АННОТАЦИЯ

Проект станции доочистки сточных вод ОСК г.Миасса. – Челябинск: ЮУрГУ- 163с. Библиография –52

наименования. 9 листов чертежей формата А1, 2 листа приложений формата А3, 26 листов приложений А4.

 

Анализ работы существующих очистных сооружений канализации г.Миасса показал, что практически все основные сооружения имеют высокую степень изношенности и не соответствуют техническим требованиям. Степень очистки сточных вод недостаточна и превышает нормативные показатели по ряду загрязнений при сбросе очищенной воды в водоем рыбохозяйственого назначения. Разработанный проект реконструкции очистных сооружений позволяет довести качество очищенной воды до нормативных показателей. В проекте запроектирована станция доочистки сточных вод с целью глубокого удаления взвешенных веществ и органических примесей.

Внимание!

Диплом № 2313. Это ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ дипломной работы, цена оригинала 1000 рублей. Оформлен в программе Microsoft Word. 

Оплата. Контакты.

Содержание

Введение ………………………………………………………………………… 10
1 Существующее положение с очисткой сточных вод г.Миасса и постановка
задачи дипломного проекта……………………………………………………… 11
1.1 Общие сведения…………………………………………………………… 11
1.2 Технологическая схема очистки сточных вод…………………………… 12
1.3 Качественные показатели сточных вод…………………………………… 15
1.4 Описание технологической схемы очистки сточных вод и обработки …
осадка…………………………………………………………………………… 15
1.5 Анализ работы очистных сооружений………………………………….. 19

2 Определение степени очистки с обоснованием необходимости глубокой
очистки………………………………………………………………………… 21
2.1 Расчетная производительность ОСК…………………………………….. 21
2.2 Характеристика состояния водного объекта – приемника сточных вод 22
2.3 Определение требуемой степени очистки сточных вод……………….. 23
2.4 Выводы…………………………………………………………………… 26

3 Литературный обзор по методам доочистки сточных вод………………… 27
3.1 Глубокая очистка сточных вод от взвешенных веществ и органических загрязнений…………………………………………………………………… 27
3.1.1 Процеживание………………………………………………………… 27
3.1.2 Фильтрование…………………………………………………………… 30
3.2 Очистка сточных вод от биогенных элементов………………………… 48
3.3 Удаление из очищенных сточных вод бактериальных загрязнений
(дезинфекция или обеззараживание)………………………………………….. 50

4 Выбор метода доочистки сточных вод………………………………………. 52
4.1 Характеристика фильтрующих материалов……………………………. 52
4.2 Технические параметры работы фильтров доочистки………………… 53

5 Экономическое сравнение вариантов доочистки сточных вод…………….. 56
5.1 Определение капитальных вложений…………………………………… 56
5.2 Определение годовых эксплуатационных расходов…………………… 56
5.3 Экономическое сравнение вариантов…………………………………… 59
5.4 Расчет эффективности внедрения новой технологии………………….. 60

6 Балансовая схема изменения качества и количества поступающей воды
с учетом возврата дренажных и промывных вод……………………………… 61

7 Расчет сооружений станции доочистки сточных вод………………………. 64
7.1 Технологическая схема доочистки сточных вод ……………………….. 64
7.2 Характеристика и назначение основных сооружений и оборудования 65
7.3 Расчет сооружений и подбор оборудования……………………………. 67
7.3.1 Расчет фильтра……………………………………………………… 67
7.3.2 Расчет распределительной системы фильтра…………………….. 68
7.3.3 Расчет устройства для сбора и отвода воды при промывке …….
фильтра…………………………………………………………………………… 71
7.3.4 Определение потерь напора при промывке фильтра……………. 72
7.3.5 Подбор насосов для промывки фильтров………………………… 73
7.3.6 Подбор воздуходувок……………………………………………… 74
7.3.7 Подбор насосов для подачи воды на фильтр…………………….. 74
7.4 Расчет пескового хозяйства…………………………………………… 74
7.5 Подбор установок для обеззараживания воды………………………. 75
7.6 Расчет объема резервуаров ……………………………………………. 75
7.7 Расчет основных технологических трубопроводов………………….. 76
8 Проверочный расчет основных сооружений очистки с учетом возврата
дренажных и промывных вод ………………………………………………… 77
8.1 Проверочный расчет сооружений 1 линии …………………………… 77
8.2 Проверочный расчет сооружений 2 линии …………………………… 83

9 Безопасность жизнедеятельности при строительстве резервуара ………. 88
промывных вод
9.1 Вредные и опасные факторы на объекте ……………………………… 88
9.1.1 Микроклимат……………………………………………………. 91
9.1.2 Шум ……………………………………………………………… 92
9.1.3 Вибрация ………………………………………………………… 92
9.1.4 Повышенная запыленность воздуха …………………………… 93
9.1.5 Неудовлетворительное освещение ……………………………. 93
9.1.6 Травмоопасные факторы………………………………………. 94
9.1.7 Электробезопасность ………………………………………….. 94
9.1.8 Сварочные работы……………………………………………… 95
9.2 Обеспечение безопасности и охрана труда…………………………… 96
9.3 Мероприятия по охране труда при монтаже резервуара…………….. 100
9.4 Пожарная безопасность ……………………………………………….. 101

10 Технология строительства резервуара промывных вод……………….. 103
10.1 Определение объемов земляных работ…………………………….. 103
10.2 Выбор машин и механизмов………………………………………… 108
10.3 Определение трудоемкости работ………………………………….. 113
10.4 Расчет графика производства работ……………………………….. 113

11 Организация строительного производства ……………………………… 116
11.1 Калькуляция трудовых затрат ……………………………………… 116
11.2 Определение продолжительности работ ………………………….. 116
11.3 Организация строительной площадки…………………………….. 116
11.3.1 Обоснование потребности строительства в рабочих кадрах 116
11.3.2 Обоснование потребности строительства во временных 116
зданиях…………………………………………………………………………
11.3.3 Обоснование потребности строительства в складах………… 117
11.3.4 Обоснование потребности строительства в воде……………. 118
11.3.5 Обоснование потребности в электроэнергии……………….. 119
11.3.6 Расчет количества прожекторов……………………………… 119
11.3.7 Временные дороги…………………………………………….. 120
11.3.8 Определение опасной зоны рабочего крана ………………… 120

Заключение…………………………………………………………………… 122
Библиографический список…………………………………………………. 123
Приложения
Приложение А Балансовая схема водоотведения ОСК (существующая) 126
Приложение Б Балансовая схема водоотведения ОСК (проектируемая) 128
Приложение В Локальная смета «Реконструкция резервуара ………… 128
промывных вод при станции доочистки ОСК»……………………………..

1 Существующее положение с очисткой сточных вод г.Миасса и постановка задачи дипломного проекта

1.1 Общие сведения

Очистные сооружения водоотведения города Миасса расположены в се-верной части территориального образования «Город Миасс», в южных отрогах Уральских гор, у подножья западного склона Ильменского хребта, а правобережной пойменной долине реки Миасс, являющейся бассейнообразующей рек Тобол-Иртыш-Объ .

Очистные сооружения, принимающие сточные воды г. Миасса, представляют собой застроенную комплексом сооружений и коммуникаций территорию, площадью 43,38 га.

Площадка очистных сооружений расположена в восьми километрах от северной окраины Машгородка г.Миасса, южнее п. Селянкино, в двух километрах от п.Северные Печи.

С северо-восточной стороны территория граничит с предприятием ООО «ПФ «Ника», с юго-восточной с коллективным садом «Энергетик». На участке сада расположена артезианская скважина, питающая водой комплекс очистных сооружений. С западной стороны участок огибает автомагистраль областного значения Миасс- Карабаш- Екатеринбург.

Территория очистных сооружений застроена зданиями и сооружениями двух потоков технологического цикла очистки, строительство которых велось двумя очередями: в 1960г. — нижняя зона, в 1987 году — верхняя.

Рельеф участка спокойный, общим уклоном в западном направлении. Отметки рельефа колеблются в пределах от 316,60м до 336,80м. Отметка уреза воды реки Миасс в месте сброса сточных вод равна 300м.

Водоотвод условно чистых вод от очистных сооружений осуществляется в реку Миасс.

 

Согласно карте климатического районирования площадка строительства расположена в строительно-климатической зоне 1 В.

Климат района континентальный; характерными его чертами являются холодная продолжительная зима с устойчивым снежным покровом, теплое, но сравнительно короткое лето, ранние осенние и поздние весенние заморозки.

Среднегодовая температура воздуха около 1 С.

Абсолютный минимум температуры – минус 47 С.

Абсолютный максимум температуры – плюс 38 С.

Переход температуры через «ноль» наблюдается осенью во второй половине октября и весной в конце первой декады апреля.

Среднегодовое количество осадков составляет 413мм.

Преобладающими ветрами данного района являются ветры южного, юго-западного, и северо-западного направлений. Среднемесячные скорости ветра колеблются от 1,6 до 2,6м/с.

Промерзаемость грунтов составляет 1,9… 2,2м.

Размер санитарно-защитной зоны для комплекса очистных сооружений водоотведения в соответствии с санитарной классификацией предприятий (п.4.5. ) составляет 500м.

Ситуационный план размещения очистных сооружений канализации показан на рис.1.1

 

1.2 Технологическая схема очистки сточных вод

 

Очистные сооружения водоотведения г.Миасса, предназначенные для очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод, были запроектированы институтом «Союзводоканалпроект» г.Москва и введены в эксплуатацию по очередям:

— 1 очередь (нижняя зона) – в 1960 году на производительность 30 тыс. м3/сут,

— 2 очередь (верхняя зона) – в 1987 году на проектную производительность 52 тыс. м3/сут.

Фактический расход сточных вод, поступающих на очистку, по данным аудиторского заключения ООО «Уральская компания «Экологический аудит» составляет 69 тыс. м3/сут, в том числе:

— на сооружения нижней зоны – 21 тыс.м3/сут,

— на сооружения верхней зоны – 48 тыс.м3/сут.

Очистка сточных вод выполняется отдельно на сооружениях верхней и нижней зон с применением биологического метода по традиционной схеме:

решетки – песколовки – отстойники первичные – аэротенки смесители – отстойники вторичные – доочистка на скорых фильтрах.

На доочистку направляются сточные воды с верхней зоны в полном объеме, с нижней зоны – в объеме 80% (20% сточных вод нижней зоны без доочистки поступает на обеззараживание).

После обеззараживания жидким хлором недостаточно очищенные сточ-ные воды отводятся по открытому лотку в реку Миасс.

 

Осадок (иловая смесь) из вторичных отстойников поступает в иловые резервуары. Насосами циркуляционный ил подается в аэротенки, избыточный ил (верхней и нижней зоны) – в лоток перед первичными отстойниками нижней зоны.

Осадок из первичных отстойников нижней зоны самотеком поступает в бак насосной станции метантенков, далее через метантенки на иловые площадки нижней зоны.

Осадок из первичных отстойников верхней зоны насосом насосной станции подается в резервуар и далее через метантенк – на иловые площадки верхней зоны.

Метантенки, в связи с отсутствием теплоносителя, не используются для сбраживания осадка, а применяются в качестве накопителей.

 

Существующая технологическая схема очистки сточных вод представлена на рис.1.2.

 

1.3 Качественные показатели сточных вод

 

Показатели качества поступающей и очищенной сточной воды по данным лаборатории ОСК за 2006-2008гг. представлены в таблице 1.1

 

Таблица 1.1- Показатели качества поступающей и очищенной сточной воды

№

п/п Наименование

показателя Концентрация вещества Норматив для сброса очи-щенной

воды в водо-ем рыбохо-зяйст

венного на-значения

До очист-ки

1 ли-ния

 

До очи-стки

2 линия

 

После очист-ки

1 Взвешенные вещества,

 

110,0 95,2 12,5 Фон +0,25

2 БПК полн (БПКотс х 1,5),

 

120,8 97,4 14,35 3,0

3 Азот аммонийный,

16,02 15,9 1,33 0,4

4 Азот нитратов,

<0,1 8,87 9,1

5 Азот нитритов,

<0,02 0,051 0,02

6 Фосфаты (по фосфору)

2,45 2,21 1,74 0,2

7 Нефтепродукты,

1,98 2,23 0,14 0,05

8 СПАВ,

0,26 0,28 0,048 0,50

9 Железо,

0,8 1,17 0,33 0,1

10 Хром,

<0,01 <0,01 0,02 (3-х ва-лент.)

11 Медь,

0,009 0,008 0,002 0,001

12 Цинк,

0,13 0,057 0,01

13 Сухой остаток,

353,93 354,33 405,33 405,33

14 рН 7,8 7,8 —

15 Хлор свободный,

— — 0,5-1,0 отсутствует

 

 

1.4 Описание технологической схемы очистки сточных вод

и обработки осадка

 

Первая линия очистных сооружений запущена в эксплуатацию в 1959г. Проектная производительность – 30820 м3/сут (11249,3 тыс.м3/год), фактиче-ская – 18144 м3/сут (6622, 56 тыс.м3/год).

В состав очистных сооружений 1 линии входят: приемная камера, решетка-1шт, песколовки –2шт, первичные отстойники – 8шт, аэротенки – 6шт, вторичные отстойники – 4шт, метантенки -4шт, контактные резервуары – 3шт (общие для обеих линий), иловые площадки.

 

Сточные воды по напорному коллектору поступают в приемную камеру, которая предназначена для гашения напора, затем по лотку, в котором установлена решетка для удаления отбросов, стоки поступают в здание песколовок. Очистка решетки производится вручную, граблями. Отбросы складываются в ведро и уносятся на место захоронения в яму, которая обсыпается хлорной известью, особенно летом.

Две горизонтальные песколовки расположены в закрытом помещении, каждая состоит из двух секций. В процессе механической очистки сточных вод в песколовках происходит выделение нерастворенных минеральных примесей (песка) под действием силы тяжести. Приямок для сбора осадка в секциях один раз в сутки очищается оператором. Для этого закрывают впускной и выпускной шиберы, секция опорожняется, стенки и приямок омываются водой. Осадок осевший на дно песколовок откачивается и направляется в бункер песка, где происходит частичное его обезвоживание.

Песок направляется на песковые площадки для дальнейшего обезвожива-ния, а надосадочная жидкость из пескового бункера возвращается обратно в приемную камеру.

За песколовками расположены первичные вертикальные отстойники (8шт.), предназначенные для выделения взвешенных веществ из сточных вод, что при достигаемом эффекте осветления 40-60% приводит к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40% от исходного значения.

Осадок отдельно из каждого отстойника удаляется два раза в смену следующим образом. Медленно закрывается задвижка отводящей трубы. Низшая точка трубы находится в отстойнике, не доставая до дна около 300мм; при открытой задвижке ил медленно выдавливается под гидростатическим давлением воды в отводящую трубу и в сборный колодец.

Из колодца по илопроводу ил поступает в приемный резервуар метантенков. Очередность откачки определяется визуально оператором по качеству и густоте ила. Ил откачивается до появления воды. После откачки ила, производится промывка илопровода водой: шибером закрывается выпускной лоток, уровень воды в отстойнике повышается, вода переливается через окна переливной камеры, которая расположена в центре отстойника, вода попадает в колодец и по илопроводу движется к метантенкам, смывая грязь с внутренних стен труб. Работа производится согласованно с оператором метантенков, путем подачи звуковых сигналов электрозвонком.

После первичных отстойников сточная вода поступает на сооружения биологической очистки — аэротенки (с рассредоточенным в пуском сточной воды), в которых происходит очистка в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила. Сточная вода непрерывно перемешивается и аэрируется до насыщения кислородом воздуха. Аэротенки трехкоридорные, с размерами коридоров 6х5х42м выполнены из сборного железобетона.

Осветленная сточная жидкость из первичных отстойников по подводящему лотку подается в распределительную камеру аэротенков, из нее по шести лоткам через отверстия в аэротенки. Циркулирующий ил подается в начало первого коридора каждого аэротенка. В последнем коридоре каждого аэротенка смесь переливается в сборный лоток и по нему отводится во вторичные отстойники.

Эффективность работы аэротенков контролируется путем сравнения ре-зультатов лабораторных проб, взятых до поступления на биологическую очистку и после выхода из них. Концентрацию растворенного кислорода необходимо поддерживать 3,5-5, концентрацию циркулирующего ила в пределах 18-25 объемных процентов (анализ каждые 4 часа). Если доза ила превышает 25% в одном или нескольких аэротенках, то необходимо отрегулировать подачу воды в те аэротенки, где доза ила превышает норму, если доза ниже 13%, то необходимо теми же шиберами приостановить подачу воды в те аэротенки, где доза или маленькая. Также регулируется доза ила на сброс избыточного ила в первичные отстойники. Подача воздуха также регулируется: при низком содержании растворенного кислорода повышают концентрацию активного ила.

Насосно-воздуходувная станция обеспечивает подачу кислорода воздуха и циркулирующего активного ила в аэротенки. На станции установлено 6 турбовоздуходувок ТВ 80-1,6 Q=6000м3/час, также центробеж-ные насосы марок ФГ 450/22,5, СМ25-200-400/6. Этими насосами циркулирующий активный ил, который из вторичных отстойников стекает самотеком в иловый резервуар, перекачивается из него в каждый из шести аэротенков. Для технического водоснабжения используется вода из скважины, которая охлаждается в градирне.

После аэротенков вода направляется в четыре вторичных вертикальных отстойника, которые служат для осаждения избыточного активного ила.

Отстойники глубиной 8м имеют квадратную в плане форму (16,5х16,5), днище их выполнено в виде четырех иловых приямков пирамидальной формы.

Удаление осадка производится под гидростатическим давлением в резервуар циркулирующего ила, расположенный у здания НВС. Иловыми насосами ДГ450/22,5 активный ил подается в аэротенки, а излишки на первичные отстойники.

Циркулирующий активный ил из вторичных отстойников подается в аэротенки. Далее 20% сточных вод направляются в контактные резервуары,

а 80% сточных вод подаются в 51 резервуар, затем 39 насосной станцией перекачиваются на фильтры доочистки сточных вод 2-линии.

Осадок и избыточный ил направляется для сбраживания в метантенки (в настоящее время из 4шт. работают только 2шт.).

Метантенк представляет собой цилиндрический железобетонный резервуар Д12м V=1000м3 с коническим днищем и герметическим перекрытием, в верх-ней части которого имеется колпак для сбора газа. Согласно проекту процесс сбраживания предусмотрен термофильный (t=53ºС).

В насосной станции при метантенках расположены 2 центробежных насоса ти-па ФГ. С их помощью производится загрузка сырого осадка в резервуар метантенка, перемешивание сбраживаемой массы и перекачивание сброженного осадка на иловые площадки для его обезвоживания, также этими насосами осуществляется опорожнение резервуара метантенка и промывка трубопроводов. Контроль за уровнем илосмеси предусмотрен с использованием троса.

Сброженный осадок направляется на иловые поля, которые являются наиболее простым и распространенным способом обезвоживания осадков. Сырой осадок подсушивается до влажности 75-80%. Дренажная вода с иловых площадок направляется в начало очистных сооружений 1-й линии.

 

 

Вторая линия очистных сооружений построена в 1982г.

Проектная производительность 52000 м3/сут (18980 тыс.м3/год), фактическая – 44400 м3/сут ( 16206 тыс.м3/год)

В состав очистных сооружений 2 линии входят: приемная камера, решетки – 3шт, песколовки – 4шт, первичные отстойники – 4шт, аэротенки – 2шт, вторичные отстойники – 4шт, фильтры доочистки сточных вод (не рабочие), контактные резервуары — 3 (общие для обеих линий), метантенки 2шт, иловые площадки.

Сточные воды из приемной камеры по трем каналам (размерами 600х1400мм) направляются в здание решеток, в котором до недавнего време-ни находились три решетки с ручным удалением отбросов. В настоящее время установлены механизированные решетки.

Далее сточные воды по трубопроводу поступают на четыре горизонтальные песколовки с круговым движением воды. На каждые две песколовки предусмотрены распределительные камеры и камеры переключений. Песколовка состоит из рабочей части, по которой движется поток сточной жидкости и осадочной. Удаление осадка производится гидроэлеваторами. Чистка осадочной части производится ежедневно, технической водой после первичных отстойников. Эффективность работы песколовок определяется количеством задержанного песка, по фракционному составу, а также зольностью и влажностью в условиях лабораторного контроля не реже одного раза в месяц. Влажность песка должна быть до 60%, зольность 70-80%.

Осевшие крупные минеральные частицы направляются в бункер пес-ка,

а затем несколько обезвоженный осадок направляется на песковые площадки.

Далее стоки поступают в первичные радиальные отстойники Д18м, оборудованные илоскребом марки ИПР-18. Подача в отстойник осуществляется через распределительную чашу, оборудованную незатопляемыми водосливами с широким порогом, которые обеспечивают деление потока на четыре части, каждая из которых направляется по трубопроводу в центральное устройство отстойника. Сточные воды движутся радиально от центра к периферии. Сбор осветленной воды осуществляется через водослив сборным кольцевым лотком, расположенным с внутренней стороны стены отстойника. Из сборного лотка сток поступает в выпускную камеру отстойника и далее самотеком отводится в аэротенки. Удаление осадка производится один раз в сутки поочередно из каждого отстойника.

Насосная станция сырого осадка имеет в составе плунжерные насосы НП-28, перекачивающие сырой осадок из отстойников в метантенки.

 

После механической сточная вода поступает на сооружения биологиче-ской очистки – аэротенки (с рассредоточенной подачей сточных вод) трехкоридорные (2шт). Качество выходящих из аэротенков сточных вод должно быть в пределах: БПК 15-30мг/л, окисляемость 30мг/л, растворенный кислород 3,5-5, иловый индекс 50-100.

Затем через распределительную чашу стоки поступают в четыре вторич-ных радиальных отстойника, которые служат для осаждения избыточного ак-тивного ила из аэротенков. Циркулирующий активный ил (осевший во вторичных отстойниках) подается на аэротенки.

В состав насосно-воздуходувной станции входят воздуходувное (3 воздуходувки ТВ80-1,6 Q=6000м3/ч), насосное (насосы СД450/22,5, СД800/33 для перекачки циркулирующего ила) отделения, трансформаторная подстанция.

Осадок направляется в метантенки (из 2шт. один рабочий). Согласно проекту процесс сбраживания также предусмотрен термофильный (t=53ºC). Однако в результате выведения из строя котельной возможен только мезофильный тип брожения, который достигается перемешиванием иловой смеси насосами. Выгрузка сброженного осадка из резервуара осуществляется гидростатическим напором через камеру выгрузки.

Сброженный осадок направляется на иловые поля. Сырой осадок подсушивается до влажности 75-80%. Дренажная вода с иловых площадок направляется в начало очистных сооружений 1-линии.

Вода, прошедшая механическую и биологическую очистку, поступает на сооружения доочистки сточных вод — каркасно-засыпные фильтры (не рабочие). Фильтрация сточных вод происходит сверху вниз, промывка осуществляется обратным током.

Затем очищенные сточные воды направляются в контактные резервуа-ры, где происходит обеззараживание сточной воды хлором.

Выпуск очищенной и обеззараженной сточной воды осуществляется в реку Миасс. Имеется один аварийный выпуск после сооружений механической очи-стки с обеих линий в р.Миасс.

 

1.5 Анализ работы очистных сооружений

 

Анализ работы очистных сооружений показал следующее:

 

— степень очистки сточных вод с доочисткой на песчаных фильтрах, не отвечает современным требованиям при сбросе очищенных сточных вод в во-доем рыбохозяйственного водопользования по девяти показателям (см. табли-цу 1.1);

 

— низкий эффект очистки обусловлен неравномерностью загрузки соору-жений биологической очистки верхней и нижней зоны;

 

— станция доочистки производительностью 69 тыс.м3/сут не обеспечивает пропуск дополнительного расхода сточных вод с учетом перспективы;

 

— по действующим нормативам необходимо полное отсутствие активного хлора в очищенной воде, при сбросе в водоем;

 

— обработка осадка в метантенках не проводится из-за отсутствия теплоносителя;

 

— большие площади, занимаемые под иловые площадки, создают экологическую опасность окружающей среде;

 

— технологическое оборудование, учитывая длительный срок эксплуата-ции, физически и морально устарело;

 

— отсутствие системы диспетчерского управления не обеспечивает надеж-ной и бесперебойной работы очистных сооружений;

 

— отсутствуют приборы контроля и учета сточных вод.

 

Кроме того, отмечены отклонения от действующих норм и технологиче-ских требований в следующих сооружениях:

 

— степень очистки в аэротенках-смесителях верхней и нижней зон от органических веществ и биогенных элементов (азот, фосфор) не отвечает нормативным требованиям. Действующая система аэрации частично разрушена, не обеспечивает мелкопузырчатое распределение воздуха в зоне аэрации и приводит к увеличению затрат;

 

— эффективность работы станции доочистки сточных вод, на момент об-следования в 2001г., составляла 5%, с 2002г. станция не работает;

 

— хлораторная не соответствует действующим нормативным требованиям «Правил безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении хлора» ПБ 09-322-99.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Определение степени очистки с обоснованием необходимости

глубокой очистки

 

2.1 Расчетная производительность очистных сооружений канализа-ции

 

Расчет производительности сооружений выполнен согласно п.2.1 СНиП 2.04.02-84 , п.2.2 СНиП 2.04.03-85 с учетом нормы водопотребления, равной 300 л/сут на одного жителя – для канализированных районов; для районов не канализируемой застройки – 50 л/сут. Расходы сточных вод от предприятий приняты по данным ОАО «Миассводоканал».

