Мероприятия по модернизации канализационных очистных сооружений города Тосно. Часть 4.

Страницы:   1   2   3   4

---

7. Производство строительных работ

 

Рассматривается комплекс работ по прокладке рассчитанного трубопровода. Определяются сроки строительства, технология производства работ, необходимое оборудование и техника.

 

7.1. Исходные данные

 

Полиэтиленовые безнапорные трубы

1. Условный диаметр труб: 450, 700, 900, 1000 мм.
2. Длина одной трубы, 7 м.
3. Максимальная глубина заложения трубопровода, 6,64 м.
4. Грунт II категории: суглинок.
5. Коэффициент разрыхления в отвале, к_р = 1,2.
6. Колодцев на трассе, N = 91 шт.
7. Длина трубопровода, L = 4750 м.

 

7.2. Расчет количества труб на сооружаемую сеть

 

Количество труб на сооружение:

n=(Ln – Lk)/it

где: L_n — проектная длина трубопровода, м;

L_k — расчетная длина колодцев, м;

i_T — длина одной трубы, м

n=(4750-200,2)/7=649,9

Принимаем n = 650 шт.

 

7.3 Определение размеров траншеи

 

В соответствии с требованиями СНиП 3.02.01.-87 наименьшая ширина траншеи по дну прокладке дождевого коллектора назначаются в зависимости от материалов прокладываемых трубопроводов и способов укладки.

Укладка трубопроводов производится отдельными трубами.

Ширина траншеи, м:

b =D + 0,8

b =0,45 + 0,8 = 1,25 м

b¢ =0,70 + 0,8 = 1,5 м

b¢¢ =0,90 + 0,8 = 1,7 м

b¢¢¢=1,0 + 0,8 = 1,8 м

Монтаж трубопроводов с заделкой стыков в траншеях желательно выполнять в предельно короткие сроки. В местах организации стыков при прокладке трубопроводов из отдельных труб в траншеях устраивают приямки:

• длина приямков — 0,6 м;
• ширина приямков — 0,5 м;
• глубина приямков — 0,2 м.

Зная строительные размеры технологических приямков и котлованов под колодцы, их количество на трассе трубопровода, определяют объемы земляных работ. Согласно рекомендациям ВНИИВОДГЕО для улучшения опирания труб на дне траншеи устраивают профилированное грунтовое основание треугольного поперечного сечения глубиной h = 15 см с углом опирания 120°. Его называют выкружкой и дополнительно рассчитывают объем земляных работ по его устройству на дне траншеи.

 

7.4 Расчет объемов земляных работ

 

Общий объем земляных работ на подготовке траншеи, м³:

V=V^o_тр+V^o_вык+V^o_пр+V^o_кот

где: Vtp — объем траншеи;

Vвык — объем выкружки под трубами;

Vnp — объем технологических приямков;

V_КОТ — объем котлованов под колодцы.

Объем траншеи, м :

Vтр = L∙b∙h

V_ТР =650-1,25-2,01 = 1633,1 м³

V¢ТР =875-1,5-3,8 = 4987 м³

V¢¢^ТР =1525-1,7-3,75 = 9721,9 м³

V¢¢¢_ТР =1700-1,8-2,4 = 7344 м³

Общий объем траншей:

V°_тр = V_TP +V¢_TP +V¢¢_TP +V¢¢¢_TP = 1633,1 + 4987 + 9721,9 + 7344 = 14708,9 м³

Объем приямков, м³

V_пр= 0,005∙V_тр

Vпр= 0,005∙1633,1=8,16 м³

V¢пр= 0,005∙4987=24,9 м³

V¢¢пр= 0,005∙9721,9=48,6 м³

V¢¢¢пр= 0,005∙7344=36,7 м³

Общий объем приямников, м³

V°_пр= V_пр+ V¢_пр+ V¢¢_пр+ V¢¢¢_пр= 8,16+24,9+48,6+36,7=118,36 м³

Объем выкружки, м :

Vвык=L∙F

V_вык=650∙0,022=14,6 м³

V¢_вык=875∙0,035=30,6 м³

V¢¢_вык=1525∙0,045=68,6 м³

V¢¢¢_вык=1700∙0,05=85 м³

Общий объем выкружки:

V^о _вык = V_вык V¢_вык + V¢¢_вык + V¢¢¢_вык =14,6+30,6+68,6+85=199 м³

Объем котлована под колодец, м³:

