в приямке, откуда регулярно отводятся с помощью специального трубопровода или гидролифта.

Большинство песколовок просты в эксплуатации и обслуживании, они не требуют закупки дополнительных расходных материалов или постоянного контроля.

Компактная тангенциальная песколовка

Тонкослойное отстаивание

После удаления крупных твердых частиц необходимо из дождевой воды извлечь более мелкие. Для этого применяют отделения, принцип работы которых схож с отстойниками. Высокая эффективность и небольшие размеры таких отделений достигаются благодаря применению тонкослойных модулей – пластиковых пластин, расположенных параллельно друг другу.

Тонкослойный отстойник

Жидкость проходит через отстойник достаточно медленно, при осаждении большая скорость потока только мешает. Отстойники также не доставляют проблем при эксплуатации, но из них необходимо регулярно извлекать оседающие загрязнения.

Коалесцирование

Коалесцирующий блок позволяет извлечь из дождевой воды масла и нефтепродукты, которые смываются с автодорог и заправочных станций. В данном отделении капли нерастворимых жидкостей укрупняются, соединяясь вместе, и всплывают, образуя пленку на поверхности резервуара. Эта пленка удаляется с помощью специального перфорированного трубопровода или сорбирующих бонов. Для усиления эффекта коалесцирования применяют различные химические реагенты.

Установка с коалесцирующими модулями

Данные устройства позволяют эффективно очищать дождевую воду от примесей, однако за устройством отвода масел и нефтепродуктов необходимо тщательно следить.

Сорбция

Сорбционный фильтр помогает избавиться от остатков нефтепродуктов и примесей. После прохождения этой ступени очистки жидкость считается достаточно чистой для сброса.

Сорбционная очистка проводится с помощью загрузки, которая способна задерживать внутри своего объема различные загрязнения. В качестве такой загрузки чаще всего применяют активированный уголь.

Устройство сорбционного фильтра

Загрузку необходимо промывать для восстановления сорбционных свойств и заменять на новую, когда старая теряет способность поглощать примеси. Частота замены и регенерации рассчитывается в зависимости от объема дождевого стока и количества загрязнений.

Сброс очищенной воды

Очищенные дождевые сточные воды поступают либо в общегородскую систему водоотведения, либо в водный объект (реку или озеро), сброс в который разрешен местным контролирующим госорганом. Строго запрещается выводить сток на рельеф (проще говоря, в поле).

На заводах дождевая вода часто очищается до такого высокого качества, что ее направляют на использование в производственный цикл.

Отсутствие сооружений очистки ливневых сточных вод приведет к нанесению вреда как природе, так и здоровью людей. Чтобы не допустить попадания токсичных веществ в воду и почву, необходимо контролировать состав воды и очищать ее до нормативных значений. С этим может справиться только оборудование, специально спроектированное для конкретного случая и установленное профессионалами.

Расчет сооружений по обработке осадков сточных вод

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 13

Расчет сооружений производится в соответствии с методиками . При этом должны быть определены:

для индивидуально проектируемых сооружений (уплотнители, метантенки, иловые площадки):

— габаритные и основные технологические размеры;

— основные технологические параметры;

— число сооружений;

для серийно выпускаемых сооружений (сооружения механического обезвоживания, сушилки, печи):

— тип и марка сооружения;

— основные технологические параметры и режим работы;

— число сооружений.

8.1. Расчет сооружений по обработке осадка из песколовок

8.1.1. Расчет установки по отмывке песка

Периодичность поступления осадка из песколовок на обработку, ч, при условии его удаления поочередно из каждой рабочей песколовки через равные промежутки времени, составляет:

где: t – продолжительность хранения осадка в песколовке, ч, t = 2сут,. t=48ч;

n – число рабочих песколовок, n = 6.

Объем сжиженного осадка из одной песколовки, м3, поступающего на обработку, соответствует:

здесь Vос – объем осадочной части песколовки, Vос = 4,35 м3;

Vсм – объем воды, затрачиваемый на одну промывку одной песколовки, Vсм = 1,2 м3.