Результаты расчетов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1- Расчет производительности очистных сооружений

№

п/п Источники Норма

водо-

потреб-

ления,

л/сут

Количе-

ство жи-

телей,

тыс. Коэффи-

циенты неравно-

мерности,

 

Расходы макси-мальные

 

 

 

1 Существующее положение

1.1 Жилая застройка (канализуемая) 300 125

48750 2754

1.2 Жилая застройка – частный сектор (не кана-лизуемая) 50 45,300 — 2265 94

Итого 170,300 — 51015 2848

1.3 Промышленные предприятия — — — 15385 962

Итого 66400 3810

1.4 Поверхностный сток (5%) — — — 2600 108

Всего 69000 3918

2 Проектное положение (перспектива)

2.1 Жилая застройка (канализуемая) 300 150

58500 3305

2.2 Жилая застройка – частный сектор 50 45,300 — 2265 94

Итого — 195300 — 60765 3399

2.3 Промышленные предприятия 19046 1190

2.4 Поверхностный сток (5%) — — — 2600 108

2.5 Собственные ну-жды очистных сооружений — — — 2589 108

Всего — — — 85000 4805

 

2.2 Характеристика состояния водного объекта –

приемника сточных вод

 

Река Миасс относится к бассейну р.Тобол, берет начало на восточном склоне хребта Нурали в 11 км к западу от с.Орловка Учалинского района Башкортостана. Длина реки 658 км. Протекая в восточном и северо-восточном направлениях по территориям Башкортостана, Челябинской и Курганской областей река Миасс впадает в р.Исеть с правого берега на 218 км от устья (р.Миасс – р.Исеть – р.Иртыш – р.Обь). Площадь водосбора 21800км2. Общее падение от истока до устья 508 м, средеий уклон 0,8% . Река используется для водоснабжения, промышленных и хозяйственных нужд. С этой целью построен ряд водохранилищ и прудов. Гидрологические характеристики р.Миасс в месте сброса сточных вод выпуска очистных сооружений г.Миасса по данным Челябинского ГМЦС представлены ниже.

С учетом регулирующего влияния на сток реки выше расположенных прудов минимальные среднемесячные расходы воды 95%-ной обеспеченности составляют:

— в период летне-осенней межени 1,55 м3/с

— в период зимней межени 0,60 м3/с.

В период минимальной водности на исследуемом участке водоток имеет следующие морфологические характеристики:

летом зимой

— средняя ширина 13,0 м 1,0 м

— средняя глубина 0,35 м 0,1 м

— средняя скорость течения 0,34 м/с 0,3 м/с

— коэффициент извилистости 1,01

— коэффициент шероховатости 0,025.

Среднемноголетний сток реки составляет 5,8м3/с или 183 млн.м3 в год.

Расстояние от устья до места выпуска сточных вод очистных сооружений составляет 560,0 км.

Согласно данным Челябинского областного центра по гидрометеороло-гии и мониторингу окружающей среды, фоновые загрязнения реки Миасс в створе выше места сброса сточных вод представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2- Физико-химические показатели реки Миасс.

Наименование вещества Концентрация, мг/дм3 Наименование вещества Концентрация, мг/дм3

Взвешенные ве-щества 11,7 Азот аммония 0,37

БПКполн 2,86 Нитраты 3,78

Фосфаты (по Р) 0,046 Нитриты 0,064

Железо общее 0,09 Сульфаты 34,4

Нефтепродукты 0,08 Сухой остаток 446,0

Хлориды 20,1 СПАВ 0,02

Медь 0,004 Цинк 0,034

Хром шестивал. 0,000

 

Из приведенных показателей видно, что вода в реке не отвечает требова-ниям для водоемов рыбохозяйственного назначения по меди, цинку, нефтепродуктам.

 

2.3 Определение требуемой степени очистки сточных вод

 

Общие условия выпуска сточных вод в поверхностные водоемы опреде-ляются народохозяйственной значимостью этих водоемов, характером водопользования и их самоочищающей способностью и регулируются «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» .

Гигиенические требования к составу и свойствам воды водных объектов для водоема рыбохозяйственного назначения (категории II.2) должны быть:

— растворенный кислород – не менее 6 мг/л;

— БПКполн при t=200С – не более 3 мгО2/л;

— повышение содержания взвешенных веществ – более чем на 0,75 мг/л.

 

Для определения необходимой степени очистки по основным показателям необходимо знать значение коэффициента смешения сточных вод с водой водоёма, куда будут сбрасываться очищенные сточные воды . При спуске сточных вод в проточные водоемы коэффициент смешения определяется по полуэмпирической зависимости

,

где Q – расход воды (при 95%-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска, м3/с;

q – расход сточных вод, м3/с, опр. как q=85000м3/сут=4805м3/ч=1,335м3/с;

L– расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по течению (фарватеру) реки, м, определяемое как

L = Lпрj – l=4•1,01-1=3,04 км,

где Lпр – расстояние от места выпуска сточных вод до места использования;

l – расстояние от расчётного створа до места водоиспользования, принимаем l=1 км согласно «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» для водоёма хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного значения;

a –коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения, определяемый по формуле

 

где x – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водо-ём, при самотечном выпуске у берега x = 1;

j – коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния от места выпуска до расчетного створа по фарватеру к расстоянию между этими же пунктами по прямой для неизвилистых рек j =1, для р.Миасс 1,01;

Е – коэффициент турбулентной диффузии, определяемый для равнинных рек по формуле

 

где Vcp – средняя скорость течения при минимальном расходе, м/с;

Нср – средняя глубина водоёма на участке между выпуском сточных вод и расчетным створом, м;

– скоростной множитель (коэффициент Шези), м0,5 /с;

М – функция скоростного множителя (при £ 60 М=0,7С +6, при >60 М=48). М =200 для равнинных рек.

 

 

 

 

Степень очистки сбрасываемых в водоем сточных вод определяется по количеству взвешенных веществ, допустимой величине БПК и количеству растворенного в водоеме кислорода.

Связь между санитарными требованиями к условиям выпуска сточных вод в водоемы и необходимой степенью очистки сточных вод перед спуском их в водоем в общем виде выражается неравенством

Сexq + Crg Q £ (g Q + q) CN,

где Сex – концентрация загрязнения сточных вод после очистки, мг/л;

Cr – концентрация загрязнения в воде водоема выше выпуска, мг/л;

CN – предельно допустимая концентрация загрязнений в воде водоема, мг/л;

q – расход сточных вод, сбрасываемых в водоем, м3/с.

Из неравенства ( ) концентрация вредных веществ, которая должна быть получена в результате очистки сточных вод определяется выражением

 

Степень необходимой очистки сточных вод определяется по формуле

 

• Допустимая концентрация взвешенных веществ в сбрасываемых сточных водах в соответствии с выражением ( ) определяется по формуле

 

где р – допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в воде водоёме после сброса сточных вод, определяемое в зависимости от категории водопользования согласно гигиеническим требованиям к составу и свойствам воды водных объектов рыбохозяйственного типа водопользования р=0,75 мг/л, г/м3;

Сr – содержание взвешенных веществ в водоёме до выпуска сточных вод, г/м3.

г/м3

 

• Допустимая БПК сточных вод, подлежащих сбросу в водоём, рассчитывается на основании баланса биохимической потребности в кислороде смеси речной воды и сточных вод в расчетном створе по формуле

,

где k1– константа скорости биохимического потребления кислорода, зависящая от температуры воды, согласно параграфу 77 (1) вычисляется по формуле

 

где

0,087

k2 – константа скорости растворения кислорода, принимаем 0,2 для рек со скоростью течения меньше 0,5м/с;

LN – предельно допустимое значение БПКполн смеси речной и сточной во-ды в расчетном створе для водоема рыбохозяйственного назначения категории II.2 принимается равной 3 мг/л;

Lr – БПКполн воды в водоёме до места выпуска сточных вод, мг/л;

t – время движения сточных вод до расчётного створа, которое можно вычислить из соотношения

1000 сут

где Lпр – водоиспользование водоема ниже выпуска сточных вод, км

сут.

г/м3

Необходимая степень очистки по БПК

%

• Допустимая нагрузка сточных вод на водный объект по содержанию в нем растворенного кислорода определяется по следующей формуле:

,

где – содержание растворённого кислорода в воде водоёма до вы-пуска сточных вод;

– минимальное допустимое содержание растворённого кислорода в воде водоёма.

г/м3

 

2.4 Выводы

 

Исходя из современных требований, предъявляемых к очистке сточных вод при сбросе их в водоемы рыбохозяйственого назначения для очистных сооружений канализации г.Миасса разработан проект реконструкции сооружений с увеличением пропускной способности до 85тыс.м3/сут.

В дипломном проекте разработаны вопросы реконструкции станции до-очистки и обеззараживания сточных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Литературный обзор по методам доочистки сточных вод

 

В комплексе мероприятий, направленных на рациональное использование и усиление охраны водных ресурсов, особое место отводится широкому внедрению систем доочистки городских сточных вод перед сбросом их в водоемы, а также для последующего использования их промыш-ленными предприятиями.

Доочистка сточных вод – это комплекс мероприятий и сооружений, до-полняющих технологические схемы механической и биологической очистки и предназначенных для увеличения эффекта удаления из сточной воды взвешен-ных веществ и органических загрязнений. Сооружения доочистки позволяют снизить содержание взвешенных и органических веществ до 3-5 мг/л, азота аммонийных солей (N) и фосфатов (P2O5) до 0,5 мг/л, нитратов до 0,02 и нитритов до 10 мг/л по азоту .

Рассматриваемые методы глубокой очистки сточных вод можно разде-лить на:

— глубокую очистку сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ,

— глубокую очистку сточных вод от биогенных элементов,

— глубокую очистку сточных вод от отдельных компонентов,

— удаление из очищенных сточных вод бактериальных загрязнений (дезинфекция или обеззараживание сточных вод),

— насыщение сточных вод кислородом.

 

3.1 Глубокая очистка сточных вод от взвешенных ве-ществ и органических загрязнений

 

Наиболее распространенными методами являются процеживание и фильтрование.

3.1.1 Процеживание

Процеживание выполняется на микрофильтрах и барабанных сетках. При их использовании должны отсутствовать вещества, затрудняющие промывку (смолы, жиры, масла, нефтепродукты).

Сетчатые барабанные фильтры (микрофильтры и барабанные сетки), применяемые для доочистки сточных вод, конструктивно не отличается от СБФ (микрофильтров и барабанных сеток), используемых для очистки природных вод. При этом микрофильтры (МФБ) могут применяться в качестве самостоятельных сооружений доочистки, а барабанные сетки (БСБ) – в качестве защитных устройств перед фильтрами с зернистой загрузкой .

МФБ для доочистки биологически очищенных сточных вод рекомендуется применять в тех случаях, когда допустима меньшая глубина доочистки по сравнению с достигаемой на фильтрах. Для нормальной работы микрофильтров содержание взвеси в исходной воде не должно превышать 40 мг/л. При исходной концентрации взвешенных веществ 15 20 мг/л обеспечивается снижение содержания взвешенных веществ на 50-60%, а БПК – на 25-30%.

Барабанные сетки типа БСБ с бактерицидными лампами используют в схемах доочистки биологически очищенных городских сточных вод перед фильтрами с зернистой загрузкой для выделения из воды крупных примесей, не оседающих во вторичных отстойниках, с целью защиты фильтровальных сооружений от засорения и для обеспечения нормальной работы фильтров.

Сетчатые барабанные фильтры (рис. 3.1) устанавливают в камерах, снабженных переливной стенкой 13, которая обеспечивает постоянный уровень воды в камере. Барабан 1; расположенный в камере, погружается в воду на 0,85 своего диаметра. Верхняя часть барабана находится над водой. К поверхности барабана крепятся фильтрующие элементы, обтянутые рабочей и поддерживающей сетками. Над барабаном расположена промывная труба 12 с насадками II или разбрызгивателями. Обрабатываемая вода подается через входную трубу 6 внутрь барабана, проходит через фильтровальную сетку и поступает в камеру, откуда отводится в канал фильтрата 14. Промывная вода собирается воронками, расположенными внутри барабана, и из них отводится по трубе 2. Опорожнение СБФ при вы-ключении их из работы производится по трубопроводам опорожнения 5 диаметром 100 мм, присоединенным к днищам входных камер СБФ.

 

 

Рисунок 3.1- Схема сетчатого барабанного фильтра:

1 -барабан; 2 -труба для отвода промывной воды; 3 -цевочное колесо; 4 -входная труба; 5 -труба опорожнения; 6 -входной канал; 7 — электродвигатель; 8 -редуктор; 9 -кожух; 10 -воронка; 11- разбрызгиватель; 12 — коллектор промывной воды; 13 — водослив; 14 — канал фильтра; H1 — расстояние от кромок воронок до максимального уровня воды в барабане; Н2 — потери напора в сетке; Н3 — напор на водосливе.

 

При использовании СБФ для доочистки сточных вод наблюдается биообрастание сетки. Для борьбы с этим явлением применяется, непрерывная обработка верхней части сетки ультрафиолетовым облучением высокой интенсивности. С этой целью СБФ дополнительно оборудуются блоками бактерицидных ламп типа ДБ-60-1, установленными над верхней частью барабана и защищенными кожухами из листовой стали. В МФБ используют рабочие сетки из нержавеющей стали галунного плетения с диаметром отверстий около 35 мкм и поддерживающие сетки также из нержавеющей стали с размером ячеек 2×2мм.

 

БСБ имеют размер ячеек рабочих сеток от 0,3×0,3 до 0,5×0,5 мм, поддерживающих сеток от 2×2 мм до 8×8 мм. В качестве материала сеток применяют нержавеющую сталь или латунь. Рабочие сетки могут быть также из капрона, в этом случае с обеих сторон рабочей сетки устанавливаются поддерживающие сетки из латуни или нержавеющей стали.

Скорость фильтрования сточных вод через сетки при доочистке на МФБ принимается 15-25 м/ч, на БСБ при установке их перед зернистыми фильтрами 110-115 м/ч.

Вращение и промывка микрофильтра проводится непрерывно, а барабанной сетки – периодически по мере засорения сетки. Для промывки МФБ можно использовать воду, прошедшую микрофильтрацию, а БСБ – профильтрованную воду из сети хозяйственно-питьевого водопровода. При использований воды из хозяйственно-питьевого водопровода необходимо устанавливать резервуар для разрыва струи, исключающий возможность попадания сточных вод в водопроводную сеть.

Расход промывной воды для МФБ составляет 4% расчетной производи-тельности микрофильтра с диаметром барабана 1,5 м, и 3% – для установок с диаметром 3 м. Расход промывной воды для БСБ составляет 0,5% расчетной производительности для установок с диаметром 1,5 м, и 0,3% для установок с диаметром 3 м. Периодичность промывки БСБ составляет 8-12 раз в сутки, продолжительность промывки 5 минут. Давление воды у разбрызгивателей промывного устройства МФБ и БСБ при скорости выхода воды из насадки не более 1,5 м/с не должно превышать 0,15 МПа.

Максимально допустимая потеря напора в фильтрующей сетке СБФ Н2 не должна превышать 0,1 м. Потери напора в подводящих и отводящих коммуникациях, а также геометрический напор на водосливе определяют расчетом.

Суммарные потери напора на сетчатых фильтрах не должны превышать 0,5-0,6 м.

При проектировании СВФ следует предусматривать установки резервных сеток: при числе рабочих агрегатов 1-5 — одну; при числе рабочих агрегатов 6-10 — две; 11 и более — три.

Расположение барабанов в камере СБФ может быть одиночное или парное (при числе установок более пяти агрегатов). Расстояние от стенок камеры до барабана должно составлять не менее 0,5-0,7 м, от стенок камеры до торцовых подшипников – 0,8-1 м и от барабана до днища камеры – 0,4-0,5 м.

МФБ и БСБ обычно размещаются в отапливаемом здании; при соответствующих климатических условиях они могут размещаться открыто под навесом, защищающим оборудование от атмосферных осадков.

 

Основные технические характеристики сетчатых барабанных Фильтров приведены в табл. 3.1.

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.1 — Характеристика микрофильтров и барабанных сеток

Показатель Типоразмеры

1,5×1,9 1,5×2,8 1,5×3,7 3×2,8 3×3,7 3×4,6

Производительность,

тыс. м3/ч (в числителе),

тыс. м3/сут

(в знаменателе):

МФБ

 

 

 

 

 

 

БСБ

 

 

 

 

 

 

Число поясов барабана 2 3 4 3 4 5

Площадь фильтрации, м2 3,75 5,6 7,5 13 17,5 22

Скорость вращения бара-бана, об/мин 2,6 2,6 2,6 1,7 1,7 1,7

Ориентировочные габа-риты, мм:

длина 3620 4525 5450 4545 5460 6375

ширина 1850 1850 1850 3156 3156 3156

высота 2750 2750 2750 4240 4240 4240

Номинальная мощность электродвигателя, кВт 2,2 2,2 2,2 3 3 3

Суммарная мощность бактерицидных ламп, кВт 1,8 2,4 3 2,4 3 3,6

Масса, т 2,2 2,57 2,86 3,1 3,4 3,8

 

3.1.2 Фильтрование

 

При фильтровании биологически очищенной сточной жидкости происходит снижение содержания взвешенных веществ путем изъятия частиц активного ила и накопления их в фильтрующей загрузке.

Теоретические закономерности процесса фильтрования малоконцентрированных суспензий рассматривались многими авторами. Наибольшее признание и применение получила теория проф. Д.М.Минцем, рассматривающая очистку воды при фильтровании как результат двух одновременно протекающих процессов: адсорбции частиц взвеси к поверхности зерен фильтрующего материала и ранее адсорбированным загрязнениям, и их отрыва под действием гидродинамического давления потока жидкости .

В результате действия этих двух факторов происходит продвижение фронта загрязнений в глубь фильтрующего слоя. Накопление загрязнений в толще фильтра приводит к уменьшению размера пор, увеличению истинной скорости фильтрации и росту гидравлического сопротивления фильтрующей среды.

Вместе с тем увеличение истинной скорости фильтрации приводит к по-вышению сил гидродинамического давления потока воды на скопления загрязнений, их отрыву и переносу в последующие по ходу движения воды слои загрузки.

По мере заиливания фильтрующего слоя наступает момент, когда вследствие разрушения осадка в толще загрузки и выноса вторичных частиц происходит ухудшение качества фильтрата.

 

Фильтры с зернистой загрузкой

 

Для доочистки сточных вод применяются фильтры с зернистой загрузкой следующих конструкций:

-однослойные, с восходящим или с нисходящим потоком жидкости,

-фильтры конструкции С.И.Быкова,

-аэрируемые двухслойные,

-каркасно-засыпные (КЗФ).

В зависимости от конструкции и климатических условий фильтры следует располагать на открытом воздухе или в помещении. При расположении фильтров на открытом воздухе трубопроводы, запорная арматура, насосы и прочие коммуникации должны располагаться в проходных галереях.

В качестве фильтрующего материала допускается использовать кварцевый песок, гравий, гранитный щебень, гранулированный доменный шлак, антрацит, керамзит, полимеры, а также другие зернистые загрузки, обладающие необходимыми свойствами, химической стойкостью и меха-нической прочностью.

При проектировании фильтров с зернистой загрузкой рекомендуется:

-при подаче сточных вод после биологической очистки устанавливать пе-ред фильтрами (исключая КЗФ) барабанные сетки,

-применять водовоздушную промывку для однослойных, водяную для двухслойных, водовоздушную или водяную для каркасно-засыпных, при этом промывку следует осуществлять не хлорированной фильтрованной водой,

-вместимость резервуаров промывной воды и грязных вод от промывки фильтров принимать не менее чем на две промывки,

-при необходимости осуществлять насыщение фильтрованной воды кислородом,

-принимать трубчатые распределительные дренажные системы большого сопротивления,

-для фильтров с подачей воды сверху вниз предусматривать устройство гидравлического или механического взрыхления верхнего слоя загрузки.

 

Каркасно-засыпные фильтры (К3Ф)

 

Каркасно-засыпные фильтры являются разновидностью многослойных фильтров, в которых движение воды происходит в направлении убывающей крупности зерен (рис.3.2). Подача вода на очистку и сбор промывной воды в них производятся либо системой желобов, либо трубчатой системой 6, располагаемыми над загрузкой на расстоянии 300 мм . Дренажная система для сбора фильтрата и распределения промывной воды 2 состоит из дырчатых труб с поддерживающими гравийными слоями 1. Высота поддер-живающих слоев 500 мм, крупность зерен от 40 до 1мм.

 

 

 

Рисунок 3.2 — Схема каркасно-засыпного фильтра

1 — поддерживающие гравийные слои; 2 — распределительная система для воды; 3 — подача воздуха при промывке; 4 — песчаная засыпка; 5 — гравийный каркас; 6 — трубчатая система для подачи исходной и отве-денной промывной воды; 7 — подача исходной воды; 8 — отвод промывной воды; 9 — подача промывной воды; 10 — отвод фильтрата

 

Фильтрующая загрузка состоит из гравийного каркаса с крупностью зерен 40-60 мм и песчаной засыпки 4 с крупностью зерен 0,8-1,0 мм. Диаметры зерен каркаса и засыпки подбираются так, чтобы зерна засыпки свободно проникали в межпоровые каналы каркаса и под действием сил тяжести опускались в нижние слои каркаса, оставляя в его верхней части пространство, свободное от засылки. Наличие верхнего буферного слоя из каркаса исключает образование плотной пленки осадка на поверхности слоя. Фильтр загружают послойно: на поддерживающие гравийные слои поочередно загружают гравий и песок. Общая высота каркаса 1,8 м, высота песчаной засыпки в каркасе 0,9 м, слой воды над гравийным каркасом около 2 м. Потери напора в КЗФ ориентировочно 2-3 м.

Для каркаса КЗФ можно применять также щебень, а для засыпки – гранулированный доменный шлак, керамзит, мраморную крошку, антрацит. Отношение наименьшего размера зерен каркаса (щебня или гравия) к наибольшему должно быть от 1:2 до 1:1 (согласно проектным данным).

Основные расчетные параметры фильтров: скорость фильтрации 10 м/ч, при форсированном режиме – до 15 м/ч. При средней концентрации взвешенных веществ в исходной воде 20 мг/л и расчетной скорости фильтрации 10 м/ч продолжительность фильтроцикла для КЗФ составляет 20 ч. КЗФ рассчитывается на максимальный часовой приток.

Промывка фильтров может быть как водяная, так и водовоздушная. При водяной промывке КЗФ происходит взвешивание песчаной загрузки в неподвижном гравийном каркасе на всю его высоту и загрязнения как бы оттираются с поверхности зерен песка и гравия. За счет «абразивного» действия мелкозернистых частиц улучшается очистка поверхности зерен каркаса от налипших на нее загрязнений.

После прекращения подачи промывной воды заполнитель вед действием сил тяжести занимает первоначальное положение в нижних слоях порового пространства. Для промывки КЗФ можно использовать фильтрат или воду, прошедшую очистку на барабанных сетках. Интенсивность водяной промывки 20 л/(с•м2), продолжительность промывки 8 мин.

При водовоздушной промывке рекомендуется следующий режим: 1 – спуск воды до уровня песка; 2 – подача воздуха и воды в течение 5-7мин, интенсивность подачи воздуха 14-16л /(с•м2), воды 6-8 л/(с•м2); 3 –подача воды с интенсивностью 14-15 л/(с•м2) в течение 3 мин. Расход промывной воды составляет. 3-5% объема очищенной воды. Периодически (один раз в два-три месяца) следует производить промывку КЗФ хлорной водой с содержанием активного хлора 200 мг/л.

Эффект удаления взвеси на КЗФ – 80% при исходной ее концентрации до 20 мг/л; снижение БПКполн – 70% при БПК исходной воды 10-15 мг/л.

Достоинства КЗФ: работа сооружения в режиме безпленочной фильтра-ции; достаточно хорошее качество фильтрата при высоких скоростях фильтрации; дешевые фильтрующие материалы; хорошая регенерация загрузки при промывке; повышенная грязеемкость загрузки; меньшие потери напора по сравнение с мелкозернистым скорым фильтром.

Недостатки КЗФ: малая пористость нижних рабочих слоев загрузки (до 20%); сложность конструкции; необходимость приготовления большого количества фракций для загрузки и поддерживающих слоев; возможность гидравлической пересортировки зерен фильтрующего материала при промывке.

 

Радиальные фильтры с загрузкой горелыми породами

В радиальных фильтрах конструкции Новосибирского инженерно-строительного института фильтрация сточных вод происходит в радиальном направлении от периферии к центру, а промывка загрузки производится в вертикальном направлении снизу вверх . Радиальный фильтр (рис.3.3) состоит из круглого в плане корпуса фильтра I, выполненного из железобетона, и наружной перегородки 3, изготовляемой либо из пористого бетона с армированием, либо из так называемых шкальтовых сит (сетка щелевидная колосниковообразная из проволоки трапецеидального сечения, ГОСТ 9074-59 группы В-76), представляющих собой плоские карты с гладкой рабочей поверхностью, собранные из отдельных проволочных колосников.

Сетки выполняются из латуни, нержавеющей стали или из сталемедной проволоки. Фильтрующий материал получают путем дроблений и рассева горелых пород с величиной фракций 1,2-2 мм. Применяемые для загрузки фильтров горелые породы представляют собой однородный материал из ар-гиллитов и алевролитов. Опыты показали, что производительность фильтров, загруженных горелой породой в 1,5-3 раза выше производительности фильтров, загруженных кварцевым песком и щебнем.

Работает радиальный фильтр следующим образом: исходная сточная вода подается по трубе в периферийное кольцевое пространство, образуемое корпусом фильтра 1 и наружной пористой перегородкой 3, и фильтруется в радиальном направлении от периферии к центру через загрузку из горелой породы 9.

Очищенная сточная вода собирается в центральной трубе 7 и отводится по трубопроводу 13. В начале фильтроцикла при чистой загрузке напор воды в периферийном кольцевом пространстве Н=2,5 м. Задвижка на трубопроводе отвода фильтрата 8 постоянно полностью открыта. В фильтрующей загрузке образуется при этом установившийся фильтрационный поток. Скорость фильтрационного потока на входе в фильтрующую загрузку составляет 20м/ч, а скорость фильтрации, отнесенная к площади поперечного сечения фильтра, 26 м/ч. По мере заиления загрузки уровень воды перед внешней перегородкой возрастает, и при достижении верхней отметки фильтр включается на промывку. Продолжительность фильтроцикла между промывками зависит от концен-трации взвешенных веществ в исходной воде и составляет 6-30 ч; для биоло-гически очищенных городских сточных вод продолжительность фильтроцикла может быть принята равной 24 ч. Промывная вода подается по трубопроводу 5. Промывка производится с применением сжатого воздуха. Рекомендуемый режим промывки: 1-продувка сжатым воздухом для выравнивания потерь напора в загрузке с интенсивностью 20 л/с•м2 в течение 5 мин; 2-водовоздушная промывка с интенсивностью подачи воздуха 20 л/с•м2 и воды — 6 л/с•м2 в течение 10 мин; 3-промывка водой с интенсивностью 12 л/с•м2 в течение 5 мин для удаления воздуха из загрузки. Распределение оды и воздуха производится с помощью колпачковой распределительной системы 4 (щелевая безгравийная система с длинноствольными колпачками). Промывная вода отводится в сборный лоток 10, а затем отводится из фильтра по трубопроводу 13. Для промывки наружной пористой перегородки в периферийном кольцевом пространстве предусмотрена дырчатая труба 2 для подачи воздуха. Кроме того, для борьбы с кольматацией пористую бетонную перегородку периодически обрабатывают хлорной водой с концентрацией хлора 10-12 мг/л в течение 6-12 ч.