Vкот = ( Bк –b)∙L к∙h тр

Vкот = (2,2-1,25)∙2,2∙2,01=4,39 м³

V¢кот = (2,2 -1,5)- 2,2 ∙ 3,8 = 5,85 м³

V¢¢кот = (2,2 -1,7)- 2,2 ∙ 3,75 = 4,12 м³

V¢¢¢кот = (2,2 -1,8)- 2,2 ∙ 2,4 = 2,12 м³

Общий объем котлованов под колодцы:

Vкот = ( Vкот +V¢кот+ V¢¢кот+ V¢¢¢кот)∙N=(4,39+5,85+4,12+2,12)∙91=339,11 м³

Общий объем земляных работ составляет:

V = 14708,9 +118,36 + 339,11 +198,8 = 15365 м³

Объем обратной засыпки:

V_{обр.зас} =V –(V_т + V_к)/к_р= 15365,17(3728,75+339,11)/1,2=9414 м³

где: Vt — объем трубопровода,

V_T= πD²/4∙L=3.14∙1,0²∙4750=3728.75 м³;

Объем грунта на вывоз:

V выв=V- Vобр.зас= 15365,17-9414,4=5951 м³.

 

7.5. Разработка траншеи

 

Для разработки траншеи выбирается техника в зависимости от глубины и ширины траншеи, размещения грунта, грунтовых условий на месте производства работ, сроков строительства по графику.

Для глубин до 7 метров выбран экскаватор Caterillar-M318, предназначенный для прокладки газа и водопроводов, сетей, сетей канализации, связи и электропередачи, планировочных работ.

Для вывоза грунта используется самосвал КамАЗ-53605 с грузоподъемностью 7,5 т.

Крепление траншей с вертикальными стенками

Разрабатываемая траншея проектируется с вертикальными стенками, которые при глубинах свыше 2м должны быть укреплены.

Укрепление производится следующим образом: вертикальная стенка крепится дощатыми щитами шириной 3 м.

Крепление производится по мере отрывания траншеи захватками глубиной 2м, длиной 7 м.

Выбор монтажного крана

Основные рабочие операции по разгрузке, перемещению, опусканию в траншею, сборке труб, установка колодцев из сборных материалов выполняют­ся с помощью крана. Трубы укладываются на песчаное основание, выровненное по длине траншеи. Одним из основных условий выбора крана является масса наиболее тяжелого элемента. Среди всех элементов трубопровода труба имеет максимальную массу, поэтому масса одной трубы принимается для выбора типа крана-трубоукладчика.

Принят автомобильный кран КС-35715-1.

Засыпка траншей

После монтажа трубопровода засыпка траншеи производим при помощи бульдозера Caterillar D7R.

 

8. Безопасность жизнедеятельности

8.1. Охрана труда

 

8.1.1. Опасные и вредные факторы, действующие на работников очистных сооружений

 

К вредным и опасным факторам на очистных сооружениях относятся:

• неблагоприятные микроклиматические условия в зданиях;
• недостаточное или неправильное естественное или искусственное освещение помещения;
• высокие уровни шума;
• низкочастотная вибрация;
• загазованность;
• отсутствие или неудачные конструкции ограждений на движущихся частях оборудования;
• выбор электрооборудования без учета категории помещения по степени опасности поражения электрическим током и др.

 

8.1.2. Санитарные нормы по вредным и опасным факторам Микроклиматические условия

 

ГОСТ 12.1.005 – Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования. Санитарные нормы микроклимата производственных помещений №4088.

Температура

а. холодный и переходный период ( среднесуточная температура ниже 10 ◦С)

б. теплый (среднесуточная температура выше 10 ◦С)

Категория работ – средней тяжести Па

Температура воздуха, ◦С

а. 18-20

б. 21-23

Относительная влажность воздуха, %

а. 60-40

б. 60-40

Скорость движения воздуха, м/с

а. не более 0,2

б. не более 0,3

Шум ГОСТ 12.1.003 ССБТ. Шум . Общие требования безопасности.

Санитарные нормы допустимых уровней на рабочих местах №3223.

Нормы шума Таблица 8.1.

 

Вибрация

ГОСТ 12.1.012. Вибрация. Общие требования безопасности.

Таблица 8.2.

 

8.1.3. Организационно – технические мероприятия по улучшению условий труда

 

Технические мероприятия охраны труда, предусматриваемые в проекте, принимаются на основании анализа вредных и опасных факторов.