Продолжительность нахождения осадка в установке по отмывке песка, ч:

где tр – продолжительность нахождения осадка в приемном резервуаре (1…2 ч), tр = 1,5 ч;

tпр – продолжительность отмывки песка (0,25 … 0,30 ч), tпр=0,3 ч;

tу – продолжительность уплотнения отмытого песка (5 … 6 ч), tу=5 ч.

Ввиду малого объема осадка, попадающего на обработку единовременно, и того, что периодичность поступления осадка примерно равна продолжительности его нахождения в установке, полагаем, что все операции по отмывке осадка производятся в одном резервуаре. При этом данный резервуар следует оборудовать системами подачи и распределения промывной воды, перемешивания, сбора и отведения воды, а так же системой промывки сооружения. Принимаем два резервуара рабочим объемом 7 м3 каждый.

Расход воды на отмывку осадка, м3/ч:

где, qп – удельный расход воды на отмывку осадка (1,0 … 1,5 м3/м3), qп = 1 м3/м3.

Объем воды, затрачиваемый на отмывку осадка из одной песколовки, м3:

Расход воздуха на перемешивание смеси осадка с промывной водой, м3/ч:

Здесь qв – удельный расход воздуха на перемешивание, qв = 0,5 м3/м3.

Влажность осадка после отмывки принимаем равной исходной влажности осадка из песколовок (табл. 8), т. е. W0 = 85 %.

8.1.2. Расчет центрифуг

Расход осадка из песколовок в сутки, м3/сут.:

где Vос – объем осадочной части песколовки, Vос = 4,35 м3;

n – число рабочих песколовок, n = 6;

t – продолжительность пребывания осадка в песколовке, t = 2 сут.

Число рабочих центрифуг, шт.

Здесь q – производительность центрифуги по исходному осадку, принимается по паспортным данным предполагаемых к использованию аппаратов (табл. 22 ). Выбираем центрифугу марки ОГШ-321к-2 производительностью q = 4 м3/ч.

Принимаем n = 1 шт.

Общее число центрифуг, шт.

где np — число резервных центрифуг, np = 1 шт.

Продолжительность работы центрифуг в течение суток, ч:

Производительность центрифуг по кеку, кг/сут:

где Wн – влажность обезвоживаемого осадка (табл. 8), Wн = 85 %;

ρ – плотность обезвоживаемого осадка, ρ = 1 т/м3;

ε – эффективность задержания сухого вещества осадка, ε = 30%;

Wк – влажность кека, Wк = 70 %.

Расход кека, м3/сут:

где ρк – плотность кека, ρк = 1500 кг/м3.

Расход фугата, м3/сут:

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к центрифугам, м:

T — продолжительность работы центрифуг в течение суток, T=3,25;

Здесь v – скорость движения осадка в трубопроводе, v = 0,1 м/с.

Принимаем D = 0,15 м.

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к одной центрифуге, м:

Принимаем d = 0,15 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от центрифуг на очистку, м:

где vф – скорость движения фугата в трубопроводе, vф = 3 м/с.

Принимаем Dф = 0,01 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от одной центрифуги в резервуар-накопитель, м:

где v’ф – скорость движения фугата в трубопроводе, v’ф = 1 м/с.

Принимаем dф = 0,05 м.

8.1.3. Расчет сушилок

Количество кека по сухому веществу, т/сут.:

где Мк – количество кека фактической влажности, Мк = 1957,5 кг/сут = 1,9575 т/сут;

Wк – влажность кека, подаваемого на сушку, Wк = 70 %.

Количество влаги в кеке, подаваемом на сушку, т/сут:

Количество влаги в высушенном осадке, т/сут:

Здесь Wс – влажность высушенного осадка, Wс = 20 %.

Количество испаряемой влаги, т/сут:

Число рабочих сушилок, шт:

где qс – производительность сушилки по испаряемой влаге, выбираем барабанную сушилку марки СБ 1-4 с производительностью по испаряемой влаге qс = 0,2 т/ч.

Принимаем n = 1 шт.

Число резервных сушилок, шт:

Принимаем nр = 1 шт.

Общее число сушилок, шт.