 

 

Рисунок 3.3 — Схема радиального фильтра

1-корпус фильтра; 2-дырчатая труба распределения воздуха; 3-наружная пористая перегородка; 4-колпачковая безгравийная дренажная система; 5- подача промывной воды; 6- внутренняя пористая перегородка; 7-центральная труба из пористого бетона или щелевой сетки; 8-отвод фильтрата; 9-фильтрующий материал; 10-подача воды на очистку; 11-подача сжатого воздуха; 12-желоб для сбора и отвода промывной воды; 13-трубопровод отвода промывной воды

Эффект доочистки сточных вод на радиальных фильтрах по взвешенным веществам и БIIKполн составляет 60-70%. Снижение растворенного кислорода в отфильтрованной воде незначительно (22-26%).

Радиальный фильтр обладает следующими преимуществами: фильтрование производится в радиальном направлении от периферии к центру, а промывка — в вертикальном. Это дает сокращение расхода промывной воды в три раза, так как площадь фильтрования в три раза больше площади промывки; в качестве фильтрующей используется боковая вертикальная поверхность фильтра, что позволяет значительно увеличить его производительность, приходящуюся на единицу занимаемой производственной площади; фильтрование производится при полностью открытой задвижке не трубопроводе отведения фильтрата, что устраняет необходимость постоянного контроля за работой фильтра, т.е. снижает численность обслуживающего персонала и соответственно уменьшает эксплуатационные затраты; радиальные фильтры строятся вне здания, что отвечает специфике очистных сооружений канализации и сокращает капитальные затраты, так как температура сточной жидкости не снижается в зимнее время ниже +10 0С а фильтр находится в земляной обсыпке и сверху прикрывается теплоизолирующими плитами, вероятность обмерзания исключается.

 

Аэрируемые фильтры (АФ)

 

Аэрируемые фильтры рекомендуется применять для глубокого удаления коллоидных и растворенных органических загрязнений со снижением взвешенных веществ на 80-90%, БПКполн — на 75-80%, ХПК — на 30-40% . Повышенный эффект доочистки в АФ по сравнению с другими конструкциями фильтров объясняется двухслойностью загрузки и продувкой толщи фильтрующей загрузки сжатым воздухом или кислородом, что способствует интенсификации биохимического процесса в загрузке фильтра.

Насыщение доочищенных сточных вод кислородом до 8 мг/л перед обеззараживанием их и снижение БПК до 3 мг/л позволяет сбрасывать сточные воды в водоем любой категории.

В качестве фильтрующей загрузки рекомендуется применять кварцевый песок крупностыо 1-1,8 мм при высоте слоя 1 м и гранитный щебень крупностью зерен 3-6 мм при высоте слоя 1-1,5 м, для поддерживающих слоев высотой 0,45 м — отсортированный гравий крупностью 2-З2 мм.

Технологическая схема доочистки сточных вод на аэрируемых фильт-рах предусматривается в две ступени и имеет различные конструктивные ре-шения. Харьковским отделом ВНИИ ВОДГЕО разработаны двухъярусный и двухступенчатый аэрируемые фильтры. Двухъярусный аэрируемый зерни-стый фильтр (рис. 3.4) по высоте разделен дырчатой перегородкой 9 на нижний и верхний ярусы.

Нижний ярус I фильтра предназначен для осветления сточной воды, верхний ярус П — для удаления растворенных органических загрязнений и насыщения воды кислородом.

Расчетные параметры нижнего яруса: скорость фильтрования через кварцевый песок 6-7 м/ч, продолжительность фильтроцикла 24 ч, интенсив-ность промывки 16-18 л/(с•м2) в течение 7-8 мин. Исходная вода по трубопроводу 1 поступает в распределительную систему 3 нижнего яруса, фильтруется снизу вверх и через дырчатую перегородку 9 поступает в фильтрующий слой верхнего яруса. В процессе фильтрации в поддерживающий гравийный слой П верхнего яруса подается воздух по трубопроводу 18 через распределительную систему 10 с интенсивностью 0,7-1 м3 (м2•ч). Сбор и отведение доочищенной воды осуществляется отводным желобом 14 и трубопроводом 16, Промывка фильтрующей загрузки производится раздельно по ярусам: вначале промывается нижняя фильтрующая загрузка, затем верхняя.

 

 

 

Рисунок 3.4 — Схема двухъярусного аэрируемого фильтра

I — первый ярус для удаления взвешенных веществ;1 -подача исходной воды; 2 -подача промывной воды; 3 -трубчатая система распределения исходной и промывной воды; 4 -поддерживающие гравийные слои; 5 -фильтрующий слой из гранитного щебня; 6 -фильтрующий слой из кварцевого песка; 7 -трубчатая система для сбора и отвода воды при промывке первого яруса;

II -второй ярус для удаления растворенных и коллоидных органических загрязнений и насыщения доочищенной воды растворенным кислородом;

8 -сброс промывной воды от промывки первого яруса; 9 -дырчатая перегородка; 10 -трубчатая система распределения воздуха; 11 -поддерживающие гравийные слои; 12 -фильтрующий слой из гранитного щебня; 13 -фильтрующий слой из кварцевого песка; 14 -промывные желоба для сбора и отвода воды при промывке второго яруса; 15 -распределительный карман; 16 -отвод фильтрата; 17 -сброс промывной воды от промывки второго яруса; 18 -подача сжатого воздуха

 

Основными недостатками двухъярусных аэрируемых фильтров являются отсутствие возможности визуального контроля за состоянием загрузки нижнего яруса, эффективностью ее промывки и большая высота фильтра.

В двухступенчатом аэрируемом фильтре (рис.3.5) неаэрируемая I и аэрируемая II части фильтра располагаются рядом в горизонтальной плоскости. В неаэрируемой части вода движется снизу вверх, в аэрируемой – сверху вниз.

Расчетные параметры (скорость фильтрования, крупность зерен и высота слоя загрузки, режим промывки) аналогичны параметрам, рекомендуемым для двухъярусного фильтра, за исключением интенсивности подачи воздуха в толщу фильтрующей загрузки в процессе доочистки, которая принимается равной 3-3,5 м3/(м2•ч).

 

Рисунок 3.5 — Схема двухступенчатого аэрируемого фильт-ра

I — первая ступень для удаления взвешенных веществ;

II — вторая ступень для удаления растворенных и коллоидных органических загрязнений и насыщения доочищненной воды кислородом;

1 -подача воды; 2 -отвод доочищенной воды; 3 -подача воздуха; 4 -вода на промывку

Аэрируемый зернистый фильтр может работать совместно с микро-фильтром. В качестве первой ступени для задержания взвешенных веществ Харьковский отдел водного хозяйства ВНИИ ВОДГЕО рекомендует использовать микрофильтры с бактерицидными лампами (МФБ).

В качестве второй ступени принимают аэрируемые крупнозернистые фильтры, с направлением фильтрации сверху вниз. Продолжительность промывки 7 мин, интенсивность подачи воздуха 3-3,5 м3/(м2. ч).

Фильтры с плавающей (пластмассовой) загрузкой (ФПЗ)

Применение фильтров с плавающей загрузкой обеспечивает эффект доочистки по взвешенным веществам на 70-80%, БHKполн – на 60-70%, как и двухслойные фильтры . Для доочистки биологически очищенных городских сточных вод применяются фильтры ФПЗ-4 (рис. 3.6).

Исходная вода по трубопроводу 7 по¬ступает в надфильтровое пространство, фильтруется через плавающую загрузку 3 сверху вниз в направлении убывающей крупности гранул пенополистирола. Фильтрат собирается средней дренажной трубой и выводится из фильтра по трубопроводу 6. Характеристика фильтров ФПЗ-4 с плавающей загрузкой приведена в табл. 3.2.

Таблица 3.2 — Характеристика фильтра ФПЗ-4

Загрузка фильт-ров Характеристика воды, мг/л Скорость фильт-рова-

ния в режиме, м/ч Продол-житель-ность фильт

ро-цикла,

ч Режим промывки

Диа

метр гранул, мм Высота слоя, мм исход

ной фильт

рата нор

маль

ном форси-рован-ном Интен

си-вность, л/(м2•с) Про

дол

жи

тель

ность, мин Отно

сит. рас-ши-рение за-груз

ки, %

по взве

си по БПК5 по взве

си по БПК5

8-12 100 10 7-12 1-3 2-4 10 12 24 10 4-6 60

4-6 200

2-3 200 20 9-16 2-6 3-5 10 12 12 10 4-6 60

1-2 300

0,5-1 400 60 40-50 9-12 8-14 8 10 12 10 4-6 60

 

При достижении предельных потерь напора загрузка фильтра промы-вается. Регенерация плавающей загрузки осуществляется в нисходящем по-токе осветленной вода, Для этого закрывают задвижку 6 и открывают за-движку 5. Вода из фильтрового пространства устремляется вниз, расширяется и отмывает загрузку. При снижении уровня воды в надфильтровом объеме до минимального или по истечении соответствующего времени промывка прекращается закрытием задвижки 5.

Для предупреждения биологического обрастания загрузки фильтра и восстановления ее фильтрующей способности ежемесячно рекомендуется производить промывку фильтра хлорной водой с дозой хлора до 300 мг/л при контакте в течение суток.

Потери напора на ФПЗ при фильтровании сверху вниз составляют 1,5 м. Высота слоя воды над поверхностью загрузки во время фильтрования должна быть не менее 0,5 м, а к концу промывки — не менее 0,1 м.

Максимальную высоту слоя воды в надфильтровом пространстве назначают по предельным потерям напора в загрузке к концу фильтроцикла: h0>Σh= 1,5 — 2 м. При промывке одной секций ФПЗ допускается увеличение скорости фильтрации на 20%. Температура очищаемой воды не должна превышать 50°С (во избежание размягчения полимера).

Пластмассовую плавающую загрузку приготавливают на месте ее применения путем вспенивания товарного бисера (гранул полистирола) в горячей воде или паром при температуре 100-150 °С в свободном объеме или вспенивателях. Гранулы имеют достаточную механическую прочность, водонепроницаемые, стойкие к действию кислот и щелочей.

Достоинства фильтров с плавающей загрузкой: простота конструкции и эксплуатации, что позволяет полностью автоматизировать их работу, долговечность фильтрующей загрузки, надежность очистки, отсутствие специальных промывных насосов и емкостей промывной воды, способность загрузки к самостоятельной гидравлической сортировке в процессе промывки по убывающей крупности гранул.

 

Рисунок 3.6 — Схема фильтра ФПЗ-4 с плавающей загруз-кой

1 -корпус; 2 -удерживающая решетка; 3 -плавающая загрузка; 4 -нижняя дренажная система; 5 -отвод промывной воды; 6 -отвод фильтрата; 7 -подача исходной воды; 8 -карман фильтра

Зернистые однослойные фильтры с нисходящим потоком (ФНП)

Однослойные фильтры с нисходящим потоком воды, используемые для доочистки биологически очищенных городских сточных вод, конструктивно не отличаются от соответствующих фильтров водоподготовки .

Наиболее часто применяющаяся загрузка фильтра — кварцевый песок по гравийному подстилающему слою. Высота гравийного слоя с крупностью зерен 2-40 мм принимается 0,6 м; крупность зерен фильтрующей загрузки 1-2 мм, высота загрузки 1000-1500 мм, скорость фильтрации 5-7 м/ч, продолжительность фильтроцикла — 12 ч.

Для фильтров с нисходящим потоком необходимо предусматривать уст-ройства гидравлического или механического взрыхления верхнего слоя загрузки. Механизм для рыхления устанавливается над загрузкой в каждом фильтре.

Механизм реверсивно движется по специальным рельсам, одновременно передвигая две дырчатые трубы, расположенные в каждой секции фильтра на расстоянии 100 мм от верха загрузки. В трубы под давлением подается вода, и выходящие из отверстий труб струи воды рыхлят верхний слой загрузки на глубину до 20 см.

Для регенерации загрузки фильтров предусматривают водяную или водовоздушную промывку. Интенсивность водяной промывки восходящим током фильтрованной воды составляет 16-18 л/(с•м2), продолжительность 6-8 мин.

Водовоздушная промывка производится в четыре этапа: I-поверхностная промывка в течение 5-10 мин для разбивания образовавшейся корки; 2-продувка воздухом в течение 2 мин с интенсивностью 18-20 л/(с•м2) для выравнивания гидравлического сопротивления по всей площади фильтра и частичного разрушения взвеси, находящейся внутри загрузки; 3-совместная водовоздушная промывка в течение 10-12 мин с интенсивностью продувки воздухом 18-20 л/(с•м2) и промывки водой 3-5 л/(с•м2) для полного разрушения взвеси и выноса ее на поверхность и в верхние слои фильтра; 4-дополнительная промывка водой в течение 6-8 мин с интенсивностью 7 л/(с•м2) для разрыхления загрузки и восстановления ее первоначальной пористости, а также для удаления остаточного воздуха из загрузки и загрязнений из слоя воды над загрузкой.

При промывке фильтра может применяться также низкий горизонтальный отвод промывной воды.

В ФНП эффект доочистки по взвешенный веществам составляет 70-80 %, по БПКполн — 50-60%.

Песчаные фильтры с восходящим потоком (ФВП) и низким отводом промывной воды

Для доочистки биологически очищенных сточных вод наиболее эффективно использование фильтров с большой грязеемкостью, в частности фильтров с восходящим потоком воды (ФВП). При фильтровании воды снизу вверх легко реализуется принцип фильтрации в направлении убывающей крупности зерен загрузки, вследствие чего значительно улучшаются условия работы фильтра.

В мелкозернистые слои вода поступает уже значительно очищенной, благодаря чему исключается заиливание мелкозернистых слоев и достигается более равномерное распределение загрязнений по высоте фильтра. В результате этого обеспечивается повышенная грязеемкость фильтра, увеличивается продолжительность фильтроцикла, лучше используется строительный объем фильтра. По своей конструкции эти фильтры аналогичны контактным осветителям для очистки природных вод.

При использовании ФВП отпадает необходимость верхней промывки и обеспечивается эффективная отмывка наиболее загрязненных нижних слоев загрузки с помощью водовоздушной промывки.

Академией коммунального хозяйства для доочистки биологически очи-щенных городских сточных вод рекомендуются ФВП, выполненные по типу КО — 3-контактных осветителей с водовоздушной промывкой и го-ризонтальным (низким) отводом промывной воды.

Применение воздуха в сочетании с горизонтальным отводом воды позволяет значительно сократить расход воды на промывку и уменьшить диаметры труб, подводящих и отводящих промывную воду. Схема фильтра с восходящим потоком воды и водовоздушной промывкой приведена на рис.3.7.

Фильтрующая загрузка — речной песок или дробленый кварцит крупно-стью 1,2-2 мм, высота загрузки до 2 м по подстилающим слоям гравия высотой до 0,95 м. Общая высота загрузки должна быть не более 3 м. Расчетная скорость фильтраций принимается 7-8 м/ч для рабочего режима и 9-10 м/ч для форсированного.

В соответствии с техническими указаниями НИИ KB и ОВ АКХ расчетная скорость для рабочего режима может быть увеличена до 11-12 м/ч, а для форсированного до 13-14 м/ч. Эффект доочистки на фильтрах с восходящим потоком составляет по взвешенным веществам 70-85 %, по БПКполн — 50-60%.

Перед фильтрами устанавливают входную камеру — воздухоотделитель, рассчитанную на пребывание в ней воды в течение 5 мин. Объем камеры дол-жен быть рассчитан на колебание уровня воды вследствие неравномерности притока сточной воды на доочистку и изменения потери напора на фильтрах.

Загрязнения из фильтрующей загрузки удаляют с помощью водовоздушной промывки 1 раз в сутки при выносе взвешенных веществ из вторичных отстойников до 20 мг/л и 3 раза в сутки при выносе взвеси до 40 мг/л. Для промывки используют профильтрованную сточную воду или воду из входной камеры после барабанных сеток.

Промывка ведется в три этапа:

I этап — продувка загрузки фильтра сжатым воздухом обеспечивает частичное разрушение взвеси, находящейся в загрузке, и выравнивает ее гидравлическое сопротивление по площади;

 

Рисунок 3.7 — Схема фильтра с восходящим пoтоком воды (в момент промывки)

1 — фильтрующая загрузка; 2 — струенаправляющий выступ; 3 — отбойная стенка; 4 — пескоулавливающий желоб; 5 — водо-сливная стенка; 6 — боковой карман; 7 — отвод фильтрата; 8 — сброс промывной воды; 9 — подача исходной воды; 10 — подача промывной воды; 11 — подача сжатого воздуха; 12 — трубчатая система распределения воды; 13-трубчатая система распределения воздуха; 14 — заглушка фланцевая для прочистки коллектора; 15 — поддерживающие гравийные слои; 16 – воздушник

II этап — одновременная подача сжатого воздуха и промывной воды, предназначен для полного разрушения взвеси и выноса ее в верхнюю часть загрузки и на поверхность фильтра;

III этап — промывка фильтра водой, при которой обеспечивается разрыхление загрузки, удаление остаточного воздуха и восстановление нормальной пористости загрузки, нарушенной во время пульсации, создаваемой водовоздушной смесью.

Параметры процесса промывки ФВП приведены в табл. 3.3.

 

Таблица 3.3 — Параметры водовоздушной промывки

Показатель

Этапы промывки

I II III

Продолжительность этапа, мин 1,5-2 8-10 6-8

Интенсивность подачи, л/(с•м2): воды

воздуха —

18-20 3-4

3-4 6

—

 

При промывке предусматривается низкий (горизонтальный) ввод промывной воды, обеспечивающий быстрое удаление из фильтра вымытых загрязнений при небольшой интенсивности подачи промывной воды и сжатого воздуха (рис.3.8).

 

 

Рисунок 3.8 — Схема горизонтального (низкого) отвода про-мывной воды

1 — струенаправляющий выступ; 2 — отбойная стенка; 3 — пескоулавливающий желоб; 4 — водосливная стенка

Подъем загрязнений из толщи фильтрующей загрузки I на ее поверхность происходит без расширения загрузки вследствие импульсивного гидродинамического воздействия воздушной смеси. Изменение направления движения промывной воды достигается благодаря наличию струенаправляющего выступа 2, создающего начальную скорость горизонтального потока на стенке, противоположной пескоулавливающему желобу 4.

Пескоулавливающий желоб 4, образованный отбойной 3 и водосливной 5 стенками, предотвращает унос зерен загрузки с потоком промывной воды. Выносимый из загрузки песок оседает на стенках желоба и через щель между отбойной и водосливной стенками оседает на загрузку. Конструктивные размеры желоба зависят от расхода промывной вода g (л/с), приходящегося на 1 м перелива:

g=ωl,

где ω-интенсивность подачи воды на II этапе водовоздушной промывки, л/(с•м2);

l -длина потока, м.

Поверхность песка должна быть на 20-30 мм ниже нижней кром¬ки водо-сливной стенки. Ширина щели, через которую задержанный песок возвращается в загрузку, 15-20мм, Система горизонтального отвода воды проектируется в соответствии с указаниями п.6.129 [1]. Расчет и конструирование трубчатой системы распределения воды следует производить в соответствии с рекомендациями п.2.2.2; воздуха — в соответ-ствии с п.6.127 [3].

Распределительная система, состоящая из коллектора и ответвлений труб, диаметр которых должен быть не более 150 мм, рассчитывается исходя из подачи расхода на III этапе промывки при скоростях протока воды в трубах I,6-1,8 м/с. Расстояние между осями труб 250-350 мм, от низа труб до дна фильтров 150 мм; диаметр отверстий в трубах 11-13 мм, общая площадь отверстий составляет 0,18-0,2% площади фильтра. Для подачи и распределения воды на фильтрах используют винипластовые и полиэтиленовые трубы, а при соответствующем обосновании — чугунные и стальные.

Подача воздуха осуществляется также по трубам. Скорость движения воздуха в системе 10-20 м/с, на выходе из отверстий распределительной системы 40-50 м/с; диаметр отверстий 3-5 мм; расстояние между отверстиями 100-200 мм. Для подачи воздуха используют полиэтиленовые трубы, которые располагают между распределительными трубами для подачи вода.

Для осмотра и прочистки труб распределительной системы следует предусматривать односторонний подвод воды к фильтрам, устанавливать заглушки на ответвлениях распределительной системы с выводом их в проходной коридор между фильтрами.

Во избежание подтопления водой магистральный воздухопровод должен быть расположен на 4-5 м выше уровня воды в фильтре. Следует также принять меры, исключающие возможность попадания воды в воздуходувные устройства.

Давление, развиваемое воздуходувкой, должно быть рассчитано на пре-одоление сопротивлений при прохождении загрузки водовоздушной смесью, сопротивлений движению воздуха в распределительной системе и подводящих коммуникациях. В условиях доочистки сточных вод потери давления при прохождении водовоздушной смесью заиленной загрузки могут превышать величину, рекомендуемую при проектировании фильтров для очистки природной воде и принимаемую равной удвоенной высоте столба воды в фильтре. Поэтому при подборе воздуходувки для подачи сжатого воздуха в фильтры к вычис¬ленным потерям давления необходимо добавить 0,02 МПа.

Достоинства фильтров с восходящим потоком и низким отводом воды: меньшая их строительная высота, не требуется система гидравлического или механического рыхления верхнего слоя загрузки, большая продолжительность фильтроцикла.

Недостатки ФВП связаны с возможными осложнениями при их эксплуатации. Так, при достижении восходящей скоростью потока величины, превышающей гидравлическую крупность зерен загрузки, может произойти взвешивание этих зерен. Такой же результат может быть и в тот момент, когда вследствие прироста потерь напора сила давления на объем загрузки, направленная снизу, окажется больше веса этого объема.

 

Двухслойные фильтры (ДСФ)

В двухслойных фильтрах, как и в фильтрах с восходящим пото¬ком, реализуется принцип фильтрования в направлении убывающей крупности зерен загрузки, что достигается при движении воды сверху вниз через загрузку, состоящую из слоев различных по плотности материалов . По своей конструкции ДСФ не отличаются от обычных скорых фильтров с нисходящим потоком. Верхний слой загрузки высотой 0,4-0,5 м состоит из зерен антрацита или керамзита крупностью 1,2-2 мм, а нижний — высотой 0,6-0,7 м — из зерен кварцевого песка крупностью 0,7-1,6 мм. Подстилающий слой высотой 0,55-0,8 м состоит из гравия крупностью 2-40 мм.

Расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме — 7-8 м/ч, при форсированном – 9-10 м/ч.

Благодаря двухслойной загрузке достигается более равномерное распределение загрязнений по высоте фильтра, снижается темп прироста потерь напора, что способствует увеличению продолжительности фильт-роцикла до 24ч.

На ДСФ содержание взвешенных веществ снижается на 70-80%, БПКполн на 60-70%.

Промывка двухслойных фильтров производится током воды снизу вверх при 50%-ном расширении загрузки. Продолжительность промывки 10-12 мин, интенсивность промывки 14-16 л/(с•м2). Расход промывной воды составляет 3,5% от количества сточных вод.

Перед водяной промывкой фильтра в восходящем потоке воды рекомендуется дополнительная поверхностная промывка для разрыхления накопившихся остаточных загрязнений на поверхности загрузки и слоя активного ила. Такая промывка осуществляется с помощью системы стационарных или подвижных дырчатых труб. Интенсивность поверхностной промывки 13 л/(с•м2).

Недостатки ДСФ: сложность создания двухслойной загрузки, Дефицит-ность дробленого антрацита, большой строительный объем фильтра (для предотвращения вакуума в толще загрузки и закупорки ее пузырьками воздуха высота столба воды над загрузкой принимается 2м), возможность уноса зерен верхнего слоя загрузки, что затрудняет использование эффективной промывки с применением воздуха.

 

Фильтр Оксипор

Этот фильтр разработан в НИИКВОВ и представляет собой заполнен-ный фильтр, в котором происходят процессы окисления органических загрязнений на пористой поверхности загрузки . Процесс осуществляется за счет жизнедеятельности микроорганизмов, развивающихся на поверхности зерен загрузки (керамзит крупностью 5-10 мм) и в межпоровом пространстве. В фильтре также происходит задержание взвешенных веществ (Рис.3.9).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.9 — Схема фильтра Оксипор

1 -трубопровод для подачи воды на очистку, 2 -корпус фильтра, 3 -распределительная воронка, 4- карман для отведения промывной воды, 5- сифон, 6- трубопровод для отведения промывной воды, 7- верхняя система распределения воздуха, 8- распределительная система для сбора очищенной и подачи промывной воды, 9- нижняя система распределения воздуха, 10 –подстилающий слой гравия

 

Вода подается на очистку по трубопроводу через распределительную воронку фильтра, а отводится по трубчатой распределительной системе через водослив в виде сифона, что необходимо для поддержания загрузки в затопленном состоянии.

На глубине 50-70 см от верха загрузки располагается верхняя трубчатая воздухораспределительная система, с помощью которой производится аэрация верхней части загрузки. При обратной водо-воздушной промывке по трубчатой распределительной системе подается промывная вода, по нижней воздухораспределительной системе, расположенной у дна, — воздух.

Обе системы уложены в подстилающем слое гравия (щебня) крупностью 10-20 мм. Промывная вода отводится через специальный карман.

При такой технологии очистки происходит быстрое насыщение воды растворенным кислородом (5-6 мг/л в верхней части фильтра и 2-3 мг/л в нижней). Промывная вода возвращается в головку очистных сооружений. Такие фильтры применяются для доочистки сточных вод, прошедших биологическую или физико-химическую очистку.

 

Опыт применения затопленных биофильтров .

…Первый тип так называемого затопленного биофильтра можно назвать «биореактором со стационарным слоем загрузки».

Второй тип биоокислителей тоже затопленный, но зачастую именуется «биореактором с кипящим слоем загрузки». Несмотря на свою особую конст-рукцию, он стоит ближе к традиционным биофильтрам, так как имеет побочный процесс антифильтрации.

