1.3.1. Сброс сточных вод
Показатели качества сточных вод, отводимых с КОС г. Тосно, представлены в таблице 1.6. Как видно из таблицы, концентрации ингредиентов, принятых для расчета ПДС, по 16-ти веществам из 21 превышают значение ПДК для сброса в водоем I рыбохозяйственной категории (взвешенные вещества, БПКполн, ХПК, азот аммонийный, азот нитритов, азот нитратов, железо общее, нефтепродукты, медь, цинк, алюминий, марганец, фосфаты, фосфор общий, фенолы).
На основании этих данных был произведен расчет ПДС с учетом ЛПВ (лимитирующего признака вредности) (расчет предоставлен МП ЖКХ«Водоканал») с целью обеспечения норм качества воды водного объекта в контрольном створе. Допустимые концентрации для установления ПДС (ВСС) представлены в таблице 1.7. Как видно из таблицы, нормативов ПДС установлен для 5 ингредиентов, для 16 ингредиентов установлен норматив ВСС.
Сброс веществ, не указанных в таблице 1.7, запрещен.
Показатели состава очищенных сточных вод КОС г. Тосно
(выпуск №1, место отведения очищенных сточных вод – р.Тосна)
Таблица 1.6.
| Наименование показателей | Фактическая концентрация, мг/л | Расходы сточных вод | Сброс | Режим отведения сточных вод | ||
| м /час | тыс. м /год | г/час | т/год | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Взвешенные вещества | 11,54 | 1190 | 4511,7 | 13732,6 | 52,07 | Постоянный |
| БПКполн. | 5,21 | 6199,9 | 23,51 | |||
| Сухой остаток | 584 | 694960 | 2634,83 | |||
| Хлориды | 190,3 | 226457 | 858,83 | |||
| Сульфаты | 50,8 | 60452 | 229,19 | |||
| Азот аммонийный | 2,39 | 2844,1 | 10,78 | |||
| Азот нитритный | 0,36 | 428,4 | 1,62 | |||
| Азот нитратный | 13,33 | 15862,7 | 60,14 | |||
| Азот общий | 16,07 | 19123,3 | 72,5 | |||
| Фосфаты по Р | 3,00 | 3570 | 13,54 | |||
| Фосфор общ. | 3,51 | 4176,9 | 15,84 | |||
| СПАВ | 0,1 | 51,17 | 0,19 | |||
| Железо общ. | 042 | 499,8 | 1,89 | |||
| Нефтепродукты | 0,069 | 82,11 | 0,31 | |||
| Фенол | — | — | — | |||
| Медь | 0,009 | 10,71 | 0,04 | |||
| Алюминий | 0,09 | 107,1 | 0,41 | |||
| Марганец | 0,052 | 61,88 | 0,23 | |||
| Цинк | 0,024 | 28,56 | 0,11 | |||
| Натрий | 110 | 130900 | 496,29 | |||
| ХПК | 55,15 | 65628,5 | 248,82 | |||
Таблица 1.7.