Продолжительность работы сушилок в течение суток, ч/сут:

Количество высушенного осадка, т/сут:

8.2. Расчет сооружений по обработке осадка из камер нейтрализации

8.2.1. Расчет центрифуг

Масса сухого вещества осадка из камер нейтрализации, т/сут.:

где Qсут – расход сточных вод, Qсут =108725 м3/сут.;

Ci – разность между концентрацией ВВ на входе и выходе камер нейтрализации, Ci = 161,44-10=151,44 мг/л = 151,44*10-6 т/м3;

Cj – разность между концентрацией БПКполн на входе и выходе камер нейтрализации, Cj = 135,7-95=40,7 = 40,7*10-6 т/м3;

Число рабочих центрифуг, шт.

Здесь q – производительность центрифуги по исходному осадку, принимается по паспортным данным предполагаемых к использованию аппаратов (табл. 22 ). Выбираем центрифугу марки ОГШ-352к-3 производительностью q = 6 м3/ч.

Принимаем n = 8 шт.

Общее число центрифуг, шт.

где np — число резервных центрифуг, np = 2 шт.

Продолжительность работы центрифуг в течение суток, ч:

Производительность центрифуг по кеку, кг/сут:

где Wн – влажность обезвоживаемого осадка (табл. 8), Wн = 98 %;

ρ – плотность обезвоживаемого осадка, ρ = 1 т/м3;

ε – эффективность задержания сухого вещества осадка, ε = 30%;

Wк – влажность кека, Wк = 70 %.

Расход кека, м3/сут:

где ρк – плотность кека, ρк = 1500 кг/м3.

Расход фугата, м3/сут:

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к центрифугам, м:

T — продолжительность работы центрифуг в течение суток, T=21,6;

Здесь v – скорость движения осадка в трубопроводе, v = 0,1 м/с.

Принимаем D = 0,45 м.

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к одной центрифуге, м:

Принимаем d = 0,15 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от центрифуг на очистку, м:

где vф – скорость движения фугата в трубопроводе, vф = 3 м/с.

Принимаем Dф = 0,1 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от одной центрифуги в резервуар-накопитель, м:

где v’ф – скорость движения фугата в трубопроводе, v’ф = 1 м/с.

Принимаем dф = 0,05 м.

8.3. Расчет сооружений по обработке осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила

В связи с тем, что предполагается совместная обработка осадков из первичных отстойников и избыточного активного ила, необходимо предварительно определить расход их смеси и ее усредненную влажность.

Суточный расход осадка из первичных отстойников, м3/сут:

где Vос – объем осадка, накапливаемого в первичных отстойника за сутки, Vос = 206 м3/сут.

Суточный расход избыточного активного ила, м3/сут:

Здесь qр – часовой расход избыточного активного ила от одного аэротенка, qр = 112,2 м3/ч;

N – число рабочих аэротенков, N = 2 шт.

Усредненный суточный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут:

Усредненная влажность смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, %:

где Wо – влажность осадка из первичных отстойников (табл. 8), Wо=98,3 %;

Wи – влажность избыточного активного ила (табл. 8), Wи = 99,5 %.

Date: 2015-07-27; view: 1094; Нарушение авторских прав

Понравилась страница? Лайкни для друзей:

Компостирование осадков сточных вод: расчеты, технология, применеие

В общей проблеме очистки сточных вод обработка осадков представляет собой сложный и окончательно не решенный вопрос. При размещении на иловых площадках осадок занимает большие площади и негативно воздействует на состояние окружающей среды.

Одним из путей решения проблемы загрязненных и деградированных городских почв, оздоровления городских экосистем и рекультивации техногенных и нарушенных почв является применение компостов на основе осадков сточных вод (ОСВ).

Услуги технического консалтинга

Компостирование биотермический процесс разложения органических веществ ОСВ, осуществляемый под действием аэробных микроорганизмов с целью обеззараживания, снижения влажности, стабилизации и подготовки осадков к утилизации в качестве удобрения. Аэробный процесс сопровождается выделением теплоты с саморазогреванием компостируемой массы и испарением влаги.