Существует и более детальная классификация этих сооружений, однако в последние годы НИИ КВОВ занимался развитием одного из подтипов затопленных биофильтров типа С (НС – нисходящий поток воды в стационарном слое загрузки).

Первый отечественный затопленный биофильтр создали в НИИ КВОВ 20 лет тому назад, это фильтр ОКСИПОР, дословно означающий «окисление на пористой поверхности». В этом очистном сооружении процесс биоокисления растворенных загрязнений происходил очень эффективно, что имело первостепенное значение для изъятия загрязнений органического происхождения. Хотя укрупненная загрузка и снижала эффект задержания твердых фракций, но фильтровальная функция, безусловно, осталась. Аналогичные очистные сооружения , созданные за рубежом, назывались также фильтрами БИОКАРБОН, ФЛОПАК и др.

Поскольку активная биомасса сконцентрирована на носителе данного биореактора в виде биопленки, он был впоследствии классифицирован как затопленный биофильтр типа С. То, что его загрузка, выполняя основную роль носителя биомассы, не утратила функции задержания взвешенных веществ, имеет большое значение для упрощения традиционной технологии биологической очистки. Так, необходимое удаление из очищенной воды отторгнутой биопленки теперь стало осуществляться сразу в одном сооружении. Это использовали в технологии биологической очистки без вторичных отстойников (взамен значительно меньшего промывочного узла). Данное преимущество затопленных биофильтров дало возможность пополнить сооружения биологической доочистки сточных вод и очистки природных вод новыми установками.

Затопленные биофильтры другого вышеупомянутого типа П (псевдоожиженный слой загрузки) не могут сочетать в себе два принципа очистки. Их конструкции таковы, что они не задерживают твердые фракции из воды. Например, нетрадиционная мелкозернистая загрузка вызывает необходимость ее псевдоожижения для прохождения воды и воздуха, но зато дает биоокислителю огромные площади поверхности загрузки (а значит и биопленки), обеспечивающие колоссальные окислительные мощности затопленного биофильтра данного типа. Такой потенциал затопленных биофильтров типа П позволяет очищать сильнозагрязненные стоки.

На протяжении 10лет в НИИ КВОВ с участием МНИИГ им.Ф.Ф.Эрисмана изучались процессы скоростного биофильтрования на затопленных биофильтрах типа НС в полупроизводственных условиях очистки сточных и природных вод (р-н Тушино и р.Сходни г.Москвы).

Исследования проводились на специально созданном стенде «ЗБФ-4», обладающем широкими возможностями вариации практически всех технологических параметров, влияющих на биологическое окисление (от качества загрузки до температуры сточной жидкости). Стенд был оснащен необходимой измерительной аппаратурой.

В результате исследований построена вероятностно-аналитическая модель водоочистки на биоокислителях этого типа и разработана методика их расчета, позволяющая оптимизировать подбор конструктивных и технологических параметров затопленных биофильтров типа НАСИ под кон-кретные условии объекта.

Работа была отмечена серебряной медалью ВДНХ, получено авторское свидетельство…..

Опыт эксплуатации затопленных биофильтров подтвердил преимущества новой технологии: сокращение площадей строительства, снижение капитальных затрат и эксплуатационных расходов, стабильность работы (в условиях неравномерности расходов, сброса токсичных загрязнений, перепада температур воды). Основные параметры очистки воды на затопленных биофильтрах типа НАСИ в различных технологических схемах приведены в таблице 3.4.

 

Таблица 3.4 – Параметры очистки воды на затопленных биофильтрах

Технологический параметр Городские сточные воды после очистки Банные сточные воды после флотации Природные воды после реагентной очистки

механической физико-химической биологической

Поверхностная гидравлическая нагрузка, м3/(м2сут) 70-100 70-120 150-200 50-70 100-120

Объемная орга-ническая нагрузка по БПК, кг/(м3сут) 6-7 1,5-2 0,4-0,7 10-15 —

Эффект очистки, %

по БПК5

по ХПК

по взвешенным веществам

 

85-87

71-74

93-97

 

65-75

60-65

85-90

 

80-82

65-70

85-90

 

86-88

78-82

85-88

 

—

50-70

30-50

Объект отработ-ки и внедрения Норильск, Хотьково и Дзержинский Московской обл. Вынгапур, Лермонтов,

Таллин, Рад-вилижскис Сельскохозяйст-венные объекты БССР, Юби-лейный Смоленской обол. Серпухов, Луговая, Голицино, Ходоров Кемерово, пос.Рублево Московской обл.

 

В НИИ КВОВ проводились исследования и по расширению области применения затопленных биофильтров как нитрификаторов и денитрификаторов. Начаты работы по созданию сооружений типа НСА (А – активная загрузка) с изучением возможности изъятия на них различных токсичных соединений, при дополнении биологического метода другими физико-химическими воздействиями….

 

В.А.Савина, инженер (НИИ КВОВ)

 

 

Биореакторы

 

В последние годы, как уже упоминалось, в системах доочистки стали широко применяться новые методы, которые сочетают в себе достоинства фильтров и предусматривают возможность биологической деструкции остаточных органических загрязнений после полной биологической очистки сточных вод при помощи прикрепленной биомассы .

В качестве загрузочного материала, на котором происходят процессы глубокого изъятия загрязнений, используют полимерные элементы типа «Контур», «Водоросль» и некоторые другие материалы. В практике очистки сточных вод эти сооружения получили наименование биореакторов доочистки.

Принцип работы биореакторов заключается в следующем. В резервуар с загрузочным материалом подается биологически очищенная сточная вода, под загрузочным материалом установлена система аэрации, которая обеспечивает в резервуаре необходимую циркуляцию сточной воды через контейнеры с загрузкой. Этот поток вовлекает поступающую сточную жидкость в циркуляцию, снабжает биомассу гидробионтов, прикрепляющуюся на загрузке, кислородом, активным илом из вторичных отстойников и растворенными в воде органическими веществами.

При заиливании загрузочного материала их отмывают подачей воздуха через аэрационную систему. Водовоздушный поток внутри контейнеров срывает иловые отложения с загрузки, в это время осуществляют опорожнение биореактора и ил выводится из сооружения.

На период промывки биореактора подача очищаемой сточной жидкости на доочистку прекращается. Путем простой обработки биологически очищенных сточных вод достигается снижение содержания взвешенных веществ и органических загрязнений (по БПК) с 15-50 до 1-5 мг/л. Для повышения эффективности на поверхность загрузочного материала с потоком сточной воды однократно подается порошкообразный активированный уголь (ПАУ). После промывки фильтров в сточную воду подают некоторое количество ПАУ.

 

3.2 Очистка сточных вод от биогенных элементов

 

Традиционная биологическая очистка позволяет изъять основную массу органически загрязняющих веществ, но не может обеспечить достаточную, по требованиям настоящего времени, глубину удаления соединений азота и фосфора, а также органических веществ.

В процессе очистки происходит трансформация и частичное (до 20-40%) изъятие аммонийного азота и фосфора . При этом в ходе очистки протекают процессы аммонификации и последующей нитрификации азота, а также гидролиз соединений фосфора.

Соединения азота и фосфора, находящиеся в сточных водах, получили название биогенных элементов.

Проблема удаления азот- и фосфорсодержащих соединений возникла в связи с ухудшением качества воды рек и водохранилищ, вызванного эвтрофикацией, которая обуславливается наличием избыточного количества питательных элементов в поверхностных слоях воды.

Это в свою очередь вызывает усиленный рост водорослей и макрофитов. Водная растительность мешает прохождению света вглубь водоема, потребляет растворенный кислород и приводит к созданию условий, несовместимых с жизнью теплокровных организмов и, таким образом, к исчезновению фауны водоемов.

 

Среди методов очистки сточных вод от соединений азота известны сле-дующие: биологические, физико-химические, электрохимические, методы от-дувки, ионного обмена.

 

Биологический метод удаления азота основан на процессах нитрификации и денитрификации. Процесс нитрификации представляет собой совокупность реакций биологического окисления аммонийного азота до нитритов и далее до нитратов. В ходе денитрификации происходит окисление органических веществ при восстановлении азота нитратов до свободного азота. Для денитрифицирующих бактерий характерной особенностью является возможность использовать источники энергии или в присутствии кислорода или без его с восстановлением нитратов и образованием азота (N ).

Биологические процессы глубокой очистки от азота можно осуществить двумя способами:

— с использованием биомассы (активного ила), находящейся во взвешен-ном состоянии,

— с использованием прикрепленной активной биомассы.

В обоих способах используются комбинированные и раздельные системы очистки. В комбинированных системах в одном сооружении предусматривается проведение нитрификации и денитрификации, а в раздельных только нитрификации или денитрификации. В раздельных системах с использованием взвешенной культуры нитрификация и денитрификация осуществляются специфическими илами, после каждой ступени имеется свой вторичный отстойник. Последовательность отдельных стадий процесса очистки может быть самая разнообразная.

Отдельные стадии процессов могут осуществляться в реакторах-смесителях, вытеснителях или в реакторах промежуточного типа, с отдельно стоящими регенераторами или без них, с подачей отдельных потоков азотосо-держащих вод в регенераторы или без подачи. Узел илоотделения может быть выполнен в виде обычного вторичного отстойника Оли тонкослойного двухступенчатого отстойника с взвешенным слоем осадка, флотационного илоотделителя или микрофильтра.

В комбинированных системах нитрификация и денитрификация осуществляются в одном сооружении смешанной популяцией микроорганизмов. Активный ил отделяется от очищенной жидкости в отдельностоящем или совмещенном с биохимическим реактором илоотдели-теле.

 

Одним из возможных методов очистки от азота является очистка в биологических прудах с массовым развитием водорослей.

Введение в прудах искусственной аэрации позволяет повысить производительность сооружений и качество очищенных вод.

 

К физико-химическим методам удаления азота относятся:

— хлорирование активным хлором,

— обратный осмос,

— окисление озоном,

— ионный метод,

— электрохимический метод.

 

Фосфаты удаляются химическими, физико-химическими и биологически-ми (за счет модификации биологического процесса включения фосфора в кле-точное вещество) методами, либо биохимическим путем.

К физико-химическим методам удаления фосфатов относятся:

— адсорбционный,

— в магнитном поле,

— электро-коагуляционно-флотационный,

— кристаллизации,

— химический.

 

Аэрированный гравийный фильтр против аммиака

 

Известно, что гравийно-щебеночные фильтры, применяемые для обработки частично очищенных стоков, поступающих из прудов-усреднителей, не способны удалять аммиак, поскольку такие фильтры яв-ляются бескислородными .

Английские ученые из Школы гражданского проектирования (School of Civil Engineering) университета города Лидс (University of Leeds) разработали опытный образец аэрированного гравийного фильтра. В ходе исследований, которые продолжались 18 месяцев, была поставлена задача сравнить показатели работы аэрированного фильтра с традиционным бескислородным фильтром и выяснить, обеспечит ли новый фильтр необходимые условия для процесса нитрификации.

Частично очищенные стоки из пруда-отстойника, содержа-щии , поступали на оба типа фильтров. Уровень нагрузки составлял в день в течении первых 8 месяцев, а в дальнейшем в день. Результаты показали, что концентрации аммиака и нитрата очищенных стоков, прошедших через аэрированный фильтр, составили и соответственно, в то время как концентрации аммиака в очищенных стоках, поступивших из бескислородного фильтра, составили ~7 мг .

Однако наиболее значительные изменения были отмечены в содержании фекальных кишечных палочек. На выходе из аэрированного фильтра произошло сокращение числа кишечных палочек в геометрической прогрессии и составило всего 65 на 100 мл, в то время как в бескислородном фильтре число таких палочек достигало 103-104 на 100 мл.

Таким образом была признана высокая эффективность новых аэрированных гравийно-щебеночных фильтров и целесообразность их использования в качестве альтернативного метода доочистки сточных вод наряду с аэрационными прудами-усреднителями.

 

3.3 Удаление из очищенных сточных вод бактериальных загрязнений

(дезинфекция или обеззараживание)

 

Из практики очистки сточных вод известно, что при первичном отстаивании количество бактерий группы кишечной палочки сокращается на 30-40%, а после вторичных отстойников на 90-95% . Следовательно, для полного освобождения сточных вод от патогенных бактерий и вирусов необходимо применение специальных методов обеззараживания. Для дезинфекции сточных вод применяют хлорирование, озонирование, ультрафиолетовое облучение.

Способы обеззараживания сточных вод можно разделить на четыре основных группы:

— термические,

— химические с помощью сильных окислителей (хлор, диоксид хлора, озон, марганцевокислый калий, пероксид водорода, гипохлорид натрия и кальция),

— олигодинамические (воздействие ионов благородных металлов),

— физические (с помощью ультразвука, радиоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей).

 

Для обеззараживания хлорированием используют хлорную известь, хлор и его производные, под действием которых бактерии, находящиеся в сточной воде, погибают в результате окисления веществ, входящих в состав протоплазмы клеток.

Несмотря на высокую эффективность в отношении патогенных бактерий, хлорирование при дозе остаточного хлора 1,5 мг/л не обеспечивает необходи-мой эпидемической безопасности в отношении вирусов. Другим негативным свойством хлорирования является образование хлорорганических соединений и хлораминов. Хлорорганические соединения обладают высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью, способны аккумулироваться в донных отложениях, тканях гидробионтов и в конечном счете попадать в организм человека.

Обработка сточной воды гипохлоритом натрия по стоимости практически равноценна обработке хлором и в 1,5-2 раза дешевле, чем обеззараживание хлорной известью.

 

При обеззараживании воды с использованием соединений кислорода – озонировании, достигается более высокая степень очистки, происходит обезвреживание различных токсичных соединений, при отсутствии негативного воздействия обеззараженной воды на организм теплокровных животных и человека.

Однако высокая себестоимость использования озона сдерживает его ши-рокое использование.

 

Ультрафиолетовое обеззараживание не требует введения в воду химических реагентов, не влияет на вкус и запах воды и действует не только на бактериальную флору, но и на бактериальные споры. Бактериальное облучение действует почти мгновенно.

Из числа возможных альтернатив хлорирования в технологической схеме очистки сточных вод предпочтение можно отдать применению ультрафиолетовых лучей, так как дезинфекция с их помощью не оказывает токсического влияния на водные организмы и не приводит к образованию вредных для здоровья химических соединений.

4 Выбор метода доочистки сточных вод

 

4.1 Характеристика фильтрующих материалов

 

В качестве загрузочного материала используют кварцевый песок крупных фракций, гравий, гранитный щебень, гранулированный доменный шлак, антрацит, горелые породы, керамзит, полистирол, шунгизит . Характеристика некоторых из них приведена в табл.4.1

Табли-ца 4.1

Свойства фильтрующих тяжелых зернистых материалов

Материал Диаметр зерен, мм Плот-ность, г/см3 Порис-тость, % Исти-рае-мость, % Измельчае-мость,%

Кварцевый песок 0,5…30 2,4…2,6 30…40 0,5 4,0

Антрацит дробленый 0,5…30 1,6…1,7 37…41

Керамзит недробленый 0,5…30 1,7…1,8 42,6…47,5 0,17

Керамзит дробленый 0,5…30 1,2…1,5 9,0…61,0 0,24

Шунгизит дробленый 56…58 0,17 4,67

Горелые породы 0,5…30 2,4…2,5 44…48 0,5 3,0

Аглопорит зольный 0,5…30 2,5…2,6 45…56

Аглопорит лессовый 0,5…30 2,4…2,5 48…54

Вулканические шлаки 0,5…30 2,6 45…49

Доменные шлаки 0,5…30 2,6 42…44

 

Гранулированный доменный шлак

Шлак загружают в фильтры, применяемые для доочистки стоков машиностроительных заводов. Крупность зерен загрузки дробленным шлаком в префильтрах 2-2,5мм при высоте загрузки 1,2-1,4м, в основных фильтрах 0,6-1мм при высоте загрузки 0,6-0,8м .

Фильтры с загрузкой гранитным щебнем используют при наличии местного материала, который может быть получен непосредственно со щебеночного завода. В то же время крупнозернистые щебеночные фильтры имеют относительно малую удельную площадь поверхности, а это снижает их производительность. Крупность зерен гранитного щебня обычно 7-14мм, высота загрузки 1,8-2м.

 

Дробленые горелые породы

Горелые породы представляют собой однородный материал прочностью на сжатие 800-900кгс/см2 (80-90МПа) и твердостью по шкале МООСА 5-6. После дробления готовые зерна крупностью 1-2мм имеют форму, близкую к кубической. Такую загрузку рекомендуется применять для радиальных фильтров.

 

Шунгизит

Шунгизит представляет собой легкий фильтрующий материал, относя-щийся к особой форме аморфного углерода. Шунгизит разработан в Институте геологии АН Карельской АССР .

Украинским институтом инженеров водного хозяйства предложено ис-пользовать недробленые вспученные гранулы шунгизата крупностью 1-2,5мм. Они обладают достаточной механической прочностью и химической стойкостью, нетоксичны по отношению к обрабатываемой воде.

 

Керамзит

Керамзит – гранулированный искусственный пористый материал, вспу-ченный путем обжига легкоплавких глин в специальных вращающихся печах. Учитывая, что степень очистки воды зависит от пористости фильтрующей за-грузки, следует отметить, что пористость керамзита в два раза, а удельная площадь поверхности в 3-4 раза больше, чем кварцевого песка.

Керамзит значительно дешевле кварцевого песка (стоимость 1м3 керамзита 8-10руб и является доступным материалом). Фильтроцикл загрузки из керамзита в два раза больше, чем из кварцевого песка; адсорбционная способность по нефтепродуктам также более высокая.

 

Полистирол

Применяется для изготовления плавающей фильтрующей загрузки (размер гранул 0,3-1,25мм); выпуск ее освоен несколькими предприятиями согласно ОСТ 6-05-202-73.

Оптимальный режим работы фильтров (скорость фильтрации, продолжительность фильтроцикла, регламент промывки, качество фильтрата) и расчетные параметры загрузки определяют по данным технологических исследований, проводимых на конкретной сточной воде. При отсутствии этих данных при расчете пользуются аналогами, а также параметрами, приведенными в СНиП.

 

Фирмы поставщики наиболее широко используемых

фильтрующих материалов:

 

— дробленый кварцевый песок, дробленый песок из серпентинита, циролюзитовый песок — ООО «ФРАМАТ» г.Екатеринбург «Гора Хрустальная», НПФ «Тарэкс» г.Москва ;

— зерна дробленого гранита — ЗАО «КВАНТ МИНЕРАЛ» г.Санкт-Петербург;

— антрацит фильтрант — ЗАО МГК СПЕКТР г.Москва;

— цеолит-клиноптилотит — ПВАО «Рыстас» Казахстан г.Алматы.

 

 

4.2 Технические параметры работы фильтров доочистки

 

Основные исходные данные при проектировании фильтров – их производительность, качество исходной воды (содержание взвешенных веществ, БПК, ХПК и другие специфические загрязнения), качество фильтрованной воды.

Фильтры рассчитывают на рабочий и форсированный режимы (при вы-ключении отдельных фильтров на промывку и ремонт).

Для выбора метода доочистки воды с применением зернистых фильтров и конструкции фильтров в каждом конкретном случае требуется технико-экономическое обоснование .

Характеристика фильтров приведена в табл.4.2.

Для сравнения в данном дипломном проекте выбираем два типа фильтров, дающих наибольший эффект очистки по БПК и взвешенным веществам:

— каркасно-засыпной и

— «Оксипор».

Проводим сравнительный анализ двух фильтров, технологические пара-метры сводим в табл. 4.3.

Таблица 4.3 – Технологические параметры фильтров КЗФ и «Оксипор»

Параметры Ед. изме-рения 1 вариант — КЗФ 2 вариант -«Окси-пор»

Площадь фильтрации общая м2 387 564,6

Количество фильтров шт 10 12

Площадь одного фильтра м2 38,7 47,05

Количество промывной воды общее м3 2019,9 2981,08

Количество промывной воды на один фильтр м3 201,99 248,42

Суточное количество промывной воды м3/сут 2084,54 3091,37

Скорость фильтрации при нормальном режиме м/ч 10 7

Скорость фильтрации при форсирован-ном режиме м/ч 15 7,7

Время фильтроцикла ч 20 24

Количество промывок в сутки шт 1,2 1

Высота загрузки м 3,2 1,7

Эффект очистки: по БПК % 70 80

по взвешенным веществам % 70-80 90

 

Останавливаем свой выбор на фильтре «Оксипор», как на наиболее про-грессивном.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Экономическое сравнение вариантов доочистки сточных вод

 

В основу расчета технико-экономических показателей положены результаты сравнения двух возможных вариантов доочистки сточных вод. В данном дипломном проекте требуется определить стоимость реконструкции станции доочистки с увеличением производительности.

Первый вариант предполагает восстановление существующих каркасно-засыпных фильтров и строительство дополнительно новых на большую производительность. Стоимость работ по первому варианту принята по типовому проекту 902-4-12.86 .

Второй вариант предполагает переоборудование существующих каркас-но-засыпных фильтров на фильтры «Оксипор», дающих более высокий эффект очистки, а также строительство дополнительно новых фильтров. Стоимость строительно-монтажных работ представлена согласно проекта аналога г.Катав-Ивановска .

 

5.1 Определение капитальных вложений

 

Определение сметной стоимости строительства производится в соответствии с действующими нормативами и нормами сметной документации и включает стоимость общестроительных и специальных работ, а также стоимость монтажа оборудования.

Сметная стоимость, определяемая локальной сметой, включает в себя строительно-монтажные работы, которые объединяют прямые затраты, накладные расходы и плановые накопления, а также сметную стоимость оборудования.

При пересчете

цен 1984г. на цены 2000г использованы коэффициенты пересчета, равные

17,77 на строительно-монтажные работы,

22,5 на оборудование;

цен с 2000г. на цены 2008г. использованы коэффициенты пересчета, равные

4,01 на строительно-монтажные работы,

2,46 на оборудование.

Объем капитальных вложений согласно сметам в ценах 2008г. составляет:

1 вариант — 38237,135 тыс.руб.,

2 вариант — 33631,017 тыс.руб.

 

5.2 Определение годовых эксплуатационных расходов

 

Эксплуатационные расходы представляют собой сумму ежегодных затрат на содержание систем водоотведения . Годовые эксплуатационные затраты группируются по следующим статьям затрат:

-затраты на материалы;

-затраты на электроэнергию за год;

-заработная плата производственных рабочих;

-отчисления социального характера;

-амортизационные отчисления;

-текущий ремонт;

-прочие расходы.

 

Затраты на материалы.

Объем материалов определяем исходя из проектируемых высоты слоя загрузки и площади фильтров.

1 вариант:

-кварцевый песок d=0,8-1мм — 144 т/год х 950руб=136800руб,

-гравий d=1-40мм – 288 т/год х 705руб=203040руб,

-гравий d=40-60мм (замена при капитальном ремонте).

Итого в год: 339840руб.

2 вариант:

-кварцевый песок d= 3-5мм- 192 т/год х 950руб=182400руб,

-керамзит d=5-15мм- 80 т/год х 770руб=61600руб.

Итого в год: 244000руб.

 

Затраты на электроэнергию за год с тарифом 1,776 руб/час

1 вариант:

— установленная мощность

насосов подающих воду на фильтры 3шт х 110 кВт,

насосов промывной воды 1 шт х 160 кВт,

насосов грязной промывной воды 1шт х 45 кВт,

насосов дренажных 1шт х 1,1 кВт,

турбовоздуходувок для водовоздушной промывки 1шт х 90 кВт;

— потребляемая электроэнергия 626,1 х 24ч х 365=5475876 кВт/год.

2 вариант:

— установленная мощность

насосов подающих воду на фильтры 3шт х 110 кВт,

насосов промывной воды 1шт х 160 кВт,

насосов грязной промывной воды 1шт х 45 кВт,

насосов дренажных 1шт х 1,1 кВт,

турбовоздуходувок для водовоздушной промывки 1шт х 90 кВт,

турбовоздуходувок для аэрации 2шт х 110 кВт;

— потребляемая электроэнергия 846,1х 24 х 365=7411836 кВт/год.

 

Заработная плата производственных рабочих.

1 вариант :

— старший мастер заработная плата по 13000 руб/мес, 132000 руб/год

— мастер заработная плата по 12000 руб/мес, 120000 руб/год

— оператор заработная плата по 9500 руб/мес, 114000 руб/год

— техник-электрик КИП заработная плата по 11500 руб/мес, 138000 руб/год

— слесарь-ремонтник заработная плата по 10000 руб/мес, 100000 руб/год

— рабочий по чистке емкостей заработная плата по 8500 руб/мес, 102000 руб/год

2 вариант аналогичен.

 

Отчисления социального характера.

К отчислениям социального характера относятся отчисления в:

-пенсионный фонд 20 % от з/п;

-отчисления в фонд социального страхования – 2,9% от з/п;

-отчисления в территориальный фонд медицинского страхования – 2% от з/п;

-отчисления в федеральный фонд медицинского страхования – 1,1% от з/п.

 

Амортизационные отчисления.

Для определения размера амортизационных отчислений в зависимости от срока эксплуатации используемых основных фондов, устанавливают норму амортизации, которая определяется по формуле:

N= ,

где Т – амортизационный срок эксплуатации, лет .

1 вариант:

При сроке эксплуатации фильтра КЗФ 17 лет норма амортизации

N=

амортизационные отчисления 2294,23 тыс.руб.

2 вариант:

При сроке эксплуатации фильтра «Оксипор» 17 лет норма амортизации

N=

амортизационные отчисления 2017,86 тыс.руб.

 

Текущий ремонт.

Годовые затраты на текущий ремонт сети принимают в размере 1% от стоимо-сти капитальных вложений.

1 вариант:

-текущий ремонт 382,37 тыс.руб,

2 вариант:

-текущий ремонт 336,31 тыс.руб.

 

Годовые эксплуатационные затраты сведены в таблицы 5.1 и 5.2.