| Загрязняющее вещество | Суммарная концентрация загрязняющих веществ в расчетном створе, мг/л | ПДК (табличное) мг/л | Отношение концентраций загрязняющих веществ на выпуске к ПДК | Примечание |
| Водный объект рыбохозяйственного использования 1. Общесанитарные показатели качества воды | ||||
| Взвешенные вещ. | 7,25 | 7,25 | всс | |
| БПКполн. | 3 | 3 | всс | |
| ХПК | 30 | 30 | всс | |
| Сухой остаток | 1000 | 1000 | пдс | |
| Растворенный ки.- | 6 | не менее 6 | ||
| рН | 6,5-8,5 | 6,5-8,5 | ||
| Температура, С◦ | 20/5 | 20/5 | ||
| Прозрачность | ||||
| Запах | отст. | отст. | ||
| 2.Вещества токсилогического ЛПВ | ||||
| Азот аммонийный | 0,039 | 0,39 | 0,1 | всс |
| Азот нитритный | 0,002 | 0,02 | 0,1 | всс |
| Железо общее | 0,01 | 0,1 | 0,1 | всс |
| Медь | 0,0004 | 0,001 | 0,4 | всс |
| Алюминий | 0,004 | 0,04 | 0,1 | всс |
| Марганец | 0,001 | 0,01 | 0,1 | всс |
| Цинк | 0,001 | 0,01 | 0,1 | всс |
| 3.Вещества санитарно-токсилогического ЛПВ | ||||
| Сульфаты | 10 | 100 | 0,1 | всс |
| Хлориды | 60 | 300 | 0,2 | всс |
| Азот нитратный | 2,7 | 9,1 | 0,3 | всс |
| СПАВ | 0,01 | 0,1 | 0,1 | всс |
| Натрий | 36 | 120 | 0,3 | всс |
| 4.Вещества рыбохозяйственного ЛПВ | ||||
| Нефтепродукты | 0,05 | 0,05 | 1 | всс |
| 5.Санитарные показатели качества воды | ||||
| Азот общий | 12 | 12 | всс | |
| Фосфор общий | 1,5 | 1,5 | всс | |
| Фосфаты | 0,2 | 0,2 | всс | |
1.3.2. Характеристика системы водоснабжения
Водоснабжение объектов города Тосно осуществляется от общегородского централизованного водопровода.
Схема подачи воды следующая: от Большого Невского водопровода по водоводу диаметром 900 мм, длиной 31 км вода подается в существующие резервуары чистой воды, туда же, с помощью сборных водоводов подается вода от артскважин; затем насосной станцией II-го подъема вода подается в водопроводную сеть города.
Мощность системы – 20000 м³ / сут, из них на нужды населения г. Тосно ~15163 м³ / сут, на нужды промышленности ~ 2280 м³ / сут.
1.4. Характеристика системы водоотведения Анализ работы существующих очистных сооружений
В настоящее время в г.Тосно существует полураздельная система водоотведения: хозяйственно — бытовые и производственные сточные воды отводятся единым потоком, а поверхностные стоки – отдельно в водные объекты, расположенные на территории города, без отчистки.
Характеристики производственных сточных вод, сбрасываемых в городскую канализацию, приведены в таблицах 1.8-1.17.
Фактически на очистные сооружения поступают сточные воды трех видов:
— бытовые сточные воды от жилой застройки и промышленных предприятий г.Тосно;
— производственные сточные воды;
— инфильтрационные и поверхностные воды из-за имеющихся дефектов водосборной системы;
Основной объем водоотведения – 85% составляют хозяйственно-бытовые сточные воды, 15% объема- производственные.
В г. Тосно канализована капитальная застройка в центральной части города. Основные коллекторы хозяйственно-бытовой канализации проложены по ул. Горького, ул. Шолохова, пр. Ленина.
Хозяйственно — бытовые сточные воды города собираются тремя канализационными насосными станциями (КНС) и по напорным трубопроводам подаются на канализационные очистные сооружения:
— КНС №2 оборудована тремя насосами марки 5Ф-12, производительностью по 120-330 м³ /час каждый (2 рабочих и 1 резервный). Насосы работают круглосуточно по 2 насоса попеременно;
— КНС №14, оборудована тремя насосами марки 4НФ (2 рабочих 1 резервный) производительностью каждый по 110-210 м3 / час. Насосы работают круглосуточно по 2 насоса попеременно;
— КНС вагоноремонтного депо, подающие сточные воды отдельным потоком в количестве 100-300 м3 /сут в напорный водовод от КНС №14 и далее на КОС.
От насосной станции КТ-2, расположенной на ул. Горького, входят два напорных водовода из чугунных труб диаметром 300 мм каждый, протяженностью 730 метров. Около насосной станции КТ – 14 в колодце две нитки объединяются в одну из чугунных труб диаметром 400 мм протяженностью 2800,0 метров, которая идет до очистных сооружений.
От насосной станции КТ – 14, расположенной в Пожарном переулке, выходит один напорный водовод из чугунных труб диаметром 500 мм протяженностью 3000,0 метров, который идет до очистных сооружений.
Сточные воды от вагоноремонтного депо отдельным потоком в количестве 100-300 м3 /сут поступают в напорный водовод от КНС №14 и далее на КОС.
Схема канализационных напорных трубопроводов представлена на рис. 1.4.
Действующие городские канализационные очистные сооружения введены в эксплуатацию в 2 очереди: в 1977 и 1981 годах. Построены по проекту института «Ленгражданпроект» с использованием прогрессивной в то время технологии биологической очистки, разработанной институтом « Гипрокоммунводоканалпроект». Проектная мощность очистных сооружений составляет 18 тыс. м3/сут, но при строительстве II очереди (2-го блока технологических емкостей) из-за плохой несущей способности основания была уменьшена высота сооружений , и следовательно, уменьшен объем. Фактическая проектная производительность очистных сооружений составляет 16,0 тыс. м3/сут.
1.4.1. Характеристика площадки КОС
Площадка существующих канализационных очистных сооружений площадью 3,79 га расположена в восточной части города и ограничена:
— с Севера – железнодорожной веткой Тосно-Шапки;
— с Юга – шоссе Вырица-Шапки;
— с Востока – территорией производственной базы предприятия ЖКХ;
— с Запада – свободной территорией.
Расстояние от границы площадки КОС о реки Тосна – 400,0 метров; до индивидуальной жилой застройки – 400,0 и более метров; до капитальной застройки – не менее 1000,0 метров.
Ситуационный план очистных сооружений представлен на рис. 1.5.
Размер водоохранной зоны реки Тосна составляет – 200,0 метров, в том числе и ширина прибрежной полосы 40,0 метров.
Размер санитарно – защитной зоны в соответствии со СниП 2.04.03-85 для канализационных очистных сооружений производительностью более 5,0 до 50,0 тыс. м3/сут – 400,0 метров.
КОС г. Тосно предназначены для приема и очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод. Весь объем сточных вод проходит механическую и биологическую очистку.
Режим работы очистных сооружений – 24 часа в сутки, 365 дней в году.
Сброс очищенных сточных вод в реку Тосна осуществляется в черте города по самотечному коллектору Ø 500 мм.
На участке реки, прилегающем к выпуску, места отдыха и купания, централизованные водозаборы отсутствуют. Рельеф площадки КОС ровный. Территория очистных сооружений представляет собой частично заболоченную местность, ограждение площадки полностью отсутствует.
1.4.2. Состав канализационных очистных сооружений
В состав очистных сооружений входят два параллельно работающих аналогично по составу технологических блока механической и биологической очистки (каждый блок разделен на 4 параллельные секции) и другие здания и сооружения, которые застраивались и вводились в эксплуатацию по очередям:
Таблица 1.8.
| № п/п | Наименования здания или сооружения | Ед. изм. | Количество | |
| 1-ая очередь, ввод 1977 г. | 2-ая очередь, ввод в 1981 г. | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1. | Административно-бытовое и производственное здание | шт. | 1 | — |
| 2. | Приемная камера | шт. | 1 | 1 |
| 3. | Горизонтальные песколовки D=2,4 м | шт. | 2 | 2 |
| 4. | Блок емкостей в составе: | тыс. м³/сут | 7,0 | 5,0 |
| — | первичные отстойники емкостью 300 м³ каждая секция | шт. | 4 | 4 |
| — | аэротенки емкостью 620 м³ каждая секция | шт. | 4 | 4 |
| — | вторичные отстойники емкостью 230 м³ каждая секция | шт. | 4 | 4 |
| — | аэробные стабилизаторы | шт. | 4 | 4 |
| — | контактные резервуары | шт. | 4 | 4 |
| 5. | Иловые площадки | шт. | 2 | — |
| 6. | Здание склада | шт. | 1 | — |
| 7. | Здание хлораторной | шт. | 1 | — |
| 8. | Здание мехобезвоживания осадка | шт. | — | 1 |
| 9. | Песочная площадка размерами 18,30 м ² | шт. | 1 | — |
| 10. | Сооружения доочистки в составе: | Тыс. м³/сут | — | 14,0 |
| — | фильтровальная станция (не достроена и не введена в эксплуатацию) | шт. | — | 1 |
| — | резервуары для воды (не эксплуатируются) | шт. | — | 3 |
| 11. | Иловая насосная станция | шт. | 1 | — |
| 12. | Лоток «Вентури » | шт. | — | 2 |
В настоящее время оба блока сооружений механической и биологической очистки, а также иловые площадки находятся в эксплуатации и успешно работают. Сооружения доочистки и механического обезвоживания осадка с самого начала были не достроены и не доукомплектованы оборудованием и в настоящее время не работают.
Обеззараживание очищенных сточных вод производится привозным гипохлоритом натрия.
В здании фильтровальной станции размещена лицензированная химическая лаборатория, которая регулярно выполняет анализ поступающих и очищенных сточных вод по 27 показателям. Качественная характеристика очищенной воды для данного типа очистных сооружений оценивается положительно.
Практически по всем показателям не достигается требуемая степень очистки сточных вод. Кроме того, ввиду того, что на очистных сооружениях не имеется единой камеры смешения сточных вод, наблюдается неравномерная нагрузка по загрязнениям и по расходам на сооружения (нагрузка по загрязнениям на сооружения блока емкостей №1 на 30-50% выше, чем на блок №2 ). Техническое состояние сооружений в целом удовлетворительное.
Схема очистных сооружений с нанесенными на нее сетями водных коммуникаций на рис.1.7.
1.4.3. Общее описание технологического процесса очистки сточных вод и обработки осадков
Технологический процесс очистки хозяйственно-бытовых сточных вод включает в себя два этапа:
I этап – предварительная механическая очистка в горизонтальных песколовках и первичных отстойниках;
II этап – аэробная очистка в 2-х параллельно расположенных блоках емкостей биологической очистки (аэротенки-вытеснители, вторичные отстойники, контактные резервуары).
Обеззараживание воды производится гипохлоритом натрия.
Бытовые стоки от КНС №2 по напорному трубопроводу поступают в приемную камеру-гаситель напора технологической линии 1.
Бытовые стоки от КНС №14 по напорному трубопроводу поступают
в приемную камеру-гаситель напора технологической линии 2. В эту же приемную камеру подаются сточные воды от КНС вагоноремонтного депо.
Пройдя через грубую решетку с прозором 40 мм для отделения крупных механических примесей и с ручным удалением отбросов, сточные воды подаются на горизонтальные песколовки с круговым движением воды для улавливания минеральных загрязнений.
После песколовок сточные воды поступают в первичные отстойники, входящие в состав соответствующих блоков емкостей. В первичных отстойниках происходит основное выпадение взвешенных и коллоидных загрязнений. На этом заканчивается цикл механической очистки сточных вод.
Далее сточные воды направляются в аэротенки на биологическую очистку. Аэротенки предназначены для удаления основной части органических соединений.
Из аэротенков сточные воды поступают во вторичные отстойники, где происходит осаждение ила.
Биологически очищенные сточные воды из вторичных отстойников само-
теком направляются в контактный резервуар, где происходит их обеззараживание, и далее по самотечному коллектору отводятся в р.Тосна.
Осадок из песколовок сбрасывается на песочные площадки, и после подсушки используется для обваловки территории КОС.
Сырой остаток из первичных отстойников направляется в аэробный стабилизатор.
Оседающий во вторичных отстойниках активный ил собирается со дна насосами и перекачивается в иловые лотки. Из этих лотков активный ил по трубопроводам направляется в распределительную камеру с эрлифтной установкой.
Избыточный активный ил отбирается и отводится в аэробный стабилизатор. Возвратный активный ил подается в аэротенки.
Аэробно-сброженная смесь из стабилизатора насосами перекачивается на иловые площадки.
1.4.4. Оценка технического состояния очистных сооружений
В связи с ростом объемов водопотребления водоотведения и высокой неравномерностью притока сточных вод, мощности существующих очистных сооружений недостаточно для приема и обеспечения эффективной очистки сточных вод.
Очищенный сток не проходит доочистку на фильтрах (вследствие нерабочего состояния фильтровальной станции), что не позволяет достичь требуемых концентраций загрязнений в очищенных сточных водах по всем нормируемым показателям качества перед их сбросом в реку Тосна.
Для доочистки сточных вод был построен корпус доочистки, где была предусмотрена двухступенчатая глубокая очистка сточных вод:
I ступень – микрофильтры;
II ступень – каркасно-засыпные фильтры.
В настоящее время сооружения доочистки не работают из-за строительно-монтажных недоделок и проектных просчетов. Насосное отделение в паводки затапливается, некоторые насосы демонтированы. Для ввода в эксплуатацию требуется реконструкция этих сооружений.
Цех механического обезвоживания проработал непродолжительное время. Оборудование работало крайне неэффективно и быстро вышло из строя. Необходима реконструкция корпуса с заменой оборудования по обезвоживанию.
В настоящее время обезвоживание осадка производится с применением устаревшего способа – на иловых площадках.
Применяемый способ обеззараживания сточных вод раствором гипохлорита натрия неэффективен, не исключает передозировки или уменьшения компонентов, морально устарел.
Самотечный коллектор сброса очищенных сточных вод построен с отступлениями от проекта (с уменьшением диаметра труб на отдельных участках, с нарушением требуемых уклонов) , вследствие чего не обеспечивается нормаль
ный пропуск максимального суточного расхода сточных вод, что иногда вызывает перелив очищаемого стока через ограждающие конструкции очистных сооружений и, как следствие, затопление загрязненными водами территории КОС.
Из данных таблицы следует, что сооружения биологической очистки обеспечивают требуемую эффективность удаления сульфатов, хлоридов, СПАВов, натрия и снижение минерализации воды.
Однако, для обеспечения необходимой производительности очистных сооружений и достижения концентраций, допустимых к сбросу в водоем I рыбохозяйственной категории водопользования по другим ингредиентам, требуется расширение и реконструкция КОС.
Делая выводы, можно сказать, что фактическое состояние и проблемы эксплуатации КОС г. Тосно обуславливают необходимость реконструкции и расширения.
1.5. Анализ системы водообеспечения
Источником водоснабжения г. Тосно являются Невский водовод и артскважины. Вода собирается в приемных резервуарах и из них насосной станцией II подъема подается потребителям.
Учет потребления невской воды ведется по ультразвуковому водомеру фирмы «Взлет» марки УРСВ- 40, учет потребления воды из артскважины ведется по расходомеру ВСКМ- 200.
Учет водоотведения – поступления сточных вод на очистные сооружения ведется по водопотреблению.
Исходные данные для составления водохозяйственного баланса были предоставлены предприятием МП ЖКХ «Водоканал» фирме-разработчику АОЗТ «АКВА-ДЕЛЬТА ЛТД».
Балансы водопотребления и водоотведения для таких крупных предприятий, как ОАО «Эра» и ООО «Катерпиллар Тосно» составлены на основе «Паспорта водного хозяйства предприятия» и предоставлены самими предприятиями.
Данные о нормативных объемах водопотребления и водоотведения приведены в таблице 1.31. «Баланс водопотребления и водоотведения г.Тосно (существующий)».
Подробный расчет водопотребления и водоотведения от абонентов МП ЖКХ «Водоканал » приведены в таблицах 1.20.-1.30.
В соответствии с приведенными данными водопотребление г.Тосно принимается равным 18004,4 м³ /сут, в том числе на:
— хозяйственно – питьевые нужды — 15162,65 м³/сут;
— на производственные нужды — 2282,89 м³/сут;
Расчетное водоотведение составит 16930,85 м³/сут, в том числе на:
— хозяйственно – бытовые сточные воды — 15051,97 м³/сут;
— производственные сточные воды — 1878,88 м³/сут;
Безвозвратное водопотребление — 771,22 м³/сут;
Оборотная вода — 19,40 м³/сут;
Безвозвратные потери — 282,92 м³/сут;