Меры защиты от воздействия вредных факторов воздушной среды (неблагоприятные микроклиматические условия, пыль, газы)

Вначале предусматривается технические решения, обеспечивающие уменьшение выделения вредных факторов в воздушную среду помещения:

изоляция нагретых поверхностей, уменьшающая выделение теплоты;

укрытие источников выделений газов, пыли;

Для удаления, разбавления до допустимых концентраций или поглощения вредных факторов предусматривается вентиляция:

искусственная местная вытяжная вентиляция для удаления пыли, газов, нагретого воздуха непосредственно у места образования;

естественная или искусственная общеобменная вентиляция для поглощения избыточного тепла или разбавления концентрации пыли, газов;

искусственная местная приточная вентиляция (воздушные души) для улучшения микроклиматических условий на основных рабочих площадках.

Для обеспечения необходимого температурного режима в холодной и переходный периоды предусматривается отопление: водяное, воздушное.

В случаях, когда система вентиляции не может обеспечивать в зоне отдыха содержания предельно допустимых концентраций вредных веществ, следует предусмотреть средства индивидуальной защиты органов дыхания от пыли и газов: респираторы, шланговые дыхательные приборы, противогазы.

Снижение шума и защиты от его вредного воздействия

В открытом пространстве и в помещении, где находится источник шума, предусматривается:

• установка на источник шума звукоизолирующего кожуха;
• экранирование рабочих мест;
• установка на ограждения помещений (потолки, стены) звукопоглощающих конструкций;
• установка глушителей впуска и выпуска.

В помещениях, смежных с помещениями, где находится источник шума, предусматривается:

• рациональное расположение нормируемых по шуму помещений относительно источников шума;
• применение средств виброизоляции источников шума;
• применение средств вибропоглащения.

Для обеспечения санитарно-гигиенических условий труда на очистных сооружениях предусматриваются санитарно-бытовые помещения для персонала: гардеробные, душевые, умывальные, уборные, помещения для личной гигиены женщин.

При проектировании технологического процесса очистки сточных вод и обработки осадка учитываются физические и психофизические возможности работников, рациональный режим труда и отдыха, наличие необходимых навыков у работников.

Организационные меры по внедрению технических мероприятий, обеспечивающих безопасность и оздоровление условий труда, предусматриваются в следующем:

Профессиональный отбор работников и повышение квалификации по охране труда:

— проверка квалификационного удостоверения на право занятия соответствующей должности. Проводится при поступлении отделом кадров.

— проведение предварительных медицинских осмотров. Контролируется отделом кадров.

— обучение руководящих и инженерно-технических работников по охране труда на курсах ФПК. Проводится один раз в два года.

Обучение работников безопасным методом труда:

— вводный инструктаж по технике безопасности и первичный инструктаж на рабочем месте. Проводится при поступлении.

— внеплановый инструктаж по технике безопасности . Проводится руководителем работ при изменении условий труда или при нарушении техники безопасности.

— аттестация и переаттестация работников, обслуживающие механизмы, устройства и объекты с повышенной опасностью. Проводится экзаменационной комиссией один раз в год.

Обеспечение безопасности производственных процессов, оборудования, зданий, сооружений, помещений:

— обеспечение производственных объектов, рабочих мест системой стандартов безопасности труда.

— своевременное проведение технических освидетельствований и осмотров объектов с повышенной опасностью.

— контроль за соблюдением выполнения работ по утвержденной технологии.

— проведение планово-предупредительных осмотров и ремонтов зданий и сооружений. Проводится два раза в год.

Обеспечение регламентированных санитарно-гигиенических условий труда:

— проведение плановых и оперативных измерений параметров вредных факторов в рабочей зоне.

— выполнение мероприятий по проведению состояния условий труда на рабочих местах в соответствии с нормами и требованиями.

— поддержание в хорошем санитарном состоянии бытовых помещений.

Обеспечение работников средствами индивидуальной защиты (СИЗ):

— оформление и представление заявок на спецодежду, спецобувь, и другие СИЗ с указанием размеров.

— обеспечение химической чистки, стирки, хранение спецодежды.

— контроль за использованием и назначением СИЗ.

Обеспечение установленных режимов труда и отдыха:

— соблюдение законодательства по охране труда.

 

8.2. Прогнозирование и оценка радиационной обстановки при авариях на АЭС

 

Прогнозирование радиационной обстановки проводится с целью определения приближенных масштабов и степени заражения местности, объектов путем определения зон радиоактивного заражения. При этом используются установленные зависимости радиоактивного заражения от вертикального состояния атмосферы (нижних слоев воздуха), направления, скорости ветра и др. факторов. Для формирования радиоактивного следа на месте требуется некоторое время после подхода зараженного облака. Прогнозирование позволяет определить начало формирования зоны радиационного загрязнения на местности. Форма следа на поверхности земли от проходящего радиоактивного облака зависит от направления и скорости среднего ветра. Опасность поражения людей возрастает при нахождении их ближе к оси следа и к очагу аварии, где выпадает больше радиоактивных веществ.

Выявление радиационной обстановки на месте проводится силами и средствами радиационной разведки после окончания формирования радиоактивного следа и включает в себя:

1. Измерение фактических уровней радиации на местности;
2. Приведение измеренных значений к единому времени (к 1 часу после аварии);
3. Нанесение уровней радиации на схему, план или карту.

Измерение уровней радиации проводится с помощью табельных дозиметрических приборов, например ДП – 5А,Б,В и др. Полеченные реальные зоны радиоактивного заражения (загрязнения) будут являться основой для проведения оценки радиационной обстановки.

Оценка радиационной обстановки проводится с целью определения степени опасности радиоактивного заражения людей для принятия необходимых мер защиты, исключающих или способствующих уменьшению потерь среди населения в случае аварии, взрывов на радиационно-опасных объектах.

Измерение уровней радиации на радиоактивно-загрязненной местности при аварии на АЭС с разрушением реактора типа РКМК -1000 (Чернобыльская АЭС) характеризуется примерной зависимостью.

Р_t=P₀∙(t/t₀)^-0,4

где, P₀ – уровень радиации на момент аварии, Рад/час;

t₀ – время аварии, ч;

Р_t – уровень радиации на текущее время t, Рад/час.

При ядерном взрыве

Р_t=P₀∙(t/t₀)^-1,2

Если в первой формуле t0 принять равным 1 час после аварии, то получим:

Р_t=P₁∙(t/t₀) ^-0,4 ,

где P₁ – уровень радиации на 1 час после аварии, взрыва, Рад/час;

t^-0,4 = К – коэффициент пересчета.

Следовательно , уровень радиации на различное время после аварии будет определяться по формуле

P_t=P₁∙K₁

Рассчитываются ожидаемые дозы облучения, допустимое время пребывания людей на зараженной территории. С учетом измеренных реальных значений уровней радиации на местности определяется наиболее целесообразные способы и режимы радиационной защиты рабочих, служащих и населения, устанавливается продолжительность пребывания формирований в зонах заражения при ликвидации аварии, определяются возможные потери людей. Все это в полной мере относится к судам и экипажам водного транспорта, оказавшимся в радиационно-опасной части акватории.

Для количественной оценки воздействия на организм человека ионизирующих радиоактивных излучений вводят физические величины: дозу излучения D и мощность дозы (уровень радиации) Р.

Для прогнозирования и оценки радиационной обстановки используются:

— экспозиционная доза – энергия гамма излучения на местности в атмосфере вне контакта с человеком, измеряется в (р);

— поглощенная доза – энергия ионизирующего излучения, поглощенная телом, измеряется в (рад, гр), 1 гр=100 рад;

— эквивалентная доза, отражающая способность излучения повреждать ткань.

Так как эти виды излучения чрезвычайно опасны для людей, то необходимо соблюдать радиационную безопасность – комплекс мероприятий, обеспечивающих защиту рабочих, служащих, населения от вредного воздействия радиации.

По отношению к населению и его хозяйственной деятельности с учетом радиационного заражения в результате аварии на АЭС, ЯЭУ выделяют 3 зоны.

1. Зона отчуждения: Р > или = 20 мр/час, D год > или =40 р, размер зоны – 10-40 км. Запрещается пребывание населения и проведения сельхозработ.
2. Зона временного пребывания: Р=5-20 мр/ч, D=10-40 р в год, размер зоны – 40-50 км. Запрещено пребывание населения, хозяйственная деятельность проводится вахтовым методом.
3. Зона ограниченного пребывания и жесткого радиационного контроля:

Р=3-5 мр/ч, D=5-10 р в год, размер зоны – 50-100 км. Разрешено постоянное пребывания населения, хозяйственная деятельность с выполнением режимов радиационной защиты,

Расчет прогнозирования и оценка радиационной обстановки.

Исходные данные:

Авария с разрушением реактора;

Время аварии 11:00;

Расстояние от объекта до АЭС – 30 км;

Допустимая доза облучения – 6 рад;

Коэффициент ослабления – 5;

Скорость ветра – 3 м/с;

Время суток – утро;

Облачность – пасмурно;

Степень вертикальной устойчивости атмосферы – изотермия;

Скорость перемещения центра облака – 5 м/с.

Для прогнозирования возможностей радиационной обстановки по данным аварии АЭС для реактора РБМК 100 в зависимости от скорости перемещения облака и степени вертикальной устойчивости атмосферы, определяем размеры зоны радиоактивного заражения местности с учетом выброса радиоактивного топлива.

Ш – ширина зоны;

L – длина зоны.

При авариях на АЭС с разрушением реактора образуется 4 зоны радиоактивного заражения.

Зона М; Ш = 31,5 км, L = 418 км;

Зона А; Ш = 8,42 км, L = 145 км;

Зона Б; Ш = 1,73 км, L = 33,7 км;

Зона В4; Ш = 0,69 км, L = 17,6 км.

Используя эти данные, строим зоны радиоактивного заражения при аварии АЭС, наносим схему объекта.

Время начала выпадения радиоактивных веществ на территорию объекта:

T_вып=R/V_СР= 30/5=6 часов

где R – расстояние от объекта до АЭС;

V – средняя скорость перемещения центра радиоактивного облака, км/ч.

Время начала зоны радиоактивного загрязнения определяем с учетом расстояния от АЭС до объекта, средней скорости перемещения облака и степени вертикальной устойчивости атмосферы. Это время в данном проекте равно 1,5 ч.

Характеристика зоны радиоактивного загрязнения местности зависит от мощности дозы на 1 час после аварии на внешней границе (1,4 Рад/час). В данном проекте эта зона сильного загрязнения. Доза излучения на первый год на внешней границе – 500/5000 Рад/мГр.

Оценка радиационной обстановки.

Определяется уровень радиации на любое время t после аварии:

P_t=P₁∙K₁

Коэффициенты К₁ для пересчета уровней радиации на различное время t .после взрыва (аварии) на АЭС представлены в таблице 8.3.

Таблица 8.3.

Определяется доза облучения людей за определенное время при нахождении на зараженной территории:

D=1,7∙(Р_к∙t_к-Р_н∙ t_н)=1,7∙(1,4∙18-1,4∙8)=23,8 р,

где Р_к и Р_н – уровни радиации при измерении в начале и в конце зараженной территории, Рад/час;

t_к и t_н – время, измеренное при входе на зараженную территорию и при выходе из нее, час.

Доза, полученная рабочими, служащими, находящимися в производственном здании, на судне, на автомобильном, железнодорожном транспорте и в других помещениях.

D= 1,7 ∙ (Р_к ∙ t_к – Р_н ∙ t_н )/К_осл = 1,7∙(1,4∙18-1,4∙8)/5=4,76 р,

где К_осл – коэффициент ослабления радиоактивного излучения объектами.

Средние значения коэффициентов ослабления излучения укрытиями и транспортными средствами К_осл.

 

9. Экономический расчет

9.1. Порядок определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей среды и размещение отходов

 

Порядок определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей среды и размещение отходов, установленный постановлением правительства Российской Федерации N 632 от 28 августа 1992 г., распространяется на предприятия, учреждения, организации, иностранных юридических и физических лиц, осуществляющих любые виды деятельности на территории Российской Федерации, связанные с природопользованием (в дальнейшем именуются природопользователи), и предусматривает взимание платы за следующие виды вредного воздействия на окружающую природную среду:

• выброс в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников;
• сброс загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты;
• размещение отходов;
• другие виды вредного воздействия (шум, вибрация, электромагнитные и радиационные воздействия и т.п.).

Устанавливается два вида базовых нормативов платы:

а) за выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов, другие виды вредного воздействия в пределах допустимых нормативов;

б) за выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов, другие виды вредного воздействия в пределах установленных лимитов (временно согласованных нормативов).

Газовые нормативы платы устанавливаются по каждому ингредиенту загрязняющего вещества (отхода), виду вредного воздействия с учетом степени опасности их для окружающей природной среды и здоровья населения.

Для отдельных регионов и бассейнов рек устанавливаются коэффициенты к базовым нормативам платы, учитывающие экологические факторы — природно-климатические особенности территорий, значимость природных и социально — культурных объектов. Дифференцированные ставки платы определяются умножением базовых нормативов платы на коэффициенты, учитывающие экологические факторы.

3. Плата за загрязнение окружающей природной среды в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы выбросов, сбросов загрязняющих веществ, объемы размещения отходов, уровни вредного воздействия, определяется путем умножения соответствующих ставок платы за величину указанных видов загрязнения и суммирования полученных произведений по видам загрязнения.
4. Плата за загрязнение окружающей природной среды в пределах установленных лимитов определяется путем умножения соответствующих ставок платы на разницу между лимитными и предельно допустимыми выбросами, сбросами загрязняющих веществ, объемами размещения отходов, уровнями вредного воздействия и суммирования полученных произведений по видам загрязнения.
5. Плата за сверхлимитное загрязнение окружающей природной среды определяется путем умножения соответствующих ставок платы за загрязнение в пределах установленных лимитов на величину превышения фактической массы выбросов, сбросов загрязняющих веществ, объемов размещения отходов уровней вредного воздействия над установленными лимитами, суммирования полученных произведений по видам загрязнения и умножения этих сумм на пятикратный повышающий коэффициент.
6. В случае отсутствия у природопользователя оформленного в установленном порядке разрешения на выброс, сброс загрязняющих веществ, размещение отходов вся масса загрязняющих веществ учитывается как сверхлимитная. Плата за загрязнение окружающей природной среды в таких случаях определяется в соответствии с пунктом 5 настоящего Порядка.
7. Платежи за предельно допустимые выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов, уровни вредного воздействия осуществляются за счет себестоимости продукции (работ, услуг), а платежи за превышение их — за счет прибыли, остающейся в распоряжении природопользователя.
8. Предельные размеры платы за загрязнение окружающей природной среды сверх предельно допустимых нормативов устанавливаются в процентах от прибыли, остающейся в распоряжении природопользователя, дифференцированно по отдельным отраслям народного хозяйства с учетом их экономических особенностей. Если указанные платежи, определенные расчетно в соответствии с настоящим Порядком, равны или превышают размер прибыли, остающейся в распоряжении природопользователя, то специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, органами санитарно — эпидемиологического надзора и соответствующими органами исполнительной власти рассматривается вопрос о приостановке или прекращении деятельности соответствующего предприятия, учреждения, организации.
9. Внесение платы за загрязнение окружающей природной среды не освобождает природопользователей от выполнения мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, а также от возмещения в полном объеме вреда, причиненного окружающей природной среде, здоровью и имуществу граждан, народному хозяйству загрязнением окружающей природной среды, в соответствии с действующим законодательством.

 

10. Научный фрагмент

10.1. Актуальность

 

Темой научного фрагмента данного дипломного проекта является «Поиск альтернативных технологий в процессе обеззараживания питьевой воды».

Как известно, безальтернативным источником питьевой воды для Петербурга является река Нева (на которой расположены водозаборы городских водопроводных станций), берущая свое начало из Ладожского озера. Поэтому можно сделать вывод, что Ладога формирует качество исходной воды в Неве. И решение задачи по обеспечению жителей Петербурга гарантированно безопасной питьевой водой напрямую зависит от состояния Ладожского озера. В настоящее время Водоканал Санкт-Петербурга справляется с проблемами, возникающими из-за ухудшения состояния воды в Неве (из-за ухудшения состояния Ладоги), благодаря существующим технологическим возможностям. Однако если загрязнение Ладоги будет продолжаться, этих возможностей может оказаться недостаточно.

Данные выводы обосновывают необходимость поиска новых технологий для очистки воды. Одной из актуальных задач при обеззараживании питьевой воды, является применение технологии, не использующей химические реагенты, т.е. технологии, не приводящей к образованию в процессе обеззараживания токсичных соединений (как в случае применения соединений хлора) при одновременном полном уничтожении патогенной микрофлоры.

 

10.2. Рассмотрение новой технологии

 

Наиболее безопасной технологией из безреагентных способов обеззараживания является обработка воды ультрафиолетовым излучением. Безусловно, существенное ограничение в применении этого типа обеззараживания воды играет обрастание кристаллами соли и биообрастание защитных кварцевых оболочек ультрафиолетовых ламп.

Предлагаемая технология для обеззараживания питьевой воды – это установка «Лазурь-М», основанная на одновременном воздействии ультрафиолета, ультразвука и акустических колебаний для полной инактивации патогенной микрофлоры (УФ более 40 мДж/см² и УЗ более 2 Вт/см²). При обработке проходящего потока воды ультразвуком от излучателя, размещенного непосредственно в камере ультрафиолетового облучателя, в воде возникают короткоживущие парогазовые “каверны”, которые появляются в момент локального снижения давления в воде и “схлопываются” при “сжатии” воды. Скорость схлопывания очень высокая и в окрестности точек схлопывания возникают экстремальные параметры – огромные температура и давление. Вблизи точек схлопывания полностью уничтожается патогенная микрофлора, образуются активные радикалы, пероксид водорода (Н₂О₂). “Каверны” возникают в объеме камеры ультрафиолетового излучателя с частотой несколько десятков килогерц преимущественно на неоднородностях. В качестве неоднородностей могут служить споры грибков, бактерии, играющие роль своеобразной мишени. Под воздействием ультрафиолетового излучения в присутствии активных радикалов в объеме обрабатываемой жидкости и на поверхности воздушных пузырьков происходит процесс фотохимического окисления и обеззараживания гараздо более эффективный, чем просто от воздействия ультрафиолета.

Энергозатраты на обеззараживание питьевой воды составляют 7,0-8,0 Вт на 1 м³/час. Надо также учесть, что ультразвуковой излучатель, помещенный внутри камеры ультрафиолетовой обработки, работает и как стиральная машина, тщательно отмывающая поверхности корпуса и защитного кварцевого кожуха ультрафиолетового излучателя, что предотвращает их биообрастание и соляризацию.

 

10.3. Описание технологического процесса обеззараживания питьевой воды в установке «Лазурь М-500»

 

Станции обеззараживания питьевой воды ультрафиолетом с применением ультразвука на производительность более 3000 м³/час строятся на базе модулей «Лазурь М-500» производительностью до 500 м³/час каждый по принципу параллельного их объединения в станцию. Исходя из требуемого расхода, станция может состоять из одной или нескольких секций с бактерицидными модулями «Лазурь М-500», включенными параллельно. В каждой секции один модуль резервный. Количество модулей в секции не должно превышать 10 штук.

Бактерицидный модуль «Лазурь М-500» представляет собой цилиндрическую конструкцию из нержавеющей стали, внутри которой размещены ультрафиолетовые излучатели, заключенные в защитные кварцевые кожухи, и ультразвуковые излучатели. Объем бактерицидного модуля «Лазурь М-500» ~ 350 литров . Вес бактерицидного модуля «Лазурь М-500» со шкафом питания ~390 кг.

Ультрафиолетовые излучатели — это лампы низкого давления с парами ртути, имеющие колбу из синтетического кварца («Suprasil»). Лампы имеют рабочую длину ~150 см. Потребляют мощность 325 Вт от сети 220 В, 50-60 Гц. Плотность бактерицидного излучения на поверхности защитного стекла (супрасил) составляет не менее 80 мВт/см². Срок службы ламп — не менее 12000 часов непрерывного горения. Средний срок службы ламп (тип NNI 300) составляет 16000 часов. Питание ламп осуществляется от ВЧ преобразователя (44 кГц).

Ультразвуковые излучатели генерируют 100 Вт ультразвуковой мощности на частоте 25-40 кГц. Срок службы излучателей ультразвука — не менее 10000 часов.

Бактерицидный модуль «Лазурь М-500» комплектуется 37 ультрафиолетовыми лампами и двенадцатью ультразвуковыми кавитаторами. Общая мощность, потребляемая бактерицидным модулем «Лазурь М-500» ~ 12,5 кВт.

Таким образом, вода, проходя через модуль подвергается воздействию ультрафиолетового излучения (более 40 мВт сек /см²) и ультразвука с плотностью более 2 Вт/см².

В процессе воздействия в обрабатываемой среде происходят мощные кавитационные процессы и глубокое окисление под воздействием ультрафиолета и образующегося под его действием озона (О₃) в парогазовых пузырьках (диаметром менее 0,1 мм), однородно распределенных по всему рабочему объему модуля. В процессе обработки возникают и другие сильные окислители (Н₂О₂, ОН и т.д.).

Подобная технология позволяет обрабатывать достаточно мутные (до 50% прозрачности) жидкости с количеством взвешенных частиц до 10 мг/дм³ и концентрациях Fecal Coliforms до 106 ед/дм³. Кроме того применение ультразвука не дает частицам, находящимся в жидкости, оседать на защитное стекло и стенки рабочей камеры, что увеличивает эффективность их работы. Не нужно производить очистку поверхностей, как в традиционной ультрафиолетовой технологии.

Использование подобных устройств в 100-1000 раз эффективнее, аналогичных по энергопотреблению и производительности традиционных ультрафиолетовых обеззараживателей (напр. UV — 3000 фирмы Trojan).

Все бактерицидные модули снабжены необходимыми устройствами, обеспечивающими контроль за их работой. Измеряется уровень ультрафиолетового излучения, контролируется работа ультразвуковых излучателей. Блоки питания имеют разъемы для подключения к общей системе контроля.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В дипломном проекте на тему «Мероприятия по модернизации канализационных очистных сооружений г.Тосно» на основе анализа режимов и объемов водопотребления и водоотведения, а также состава сточных вод и требований к качеству потребляемой воды, была разработана новая балансовая схема водообеспечения г.Тосно. С учетом требований, предъявляемых водопотребителями к качеству используемой в технологических процессах воды, в целях внедрения маловодных и ресурсосберегающих технологий, были предложены следующие меры по реализации данного проекта:

— повышение эффективности работы локальных очистных сооружений и строительство новых очистных комплексов;

— уменьшение сброса сточных вод за счет повторного использования и создания оборотных систем;

— предотвращение сбросов стоков после промывки и продувки оборотных систем;

— строительство на всех автотранспортных предприятиях города очистных сооружений по улавливанию нефти и масел;

— сокращение забора свежей воды для подпитки оборотных систем, с использованием для этих целей биологически очищенных сточных вод технического качества.

В результате проведенных мероприятий объем потребляемой воды питьевого качества сокращается на 11,4% или 2052 м³/сут. (750 тыс. м³/год), а сброс сточных вод в р.Тосно уменьшается на 13% или 1840 м³/сут. (672 тыс. м³ /год).  На основании полученных данных произведено сравнение существующей и предлагаемой схемы по основным показателям использования воды, из чего сделано заключение о более рациональном использовании воды по новой схеме.

В соответствии с предлагаемой схемой водообеспечения произведена модернизация очистных сооружений г. Тосно. Разработана схема обработки осадка на КОС, где существуют только песковые и иловые площадки.

Выполнен технологический расчет сооружений, в результате которого определены основные габаритные и технологические размеры сооружений и их количество.

Для  отвода дождевых и талых вод, а также условно чистых производственных с территории города устроена дождевая канализационная сеть.

Рассмотрен комплекс работ по прокладке рассчитанной канализационной сети. Определены объемы земляных работ, подобрана необходимая техника и построен план-график производства строительных работ.

В разделе«Безопасность жизнедеятельности» выполнен анализ опасных и вредных факторов производственной среды на КОС. Предложены мероприятия по улучшению условий труда обслуживающего персонала.

В качестве чрезвычайной ситуации рассмотрена авария на КОС, а именно, разрушение необвалованной емкости и выброс сжиженного хлора.

В заключительном разделе выполнен расчет предотвращаемого экономического ущерба, который составил 10347730 руб./год.

 

Список литературы

 

 

1. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. Учебник для ВУЗов. М., Стройиздат, 1979. — 320 с.
2. Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга. Под ред. Ф.В. Кармази- нова. СПб.: Стройиздат, 1999. — 424 с.
3. Климат Ленинграда. Под ред. Ц.А. Швер. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. — 250 с.
4. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод. Учебник для ВУЗов. М.: АСВ, 2002. — 704 с.
5. СНиП 2.04.02-84. Строительные нормы и правила. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М., Госстрой, 1986.
6. СНиП 2.04.03-85. Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения. М., Госстрой, 1986.
7. СНиП 2.04.01-85. Строительные нормы и правила. Внутренний водопровод и канализация зданий. М., Госстрой, 1986.
8. Зубрилов С.П., Растрыгин Н.В. Охрана вод. Ч. 1, 2, 3. Учебное пособие. СПб.: СПГУВК, 2001.
9. Очистка сточных вод и обработка осадков. Составитель: к.т.н. Растрыгин Н.В. Методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов. СПб.: СПГУВК, 1999.
10. Растрыгин Н.В. Сооружения механической очистки сточных вод. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Охрана вод». СПб.: СПГУВК, 2003. — 134 с.
11. Абрамов С.К., Найфельд Л.Р., Скиргелло О.Б. Дренаж промышленных площадок и городских территорий. М.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1954. — 428 с.
12. Комарова Н.Р. Инженерная мелиорация. 4.1. Осушение земель. Конспект лекций. СПб.: СПГУВК, 1999. — 80 с.
13. Баланин В.В. Гидротехнические сооружения, гидроэлектростанции и инже-нерные мелиорации. Л.: Изд. «Транспорт», 1973. — 104 с.
14. Дорожно-строительные машины. Справочник. М.: Изд. «Машиностроение», 1977.-392 с.
15. Скорняков В.П. Безопасность жизнедеятельности. Методика прогнозирования и оценки химической обстановки при заражении сильнодействующими ядовитыми веществами. — СПб.: СПГУВК, 2000 — 27 с.
16. Расторгуев И.Е. Экономика природопользования. Сборник задач. — СПб.: СПГУВК, 1997. -50 с.

---

Страницы:   1   2   3   4