Таблица 5.1 — Годовые эксплуатационные затраты для 1 варианта

№ п/п Наименование Количество Стоимость, руб

1 Электроэнергия 5475876 кВт/год 9725156

2 Амортизационные отчисле-ния 2294230

3 Зарплата с отчислениями в:

— ПФ

-ФСС

-ТФМС

-ФФМС чел

20%

2,9%

2%

1,1% 13

7647427

1108877

764743

420608

4 Текущий ремонт 1 %от кап. вложен. 382371

5 Прочие 20% от (амр + з/п)

2447177

Итого: 22496359

 

 

Таблица 5.2 — Годовые эксплуатационные затраты для 2 варианта

№ п/п Наименование Количество Стоимость, руб

1 Электроэнергия

-потребляемая электроэнергия 7411836 кВт/год 13163420

2 Амортизационные отчисления 2017860

3 Заработная плата с отчислениями в:

— ПФ

-ФСС

-ТФМС

-ФФМС чел

20%

2,9%

2%

1,1% 13

7647427

1108877

764743

420608

4 Текущий ремонт 1% от кап.вложений 336310

5 Прочие 20% от

(амр + з/п)

2391903

Итого: 27851148

 

5.3 Экономическое сравнение вариантов

 

Экономическое сравнение вариантов проводим, учитывая капитальные вложения и эксплуатационные затраты по каждому варианту:

1 вариант: капитальные вложения – 38237,135 тыс.руб,

эксплуатационные затраты – 22496,359 тыс.руб;

2 вариант: капитальные вложения – 33631,017 тыс.руб,

эксплуатационные затраты – 27851,148 тыс.руб.

Для сравнения и выбора наилучшего с экономической точки зрения материала труб показатель дисконтированных затрат (приведенных затрат), который определяется по формуле

 

где — капитальные вложения (в виде сметной или балансовой стоимости), руб;

— годовые эксплуатационные затраты, руб;

t – шаг дисконтирования , равный 4 мес.;

Е – норма дисконта, равная 12% год;

Т – нормативный срок службы системы;

— коэффициент дисконтирования.

Расчеты показателей дисконтированных затрат для двух вариантов :

1 вариант

2 вариант

Наиболее выгодным вариантом считается тот, при котором ДЗ меньше.

Показатель ДЗ1 в 1,012 раз меньше. Наиболее выгодным, с экономической точки зрения является 1 вариант, т.е. фильтрование на КЗФ.

 

5.4 Расчет эффективности внедрения новой технологии

 

Расчет эффективности внедрения новой технологии производится по формуле

 

где Э – годовой экономический эффект, руб;

— разность себестоимостей изготовления годового объема продукции по первому и второму вариантам, руб;

— нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений ( =0,12);

— разность капитальных вложений на изготовление продукции по двум вариантам, руб .

 

Разность себестоимостей изготовления годового объема продукции по двум вариантам

,

где — разность годовой заработной платы за изготовление продукции по двум вариантам, руб;

— разность стоимости материалов на годовую программу продукции по двум вариантам, руб;

— разность годовых эксплуатационных затрат на изготовление продукции по двум вариантам, руб;

— разность амортизационных отчислений по двум вариантам, руб.

 

 

 

Наиболее эффективным является 2 вариант, т.е. доочистка на фильтре «Окси-пор».

Срок окупаемости капитальных вложений в наиболее выгодный вариант

 

где — капитальные вложения по 2 варианту.

 

Стоимость доочистки 1м3 сточной воды

 

 

 

 

 

 

6 Балансовая схема изменения качества и количества

поступающей воды с учетом возврата дренажных и промывных вод

 

При реконструкции станции доочистки образуются грязные воды после промывки фильтров, которые в настоящее время не учтены в показателях качества и количества в исходной поступающей на очистку воде, по причине отсутствия процесса доочистки.

Также в существующем проекте на реконструкцию основных сооружений не учтены количество и показатели качества дренажных вод.

Для определения производительности станции доочистки и исходного качества поступающих на доочистку вод выполняем корректировку балансовой схемы.

Балансовая схема существующего положения приведена в приложении А. Балансовая схема проектируемых сооружений, включая станцию доочистки, приведена в приложении Б.

Исходные условия:

I линия =110,0 мг/дм3,

=120,8 мг/дм3,

=29086 м3/сут;

II линия =95,2 мг/дм3,

=97,4 мг/дм3,

=53325 м3/сут;

перед контактными резервуарами =12,5 мг/дм3, =14,35 мг/дм3;

где С – показатели загрязнения по взвешенным веществам,

L – показатели загрязнения по БПК, принятые согласно данных лаборатории ОСК,

q – проектируемый расход сточных вод.

 

Качество промывных вод, учитывая эффект очистки на фильтрах «Окси-пор»:

 

.

Общее количество задерживаемых загрязнений на фильтрах составит

 

 

Концентрация загрязнений в промывной воде

 

,

при расходе = 3091,37 м3/сут.

 

Качество дренажных вод, согласно п.6.398 , принимаем

= 1500мг/дм3,

=1500мг/дм3.

Расход =1333,6м3/сут согласно .

 

Качество сточных вод Iлинии с учетом дренажных вод, поступающих на механическую очистку:

 

 

 

Расход

 

Качество сточных вод II линии с учетом промывных вод, поступающих на механическую очистку:

 

 

 

 

 

 

Найденные показатели являются исходными при проведении проверочного расчета основных сооружений ОСК на возможность пропуска нового количества сточных вод с соблюдением технологических параметров в работе сооружений.

 

Качество сточных вод Iлинии после механической очистки:

 

 

 

Качество сточных вод II линии после механической очистки:

 

 

Согласно ТЭО первичные отстойники второй линии переоборудуются в регулирующие резервуары и часть потока с перегруженной II линии направляется на недогруженную I линию.

Расход на II линии уменьшается до 40000м3/сут, а на I линии из-меняются и расход и показатели качества:

 

 

 

 

Качество сточных вод I линии после биологической очистки:

 

 

 

Качество сточных вод II линии после биологической очистки:

 

 

 

Качество воды, после смешения сточных вод I и II линий, поступающей на проектируемую станцию доочистки:

 

 

 

 

Качество доочищенной воды, поступающей на проектируемую станцию УФ-обеззараживания:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Расчет сооружений станции доочистки сточных вод

 

7.1 Технологическая схема доочистки сточных вод

 

Станция доочистки сточных вод с фильтрами включает следующие сооружения: приемный резервуар, насосную станцию, фильтровальные сооружения,

резервуар доочищенной промывной воды, резервуар для сбора грязных промывных вод. Состав сооружений доочистки сточных вод предопределяется условиями спуска их в водоем.

 

Очищенные сточные воды из технологических емкостей сооружений биологической очистки самотеком поступают в приемный резервуар установки доочистки – резервуар осветленной воды.

Из резервуара осветленной воды сточная вода насосами, установленными в здании доочистки, подается в приемный карман, откуда происходит распределение ее в желоба фильтров «Оксипор».

Фильтрование происходит в нисходящем потоке жидкости при постоян-ном рабочем уровне над загрузкой, который поддерживается с помощью установки сифона на трубопроводе фильтрата.

Сбор фильтрата осуществляется распределительной системой, располо-женной в поддерживающем гравийном слое, откуда фильтрат самотеком через резервуар промывной воды отводится на станцию УФ-обеззараживания.

 

Данным проектом предусматривается расширение и реконструкция зда-ния доочистки с увеличением производительности до 85500 м3/сут.

На существующей станции имеется восемь фильтров, расширение преду-сматривает установку дополнительно четырех фильтров.

Для обеспечения глубокой очистки выполняется реконструкция сущест-вующих каркасно-засыпных фильтров на фильтры «Оксипор» (затопленные биофильтры).

Целесообразность применения фильтров «Оксипор» подтверждена научно-исследовательским институтом, НИИ КВОВ, г.Москва (письмо №43-3 от 06.04.04г.).

 

Предусматривается двухслойная загрузка фильтров:

— керамзит недробленый крупностью 5-15мм, высотой слоя 0,5м;

— песок кварцевый крупностью 3-5мм, высотой слоя 1,2м.

В слое загрузки, на глубине 0,5м до верха, располагается воздушная распределительная система, подача воздуха через которую производится из расчета 1-2м3 на 1м3 сточных вод.

При фильтровании воды сверху вниз в верхнем слое загрузки за счет мелкопузырчатой аэрации происходит процесс биологического окисления растворенных органических соединений и последующее фильтрование – задержание окисленных веществ в нижнем слое загрузки.

 

При загрязнении загрузки в процессе фильтрования и достижения верхнего уровня воды фильтр переводится в режим промывки.

Восстановление фильтрующей способности загрузки осуществляется во-довоздушной промывкой. Фильтры выводятся на промывку оператором вручную по показанию дифманометра. Процесс промывки автоматизирован.

Промывка производится в три этапа:

— продувка загрузки воздухом через нижнюю распределительную систему с интенсивностью подачи 15л/с м2 в течение 15 минут без прекращения подачи воздуха в слое загрузки;

— промывка водой интенсивностью подачи 10 л/с м2 совместно с возду-хом в течение четырех минут;

— промывка водой интенсивностью 16 л/с м2 в течение трех минут .

 

Воздух подается турбовоздуходувками, установленными в помещении насосной станции.

Промывка фильтров производится фильтрованной водой, самотеком по-ступающей после очистки на фильтрах в резервуар промывной воды (сооружение 18).

Грязная вода после промывки фильтров и первый фильтрат поступает в резервуар воды после промывки (сооружение 17) и далее насосом перекачивается в голову очистных сооружений верхней зоны, перед песколовками для последующей очистки.

Доочищенная вода отводится на проектируемую станцию УФ-обеззараживания. В качестве источника УФ-излучения используются газораз-рядные лампы.

Очищенные до нормативных требований и обеззараженные сточные воды отводятся в реку Миасс.

Для удаления биообрастаний загрузка фильтров обрабатывается хлорной водой один раз в два –три месяца. Хлорная вода подается от передвижной хлораторной установки.

Операция хлорной промывки производится в четыре этапа:

— промывка фильтрованной водой 5-6 мин,

— заполнение хлорной водой концентрацией 150мг/л по активному хлору на одни сутки,

— нейтрализация остаточного хлора раствором гипосульфита натрия и соды,

— промывка фильтрованной водой 2-3мин.

 

7.2 Характеристика и назначение основных сооружений и оборудования

 

Фильтр

К установке приняты фильтры «Оксипор». Фильтры прямоугольные в плане емкости. В качестве фильтрующего материала применяется песок кварцевый и керамзит. Фильтр загружается послойно.

В нижней зоне фильтра располагаются водяная и воздушная распределительные системы из стальных дырчатых труб. В верхнем слое загрузки располагается воздушная распределительная система необходимая для аэрации фильтра.

Конструкция фильтра предусматривает низкий отвод промывной воды через систему желобов. Для эксплуатации фильтров предусмотрены электрофицированные задвижки и поворотные затворы, установленные в галерее обслуживания. Галерея оборудована подвесными кранами грузоподъемностью 1тн.

Для замены загрузки фильтра, которая производится при капитальных ремонтах, используются передвижные ленточные конвейеры и кран типа «Пионер».

Фильтры оборудованы приборами для измерения потерь напора в распределительной системе и загрузке. Расход воды, скорость фильтрации и интенсивность промывки измеряют приборами, устанавливаемыми на трубопроводах.

Фильтры в климатических зонах с расчетной зимней температурой до -25 С размещают в зданиях. Открытые фильтры можно проектировать в районах с расчетной зимней температурой выше -25 С, в основном в III климатическом поясе . Предусматриваем закрытый вариант.

 

Насосная станция

Насосная станция совмещена с фильтровальными сооружениями в единый блок.

В насосной станции устанавливаются следующие группы насосного и компрессорного оборудования:

— насосы для подачи воды на фильтрацию,

— насосы для подачи воды на промывку,

— турбовоздуходувки,

— насосы перекачки грязной промывной воды,

— насосы технической воды (охлаждение подшипников трубовоздуходувок, уплотнение сальников канализационных насосов,

— дренажный насос.

Для монтажа и демонтажа оборудования, в насосной предусмотрены кран ручной подвесной грузоподъемностью 2тн, ручная таль грузоподъемностью 3,2тн .

Включение и выключение насосов подачи воды на фильтрацию и перекачки грязной промывной воды автоматизированы по уровню воды в резервуарах.

 

Резервуары

В проекте предусмотрены резервуары:

— приемный,

— промывной воды,

— грязной промывной воды.

Объем резервуаров воды для промывки и сборных резервуаров грязных промывных вод рассчитывают исходя из потребности воды на две промывки.

Объем приемного резервуара рассчитывают с учетом неравномерности притока воды, режима работы насосов (пятиминутная производительность насоса) и фильтровальных сооружений. Допускаемая перегрузка фильтров принимается до 15% при постепенном наращивании скорости фильтрации.

Опорожнение приемного резервуара может осуществляться в резервуар грязной промывной воды и затем в голову сооружений.

Резервуары промывной и грязной промывной воды имеют по две ем-кости, разделенные камерами переключения.

Все резервуары снабжены воздуховодами для взмучивания осадка.

 

Склад фильтрующего материала

Фильтрующий материал хранится на открытом складе, располагаемом на площадке установки доочистки и рассчитан на хранение 10% ежегодного пополнения объема фильтрующей загрузки и дополнительного аварийного запаса в размере загрузки одного фильтра.

 

Склад реагентов

Склад реагентов рассчитан на 30 суточное хранение гипосульфита натрия и соды.

 

 

7.3 Расчет сооружений и подбор оборудования

 

7.3.1 Расчет фильтра

 

Суммарную площадь фильтров определяем по формуле

,

где Q – расчетная производительность станции, м3/сут;

Т – продолжительность работы станции в течении суток, ч;

— скорость фильтрования, м/ч;

— количество промывок каждого фильтра в сутки;

— интенсивность, л/(с м2), первоначального взрыхления слоя загрузки продолжительностью ,ч;

— интенсивность подачи воды, л/(с м2), с продолжительностью водовоздушной промывки , ч (только при водовоздушной промывке);

— интенсивность промывки, л/(с м2), продолжительностью , ч;

— продолжительность простоя фильтра из-за промывки, ч.

Получаем

,

где параметры приняты, согласно п.6.102 , на основании имеющегося опыта применения .

Число фильтров определяем по эмпирической формуле

N=0,5 =0,5 =11,8 12 шт.

Площадь одного фильтра , что удовлетворяет условию не более 50-60м2.

Принимаем в плане существующие размеры 5,72 х 8,8 м.

Принимаем число фильтров, находящихся в ремонте, =1. Тогда ско-рость фильтрования воды при форсированном режиме

 

Эта скорость не превышает скорости, допускаемой при форсированном режиме работы фильтров.

Общая высота фильтра

,

где — высота фильтрующей загрузки, 0,5+1,2=1,7м,

— высота слоя воды над поверхностью загрузки, принимается не менее 2м,

— превышение строительной высоты над расчетным уровнем воды, принимается не менее 0,5м,

— диаметр коллектора трубчатого дренажа, определяется исходя из скорости движения воды в нем в ходе промывки (см.ниже).

 

 

7.3.2 Расчет распределительной системы фильтра

 

Водовоздушная промывка фильтров производится в три этапа:

— продувка загрузки воздухом через нижнюю распределительную систему с интенсивностью подачи 15л/с м2 в течение 15 минут;

— промывка водой интенсивностью подачи 10 л/с м2 совместно с возду-хом в течение четырех минут;

— промывка водой интенсивностью 16 л/с м2 в течение трех минут.

 

Водораспределительная система

При интенсивности промывки фильтра 16 л/(с м2), количество промывной воды, необходимой для одного фильтра

q .

По таблице Шевелева , учитывая что скорость движения воды в кол-лекторе рекомендуется в пределах 1,0 – 1,2 м/с и расход промывной воды ра-вен 804,8 л/с, определяем диаметр коллектора распределительной системы.

Принимаем стальные трубы Д1000мм, при V=1,01м/с.

Принимаем расстояние между ответвлениями распределительной системы 0,3м. Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление, будет (при наружном диаметре коллектора Д1020мм)

,

а расход промывной воды, поступающей через одно ответвление,

.

Диаметр труб ответвлений принимаем 125мм при скорости 2,05 м/с.

Для обеспечения 95%-ной равномерности промывки фильтра промывная вода должна подаваться под напором в начало распределитель-ной системы

 

где высота загрузки фильтров.

.

Расход промывной воды, вытекающей через отверстия в распределительной системе, находим по формуле

,

где — коэффициент расхода (для отверстий — 0,62), — общая площадь отверстий.

Из этой формулы определяем общую площадь отверстий

 

При площадь отверстия .

Общее количество отверстий

.

Общее число ответвлений на каждом фильтре (5,72/0,3) 2= 38 шт.

Число отверстий, приходящееся на каждое ответвление, 1282/38 = 34 шт.

При длине каждого ответвления и расположении отверстий в два ряда в шахматном порядке расстояние между отверстиями .

 

От низа распределительных труб до дна фильтра принимаем расстояние 150мм.

Воздушная распределительная система

Расчет системы подачи и распределения воздуха может быть произведен исходя из следующих данных:

скорость выхода воздуха из отверстий труб распределительной системы должна быть равной 45-50 м/с, на входе в трубы -13-17, на входе в коллектор 7-10 м/с (п.7.20, ).

Принимаем диаметр ответвлений для подачи воздуха равным 70мм, площадь трубы Fо = 0,004 м2, а расход воздуха на одну трубу будет равен

,

где В – ширина фильтра;

s – расстояние между распределительными трубами, равное 300мм;

— интенсивность подачи воздуха.

Тогда скорость на входе в трубу равна что приемлемо.

Принимаем .

По чертежу 24 и 25 а = а =0,14;

Коэффициент сопротивления определяем по формуле

 

< 1,0, тогда суммарную площадь отверстий находим по формуле .

тогда скорость истечения воздуха из отверстий будет равна

Общая площадь отверстий должна составлять 0,25- 0,5% рабочей площади фильтра (п.6.105, ), следовательно она составляет 38 . 0,2: 100=0,076м2.

Принимаем диаметр отверстия 4мм, площадь его F=0,000013м2,тогда количество отверстий в дренаже одного фильтра будет равно 0,076:0,000013 5846 шт.

На каждом ответвлении отверстий должно быть 5846:38=154 шт.

При длине ответвлений 5,72-0,63=5,09м, шаг отверстий равен 5,09.1000:154=33 мм.

Задаемся диаметром коллектора 300мм, площадь сечения трубы F=0,0707м2, расход воздуха в начале коллектора

, скорость движения воздуха

что приемлемо.

По формуле определяем коэффициент сопротивления

 

Общий коэффициент определяется по формуле

.

 

 

 

Площадь коллектора находим по формуле

 

Число ответвлений n=24, тогда =24.0,0019=0,0456м2,

 

Этой площади соответствует диаметр трубы, равный 0,252м.

Таким образом, в соответствии с уточненным расчетом в качестве коллектора могут быть приняты трубы диаметром 250мм.

 

7.3.3 Расчет устройства для сбора и отвода воды при промывке

 

Расчет сборных желобов

Для сбора и отвода воды при промывке в конструкции контактных осветлителей предусматриваются сборные желоба полукруглого сечения и сборный канал полукруглого сечения, расположенный по центру фильтра.

Принимаем 6 желобов. Расстояние между осями соседних желобов составит 8,8/6 = 1,46м (рекомендуется не более 2,2м (п.6.111, )).

Ширину желоба найдем по формуле

,

где Кжел – коэффициент, принимаемый для желобов с полукруглым лотком равным 2 (п.6.111, ),

— отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, равное 1,2,

— расход воды по желобу, м3/с, определяется по формуле

,

где =6 – количество желобов.

 

Тогда

Высота прямоугольной части желоба h =0,75Вжел=0,75.0,48=0,36м.

Полезная высота желоба h=1,25Вжел=1,25.0,48=0,6м.

Конструктивная высота желоба (с учетом толщины стенки) h =h+0,08=0,6+0,08=0,68м.

Скорость движения воды в желобах принимается 1,5- 2м/с (п.6.117, ).

Расстояние от поверхности фильтрующей загрузки до кромок желобов Нж определяется по формуле (п.6.113, )

,

где Нз – высота фильтрующего слоя, м,

— относительное расширение фильтрующей загрузки, принимаемое по табл.23 , %.

 

Так как конструктивная высота желоба h =0,68м < Н =1,15м – поправки вводить не надо.

Лотки желобов должны иметь уклон 0,01 к сборному каналу (п.6.111, ).

 

Расчет сборного канала

Сборный канал располагаем вдоль меньшей стороны осветлителя (В=5,72м), по центру фильтра.

При отводе промывной воды сборный канал должен предотвращать создание подпора на выходе из желоба. Расстояние от дна желоба до дна канала Нкан определяется по формуле

,

где q — расход воды по каналу, м3/с,

Вкан – ширина канала, принимается 0,9м.

.

Площадь поперечного сечения сборного канала определяется

по формуле ,

.

Тогда скорость движения воды в конце сборного канала

,

.

 

7.3.4 Определение потерь напора при промывке фильтра

 

Общая величина потерь напора слагается из потерь напора:

— в отверстиях труб распределительной системы,

— в фильтрующем слое,

— в поддерживающем слое (при его наличии),

— в подводящем трубопроводе.

 

Потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра определяются по формуле

,

где Vкол – скорость движения воды в коллекторе, 1,01м/с,

Vр.т. – скорость движения в распределительных трубах, 2,05м/с,

— коэффициент гидравлического сопротивления, принимаемый равным 1,55-2,0.

 

Потери напора в фильтрующем слое высотой Hф определяются по формуле А.И.Егорова

,

где — параметры для песка с крупностью зерен 0,5-1мм,

— интенсивность промывки 16л/(с.м2),

Нф – высота фильтрующей загрузки, 1,7м.

.

Потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к общему коллектору Д1000мм, V=1,02 (1000i =1,15) распределительной системы осветлителя, определяются по формуле

,

где l – длина трубопровода, подводящего промывную воду к общему коллектору, принимаемая равной 108м.

,

=0,322+1,75+0,124=2,196м.

 

7.3.5 Подбор насосов для промывки фильтров

 

Расход воды, который должны подавать насосы, равен расходу промывной воды.

Напор, который должен развивать насос при промывке фильтров, определяется по формуле

Н=h + ,

где h — геометрическая высота подъема воды от дна резервуара промыв-ной воды до верхней кромки желобов над фильтром, определяемая по формуле

h =Нж+Нф+Нв,

где Нж – высота кромки желоба над поверхностью фильтра, 1,15м,

Нф – высота загрузки 1,7м,

Нв – глубина воды в резервуаре промывной воды, 1м.

h =1,15+1,7+1= 3,85м,

— суммарные потери напора,

h — запас напора, принимаемый 1,5м.

Тогда Н=3,85+2,196+1,5=7,546м.

Подбираем центробежный насос для подачи промывной воды к фильтрам марки 2Д2000-21 производительностью 2000м3/ч, напором 21м в количестве 3 штук (2 рабочих, 1 резервный) .

Определим продолжительность фильтроцикла (работа фильтра между двумя промывками) по формуле

Тр = То — (t1+t2),

где То- продолжительность рабочего фильтроцикла, принимаем 24ч,

t1- продолжительность промывки фильтра, 0,3ч,

t2- время простоя фильтра в связи с промывкой, 0,5ч.

Тр= 24-(0,3+0,5)=23,2ч.

Определим расход воды на промывку фильтра по формуле

,

 

,

т.е. 7,99 % воды от производительности станции идет на промывку фильтров.

 

7.3.6 Расчет воздуходувок для фильтров

 

Расчет воздуходувок для подачи воздуха в фильтр определяется по формуле

,

где — площадь фильтра, м2,

I – интенсивность подачи воздуха, л/(с.м2).

q=50,4 .10= 504л/с=30м3/мин.

Для подачи воздуха при промывке фильтра принимаем 2 воздуходувки (1 рабочую, 1 резервную) марки DT100.550/70, производительностью 2300м3/ч, давлением 70 кПа, мощностью 90 кВт.

Для подачи воздуха на непрерывную аэрацию фильтра в процессе фильтрации подбираем 3 воздуходувки (2 рабочих, 1 резервную) марки DT110.801/60, производительностью 5000м3/ч, давлением 60 кПа, мощ-ностью 110кВт.

 

7.3.7 Подбор насосов для подачи на фильтр

 

Выбираем насос 2Д2000-21 производительностью 1250 м3/ч, напором 13м, мощностью 110кВт (3 рабочих, 2 резервных).

Для перекачки грязной промывной воды в голову очистных сооружений подбираем насос СМ 150-125-400б/4, производительностью 200м3/ч, напором 32м, мощностью 45кВт.

 

7. 4 Расчет пескового хозяйства

 

На территории станции необходимо предусмотреть специальное хозяйство для хранения и транспортирования фильтрующих материалов.

Объем песка, необходимого для первоначальной загрузки фильтров, определяем по формуле

,

где F –площадь одного фильтра, 50,4м2,

n — количество фильтров, 12шт,

h — высота фильтрующего слоя, 1,7м.

.

Объем песка, необходимого для пуска станции доочистки составляет 60% песка, приготовленного для загрузки фильтров, т.е.

 

Площадь места для складирования определим по формуле

,

где h — высота насыпи песка на площадке, принимаемая равной 0,5м.

Тогда .

Принимаем размеры асфальтовой площадки под песок 59 х 59м. Над площадкой устраиваем навес.

 

Ежегодная потребность в дополнительном количестве песка составляет 10%, т.е. объем дозагрузки составит

Wд= 0,1.Wn,

Wд=0,1 . 1028= 102,8м3.

 

Песок, необходимый для дозагрузки, хранится в специальных железобе-тонных емкостях в помещении станции.

Принимаем две емкости для хранения кварцевого песка размерами 5 х 6 х 2,1 м3, и одну емкость для хранения керамзита размерами 4 х 6 х 2,1 м3.

 

7.5 Подбор установки для обеззараживания воды

 

В соответствии с производительностью станции доочистки 3562,5м3/ч выбираем установку УФ-обеззараживания марки УВД-360-1Г-600Т, производительностью 1000м3/ч, в количестве 5 штук (4 рабочих, 1 резервная).

 

7.6 Расчет объема резервуаров

 

Объем резервуаров воды для промывки и сборных резервуаров грязных промывных вод рассчитывают исходя из потребности воды на две промывки.

 

Два существующих резервуара промывной воды W=100м3 недостаточны по вместимости, необходима их реконструкция с целью уве-личения объема.

Два существующих резервуара грязной воды W=450м3 удовлетворяют по своей вместимости.

 

Объем приемного резервуара рассчитывают с учетом неравномерности притока воды, режима работы насосов (пятиминутная производительность насоса) и фильтровальных сооружений.

 

Существующий резервуар осветленной воды для подачи на фильтры W=1000м3 удовлетворяет новым условиям по вместимости.

 

Во избежание загнивания осадка в резервуарах осветленной и грязной промывной воды предусматриваем барботирование.

 

7.7 Расчет основных технологических трубопроводов

 

По таблице предельных расходов принимается диаметр каждого трубопровода. Гидравлический расчет трубопроводов, согласно и представлен в таблице 7.1.

Таблица 7.1 — Гидравлический расчет трубопроводов.

Название трубо-проводов Расход

воды, л/с Диаметр,

мм Расчетная

скорость, м/с Рекоменд.

скорость, м/с

Напорные трубопроводы

1. Подача сточной воды от насосов к фильтрам 989,58 500

100

400 1,2-1,5

2. Подача промывной воды от насосов к фильтрам 804,8 500

1000, 800

500 1,01 0,8-1,2 в на-чале коллекто-ра

1,6-2,0 в на-чале ответвле-ний

3. Подача грязной воды в голову очистных со-оружений 300 1-1,5

Безнапорные трубопроводы

1. От приемных резер-вуаров к насосам 600

2. От резервуаров про-мывной воды к насосам 600

3. От фильтров к резер-вуарам промывных вод 400

600, 800,

1200 1,5-2,0

4. От фильтров к резер-вуарам грязной воды 800 не более 1,5

5. От резервуаров про-мывной воды до станции УФ-обеззараживания 1200

6. От станции УФ-обеззараживания до вы-пуска в реку 1200 0,8-1,2

 

 

 

 

 

 

 

8 Проверочный расчет размеров основных сооружений

очистки с учетом возврата дренажных и промывных вод на ОСК

 

8.1 Проверочный расчет сооружений 1 линии

 

Горизонтальная песколовка

 

Длина песколовки (определяется по формуле 17 [2])

,

где — коэффициент (1,7 согласно табл.27[2]);

— скорость движения сточных вод, м/с (0,15 согласно табл.28[2]);

— гидравлическая крупность песка, мм/с, принимается в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка (18,7 согласно табл.27[2]);

— рабочая глубина песколовки, м.

 

 

Фактическая длина песколовки 13м.

Проектируемая длина песколовки .

 

Отстойник первичный вертикальный

 

Гидравлическая крупность рассчитывается по формуле 30 [2]

,

где — глубина проточной части отстойника, м;

— коэффициент использования объёма проточной части отстойника (0,35 согласно табл.31 [2]);

— продолжительность отстаивания, сек, соответствующая заданному эффекту очистки;

— показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе оса-ждения.

 

 

 

Производительность отстойника рассчитывается по формуле 32 [2]

,

 

где — коэффициент использования объёма (0,35 согласно табл.31 [2]);

— диаметр отстойника, м;

— диаметр впускного устройства, м;

— гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с;

— турбулентная составляющая, мм/с (0,05 согласно табл.32 [2]).

 

 

 

Фактическая производительность отстойника:

 

Проектируемая производительность отстойников 156 х 8 = 1248 м3/ч.

 

Аэротенк – смеситель

 

Исходные данные по качественному и количественному составу соглас-но балансовой схемы (прил.Б)

 

Показатель

вода в аэротенках

поступающая выходящая

Расход

45500

Загрязнение по БПК

91,5 18,3

Загрязнение по взвеш. ве-ществам

86,94 17,38

 

Количество аэротенков – 6 шт.

 

1. Продолжительность аэрации в аэротенках определяем по формуле 48 [2]

,

 

где — БПК поступающей в аэротенк сточной воды, мг/л;

— БПК очищенной воды, мг/л;

s – зольность ила, (0,3 – согласно табл.40[2]);

— доза ила, г/л, определяемая технико-экономическим расчётом с учётом работы вторичных отстойников;

p – удельная скорость окисления, мг БПК на 1г беззольного вещества ила в 1ч, определяемая по формуле:

 

,

где — максимальная скорость окисления, мг/(г*ч), (85 – согласно табл.40[2]);

— концентрация растворённого кислорода, мг/л (2мг/л п.6.157[2]);

— константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПК /л, (33 – согласно табл.40[2]);

— константа, характеризующая влияние кислорода, мг /л, (0,625 – согласно табл.40[2]);

— коэффициент ингибирования продуктам распада активного ила, л/г (0,07 – согласно табл.40[2]);

 

 

 

 

Степень рециркуляции активного ила в аэротенках определяем по формуле 52[2]

,

где — доза ила в аэротенке, г/л (1,5 согласно 111[ ]);

— иловый индекс, см /г (100 согласно п.2.4[ ]);

 

 

 

2. Нагрузка на ил, мг БПК на 1г беззольного вещества ила в сутки определяем по формуле 53[2]:

,

 

где — период аэрации, час

 

 

 

Величина илового индекса согласно табл.41[2]

 

 

Степень рециркуляции активного ила:

 

 

3. Прирост активного ила рассчитываем по формуле 60[2]:

, где

— концентрация взвешенных веществ в поступающей сточной воде, мг/л;

— коэффициент прироста (0,3 согласно п.6.148[1]).

 

 

 

Фактическая продолжительность аэрации:

, где

— рабочий объём аэротенка, м ;

n – количество аэротенков, шт;

Q – расход сточных вод, поступающих на аэрацию, м /час.

 

 

 

Фактический объём аэрации:

Расчётный объём аэрации:

Фактическое время аэрации:

Расчётное время аэрации:

Принят существующий объем аэротенков.

 

Отстойник вторичный вертикальный

 

Гидравлическая нагрузка определяется по формуле 67[2]

, где

 

— коэффициент использования объёма зоны отстаивания, принимается для вертикальных отстойников (0,35 согласно п.6.161[2]);

— концентрация ила в осветлённой воде, мг/л (10 согласно п.6.161[2]);

— глубина проточной части отстойника, м ;

— концентрация активного ила в аэротенке (4 мг/л согласно табл.56.8[ ]).

 

 

 

Требуемая площадь отстойников

 

 

Фактическая площадь отстойников 1075,84 .

Приняты существующие отстойники.

 

Метантенки

 

Расход сырого осадка рассчитывается по формуле

,

где С — начальная концентрация взвешенных веществ, мг/л;

С — эффект содержания взвешенных веществ в первичных отстойниках, до-ли единиц;

К – коэффициент, учитывающий увеличение объёма осадка за счёт круп-ных фракций взвешенных веществ;

Q – расход сточных вод, м/сут.

 

 

 

Расход избыточного активного ила рассчитывается по формуле

,

где а – коэффициент прироста активного ила (принимаем 0,3);

b – вынос активного ила из вторичных отстойников, мг/л;

Q – расход сточных вод, м /сут.

 

 

 

Расход беззольного вещества осадка рассчитывается по формуле

.

Расход беззольного вещества активного ила рассчитывается по формуле

, где

В — гигроскопическая влажность, соответственно сырого осадка и избыточного активного ила, % (принимаем 5-6%);

З — зольность сухого вещества осадка и активного ила, % (27 и 25% согласно 100[4]).

 

 

 

 

Расход сырого осадка рассчитывается по формуле

.

 

Расход избыточного активного ила рассчитывается по формуле

, где

W — влажность сырого осадка, % (принимаем 94%);

W — влажность уплотненного активного ила, % (принимаем 97%);

p — плотность активного ила, которую для упрощения расчётов можно принять равной единице.

 

 

 

Общий расход сырого осадка и избыточного активного ила

— по сухому веществу рассчитывается по формуле

 

 

— по беззольному веществу рассчитывается по формуле

 

 

— по расходу смеси фактической влажности рассчитывается по формуле

.

 

Средняя влажность смеси рассчитывается по формуле

 

 

 

Средняя зольность абсолютно сухого вещества смеси рассчитывается по фор-муле

 

 

 

Объём метантенка рассчитывается по формуле

, где

Д – суточная доза загрузки в метантенк, %.

 

 

 

Фактический объём метантенков .

Приняты существующие метантенки.

 

Иловые площадки

 

Полезная площадь иловых площадок рассчитывается по формуле

, где

 

— расход сырого осадка избыточного активного ила (определен при рас-чёте метантенков);

a – коэффициент уменьшения объёма за счёт его распада при сбраживании (2 согласно 102[ ]);

b – коэффициент уменьшения объёма за счёт его уплотнения до 90% — ной влажности сбраживания (принимаем 2);

n – периодичность напуска осадка (1 сут.);

К – годовая нагрузка осадка, поверхности

 

поверхности согласно п. 6.388[2]);

 

 

Фактическая площадь существующих иловых площадок

.

 

8.2 Проверочный расчет сооружений 2 линии

 

Горизонтальная песколовка с круговым движением воды

 

Длина песколовки определяется по формуле

,

где — коэффициент (1,7 согласно табл.27[2]);

— скорость движения сточных вод, м/с (0,15 согласно табл.28[2]);

— гидравлическая крупность песка, мм/с, принимается в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка (18,7 согласно табл.27[2]);

— рабочая глубина песколовки, м;

 

 

Фактическая длина песколовки

 

.

Проектируемая песколовка L=14,3м, d=6м, глубиной 0,5м, в количестве 3шт рабочих и 1шт. резервной.

 

Регулирующий резервуар

 

Расчет резервуаров выполнен согласно СНиП [2] п.6.54; 6.55.

Подбор значений коэффициентов неравномерности принят из соотношений

,

где — коэффициент из таблицы 29 [2];

— общий коэффициент неравномерности поступления сточных вод на очистные сооружения;

— средний часовой расход после регулирования, после распределения потоков между верхней и нижней зонами – 1667 (40000:24=1667);

 

где — максимальный часовой расход, поступающий на очистные сооружения верхней зоны, 3109 ;

— средний часовой расход до регулирования – 2292 (55000:24=2292);

— коэффициент неравномерности после регулирования, принят 1.

 

Из таблицы 29, при значении ,

Расчетный объем регулирующего резервуара составляет

.

В качестве регулирующего резервуара используются существующие первичные радиальные отстойники, 4 шт, диаметром 18 м.

Общий объем отстойников, равный 3632 , обеспечивает приём и регулирования расходов сточных вод по часам, суток.

 

Аэротенк – смеситель

 

Исходные данные по качественному и количественному составу согласно балансовой схемы (прил.Б)

 

Показатель

вода в аэротенках

поступающая выходящая

Расход

40000

Загрязнение по БПК

56,76 11,3

Загрязнение по взвеш. ве-ществам

55,5 11,1

 

Количество аэротенков – 2 шт.

 

Расчет производим согласно формул, приведенных в п.8.1. данного ди-пломного проекта.

 

1. Продолжительность аэрации в аэротенках

 

.

 

2. Степень рециркуляции активного ила в аэротенках

 

 

3. Нагрузка на ил, мг БПК на 1г беззольного вещества ила в сутки

.

 

Величина илового индекса согласно табл.41[2] .

Степень рециркуляции активного ила

 

 

4. Прирост активного ила

.

 

5. Фактическая продолжительность аэрации

.

 

Фактический объём аэрации: .

Расчётный объём аэрации:

Фактическое время аэрации:

Расчётное время аэрации:

Объем существующих аэротенков оставлен без изменения.

 

Вторичный отстойник

 

Гидравлическая нагрузка рассчитывается по формуле

 

где — коэффициент использования объёма зоны отстаивания, принимается (0,4 согласно п. 6.161[2]),

.

 

Расчётная площадь отстойников рассчитывается по формуле

 

 

Фактическая площадь отстойников

.

С учетом проектирования регулирующих резервуаров отстойники оставлены без изменения.

 

Метантенки

 

Расчет производим согласно формул, приведенных в п.8.1. данного ди-пломного проекта.

Расход сырого осадка

 

 

Расход избыточного активного ила

.

 

Расход беззольного вещества осадка

.

Расход беззольного вещества активного ила

.

 

Расход сырого осадка

.

Расход избыточного активного ила

.

 

Общий расход сырого осадка и избыточного активного ила

— по сухому веществу

,

— по беззольному веществу

.

— по расходу смеси фактической влажности

.

 

Средняя влажность смеси:

.

 

Средняя зольность абсолютно сухого вещества смеси

.

 

Объём метантенка

.

 

Фактический объём метантенков

.

Принимаем существующий объем метантенков.

 

Иловые площадки

 

Полезная площадь иловых площадок

.

 

Фактическая площадь существующих иловых площадок

.

 

Контактные резервуары

 

Контактные резервуары рассчитываются на 30 минутный контакт с хлором.

,

 

где Q – расход сточных вод, /час;

t – время контакта хлора со сточной водой.

 

 

 

Фактический объём контактных резервуаров:

 

Принят существующий объем контактных резервуаров, как резервных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Безопасность жизнедеятельности

при строительстве резервуара промывных вод

 

Безопасность жизнедеятельности людей обеспечивается не только за счет грамотного расчета и проектирования зданий и сооружений, но и за счет соблюдения требований охраны труда. В проекте уделено внимание анализу опасных и вредных факторов, воздействующих на человека в процессе строи-тельно-монтажных работ. Рассмотрены мероприятия по охране труда при проведении земляных работ, а также при монтаже резервуара промывных вод.

 

9.1 Вредные и опасные факторы на объекте

 

Рассмотрим вредные и опасные производственные факторы, присутст-вующие на строительной площадке, возможные последствия их воздействия и мероприятия по предотвращению воздействия приведены в таблице 9.1

 

Таблица 9.1 — Вредные и опасные факторы, возможные последствия их воздействия и мероприятия по предотвращению воздействия

Вид работы ОВПФ Воздействие на работающих Мероприятия и сред-ства по предотвраще-нию воздействия

1 Строитель-ные работы на открытом воздухе Микроклимат:

повышенная или пониженная тем-пература воздуха;

повышенная или пониженная отно-сительная влаж-ность;

повышенная или пониженная ско-рость движения воздуха ОРЗ, ОРВИ,

обморожение,

ангионеврозы,

тепловые удары, хронические арт-риты Применение спец-одежды;

режим питья;

рациональные режимы труда и отдыха;

регламентированные перерывы;

использование поме-щений для обогрева рабочих;

использование теплых видов одежды и обуви; применение специальных режимов работы;

перерывы для обогрева рабочих;

сокращение продол-жительности рабо-чего дня на открытом воздухе;

чередование рабо-тающих смен;

прекращение работ

 

Продолжение таблицы 9.1

Вид работы ОВПФ Воздействие на

работающих Мероприятия и средства по пре-дотвращению воздействия

2 Работа землеройных ма-шин,

пневматических трамбовок Повышенный уровень шума Шумовая бо-лезнь,

понижение ост-роты слуха,

глухота,

хронические ла-рингиты Противошумные наушники, за-крывающие уш-ную раковину снаружи;

противошумные вкладыши пере-крывающие на-ружный слухо-вой проход;

противошумные шлемы и каски;

противошумные костюмы

3 Работа пневматических трамбовок Повышенный уровень вибрации Вибрационная болезнь,

ангионеврозы Специальные амортизирую-щие сиденья;

площадки с пас-сивной пружин-ной изоляцией;

резиновые, по-ролоновые и другие виброга-сящие настилы;

гасящие вибра-цию рукавицы и специальная обувь

4 Транспортирова-ние сыпучих мате-риалов,

электросварка Повышенная запы-ленность воздуха (на-личие в воздухе пыли, содержащей диоксид кремния или другие вредные вещества) Пневмокониозы:

силикоз,

антракоз,

сидероз,

бронхиальная асма Респираторы (лепестковые, шланговые и др.);

очки и спецоде-жда

5 Выполнение лю-бых видов работ при недоста-точном искусст-венном или естественном ос-вещении Неудовлетворительное освещение Ослабление зре-ния;

близорукость;

увеличение ве-роятности трав-матизма Применение ис-точника света:

ламп накалива-ния общего на-значения ЛН;

ламп накалива-ния прожектор-ных

Продолжение таблицы 9.1

Вид работы ОВПФ Воздействие на

работающих Мероприятия и средства по пре-дотвращению воз-действия

 

6 Грузоподъемное оборудование Движущиеся ма-шины и механиз-мы;

подвижные части производственного оборудования;

передвигающиеся изделия, материа-лы;

обрушивающиеся горные породы Ушибы,

переломы,

ранения,

смерть Использование машин в соответст-вии с технологиче-скими картами;

поддержание работоспособного состояния машины;

обучение рабо-тающих безопасности труда;

применение рабо-тающими средств индивидуальной защиты

7 Электрооборудова-ние Электрический шок Ожоги,

повреждение тканей,

смерть Защитные оболоч-ки;

защитные ограж-дения (временные или стационар-ные);

безопасное распо-ложение токове-дущих частей; изо-ляция рабочего места;

защитное отключе-ние;

предупредительная сигнализация, блокировка, замки безопасности;

устройство ограж-дения токоведу-щих частей и расположение их на недоступной высоте;

осуществление электрического разделения сетей на короткие участ-ки (2-6м) с помо-щью трансформа-торов

 

 

Окончание таблицы 9.1

Вид работы ОВПФ Воздействие на работаю-щих Мероприятия и средства по пре-дотвращению воздействия

8 Возгорание оборудования, проведение сварочных работ Открытый огонь Ожоги,

смерть К работе по электросварке допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие обучение, инструктаж и проверку знаний требований охраны труда и имеющие квалификационное удостоверение;

рациональный подбор элек-тродов;

проверка электропровода и элек-тродержателя, правильность за-земления корпуса;

применение автоматического от-ключения напряжения холостого хода;

надежное заземление электросва-рочной установки, свариваемых конструкций и деталей;

применение средств индивиду-альной защиты (спецодежда, спецобувь и предохранительные приспособления);

рабочее место электросварщика должно быть хорошо освещено

9.1.1 Микроклимат

Действующим нормативным документом, регламентирующим

метеорологические условия производственной среды, является ГОСТ 12.1.005-88

«Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Этим

документом установлены оптимальные и допустимые величины температур,

относительной влажности и скорости движения воздуха.

При перегреве организма человека увеличивается приток крови к периферийным кровеносным сосудам. Вследствие расширения сосудов количество протекающей по ним крови и теплоотдача увеличиваются. Все это может привести к тепловым ударам, хроническим артритам. При пониженной температуре воздуха наблюдается обратное явление. Следствием могут быть простуды, ангионеврозы, обморожение.

Хорошее самочувствие человека сохраняется при относительной влажности воздуха в диапазоне от 40-60 %. При высоких температурах, более 30 °С, повышенная влажность воздуха оказывает неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека.

Повышенную температуру человеку легче переносить при более сухом воздухе. Но если относительная влажность меньше 20%, то испарение с поверхности слизистых оболочек дыхательных путей человека так велико, что они начинают испаряться. А это вызывает неприятные ощущения сухости в горле и в носу, растрескивание губ.

При низкой температуре воздуха скорость движения воздуха оказывает охлаждающее действие на организм человека. Кроме того, при этом сказывается влияние большой влажности воздуха. Так, при температуре воздуха, близкой к нулю, и большой влажности происходит резкое повышение теплоотдачи организма за счет дополнительных трат не только на обогревание тела, но и на просушивание открытых поверхностей тела и одежды. Если же при этом величина скорости движения воздуха велика, то теплоощущение еще ухудшается.

Длительное воздействие влаги в сочетании с низкими температурами приводят к туберкулезу легких, а при сочетании с высокими температурами — к головокружениям, тошноте, тепловым ударам, потере сознания.

Обеспечение нормальных метеорологических условий на строительной площадке проводится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 12.1.005-82 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»[26].

9.1.2 Шум

Допустимые уровни шума на рабочих местах, общие требованиям к защите от шума на рабочих местах, шумовым характеристикам машин, механизмов, средств транспорта нормирует ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ «Шум. Общие требования безопасности» [27].

Под шумом принято подразумевать совокупность слышимых звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека, мешающих его работе и отдыху. Установлено, что длительное воздействие шума вызывает в организме человека различные неблагоприятные для здоровья изменения. Источником шума на строительной площадке являются работающие машины и механизмы.

 

9.1.3 Вибрация

 

Качественные и количественные критерии и показатели неблагоприятного воздействия вибрации на человека в процессе труда установлены по ГОСТ 12.1-12-90 «Общие требования. Вибрационная безопасность» [28].

Вибрация возникает при работе машин и механизмов. Повышенные уровни вибрации оказывают вредное воздействие на здоровье и работоспособность человека.

По способу передачи на человека различают общую и локальную вибра-цию. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека.

Локальная (местная) вибрация передается через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека и на предплечья, кон-тактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, может быть отнесена к локальной вибрации.

Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека, восстанавливая трофические изменения, улучшая функциональное состояние центральной нервной системы, ускоряя заживление ран и т.п. При увеличении интенсивности колебаний и длительно-сти их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии — вибрационной болезни.

Воздействие общей вибрации разных параметров, вызывает различную степень выраженности изменений в центральной и вегетативной нервных системах, сердечно-сосудистой системе, обменных процессах, вестибулярном аппарате.

9.1.4 Повышенная запыленность воздуха

При технологических процессах на строительных площадках в воздушную среду выделяется пыль. Она образуется при рытье котлованов и траншей, при транспортировании строительных материалов. Количественное и качественное содержание пыли в воздухе нормируется ГОСТом 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»[26]. В зависимости от химического состава пыли, ее ПДК колеблются от 1 до 10 мг/м3. Вредное воздействие пыли на организм человека зависит от количества вдыхаемой пыли, от ее химического состава и растворимости. Под действием пыли могут возникнуть такие заболевания, как пневмокониозы, экземы, дерматиты, коньюктивиты и др. Чем меньше размер частиц пыли, тем она опаснее для человека. Наиболее опасными для человека считаются частицы размером от 0,2 до 7 мкм, которые, попадая в легкие при дыхании, задерживаются в них и, накапливаясь, могут стать причиной заболевания. Помимо этого пыль ухудшает видимость на рабочем месте, снижает светопередачу осветительных устройств, повышает абразивный износ трущихся деталей механизмов.

9.1.5 Неудовлетворительное освещение

При создании системы искусственного освещения на строительной площадке руководствуются ГОСТ 12.1.046-85 «Строительство. Нормы освещения строительных площадок»[30]. Размещение осветительных приборов влияет на экономичность и качество освещения, на удобство их эксплуатации. Недостаточное освещение вызывает постоянное напряжение зрения, что ведет к его ослаблению, появляется близорукость и опасность травматизма.

Электрическое освещение строительных площадок и участков подразделяется на рабочее и эвакуационное.

Рабочее освещение должно быть предусмотрено для всех строительных площадок и участков, где работы выполняются в ночное время и сумеречное время суток, и осуществляется установками общего освещения (равномерного или локализованного) и комбинированного (к общему добавляется местное).

Общее равномерное освещение следует применять, если нормируемая величина освещенности не превышает 2 лк. В остальных случаях в дополнение к общему равномерному должно предусматриваться общее локализованное освещение или местное освещение.

Эвакуационное освещение должно быть предусмотрено в местах основных путей эвакуации, а также в местах проходов, где существует опасность травматизма. Эвакуационное освещение должно обеспечивать внутри строящегося здания освещенность 0,5 лк, вне здания — 0,2 лк.

Для электрического освещения строительных площадок и участков следует применять типовые стационарные и передвижные инвентарные осветительные установки. Передвижные инвентарные осветительные установки должны размещаться на строительной площадке в местах производства работ, в зоне транспортных путей и др.

Строительные машины должны быть оборудованы осветительными установками наружного освещения.

 

9.1.6 Травмоопасные факторы

Анализ производственного травматизма в строительных организациях показывает, что около четверти несчастных случаев происходит при эксплуатации строительных машин.

Действие механической силы может проявляться в следующей форме: наезд на людей, опрокидывание машины, травмирование работающих движущимися конструкциями, частями, деталями, обрушение грунта и т.д. Причинами, обуславливающими опасное и вредное действие, указанных выше факторов на людей, являются конструктивное несовершенство машин, недостаточная прочность и устойчивость, ошибочное или недисциплинированное поведение работающих при эксплуатации машин и.др.

Эксплуатация строительных машин должна осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.3.033-84 «Строительные машины. Общие требования при эксплуатации» [31] и СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть1.Общие требования» [32].

9.1.7 Электробезопасность

Электробезопасность — система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

При технологических процессах на строительных площадках (эксплуатации машин, механизмов, переносных генераторов электрического тока) возникает опасность поражения электрическим током.

Опасное и вредное воздействия на людей электрического тока, электриче-ской дуги и электромагнитных полей проявляются в виде электротравм и профессиональных заболеваний. Различают местные (ожоги, металлизация, механические травмы, электроавтольмия) и общие (электрический удар) электротравмы.

Воздействие электрического тока может сопровождаться: нарушением сознания, расстройством дыхания и сердечно-сосудистой деятельности.

Меры по обеспечению безопасности при работе с электрическим током регламентируются ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление» [33] и ГОСТ 12.1.019-79 «Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты»[34].

 

9.1.8 Сварочные работы

При производстве электросварочных работ необходимо руководствоваться ГОСТ 12.3.003-86 «Работы электросварочные. Общие требования безопасности»[36]. При размещении сварочного оборудования, а также свариваемых узлов и конструкций необходимо обеспечивать безопасный и свободный доступ к ним. Электросварочные аппараты, находящиеся в эксплуатации, следует регулярно (но не реже 1-го раза в месяц) проверять. Электросварочные генераторы и трансформаторы для возможности их применения в процессе монтажа обычно устанавливают около сварочных постов. При одновременном использовании нескольких сварочных трансформаторов их необходимо размещать на расстоянии не ближе 0,35 м один от другого при ширине проходов между ними не менее 0,8 м.

Освещение при выполнении сварки внутри замкнутых и труднодоступных пространств должно осуществляться наружным освещением светильниками направленного действия или местным освещением, ручными переносными светильниками с напряжением не более 12В. При этом освещенность рабочей зоны должна быть не менее 10 лк.

Стационарные посты сварки должны быть оборудованы местными отсосами.

Объем удаляемого воздуха для стандартного сварочного стола от одного поста

следует принимать не менее 1500м3/ч, причем скорость всасывания в точке

сварки должна быть не менее 0,2м/с. При сварке внутри закрытых и

труднодоступных пространств следует удалять переносными

воздухоприемниками от одного поста не менее 150 м/ч воздуха.

Каждый электросварочный аппарат подключается к индивидуальному рубиль-нику проводом соответствующего сечения, при этом расстояние между сварочным агрегатом и стеной должно быть не менее 0,5 м. Напряжение на зажимах генератора или трансформатора, применяемых для сварки в момент зажигания дуги не должно превышать 110 В — для генераторов постоянного тока и 70 В — для сварочных трансформаторов переменного тока. По ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление» перед началом работ необходимо обратить внимание, на целостность заземляющего устройства, исправности изоляции

токоведущих проводов (сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 мОм), отсутствие оголенных токоведущих частей, допустимость наличия замыкания между обмотками высокого и низкого напряжения, а также на корпус [33].

Заземление передвижных сварочных агрегатов производится металлическим штырем, забиванием в землю и присоединением к корпусу агрегата. Число штырей, их диаметры и длина определяется расчетом с таким условием, чтобы сопротивление было не более 10 Ом. Для подключения к заземляющему проводу в электросварочном аппарате предусматривается болт диаметром 5-8 мм, расположенный на доступном месте с надписью «Земля».

Длина проводов между питающей электросетью и передвижным сварочным агрегатом не должна превышать 10 м, а протяженность сварочного кабеля между трансформатором и электрододержателем должна быть не более 30 м, т.к. при большей длине напряжение в сварочной цепи резко падает.

По ГОСТ 12.4.035-78 «Щитки защитные лицевые для электросварщиков. Технические условия» [35] для защиты лица электросварщика от сварной дуги, брызг, расплавленного металла применяются щитки. Конструкция щитков обеспечивает возможность смены стекол без применения инструмента. Щитки должны выдерживать воздействие одиночных ударов при падении с высоты не более 1м. Поверхность наголовника, соприкасающаяся с головой сварщика, должна быть изолирована от деталей его крепления, выполненных из токопроводящего материала и расположенных на наружной поверхности корпуса. Сопротивление изоляции должно быть не менее 5 мОм.

 

9.2 Обеспечение безопасности и охрана труда

 

Данный район строительств, который находится в Челябинской области, относится ко II климатическому региону (к Ш поясу) с температурой воздуха — 18 С и скоростью ветра 3,6 м/с, приложение 13 Р 2.2.2006-05 «Гигиена труда» [29].

Класс условий труда при работах на открытой территории для холодного периода года определяется по табл.9.2 и 9.3. В них приведены среднесменные значения температуры воздуха ( С) за три зимних месяца с учетом наиболее вероятной скорости ветра в каждом из климатических регионов.

 

Таблица 9.2 — Класс условий труда по показателю ТНС-индекса ( С для открытых территорий в теплый период года (верхняя граница)

Катего-рия ра-бот Класс условий труда

Допусти-мый Вредный Опасный (экс-трем.)

3.1 3.2 3.3 3.4

IIа 25,1 25,2 26,2 27,3 29,9 >29,9

 

 

Таблица 9.3 — Класс условий труда по показателю температуры воздуха, С (нижняя граница), для открытых территорий в зимний период года

Клима-тический регион (пояс) Класс условий труда

Допусти-мый Вредный Опасный (экс-трем.)

2 3.1 3.2 3.3 3.4

II (Ш) -12,4

-13,7 -14,0

-16,8 -17,0

-20,6 -19,3

-23,5 -22,6

-27,5 <-22,6

<-27,5

 

Примечание: В числителе — температура воздуха при отсутствии регламентированных перерывов на обогрев; в знаменателе — при регламентированных перерывах на обогрев (не более чем через 2 часа пребывания на открытой территории).

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах следует принимать:

— для широкополосного постоянного и непостоянного шума по табл.10;

— для тонального и импульсного шума на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 9.4.

 

Таблица 9.4 — Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах

Вид трудовой деятельности, рабочие места Уровни звукового давления, дБ,

в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц Уровни звука и эквива-лентные уровни звука, дБА

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Рабочие места во-дителей и обслу-живающего персонала тракторов са-моходных шасси, прицепных и на-весных сельскохо-зяйственных ма-шин, строительно-дорожных и др. аналогичных ма-шин 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80

 

При разработке технологических процессов и эксплуатации строительных машин следует принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека на рабочих местах до значений не превышающих допустимых. Эти нормы достигаются следующими методами: применение средств индивидуальной защиты по ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности» [27].

В соответствии с рекомендациями к разработке положения о режиме труда работников виброопасных профессий общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует санитарной норме, на протяжении смены не должно превышать 2/3 длительности рабочего дня.

При ручных земляных работах, связанных с разработкой и засыпкой грунта вручную, применяем респираторы лепестковые, очки и спецодежду.

Освещенность строительной площадки и участка работы принимаем не менее указанной в табл.9.5.

 

Таблица 9.5 — Освещенность строительной площадки и участка работ

Участки строительных пло-щадок и работ Наи-меньшая осве-щен-ность, лк Плоскость, в которой нор-мируется ос-вещенность Уровень поверхно-сти, на которой нор-мируется освещен-ность

1 Автомобильные дороги на строительной площадке 2 Горизонтальная На уровне проезжей части

2 Погрузка, установка, подъем, разгрузка обо-рудования, строительных конструкций, деталей и материалов грузо-подъемными кранами 10 Горизонтальная На площадках прие-ма и подачи обору-дования, конструк-ций деталей и мате-риалов

10 Вертикальная На крюках крана во всех его положениях со стороны машини-ста

3 Немеханизированная раз-грузка и погрузка конструк-ций, деталей, материалов и кантовка 2 Горизонтальная На площадках прие-ма и подачи грузов

4 Земляные работы, произ-водство сухим способом землеройными и другими механизмами, кроме устройства котлована и планировки

 

5 Устройство котлована для фундамента и т.д.

 

6 разработка грунта бульдозерами, скреперами, катками и др.

 

7 Подходы к рабочим местам (лестницы, леса и т.д.) 10 Вертикальная По всей высоте забоя и по всей высоте разгрузки ( со стороны машиниста)

5 Горизонтальная

10 Горизонтальная На уровне дна кот-лована

10 Горизонтальная На уровнях обраба-тываемых площадок

5 Горизонтальная На опалубках, пло-щадках и подходах

Во избежание травмирования необходимо использовать машины в соответствии с технологическими картами, поддерживать работоспособное состояние машины, своевременно обучать работающих безопасности труда, применять работающими средства индивидуальной защиты.

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000В с глухозаземленной или изолированной нейтрально и выше 1000В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл. 9.6.

 

Таблица 9.6 — Предельно допустимые значения напряжений и токов при аварийном режиме

Род тока Нор-мируемая вели-чина Предельно допустимые значения, не более, при продолжитель-ности воздействия тока t, с

0,01-0,08 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 >1,0

Пере-мен-ный 50 Гц U, В 550 340 160 135 120 105 95 85 75 70 60 20

I, мА 650 400 190 160 140 125 105 90 75 65 50 6

 

Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений указанных в табл. 9.7.

 

Таблица 9.7 — Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при нормальном режиме

Род тока U, В I, мА

не более

Переменный 50 Гц 2,0 0,3

 

Земляные работы должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-87 [37]

Основной причиной травматизма при выполнении земляных работ является обрушение грунта в процессе его разработки и при последующих работах нулевого цикла в траншеях и котлованах, которое может происходить вследствие превышения нормативной глубины разработки выемок без креплений; неправильного устройства или недостаточной устойчивости и прочности креплений станок траншей и котлованов; нарушения правил их разработки; разработки котлованов с недостаточно устойчивыми откосами; возникновения неучтенных дополнительных нагрузок (статических и динамических) от строительных материалов, конструкций, механизмов; нарушения установленной технологии земляных работ; от-сутствия водоотвода или его устройство без учета геологических условий строительной площадки.

СНиП Ш-4-80 «Правила производства и приемки работ»[38] рекомендуют соответствующие меры безопасности по работе с землеройными механизмами, несоблюдение которых повышает вероятность потери устойчивости и опрокидывания машин. Это может вызвать несчастные случаи как с водителем, так и с рабочими, находящимися на строительной площадке.

При установке самоходных стреловых кранов учитывают несущую способность основания, которая должна соответствовать максимальному опорному давлению крана при наибольшей нагрузке. Работа кранов на свеженасыпанном грунте запрещается.

Автомобильные, пневмоколесные и гусеничные краны разрешается уста-навливать на краю котлована при условии соблюдения безопасных расстояний, определенных СНиП III-4-80 «Правила производства и приемки работ» табл. 6.9 [38].

Грунты на площадке строительства глинистые, согласно табл. 6.9 принимаем наименьшее допустимое расстояние от откоса котлована 1м.

На участке производства работ находится много механизмов, движение и скорость которых строго регламентируется по СНиП 11-2-90 «Техника безопасности в строительстве», потому что движущиеся машины или их части могут травмировать человека, находящегося в зоне их работы. Эти требования относятся также и к работе грузоподъемных машин и автотранспортных средств.

Нарушение требований охраны труда при работе с грузоподъемными машинами (перегрузка крана, неправильная обвязка и зацепка груза) может привести к обрушению конструкции и травмированию машиниста и стропальщиков. Чтобы избежать этого предусмотрены меры по обеспечению безопасности при работе с грузоподъемными механизмами (СНиП 111-4-90 «Правила производства и приемки работ»). Нормативными документами не допускается оставлять груз на весу и оставлять работающую машину без надзора, так как эти нарушения могут привести к потере устойчивости, опрокидыванию грузоподъемных механизмов.

 

9.3 Мероприятия по охране труда при монтаже резервуара

 

Травмы при монтаже конструкций емкостных сооружений могут быть вследствие нарушения технологии монтажа, отступлений от правил техники безопасности, недостаточного знания этих правил. Несчастные случаи по причине отступления от правил техники безопасности наблюдаются на погрузочно-разгрузочных и транспортных работах; при строповке, подаче и расстроповке сборных элементов; при неправильном выборе монтажного крана, неправильной его установке и эксплуатации; на сварочных работах; при использовании монтажного инструмента и приспособлений, не соответствующих технологии монтажа, предусмотренной проектом; при заделке стыков и торкретировании поверхности.

Поэтому до начала монтажа сооружения необходимо тщательно изучить проект производства работ (ППР), в котором приводятся мероприятия и решения, обеспечивающие безопасность труда на монтажных работах.

В ППР должны быть конкретные указания о правилах строповки и применяемых грузозахватных приспособлениях, об опасных зонах, границах передвижения монтажного крана, об очередности и совмещении работ, о личных средствах защиты и спецодежде, режиме работающих, о специальных требованиях при монтаже в зимнее время, об освещенности рабочих мест, об обеспеченности санитарно-бытовыми помещениями.

Так как монтаж резервуаров ведется на высоте более 1,5м, они считаются высотными и к ним предъявляются все требования техники безопасности при высотных работах: обеспечение поясами, веревками и канатами, ограждение защитными настилами. Рабочие монтажники ежегодно должны проходить медицинский осмотр. Рабочие с признаками заболевания нервной системы, психическими расстройствами, так называемой «боязнью высоты» к монтажным работам на высоте, не допускаются.

Машинисты кранов, строповщики, сигнальщики и сварщики должны пройти обучение по специальной программе и, сдав экзамен, получить специальное удостоверение, устанавливающее их квалификацию и вид работ, которые они могут выполнять.

Установку и эксплуатацию монтажных кранов, тельферов, полиспастов, блоков, лебедок, а также грузозахватных приспособлений (строп, траверс, захватов) необходимо производить в соответствии с требованиями действующих правил Госгортехнадзора.

 

9.4 Пожарная безопасность

 

Общие требования к пожарной безопасности предусмотрены ГОСТ 12.4.004-91 «СБТ.1 Пожарная безопасность. Общие требования» [39].

Предотвращение пожара должно достигаться применением средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники. Ограничение распространения пожара за пределы очага должно достигаться применением средств, предотвращающих дальнейшее развитие огня.

По правилам пожарной безопасности к началу основных строительных

работ на стройке должно быть обеспечено противопожарное водоснабжение от

пожарных гидрантов на водопроводной сети. На территории ОСК пожаротушение

предусмотрено от пожарных гидрантов. Сети противопожарного водопровода

должны находиться в исправном состоянии и обеспечивать требуемый по нор-мам

расход воды на нужды пожаротушения. Проверка их работоспособности должна

осуществляться не реже двух раз в год (весной и осенью). Пожарные гидранты

должны находиться в исправном состоянии, а в зимнее время люки колодцев

должны очищаться от снега и льда. Стоянка автотранспорта на крышках колодцев

пожарных гидрантов запрещается. Дороги и подъезды к источникам

противопожарного водоснабжения должны обеспечивать проезд пожарной

техники к ним в любое время года. При отключении участков водопроводной

сети и гидрантов или уменьшении давления в сети ниже требуемого необходи-мо

извещать об этом подразделение пожарной охраны.

Расположение производственных, складских и вспомогательных зданий и со-оружений на территории строительства должно соответствовать утвержденному в установленном порядке генплану, разработанному в составе проекта организации строительства с учетом требований Правил пожарной безопасности и действующих норм проектирования.

На территории строительства площадью 5 га и более должно быть не ме-нее двух въездов с противоположных сторон площадки. Дороги должны иметь покрытие, пригодное для проезда пожарных автомобилей в любое время года. Ворота для въезда должны быть шириной не менее 4 м.

У въездов на стройплощадку должны устанавливаться (вывешиваться) планы пожарной защиты с нанесенными строящимися и вспомогательными зданиями и сооружениями, въездами, подъездами, местонахождением водоисточников, средств пожаротушения и связи.

Ко всем строящимся и эксплуатируемым зданиям (в том числе и временным), местам открытого хранения строительных материалов, конструкций и оборудования должен быть обеспечен свободный подъезд. Вдоль зданий шириной более 18м проезды должны быть с двух продольных сторон, а шириной более 100 м – со всех сторон здания. Расстояние от края проезжей части до стен зданий, сооружений и площадок не должно превышать 25 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 Технология строительства резервуара промывных вод

 

В данном разделе рассматривается реконструкция резервуара промывных вод. В связи с увеличением объема промывных вод и физическим износом существующего резервуара принято решение о его полном демонтаже.

 

10.1 Определение объемов работ

 

Земляные работы включают в себя:

— разработку грунта экскаватором в отвал;

— разработку грунта на автомашину с вывозом;

— разработку грунта вручную;

— перемещение грунта бульдозером;

— обратную засыпку бульдозером с уплотнением.

 

Размер котлована обусловлен внешними размерами сооружения с увеличением на 0,5м с каждой стороны. Так как ширина сооружения В<15м выбираем схему, при которой все транспортные средства работают на берме котлована, не заезжая на его дно .

Для суглинистых грунтов на площадке строительства, крутизна откосов при глубине котлована не более 5 метров равна 1: 0,75 .

Объем работ при разработке котлована простого очертания можно подсчитать, пользуясь методом поперечных профилей по формуле

,

где ,

— размеры котлована по верху;

 

— размеры котлована по дну.

 

— объем котлована.

— объем насыпи.

— объем существующего резервуара.

— объем существующих колод-цев.

 

— общий объем вынимаемого грунта, который включает разработку грунта вручную вокруг пресечений (8м3 на один метр погонный пересечения)

и при устройстве двух приямков:

 

 

.

— объем грунта разрабатываемого экскаватором.

 

Вычисляем объем засыпаемого бульдозером грунта

.

— объем грунта засыпаемого вручную.

 

— объем грунта, оставшегося после засыпки котлована, используем его для устройства насыпи.

 

Объем грунта для создания насыпи над увеличенной частью резервуара

.

 

объем остаточного грунта, который необходимо вывести на автосамосвале.

Поэтому при разработке грунта экскаватором, эту часть грунта грузим на автосамосвал с вывозкой, остальную часть на вымет

.

 

Общее количество засыпаемого грунта

бульдозером

вручную .

 

Для определения площади отвала, определяем площадь выемки

— площадь котлована,

 

— площадь насыпи,

-площадь резервуара.

 

— площадь отва-ла.

 

Определяем высоту и длину отвала, исходя из площади равнобедренного треугольника

,

.

Отвал устраиваем вдоль удлиненных сторон прямоугольного резервуара, вдоль укороченных сторон разрабатываем грунт с вывозкой.

Вдоль одной из сторон устраиваем монтажную зону.

 

Объем грунта, смещаемого бульдозером для устройства монтажной зоны

.

 

Реконструируемый резервуар обвязан подводящими и отводящими трубопроводами, разделен камерой переключений на две секции объемом по 300м3. В камере переключения установлена арматура. Резервуар имеет по два люка –лаза в каждую секцию, и один люк-лаз в камеру переключения.

Конструкция резервуара включает монолитное железобетонное днище, плиты железобетонные стеновые и покрытия.

 

Устройство монолитного железобетонного фундамента включает:

— подготовительные работы по устройству гравийной подушки;

— монтажные работы, в том числе

— устройство опалубки,

— установку арматурных сеток и каркасов,

— укладку и уплотнение бетонной смеси, распалубку.

Технология возведения монолитного днища производится в соответствии с типовым проектом 901-4-59.83 «Резервуары для воды прямоугольные железобетонные сборные емк. от 500 до 1200м3».

 

Гидроизоляция резервуаров производится нанесением одного слоя тор-крет-штукатурки, и двух слоев пенетрона.

После достижения монтажными стыками конструкций 100% проектной прочности емкости заполняют водой до проектного уровня и оставляют на 3-5 суток. Затем уровень воды в резервуарах доводят до проектного, делают первый замер по рейке, по истечении суток второй. Резервуар считается выдержавшим испытание, если удельная утечка <3 л/м2.

 

Все вычисленные объемы сводятся в таблицу 10.1

 

Таблица 10.1 — Ведомость объемов работ

Наименование работ Объем работ Единица из-мерения

1 Разработка грунта III категории экскаватором в от-вал

на машину 1,2885

0,2835 1000 грунта

1000 грунта

2 Доработка грунта вручную в местах пересечения с сетями

при устройстве приямков

0,40

0,02

100 грунта

100 грунта

 

3 Смещение бульдозером грунта для устройства монтажной зоны 0,3584 1000 грунта

4 Разрушение конструкции резервуара:

— снятие слоя бетона по стыкам соединения бороздоделом,

— срезание арматуры пневмошлифовальной машиной с абразивным кругом,

 

 

— бурение шпуров Д50мм на всю глубину фундамента 200мм станками алмазного сверления,

— слом фундамента гидромолотом на базе экскавато-ра.

190

 

 

 

 

 

768

 

57,6

м

 

 

 

 

 

шт

 

 

 

5 Демонтаж плит перекрытия ПКЖ-4,

П5-10 с отверстием 1000мм,

стеновых панелей ПСП 30-36-1

с погрузкой на автомобиль и вывоз. 16

5

30

327 шт

шт

шт

т

6 Демонтаж трубопроводов Д1200мм,

Д1000мм,

Д600мм,

задвижек Д1000мм,

Д600мм,

тройника 7

4

4

2

2

1 1 м труб-да

м

м

м

м

шт

7 Устройство основания из щебня толщиной слоя 10см, планировка бульдозером. 19,2 щебня

 

8 Устройство ж/бетонного монолитного фундамента резервуара, размерами 0,3х6х32,

с двумя приямками 1х1х1:

— установка опалубки,

— армирование (нижняя сетка, каркас, верхняя сетка),

— бетонирование днища,

— вибротрамбование. 57,6

 

 

 

2,74

 

 

 

т

9 Монтаж стеновых панелей ПСП 30-36-1,

замоноличивание стыков между днищем и панелями,

устройство разборно-преставной мелкощитовой опа-лубки между панелями,

бетонирование стыков между панелями. 30

шт

10 Пробивка отверстий в стеновых панелях толщи-ной 180мм 8 шт

11 Устройство гильзы для трубопроводов Д1200мм,

Д800мм,

Д1400мм;

протаскивание трубопроводов в гильзы, заделка стыков. 2

4

2

16 шт

шт

шт

шт

12 Монтаж трубопроводов в камере Д1000мм,

Д600мм,

Д1200мм. 4

4

7 м

м

м

13 Монтаж задвижек Д600мм,

Д1000мм,

отводов 90 град. Д600мм,

тройника стального 1200х1000х1000мм 2

2

2

1 шт

шт

шт

шт

 

 

14 Врезка Д1200мм,

Д600мм

 

2

2

 

шт

шт

15 Гидроизоляция внутренних стен резервуаров би-тумной мастикой за 3 раза, общая толщина слоя 15мм 3,168 100

 

16 Гидроиспытание резервуаров V=300м3 2шт 600

 

17 Монтаж металлической площадки для обслужива-ния с лестницей, 4,5х4м 0,6 т

18 Монтаж плит перекрытия ПКЖ-4,

П5-10 с отверстием 16

5 шт

шт

19 Устройство колодцев:

монтаж ж/б колец 0,9х1,

0,6х1,

оголовка,

люка. 5

5

5

5

5 шт

шт

шт

шт

шт

20 Засыпка котлована грунтом II категории, бульдозером 1,154 1000 грунта

21 Трамбование послойно 1,154 1000 грунта

22 Устройство обваловки резервуара грунтом, бульдозером 0,1365 1000 грунта

23 Доработка грунта вручную в местах пересечения с трубопроводами 0,40 100 грунта

 

24 Планировка бульдозером 0,280 1000

 

 

Необходимые монтажные элементы сведены в таблицу 10.2.

Таблица 10.2 — Спецификация монтажных элементов

Наименование и размер монтажных элементов Марка Кол-во,

шт Масса элементов, т

одного общая

Плита стеновая ПСП-30-36-1 30 4,896 146,88

Плита перекрытия ПКЖ-4 16 1,476 23,616

Плита перекрытия П5-10 5 2,28 11,4

Кольцо стеновое КС10-9 5 0,576 2,88

Кольцо опорное КС10-6 5 0,468 2,34

Плита перекрытия КЦП1-10-1 5 1,28 6,4

Люк чугунный С(В125)-К 5 0,29 1,488

Туба стальная Д1200мм 7

Труба стальная Д1000мм 4

Труба стальная Д600мм 4

Задвижка Д1000мм с ответ-ными фланцами 2

Задвижка Д 600мм с ответ-ными фланцами 2

Тройник стальной 1200х1000х1000мм 1

Отвод стальной Д600мм 2

10.2 Выбор машин и механизмов

 

Размеры котлована обуславливают рабочие параметры и схему движения экскаватора. Выбираем движение экскаватора по периметру котлована за два раза:

— по оси траншеи с односторонней выгрузкой грунта навымет,

— параллельно оси траншеи Для организации на одной из берм монтажной зоны, включаем в комплект машин бульдозер, для смещения в сторону отвала.

Требуемый радиус выгрузки

Rв.треб=S+Bм.з – Rcт ,

где S- половина основания отвала грунта, равная S= где F –площадь поперечного сечения отвала грунта, рассматриваемого как равнобедренный треугольник с углом 45 градусов при основании;

Вм.з. – ширина монтажной зоны, которая зависит от принятого метода доставки конструкции. При монтаже с колес

Вм.з = 1+Ба+1+Д+0,5Бкр+Ббер=1+2,5+1+3,1+0,5х5,0+1=11,1м

где Ба и Бкр – ширина базы автосамосвала и монтажного крана, Д – радиус поворота хвостовой части машинной платформы крана, Ббер – ширина свободной бермы котлована, принимаемой из условия безопасности 1м;

Rст – наименьший радиус резания на уровне стоянки экскаватора.

Rв.треб=5,0+11,1 – 3,7=12,4м.

 

Rв.треб>Rв, что подтверждает выбор принятой схемы движения экскаватора и применение бульдозера.

 

Для разработки траншеи принимаем гидравлический одноковшовый экскаватор с обратной лопатой. На основании подсчитанных объемов работ и условий ведения строительства выбираем экскаватор пневмоколесный марки ЭО-4321 с емкостью ковша 0,65 м3 , технические данные которого представлены в таблице 10.3.

Таблица 10.3 — Технические данные экскаватора ЭО-4321

Показатели

вместимость ковша, м3

ширина ковша, м

наибольшая глубина копания, м

наибольшая высота выгрузки, м

наибольший радиус копания, м

скорость движения, км/ч;

максимальный угол подъема, град

основные размеры, м

длина

ширина

высота по кабине

масса, т

колея, м 0,65

 

5,5

6,18

10,16

19,5

23

 

5,2

2,5

3,8

18,57

2,2

 

 

Для монтажа стеновых панелей и плит перекрытия выбирается кран по наибольшей массе и требуемому вылету стрелы крана. Для выбора грузоподъемного оборудования примем как самый тяжелый элемент 4,89. Требуемый вылет стрелы составляет 13-14метров. Выбираем автомобильный стреловой кран МКТ-40, технические данные которого представлены в таб-лице 10.4.

 

Таблица 10.4 — Технические данные крана МКТ-40

Показатели

длина основной стрелы, м

длина сменных стрел, м

грузоподъемность основного крюка на

опорах при вылете, т:

наименьшем

наибольшем

вылет основного крюка, м:

наименьший

наибольший

высота подъема основного крюка при вылете, м:

наименьшем

наибольшем

наименьший радиус поворота крана, м

двигатель: модель

мощность, кВт

дорожный просвет, мм

база, м

колея колес, м:

передних

задних

расстояние между выносными опорами попе-рек/вдоль оси, м

Габаритные размеры в транспортном положении, м:

длина

ширина

высота

масса крана, т 15

15,20,25,30,35

 

 

40

4,5

 

3,5…4,5

15

 

15,5

7,5

8

ЯМЗ-236

132,5

490

7

 

2,3

2,9

5/5,5

 

 

11,4

4,14

4,2

44,1

 

Для безопасного и удобного монтажа строительных конструкций выбираем строп четырехветвевой 4СК-10/4000, грузоподъемностью 10т, массой 89,9кг, высотой 4000мм.

 

Уплотнение грунта осуществляется электрической трамбовкой марки ИЭ-4505, технические данные которой приведены в таблице 10.5.

 

 

 

Таблица 10.5 — Технические данные трамбовки ИЭ-4505

Показатели

производительность, м3/ч

размер трамбующего башмака, мм

частота ударов, мин

масса, кг

Основные размеры, м

длина

ширина

высота 13

200

560

27

 

0,255

0,440

0,785

 

Железобетонные панели и перекрытия транспортируются на кассетном полуприцепе-панелевозе УПП1207 [42], технические характеристики которого приведены в таблице 10.6.

 

Таблица 10.6 — Технические данные полуприцепа-панелевоза УПП1207

Показатели

грузоподъемность, т

полная масса с грузом, т

габаритные размеры, мм:

длина

ширина

высота

размеры кузова (кассеты), мм:

длина

ширина

высота

погрузочная высота, мм

база, м

колея, мм

дорожный просвет (под осью/под рамой) , мм

длина автопоезда, м

максимальная скорость движения с грузом, км/ч

марка тягача 12

17,75

 

11820

2500

3050

 

7480

1600

1700

690

10,335

1860

440/530

15,81

до 60

МАЗ-504А

 

Подвоз и подача готового бетона производится автобетоносмесителем СБ-69Б [42], технические характеристики которого приведены в таблице 10.7.

 

Таблица 10.7 — Технические данные автобетоносмесителя СБ-69Б

Показатели

вместимость смесительного барабана по го-товому замесу, м3

условия эксплуатации, град.С

геометрический объем смесительного барабана, м3

скорость вращения смесительного барабана, мин

привод барабана

 

 

высота загрузки материала, мм

вместимость бака для воды, л

мощность привода смесительного барабана, кВт

базовый автомобиль

габарит, мм

масса технологического оборудования, кг

2,5

-15…+40

6

до 14

механический

 

 

3420

650

40

МАЗ-503

6630х2630х3420

9100

 

Разрушение существующего монолитного днища производится с помощью гидромолота ГПМ-300, который навешивается как сменное рабочее оборудование, на экскаватор ЭО-4321 [43]. Технические характеристики гидромолота приведены в таблице 10.8.

 

Таблица 10.8 — Технические данные гидромолота ГПМ-300

Показатели

тип молота

базовая машина

энергия удара, Дж

частота удара, мин

масса ударно части, кг

масса молота (без инструмента), кг

длина молота, м

ширина по проушинам, м

номинальное давление в гидросистеме, МПа

расход жидкости, л/мин

давление газа в аккумуляторе, МПа гидропневматический

ЭО-4321

3000

180-220

163

1033

2,2

0,6

16-25

200-240

1

 

Выравнивание щебеночной подготовки, смещение отвала грунта, обратная засыпка, а также устройство насыпи производится бульдозером ДЗ-129ХЛ, технические характеристики которого приведены в таблице 10.9.

 

Таблица 10.9 — Технические данные бульдозера ДЗ-129ХЛ

Показатели

базовый трактор

мощность двигателя, кВт

размеры отвала, мм:

длина

высота

габарит, мм Т-330

243

 

4800

1880

9920х4860х3600

 

Вывоз излишнего грунта, вывоз демонтированнах ж/б изделий производится автомобилем самосвалом марки КамАз-55102, технические данные которого приведены в таблице 10.10.

 

 

Таблица 10.10 — Технические данные автомобиля самосвала КамАЗ-55102

Показатели

снаряженная масса, кг

грузоподъемность, кг

полная масса автомобиля, кг

внутренние размеры кузова, мм

площадь платформы, м2

объем платформы (с основными бортами), м3:

— с надставными деревянными бортами

— с надставными металлическими бортами

габаритные размеры автомобиля, мм

время разгрузки, с

угол опрокидывания платформы, град

скорость, км/ч 8480

7000

15630

5258х2320х635

12,2

7,8

10

15,4

7570х2500х2900

19

50

80

 

Трубы, элементы колодцев, арматура привозятся на площадку грузовым автомобилем общего назначения марки МАЗ-500А с полуприцепом марки МАЗ-5245, технические данные которых приведены в таблицах 10.11 и 10.12.

 

Таблица 10.11 — Технические данные грузового автомобиля МАЗ-500А

Показатели

грузоподъемность, т

размеры платформы, м:

длина

ширина

высота

масса, т

размеры автомобиля, м:

длина

ширина

высота 8

 

4,81

2,48

0,605

6,6

 

7,14

2,5

2,65

 

 

Таблица 10.12 — Технические данные полуприцепа МАЗ-5245

Показатели

грузоподъемность, т

размеры платформы, м:

длина

ширина

погрузочная высота, м

масса, т

размеры автомобиля, м:

длина

ширина

высота 13,5

 

7,875

2,32

1,585

3,8

 

8,12

2,6

2,355

 

Все необходимые для строительного производства машины и механизмы представлены в таблице 10.13.

 

Таблица 10.13 — Ведомость машин и механизмов

Наименование Марка Количество

экскаватор ЭО-4321 1

автомобильный стреловой кран МКТ-40 1

полуприцеп-панелевоз УПП1207 1

автобетоносмеситель СБ-69Б 1

гидромолот ГПМ-300 1

бульдозер ДЗ-129ХЛ 1

электрическая трамбовка ИЭ-4505 1

автомобиль самосвал КамАЗ-55102 1

грузовой автомобиль МАЗ-500А 1

полуприцеп МАЗ-5245 1

 

10.3 Определение трудоемкостей работ

 

Трудоемкость Т, чел.-дн., работ определяется по формуле

,

где — усредненный коэффициент, отражающий увеличение трудоемкости в зимний период, для летнего периода равен 1 ,

— поправочный коэффициент, который приводится в технической части ЕНиР,

Нвр — норма времени по ЕНиР, чел.ч ,

V — объем работ для принятой единицы измерения в ЕНиР,

С — продолжительность смены, равная 8 ч.

 

С помощью программного комплекса определяем трудоемкость работ. Полученные данные трудозатрат приведены в приложении В.

 

10.4 Расчет графика производства работ

 

Продолжительность работ определяется по формуле

,

где m – количество рабочих, чел.,

n – число смен в день, равное 1,

Т – трудоемкость, чел.-ч. (см. смету прил.3).

Определим для каждого вида работ продолжительность их выполнения и сведем все полученные данные в таблицу 10.14. Для построения графика производства работ объект разбивают на захватки и работы проектируются с совмещением по времени. При расчете графика производства работ коэффициент перевыполнения должен быть в пределах от 1 до 1,25 .

 

Таблица 10.14 — Расчет графика производства работ

Наименование работ Трудоем-кость, чел.-ч. Кол-во рабочих Продол

жит., см

1 Разработка грунта в отвал экскаваторами 20

47 1 рабочий

2 машиниста 2,5

2,9

2 Разработка грунта с погрузкой на автомобили экскаватором 5

15 1 рабочий

2 машиниста 0,6

0,9

3 Работа на отвале,

 

разработка грунта вручную в местах пересечения с трубами 1

1

204

72 1рабоч.

1 маш.

4 рабоч.

2 маш. 0,13

0,13

6,4

4,5

4 Перемещение отвала грунта бульдозерами 1 1 маш. 0,13

5 Демонтаж панелей перекрытий, стен 58

8

420

86 4 рабоч.

1 маш.

4 рабоч.

1 маш. 1,8

1

13

11

6 Разборка фундаментов ж/б 890

324 10 рабоч.

4 маш. 11

10

7 Устройство основания под фунда-менты щебеночного 53

13 4 рабоч.

1 маш. 1,66

1,6

8 Устройство ж/б фундаментов 185

13 4 рабоч.

2 маш. 5,8

0,8

9 Установка панелей стен при верти-кальных стыках 603

134 10 рабоч.

1 маш. 7,5

17

10 Пробивка проемов 57

24 2 рабоч.

1 маш. 3,6

3

11 Укладка гильзы 7+5+7=19

2

+3+3=8 2 рабоч.

1 маш 1,2

1

12 Заделка битумом и прядью концов футляров 37+24+27=88 2 рабоч. 5,5

13 Торкретирование поверхности

 

Приготовление легкого бетона

 

Огрунтовка бетонных и оштукатуренных поверхностей 423

181

165

34

33+35=68 6 рабоч.

3 маш.

4 рабоч.

1 маш.

6 рабоч. 8,8

7,5

5

4

1,4

14 Монтаж площадок с настилом и ограждением 27

4 2 рабоч.

1 маш. 1,7

0,5

15 Испытание емкостей на водонепроницаемость 54 2 рабоч. 3,4

16 Установка панелей перекрытий

 

 

84

13

 

4 рабоч.

1 маш.

 

2,6

1,6

 

 

 

 

17 Устройство круглых сборных ж/б канализационных колодцев

 

45

7

 

2 рабоч.

1 маш.

 

2,8

0,9

18 Засыпка вручную траншей, пазух котлованов и ям 45 4 рабоч. 2,6

19 Засыпка траншей и котлованов бульдозером 3 1 маш. 0,33

20 Уплотнение грунта пневматическими трамбовками 17

4 2 рабоч.

1 маш. 2

0,5

21 Планировка откосов 23 1маш. 2,8

22 Монтажные работы 10+10+18+31+58+39+26+

27+49+82+

156=506

1+1+2+7+14+1+2+3+6+19+37=93

 

 

4 рабоч.

 

 

1 маш.

 

 

15,8

 

 

11,6

Итого: 5141

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 Организация строительного производства

 

В данном разделе дипломного проекта разработан проект организации строительства на период возведения резервуара промывных вод.

 

11.1 Калькуляция трудовых затрат

 

Калькуляция затрат труда и машинного времени по видам работ представлена в прил.В. Итоговые данные по трудозатратам при строительстве резервуара представлены в табл. 11.1.

 

Таблица 11.1 — Калькуляция трудозатрат на строительство резервуара объемом 600м3.

Наименование Размер,

м Трудоемкость, Общая трудоем-кость, чел.-ч

чел.-ч маш.-ч

резервуар 32х6 4035 1106 5141

 

11.2 Определение продолжительности работ

 

При расчете графика производства работ в предыдущем пункте получаем общую продолжительность работы, которая составляет 95 смен. Принята односменная работа. Число рабочих в бригаде меняется в зависимости от вида выполняемых работ. Максимальное количество рабочих и машинистов в бригаде составляет 20 человек.

 

11.3 Организация строительной площадки

 

11.3.1 Обоснование потребности строительства в рабочих кадрах

 

Потребность строительства в рабочих определяем по графику движения рабочей силы. Категории рабочих принимаем по . Определение потребности строительства в рабочих кадрах сводим в таблицу 11.2.

 

Таблица 11.2 — Калькуляция потребности строительства в категориях работающих

Состав рабочих кад-ров Соотношение категорий Количество рабочих кадров

Всего

Всего работающих 100% 24

Рабочие 85% 20

ИТР 8% 2

Служащие 5% 1

МОП и охрана 2% 1

 

11.3.2 Обоснование потребности строительства во временных зданиях

 

Временные здания и сооружения применяются для обеспечения производства строительно-монтажных работ, организации бытового обслуживания строителей и управления строительным комплексом.

Состав подсобных зданий для строительной площадки зависит от организационно-технических условий строительства, продолжительности строительно-монтажных работ на возводимом объекте, характера привлекаемых ресурсов, степени развития строительства, состояния его материальной базы и бытового обслуживания работающих.

В соответствии с требованиями п.1.13 рабочие, руководители, специалисты и служащие, занятые на строительных объектах должны быть обеспечены санитарно-бытовыми помещениями (гардеробной, сушилками для одежды и обуви, душевыми, помещениями для приема пищи, отдыха и обогрева, комнатами гигиены женщин и туалетами) в соответствии с действующими нормами, номенклатурой инвентарных зданий, сооружений и установок, и их комплексов для строительных и монтажных организаций.

Подготовка к эксплуатации санитарно-бытовых помещений и устройств для работающих на строительной площадке должна быть закончена до начала основных строительно-монтажных работ.

Бытовые городки размещаются на строительной площадке или в непосредственной близости от нее, в зоне наибольшей концентрации работающих с максимальным приближениям к основным маршрутам. Удаленность бытовых городков от места производства работ не должна превышать 500м.

Потребную площадь во временных зданиях определяют по формуле

,

где N – численность рабочих в смену или сутки,

n – норма площади на одного сотрудника (приложение 3 ),

— контора производителя работ

(размеры в плане 2х4м),

— проходная 5-6м2, принимаем 6м2 ( с размерами 2х3м),

— помещение для гардероба

(размеры в плане 4х5м),

— помещение для умывальников

(размеры в плане 1х1м)

— помещение для отдыха, обогрева рабочих, приема пищи

(размеры в плане 4х5м),

— помещение для душевой

(размеры в плане 4х2,5м)

— помещение для уборных

(размеры в плане принимаем мин. 1х1,4).

 

11.3.3 Обоснование потребности строительства в складах

 

Площадь склада зависит от вида, способа хранения материалов и его количества. Площадь склада слагается из полезной площади, занятой непосредственно под хранящимися материалами, вспомогательной площади приемочных и отпускных площадок, проездов и проходов.

Для монтажа резервуаров принимаем открытый склад, расположенный на строительной площадке.

Панели стеновые и плиты покрытия ж/бетонные монтируем с помощью ав-томобильного стрелового крана с панелевоза, без разгрузки. Щебень разгружается с машины.

На открытом складе хранятся арматура, трубы стальные, опалубка.

Для перечисленных материалов и изделий расчет площади склада S м2 производится по формуле

,

где q – удельные нагрузки, принимается по приложению 1 [52].

Площадь склада арматуры

.

Площадь склада для труб стальных

 

Площадь склада для опалубки

 

Общая площадь складов , принимаем размеры площадки 4 х 5м.

 

11.3.4 Обоснование потребности строительства в воде

 

Временное водоснабжение на строительной площадке предназначено для обеспечения производственных, хозяйственно-бытовых и противопожарных нужд.

Расход воды определяется как сумма потребностей по формуле

,

где и расход воды соответственно на производственные и хозяйст-венные нужды, л/с.

Расход воды на производственные нужды в подготовительный период не учитывается. Расход воды на хозяйственные нужды определяется по формуле

,

где — удельный расход воды на хозяйственные нужды,

— расход воды на прием душа на одного работающего,

— число работающих в наиболее загруженную смену (20 чел.),

— число пользующихся душем (80% от =16чел),

— продолжительность использования душа 45 мин,

— коэффициент часовой неравномерности потребления (1,5),

t – число учитываемых расходом воды часов в смену (8 ч).

Удельный расход воды определяем по расчетным нормативам [52]. На водопроводной линии предусматриваем не менее двух гидрантов, расположенных на расстоянии не более 150м один от другого.

Расчет сводим в табл. 11.3.

 

 

 

Таблица 11.3 — Калькуляция потребности строительства в воде

№ Строительные нужды Ед.изм. Кол-во

потреб. Удельн. расход, л Коэф.

нерав

номер.

потребл. Число

часов в смену Расход

воды,

л/с

1 Прием душа 80% 16 50 — 0,75 0,296

2 Умывальники 1 раб. 20 4 1,5 8 0,004

3 Уборные 1 раб. 20 6 1,5 8 0,006

Хозяйственные нужды 0,3

 

11.3.5 Обоснование потребности в электроэнергии

 

Электрическая энергия является одним из основных видов энергии на строительных площадках. Она используется для производственных нужд, технологических нужд, для наружного и внутреннего освещения.

Сети электроснабжения постоянные и временные предназначены для энергетического обеспечения силовых и технологических потребителей, а также для электрического обеспечения наружного и внутреннего освещения объектов строительства, временных зданий и сооружений, мест производства работ и строительных площадок.

Источником электроэнергии и напряжения является существующая ТП №503 на 10 кВ расположенная в здании доочистки, со следующими характеристиками, представленными в табл. 11.4.

 

Таблица 11.4 — Характеристика трансформаторной подстанции

Тип Мощность, кВ А Напряжение, кВ

высокое низкое

ТП-630-10/0,4 630 10 0,4

 

Временный кабель прокладываем по деревянным опорам высотой 6м. Трассируем кабель по периметру реконструируемого сооружения и до бытового городка.

Линии эл/снабжения, попадающие в монтажную зону и в зону временного складирования грунта, отключаем. Кабель временно демонтируем во избежание разрыва в зоне работы крана и экскаватора. Срок отключения линии совпадает со сроком строительства.

 

11.3.6 Расчет количества прожекторов

 

В связи с производством работ в одну смену в подготовительный период строительства, устройство освещения не предусматривается.

Для освещения административно-бытового комплекса предусматривается устройство временной сети энергетического обеспечения, питаемой от сущест-вующей ТП.

Для строительных площадок в соответствии с требованиями ГОСТ 121046-85 необходимо предусматривать охранное освещение.

Ориентировочное количество прожекторов, подлежащих установке, для создания на площадке требуемой освещенности определяется по формуле

,

где

К — коэффициент запаса, принимаемый по таблице 2 [52],

— нормируемая освещенность, принимается по прил.8 [52],

m — коэффициент, учитывающий световую отдачу источника, КПД прожекторов и коэффициент использования светового потока, принимается по табл. 3 [52],

— мощность лампы применяемых прожекторов.

Для охранного освещения

К=1,5;

=1,5 лк;

m= 0,5;

=1000Вт

.

Для административно-бытового комплекса

К=1,3;

=2 лк;

m= 0,3;

=1000 Вт

.

 

11.3.7 Временные дороги

 

Автомобильный транспорт используется на строительной площадке для подачи строительных материалов, конструкций, технологического и другого оборудования к местам производства строительно-монтажных работ или складирования, а также для обслуживания бытовых городков.

Частично используем существующую дорогу, а также принимаем времен-ную дорогу в месте строительства с покрытием из минеральных материалов (песок, щебень, гравий или шлак вдавливаются катками в поверхность дороги) со следующими параметрами [52]

1. ширина , м:

— полосы движения — 3,5;

— проезжей части — 3,5;

— земляного полотна -6;

2. наименьшие радиусы кривых в плане, 15…30 м.

 

11.3.8 Определение опасной зоны рабочего крана

 

Для размещения строительных машин определяются зоны, в пределах которых постоянно или потенциально действуют опасные производственные факторы. Размеры этих опасных зон должны быть ограждены и обозначены знаками безопасности и надписями установленной формы.

Используем для монтажа ж/бетонных конструкций и монтажных элементов автомобильный стреловой кран марки МКТ-40.

Определим радиус опасной зоны по формуле

,

где — максимальный вылет стрелы, равный 15,5м,

— максимальный размер поднимаемого груза, 5,95т,

— величина отлета грузов при падении, устанавливаемая в соответствии с табл.4 [52].

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В результате выполненного проекта предусмотрена реконструкция и расширение существующей станции доочистки с производительности 69тыс.м3/мут до 85,5тыс.м3/сут.

Выполнено технико-экономическое сравнение двух методов доочистки. Проведен расчет всех сооружений станции доочистки, а также проведен проверочный расчет основных сооружений 1 и 2 линии с учетом изменения количества и качества поступающих стоков в результате поступления промывных и дренажных вод.

Разработана технология монтажа резервуара промывных вод, объемом 600м3.

Разработан проект организации строительства резервуара промывных вод.

Рассмотрены опасные и вредные производственные факторы, воздейст-вующие на человека в процессе строительства резервуара промывных вод. Предложены средства защиты от этих факторов.

Основной целью внедрения биофильтра «Оксипор» является получение высокой степени очистки на городских очистных сооружениях.

Таким образом, цель проекта достигнута, задачи – решены.

Результаты работы рекомендуется использовать при разработке проекта реконструкции, либо нового строительства станции доочистки г.Миасса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

 

1. ОАО «Уралпромпроект» Реконструкция очистных сооружений водоотведения в г.Миассе. Технико-Экономическое обоснование, 2004.

2. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М., Стройиздат, 1986.

3. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 2000.

4. СанПиН 4630-88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения

5. Е.В.Николаенко, В.В.Авдин, В.С.Сперанский. Проектирование очистных сооружений канализации. Учебное пособие. Челябинск, ЮУрГУ, 2000

6. Сипачева М.А. Доочистка городских сточных вод: учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. Челябинск: ЧПИ, 1984.

7. Лукиных Н.А., Липман Б.Л., Криштул В.П. Методы доочистки сточных вод. М., Стройиздат, 1978.

8. Справочник по очистке природных и сточных вод. Л.О.Пааль, Я.Я.Кару, Х.А.Мельдер, Б.Н.Репин.-М.:ВШ,1994.-336с.

9. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Под ред. В.Н. Самохина. Изд. 2-е М., Стройиздат, 1981.- 639 с.

10. В.А.Савина (НИИ КВОВ). «Опыт применения затопленных биофильт-ров». Журнал «Водоснабжение и санитарная техника» №2, 2003.

11. Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. М: ИАСВ, 2006-704с.

12. Аэрированный фильтр против аммиака. Журнал «Водоснабжение и санитарная техника» №2, 2007.

13. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М.Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. Учебное пособие. М.: Издательство АСВ, 2004. Том 2.

14. Аюкаев Р.И., Мельцер В.З. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды: Справ. пособие. Л., Стройиздат, 1985.

15. Типовой проект 902-4-12.86 Установка доочистки сточных вод на каркасно-засыпных фильтрах производительностью 200 тыс.м3/сут. Альбом. Пояснительная записка.

16. Рекомендации по расчету сравнительной экономической эффективности научно-исследовательских разработок в области очистки сточных вод и обработки осадков. М.:ВНИИ ВОДГЕО, 1987.-342с.

17. Рекомендации по расчету экономической эффективности технических решений в области организации, технологии механизации строительных работ. — М: 1985.-129 с.

18. Шепелев И.Г. Экономика строительной организации: Конспект лекций. Челябинск: Изд.ЧГТУ, 1997.- 45с.

19. Водоснабжение. Технико-экономические расчеты. Под редакцией Басса Г.М. Киев, Изд.»Вища школа», 1977, 152 с.

20. Ю.М.Ласков, Ю.В.воронов, В.И.Калицун. Примеры расчетов канализационных сооружений. М., Стройиздат, 1987.

21. М.П.Лапицкая, Л.И.Зуева, Н.М.Балаескул, Л.В.Кулешова. Очистка сточных вод (примеры расчетов).

22. Лукиных А.А, Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н.Павловского. Справочное пособие. М., Стройиздат, 1987.

23. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие. – М. Строииздат, 1984. – 116с.

24. Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (пособие к СНиП 2.04.02-84*) НИИ КВОВ АКХ им.К.Д.Памфилова, 1985.

25. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. А.С.Москвитин, Б.А.Москвитин, Г.М.Мирончик, Р.Г.Шапиро. — М.: Стройиздат, 1979. — 430с.: ил. — (Справочник монтажника).

26. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к врздуху рабочей зоны. – М.: Министерство здравоохранения СССР, 2001. – 48 с.

27. ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.- М.:ВЦСПС, 1999. – 10 с.

28. ГОСТ 12.1.012-90. Общие требования. Вибрационная безопасность. – М.:ВЦСПС, 1991. – 47 с.

29. Р 2.2.2006-05. Гигиена труда. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерий и классификация условий труда. – М.: ГУ НИИ, 2005. — 135 с.

30. ГОСТ 12.1.-46-85. Строительство. Нормы освещения строительных площадок. – М.: Государственный комитет СССР, 2001. – 15 с.

31. ГОСТ 12.3.033-84. Строительные машины. Общие требования к эксплуатации. – М.: Государственный комитет СССР, 2001. – 5 с.

32. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования / Госстрой России. – М.: ФГУ ЦОТС, 2001. – 48 с.

33. ГОСТ 12.030-81. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануле-ние. М.: Государственный комитет СССР, 2001. – 7 с.

34. ГОСТ 12.1.019-79. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты. – М.: Государственный комитет СССР, 2001. – 4 с.

35. ГОСТ 12.4.035-78. Щитки защитные лицевые для электросварщиков. Технические условия. М.: Государственный комитет СССР, 2001. – 6 с.

36. ГОСТ 12.3.003-86. Работы электросварочные. Требования безо-пасности. – М.: Государственный комитет СССР, 2000. – 10 с.

37. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. – 117 с.

38. СНиП 111-4-80. Техника безопасности в строительстве / Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1982. – 225 с.

39. ГОСТ 12.4.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования – М.: Государственный комитет СССР, 2000. – 12 с.

40. Марионков К.С. Основы проектирования производства строительных работ. Учеб. пособие для вузов. — М.: Стройиздат, 1980.-231 с., ил.

41.Гурковский Г.М. Технология строительства водопроводно-канализационных сооружений. Проектирование: Учебное пособие для вузов. – Киев: Вища школа, 1980, — 200 с.

42. Строительное производство. В 3 т. Под ред. И.А. Онуфриева. – М.: Стройиздат, 1988. – Справочник строителя.

43. Реконструкция промышленных предприятий. В 2 т. Под ред. В.Д.Топчия, Р.А.Гребенника. – М.: Стройиздат, 1990.

44. Реконструкция зданий и сооружений. Под ред. А.Л.Шагина: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш.шк.,1991. – 352с: ил.

45. Перешивкин А.К. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализа-ции. – М: Стройиздат, 1978.-571 с.

46. Белецкий Б.Ф. Технология и механизация строительного производства: Ростов на Дону: Феникс, 2003. – 752 с.

47. ЕНиР. Общая часть. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. М.: ЦБНТСЮ 1986. – 24 с.

48. ЕНиР 2. Выпуск 1. Земляные работы. Механизированные и ручные земляные работы. – М.: ВПТИтрансстрой, 1990 с. – 134 с.

49. ЕНиР 9. Выпуск 2. Сооружение систем теплоснабжения, водоснабжения, газоснабжения и канализации. Наружные сети и сооружения. – М.: ЦБНТС, 1989. – 59 с.

50. СНиП 3.01.01-85*. Организация строительного производства / Госстрой СССР. –М.: Стройиздат, 1990. -28 с.

51. Маленьких Ю.А. Организация и планирование строительного производства: Методические указания и задания на разработку проектов организации строительства жилых микрорайонов градостроительными комплексами. – Челябинск: Изд.ЮУрГУ, 1998. – 32 с, ил., табл.

52. Маленьких О.Ю., Маленьких Ю.А. Стройгенплан: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000. – 86 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Обостряющаяся экологическая обстановка, связанная с загрязнением ре-ки Миасс, обусловлена следующими причинами:

— несанкционированные сбросы поверхностных и производственных стоков предприятиями промзоны в реку Миасс,

— отсутствие системы доочистки на очистных сооружениях канализации (ОСК) г.Миасса,

— аварийные сбросы стоков с насосных станций и очистных сооружений по причине несвоевременного проведения реконструкции существующей сис-темы водоотведения

Улучшить экологическую обстановку возможно выполнив проект стан-ции доочистки на существующих ОСК.

Основные задачи проекта станции доочистки:

— изучение существующего положения на очистных сооружениях;

— выбор новых прогрессивных методов доочистки сточных вод;

— расчет сооружений станции доочистки и подбор оборудования;

— проверочный расчет размеров основных сооружений очистки с учетом возврата промывных вод.