Комментарий Специалиста 3 категории Департамента технического консалтинга:

«Действительно, метод биотермического компостирования осадка сточных вод является эффективным и прогрессивным для снижения негативного воздействия очистных сооружений предприятия на окружающую среду и получения дополнительной прибыли. Данный метод позволяет получить инертный обезвреженный конечный продукт, характеризуется простотой технологической схемы и эксплуатации технологического оборудования, низкими энергозатратами, экологичностью, быстрой окупаемостью.

Применение метода биотермического компостирования целесообразено для очистных станций с небольшой производительностью. Процесс биотермического компостирования осадков сточных вод в смеси с раз- личными органическими наполнителями (торфом, опилками, соломой, сельскохозяйст- венными растительными отходами и т.п.) позволяет осуществить надежное обезврежи- вание отходов для последующей их утилизации.

Главным лимитирующим фактором при использовании осадка в качестве удобрения является содержание в нем тяжелых металлов. Поэтому осадки перед внесением в почву необходимо анализировать на содержание тяжелых металлов, а на участках, предназначенных для удобрения, проводить агрохимическое обследование почв по различным показателям. Результаты исследований и их обсуждение. Одним из основных требований эффективного экологически безопасного использования органических удобрений является организация контроля их качества. Основанием для применения органических удобрений является соответствие их характеристик требованиям нормативных документов СанПиН 2.1.7.573-96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения», ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве». СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы».

При компостировании примерно 50% массы отходов превращается в диоксид углерода и воду. Разложение органического вещества (сопровождается выделением теплоты) характеризуется обобщенными уравнениями:

Компостирование, с одной стороны, позволяет получить ценный продукт, а с другой – является процессом обработки, делающим осадки хозяйственно-бытовых и близких по составу производственных сточных вод безопасными для окружающей среды. В процессе биодеградации отходов органический субстрат претерпевает физические и химические превращения с образованием стабильного гумифицированного конечного продукта. Такие продукты быстро приходят в равновесие с экосистемой, в которую их внесли, и не вызывают серьезных нарушений в ней, как это бывает при внесении не переработанных отходов.

При использовании осадков сточных вод и компостов на их основе, в качестве удобрения или почвогрунтов в почвах увеличивается содержание органического вещества, азота, фосфора, других макро- и микроэлементов. Под действием осадков, как правило, снижается кислотность почв, увеличивается их влагоемкость, что особенно важно для почв легкого гранулометрического состава. Улучшаются тепловой, водный и воздушный режимы почв, возрастает их биологическая активность. Однако повышенное содержание тяжелых металлов в ОСВ вызывает необходимость проведения постоянного мониторинга и расчета допустимых доз внесения, а также с точки зрения содержания биогенных элементов, потенциально токсичных веществ.

Компостирование позволяет улучшить санитарно-гигиенические показатели вследствие гибели болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух, а также по сравнению с термосушкой существенно сокращаются топливно-энергетические расходы на обеззараживание осадков. В процессе жизнедеятельности аэробных микроорганизмов происходит потребление и органических веществ, поэтому биотермический процесс наиболее эффективен при компостировании сырых несброженных осадков. Однако он применяется и в комбинации с анаэробным сбраживанием осадков в мезофильных условиях. В связи с тем, что процесс эффективен лишь при определенной влажности осадков, целесообразно компостированию подвергать осадки, механически обезвоженные или подсушенные на иловых площадках. Для создания пористой структуры, требуемой влажности и соотношения углерода к азоту компостирование осадков осуществляется с наполнителями, в качестве которых используются твердые бытовые отходы, торф, опилки, листва, ботва растений, солома, молотая кора и часть готового компоста. Оптимальные условия для осуществления процесса создаются при влажности смеси осадка с наполнителем 60 65%, отношении углерода к азоту 20 30:1 и рН ферментируемой массы 5,5 8,0 ед. Интенсивность процесса и качество получаемого компоста зависят от созданных условий для жизнедеятельности микроорганизмов, физико-химического состава смеси с наполнителем, условий аэрации, гомогенизации, теплообмена. При распаде 1 кг органического вещества выделяет в среднем 21 МДж теплоты. С учетом теплопотерь и нагревания материала на испарение 1 кг влаги в среднем расходуется 4 МДж. Таким образом, разложение 1 кг органического вещества позволяет удалить из осадка 5 кг влаги. Продолжительность процесса зависит от принятой технологии, оборудования, объема и состава осадка, климатических факторов, размера штабелей, количества подаваемого воздуха, периодичности перелопачивания и т.п.

