Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Февраля 2013 в 17:21, дипломная работа
Применительно к Москве уборка магистралей города и вывоз загрязненного снега в места его утилизации обходится в несколько миллиардов рублей за зимний сезон. Увеличение плеча перевозки снега на 10 километров по стоимости сравнимо с затратами на топливо, требующимися для плавления такого же количества снега. Кроме того, перевозка снега автотранспортом приводит к дополнительной экологической нагрузке на воздушную среду города за счет загрязнения ее выхлопными газами.
На первом этапе был запроектирован упрощенный вариант пункта без очистных сооружений. Предусмотренная проектом снегосплавная камера обеспечивает очистку талой воды лишь от крупного мусора. Строительство очистного сооружения в этом случае относится на более поздний период.
На втором этапе разработана конструкция снегосплавного пункта, обеспечивающая надежную очистку талого снега до показателей, удовлетворяющих требованиям приема в канализацию.
В проекте предусмотрено устройство совмещенных в одно сооружение снегосплавной камеры и песколовки, обеспечивающих полное таяние снега и осаждение 95% взвесей. Рациональная идея выгрузки мусора путем подъема контейнеров, реализованная в первом варианте, оказалась неработоспособной из-за большой насыщенности снега строительными отходами: обломками досок, бетона, кусками арматуры, проволокой и т.п. Вследствие этого, раздельно установленные контейнеры хаотично связывались между собой этими отходами и представляли собой не извлекаемую армированную металлом кучу мусора.
Без сетчатых контейнеров, оседающий мусор вместе с осадком удаляется грейфером. Полупогружные доски, установленные на выходе воды из песколовки в отводящий коллектор, задерживают плавающий мусор и предотвращают его попадание в сеть.
В зависимости от гидравлических ресурсов системы канализации и наличия территорий пригодных для сооружения снегосплавных пунктов, были построены пункты следующих трех типов:
незаглубленные (подповерхностные) сооружения с напорной подачей сточной воды из самотечного коллектора с помощью специальной насосной станции;
незаглубленные (подповерхностные) сооружения с подачей сточной воды от напорного трубопровода канализации и сбросом воды в самотечный коллектор;
среднезаглубленные сооружения (глубиной не более 6м до днища, позволяющей осуществлять очистку с поверхности) на «байпасной» линии самотечного коллектора, с регулированием подачи сточных вод с помощью затворов, или непосредственно на коллекторе.
Гидравлический ресурс коллектора, обеспечивающего водой снегосплавной пункт, является очень существенным фактором повышения производительности. С этой точки зрения наиболее предпочтительны пункты на «байпасных» линиях или непосредственно на коллекторе, поскольку расходы сточных вод в крупных коллекторах способны расплавить весь поступающий снег. Однако число мест, где возможно расположение пунктов на «байпасных» линиях ограничено либо большой глубиной коллекторов, либо отсутствием резервной городской территории для размещения пункта.
Гидравлический ресурс снегосплавных пунктов, располагающих собственной насосной станцией, как и питаемых от существующих напорных трубопроводов, более ограничен.
С точки зрения плавления загружаемого снега, весьма удачную технологическую и конструктивную схему представляют собой снегосплавные пункты, в которых камера таяния сблокирована с песколовкой. При этом используются одно-, двух- и трех коридорные песколовки. Для ранее построенных снегосплавных пунктов предусмотрено строительство отдельно расположенных песколовок.
Анализ опыта создания снегосплавных пунктов на канализационных коллекторах позволил определить следующие основные принципы их проектирования:
с целью минимизации нагрузки на городские станции аэрации необходимо обеспечить удаление не только основных грубодисперсных примесей, но оседающих и всплывающих загрязнений, содержащихся в снеге. Это требование выполняется при полном плавлении сбрасываемого снега и отстаивании полученной талой воды;
для упрощения конструкции все технологические операции по плавлению снега и очистке талой воды следует по возможности производить в одном сблокированном технологическом сооружении;
в целях рационального использования механизмов и упрощения эксплуатации снегосплавного пункта нецелесообразно применять стационарное электромеханическое оборудование для выгрузки накапливаемого мусора. В конструкции должна предусматриваться периодическая очистка с помощью строительной техники;
снег в камеру должен подаваться, по возможности, непрерывно с заданным расходом, соответствующим его плотности;
объем сточной воды, подаваемый в камеру, должен соответствовать объему поступающей снежной массы.
Для сглаживания неравномерности поступления снега на снегосплавной пункт было принято решение разместить на территории пункта буферную площадку складирования снега. В этом случае несколько увеличиваются площадь участка, занимаемого пунктом (до 0,4 га) и стоимость утилизации снега, поскольку приходится выполнять дополнительную операцию по загрузке снега с буферной площадки в снегосплавную камеру. Однако сезонная производительность снегосплавного пункта при наличии буферной площадки возрастает на 25-30 процентов.
Особое внимание было уделено усовершенствованию системы загрузки снега в снегосплавную камеру. Взамен использования бульдозера, проталкивавшего снег через решетку, начато применение молотковых дробилок, разработанных и изготовленных ОАО «ВНИИСТРОЙДОРМАШ» и ГНЦ «ВНИИМЕТМАШ» Данные устройства обеспечивают механическую загрузку снега непосредственно в снегосплавную камеру, измельчая при этом сваливаемый снег и содержащиеся в нем грубодисперсные примеси до крупности не более 50 мм. Дробление загружаемого в снегосплавную камеру снега обеспечивает более благоприятные условия для его последующего плавления сточной водой и повышает производительность снегосплавного пункта.
Первый этап разработки проектных решений снегосплавного пункта на канализации.
Под строительство снегосплавного пункта требуется участок с площадью 0,23 га, на котором размещаются следующие сооружения: снегосплавная камера, насосная станция, проходная, а также площадка для автотранспорта.
В данном проекте разработана снегосплавная камера с извлечением крупнодисперсных примесей и плавающих тел, образующихся при таянии снега, которые при сбросе в канализационные коллектора могут вызвать их засорение.
Снег с проезжей части городских дорог завозится автомашинами на снегосплавной пункт и выгружается в снегосплавную секционную камеру через решетку, установленную в перекрытии.
Загрузка с автотранспорта в каждую секцию камеры осуществляется одновременно. Сваленный в камеру снег обрабатывается сточной водой, которая подается по напорному трубопроводу в камеру. В осадочной части камеры на дне устанавливаются решетчатые контейнеры для сброса крупных примесей. Талая вода вместе с отработанной сточной водой отводится в коллектор городской канализации. На водовыпуске талой воды из камеры устанавливается решетка.
После заполнения контейнеров прекращается загрузка соответствующей секции снегом, секция опорожняется. Контейнеры поднимаются стационарно установленным краном и выгружаются в мусоровоз для дальнейшего вывоза на свалку. Периодичность выгрузки – 1 раз в сутки.
На коллекторе городской канализации пристраивается камера для отвода сточной воды в приемный резервуар насосной станции, расположенной на площадке снегосплавного пункта. Погружными насосами сточная вода подается в снегосплавную камеру.
В состав снегосплавного пункта входят:
Суточная производительность снегосплавного пункта 10 тыс.м3 по снегу плотностью 0,35 т/м3.
Сметная стоимость строительства в ценах 1984 г. – 225180 руб.
Для постоянного и перспективного использования необходима конструкция снегосплавного пункта, обеспечивающая очистку талого снега до показателей заведомо приемлемых для приемки в канализационную сеть с последующей окончательной очисткой на городских очистных сооружениях. В целях решения поставленной задачи были рассмотрены следующие три варианта проектных решений:
Устройство в дополнение к снегосплавной камере, разработанной на первом этапе, очистного сооружения с фильтрами необходимой производительности.
Устройство в дополнение к снегосплавной камере, разработанной на первом этапе, отстойника, обеспечивающего осаждение 95% взвесей.
Устройство совмещенных в одно сооружение снегосплавной камеры и отстойника, обеспечивающего осаждение 95% взвесей.
На основе имеющихся проектных данных по стоимости очистных сооружений поверхностного стока была произведена ориентировочная оценка сметной стоимости строительства по указанным трем вариантам, которая характеризуется следующими значениями сметной стоимости в ценах 1984 года.
1 вариант – 680 тыс.руб.
2 вариант – 450 тыс.руб.
3 вариант – 330 тыс.руб.
Для разработки принят третий вариант, как имеющий наиболее благоприятные технико-экономические показатели, и требующий наименьший размер площади участка для размещения сооружений.
Разработанный вариант снегосплавного пункта размещается на участке площадью 0,36 га.
К основным сооружениям снегосплавного пункта относятся:
Насосная станция аналогична разработанной на первом этапе для первоочередного строительства и состоит из круглой в плане подземной части, в виде опускного колодца, диаметром 6 м, где размещено насосное оборудование и прямоугольного верхнего строения размером 6 х 9 м, где располагаются служебные помещения.
Снегосплавная камера имеет вид прямоугольного в плане заглубленного на 5 м железобетонного резервуара размером в плане 10 х 19,5 м. Продолжением снегосплавной камеры является отстойник длиной 36,5м, с постепенно уменьшающейся до 3-х м глубиной.
Расплавление снега происходит в спокойном потоке со средней скоростью менее 10 мм/с, без перемешивания. Благодаря этому замедляется процесс расплавления снега, и создаются благоприятные условия для осаждения взвесей и всплытия пены. Принятая продолжительность расплавления снега 1 час 15 мин. Продолжительность полного цикла расплавления и отстаивания 2,5 часа. Скорость движения потока в снегосплавной камере и отстойнике менее 10 мм/с обеспечивает осаждение фракций крупнее 0,1 мм, что составляет 95% взвесей из собранного с дорог талого снега. Кроме того, удаляются крупный плавающий и тонущий мусор, всплывшая пена, мелкие плавающие частицы и нефтяные пятна. Обеспечиваемый таким образом уровень очистки смеси канализационных вод и талого снега снимает возможность возникновения дополнительных затруднений при эксплуатации системы хозяйственно-бытовой канализации.
Устройство снегосплавных пунктов на сбросных водах ТЭЦ аналогично устройству снегосплавных пунктов на канализации, но связано со следующими особенностями:
вода после снегосплавных пунктов сбрасывается непосредственно в водоотводящую сеть или в водные объекты. Поэтому степень очистки воды должна быть более высокой и соответствовать предъявляемым в этих случаях требованиям;
температура сбросных вод значительно колеблется для разных ТЭЦ и может в некоторых случаях быть невысокой (10оС);
применяемая для плавления снега вода ТЭЦ является достаточно чистой и в некоторых случаях может быть использована для разбавления загрязнений талого снега в целях снижения их концентрации до допустимого уровня.
В целях получения минимального объема загрязненных вод привлекательным является плавление снега в теплообменнике. Однако использование в качестве теплоносителя сбросных вод ТЭЦ, обладающих невысокой (18-200С) или просто низкой (100С) температурой делает такого рода сооружения неэффективными. Единственно реальным вариантом оказалось плавление снега непосредственно в сбросных водах с получением после растапливания смеси сбросных вод и талого снега. Исходя из этого, конструкция снегосплавного пункта принята аналогичной той, которая разработана для канализации. Однако при этом требуется более высокая степень очистки.
Учитывая отмеченные обстоятельства, в разработанный для канализации проект снегосплавного пункта внесены некоторые дополнения.
Для повышения степени очистки за счет дополнительного извлечения из смеси теплой воды и талого снега нефтепродуктов и тонких взвесей устроены маслоловушки и пруды-отстойники. Для реализации возможности разбавления талого снега дополнительным расходом относительно чистой воды от сбросов ТЭЦ за отстойником устраивается смесительная камера.
Описанные дополнительные элементы конструкции дают возможность оптимизировать режим сооружения и добиться для каждого конкретного случая приемлемого качества сбрасываемой в водоотводящую сеть воды. Например, при низкой температуре расплавляющей снег воды можно снизить производительность по снегу, сохранив скорость воды, или сохранить производительность, увеличив скорость в отстойнике и снизив соответственно его очищающую способность. Для компенсации снижения очищающей способности, можно прибегнуть к разбавлению сбрасываемой воды более чистыми водами.
Соотношение объемов принимаемого снега и сбросной воды ТЭЦ на построенных снегосплавных пунктах составляло от 1/7 (при температуре воды 20оС) до 1/16 (при температуре воды 9оС). Суточная производительность снегосплавного пункта зависит от наличия сбросных вод и колеблется от 3 до 13 тыс.м3 по снегу плотностью 0,35 т/м3. Занимаемая площадь около 0,8 га. Сметная стоимость строительства в текущих ценах – 15000 - 25000 тыс. руб.