Для компостирования механически обезвоженных или подсушенных на иловых площадках ОСВ применяют различные технологии и оборудование: в штабелях на площадках, траншеях с оборудованием для перемешивания, биобарабанах, ферментаторах и др.

Основные технологические операции процесса компостирования приведены на рис.1.

Рис.
Рисунок 1. Типовое сооружение компостирования осадка.

1 – закрытая площадка для хранения присадочного материала; 2 – площадка для погрузки готового компоста; 3 – площадка дозревания; 4 – площадка компостирования; 5 – площадка смешения осадка с присадочным материалом; 6 – кран

При применении указанных технологий продолжительность процесса компостирования осадков с наполнителями составляет от 10-12 сут. (механизированные методы) до 3-6 мес. (компостирование в штабелях).

Комментарий Специалиста 3 категории Департамента технического консалтинга:

«Метод компостирования заключается в смешении осадка с заранее приготовленным материалом, имеющим низкую влажность (около 40%), для уменьшения влажности смеси до 50-60%.

Дополнительное высушивание компоста продолжается до 30 суток. Осадки сточных вод имеют низкое отношение углерода к азоту, высокую влажность и плохо поддаются аэрации. Их необходимо смешивать с твердым материалом, сорбирующим влагу, который обеспечит дополнительный углерод и нужную для аэрации структуру смеси.

В качестве компонентов для приготовления компоста можно использовать древесные опилки, отходы растительного происхождения».

Процесс компостирования состоит из двух фаз:

Первая фаза продолжается в течении 1-3 недель и сопровождается интенсивным развитием микроорганизмов, температура осадка повышается до 50 80°С. При этом происходит обеззараживание осадка и сокращение его массы.

Вторая фаза – созревание компоста – более длительная. Она продолжается от двух недель до 3 – 6 месяцев и сопровождается развитием простейших и членистоногих организмов, понижением температуры до 40°С и ниже. Повышение температуры окружающего воздуха интенсифицирует процесс разложения органических веществ.

Готовый компост представляет собой сыпучий материал влажностью 40-50%, не имеющий запаха, содержащий макро- и микроэлементы, необходимые для роста и развития растений, полезную микрофлору и вещества, повышающие плодородие почв. Характеристика компоста представлена в табл. 1.

Таблица 1 — Характеристика готового компоста

Компостирование канализационных осадков, как самостоятельно, так и совместно с другими отходами используется достаточно широко. Совместное компостирование оказывается предпочтительным потому, что в канализационных осадках содержится много азота, но относительно мало углерода; при аэробном компостировании на 1 часть азота должно приходиться 30 – 70 частей углерода, при анаэробном процессе это соотношение может быть меньше.

При добавлении компоста в почву, компост разрушается, выделяя основные питательные вещества для растений N, Р, К, микроэлементы. Клейкие вещества, а также мицелий грибов и актиномицетов способствуют агрегированию частиц почвы, органические компоненты компоста увеличивают его способность удерживать влагу. Эти факторы значительно повышают устойчивость почвы к ветровой и почвенной эрозии.

Выводы. Использование компостов в качестве удобрения дает существенные экологические преимущества, возвращая в почвы питательные вещества и сокращая использование химических удобрений. Гигиенические исследования осадков хозяйственно-бытовых и близких по составу городских и производственных сточных вод, а также полученного из них компоста подтвердили их санитарно-эпидемиологическую безопасность, высокую удобрительную ценность и позволили рекомендовать эти продукты для удобрения почв под лесопосадки, посадки декоративных кустарников, технические культуры, при соблюдении соответствующих агротехнических мероприятий.

Вернуться к разделу статей

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *