Утилизация снега

Поскольку “сухие” снегосвалки  имеют менее благоприятные технико-экономические  показатели, целесообразно использование  уже отведенных под них площадок для строительства снегосплавных  пунктов, если имеется возможность  их подключения к канализационной сети. Помимо высокой стоимости и большой площади, занимаемой “сухой” снегосвалкой, при невысокой производительности, она представляет собой опасное с санитарно-экологической точки зрения сооружение, которое может существовать только на определенных городских территориях, и требует наличия санитарной зоны.

Таким образом, в порядке предпочтения, рекомендуются следующие типы снегоприемных  пунктов:

1. снегосплавные пункты на канализационных коллекторах;
2. снегосплавные пункты на сбросных водах ТЭЦ;
3. «сухие» снегосвалки;
4. снегосплавные пункты на топливе;
5. временные речные снегосвалки.

6.2 Внедрение оптимальных решений для передвижных снегосплавных машин

 

Как мы ранее выяснили оптимальным  решением для уборки снега с городских  магистралей является передвижные снегоплавильные установки.

Однако, для широкого внедрения  передвижных и самоходных ССП  в городскую практику необходимо проведение экперементальных работ, при  выполнении которых необходимо определить:

-оптимальные размеры бункера  для загрузки снега в переждвижную установку;

-технологию дозаправки топливом  передвижных ССП;

-динамику загрязнения бункера,  возможность его оперативной  очистки от твердых отложений;

-частоту очистки бункера от  осадка;

-периодичность слива талой воды  в сети городской канализации или водостока.

Альтернативным направлением увеличения сезонной производительности системы утилизации вывозимого снега  является создание ССП с установками, использующими дизельное топливо. Принцип действия этой снеготаялки следующий.

Привозимый грузовиками снег через приемную решетку поступает в камеру таяния, наполненную талой водой. Погружные горелки обеспечивают сжигание топлива ниже уровня воды, а продукты сгорания «пробулькивают» через столб талой воды (эффект «холодного кипения»). Происходит конденсация паров, образующихся при сгорании, и увеличивается теплоотдача. КПД устройства достигает 98 % по высшей теплоте сгорания топлива. Для розжига дизельного топлива используется сжиженный газ в баллонах.

Секция камеры таяния, в которой находятся горелки, отделена от приемной секции сеткой, защищающей горелки от мусора. Для ускорения процесса плавления снега предусмотрена принудительная циркуляция талой в камере таяния за счет использования специального насоса. Крупный мусор и взвесь, содержащиеся в снеге, собираются в установленные на дне камеры таяния поддоны. Талая вода поступает на очистные сооружения ливнестока.

Снеготаялки могут работать на газовом или дизельном топливе, а также используя отработанное масло. Расход топлива примерно 10м3 газа или 10л дизельного топлива на 1 тонну снега.

В предлагаемых снеготаялках решается вопрос удаления загрязнений, находящихся в снеге.

Следует отметить, что  альтернативные методы ликвидации снега  связаны, как правило, с пробегом автотранспорта на длительные расстояния, необходимостью простоя их в очередях и автомобильных пробках. При этом количество требуемых для уборки снега самосвалов увеличивается, а расходуемое при этом топливо примерно того же порядка, что и для предлагаемых снеготаялок.

В снеготаялках используется принцип погружного горения топлива. Производительность снеготаялок может колебаться от 1 до 45 т снега в час.

В качестве усовершенствования моделей снегопередвижных установок  ВНИИСТРОЙДОРМАШа на шасси бункеровоза  «Коммаш КМ-43001» разработал и внедрил Установку для плавления снега. (Патент на изобретение РФ № 2173744).

Производительность по снегу: часовая – 10-12 м³ при плотности 0,3 т/ м³);

Требуемое количество топлива – 0,4 м³ в час (9,5 м³ в сутки).

Суммарная установленная  мощность – 120 Квт.

В состав этого пункта входят следующие сооружения:

• снегосплавная камера с горелками и циркуляционным насосом;
• очистные сооружения, обеспечивающие очистку талой воды до уровня, приемлемого для сброса в водоотводящую сеть или в городскую канализацию;
• технологические помещения (компрессорная для подачи воздуха в горелки, бытовые помещения);
• сооружения для хранения и дозирования топлива;
• навес для баллонов с газом;
• площадки для складирования осадка и снега.

К достоинствам предлагаемого  снегосплавного пункта относятся: автономность (не требует наличия крупных коммуникаций) и небольшой размер занимаемого участка. Его сооружение эффективно в местах, где отсутствуют источники бросового тепла (крупные канализационные коллектора, сбросные воды ТЭЦ). Возможно размещение на территории транспортных предприятий. Расчеты показывают, что дополнительные затраты на топливо практически полностью компенсируются уменьшением плеча перевозки снега. Кроме того, достигается дополнительный экологический эффект, поскольку установка принудительного таяния практически не загрязняет окружающую среду, в отличие от автотранспорта, перевозящего снег.

Анализ опыта создания передвижных снегосплавных пунктов  позволил определить следующие основные принципы их проектирования:

• 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 передвижной снегосплавильной установки 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.

Мобильные снегосплавные  установки являются объектами, оказывающими воздействие на компоненты окружающей среды, поэтому при их использовании требуется организация санитарно–защитной зоны, которая в соответствии с санитарными–эпидемиологическими правилами и нормативами (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200–03) составляет 100 метров.

Согласованные участки  для размещения мобильных снеготаялок в количестве 14 адресов были расположены вдоль проезжих трасс, на асфальтированной территории. Снегосплавные установки размещались при наличии на участке или прилегающей территории канализационных колодцев МГУП «Мосводоканал», вне жилой застройки. Зеленые насаждения в зоне установки мобильных снегосплавных установок отсутствовали.

В качестве контроля за работой  мобильных установок, а также  выработки рекомендаций по дальнейшему  применению в городе мобильных снегосплавных  установок предлагается Департаментом в зимний период осуществлять отборы проб атмосферного воздуха, сточных вод и замеры шумового воздействия.

Так к примеру в 2007г. Производились пробы от мобильной  снеготаялки фирмы «Trecan» (балансодержатель ГУП «Доринвест») функционирующей на площади Белорусского вокзала. По результатам отбора проб атмосферного воздуха превышения максимально разовых концентраций (ПДКмр) по всем веществам не обнаружено.

Замеры шумового воздействия  при эксплуатации мобильной снегосплавной установки показали, что ее работа обуславливает дополнительный вклад в наблюдаемые уровни шума на прилегающей территории в радиусе 10 метров порядка 18–20 дБа, что составляет около 30% от общего уровня шума в районе размещения установки.

Результаты, полученные при проведении исследования качества сточных вод показали, что имеются превышения ПДК гигиенических показателей по БПК в 32 раза, хлоридов в 40 раз, нефтепродуктов в 5000 раз, железа в 23 раза, цинка в 10 раз, марганца в 53 раза, свинца в 3 раза. Однако талые стоки, поступающие в канализационные коллекторы МГУП «Мосводоканал» разбавляются хозяйственно–бытовыми стоками и поступают на городские очистные сооружения.

6.3 Проведение организационных мероприятий

 

Основным принципом  стратегии комплексного улучшения экологической ситуации в городе является системное решение проблемы уборки снежной массы на различных участках дорожной сети города, вывоза и утилизации снега.

До недавнего времени  основным способом переработки вывозимого с дорог города снега был способ складирования этого снега на свободных площадях и таяния в естественных условиях весной. Там, где не было свободных площадей, (исторический центр города), использовались реки Москва и Яуза для сплава снега, благо эти реки практически не замерзают зимой. Учитывая представленные выше данные о качестве вывозимого с магистралей города снега, легко представить себе последствия таких способов утилизации снежной массы.

Анализ состояния реки Москвы, проведенный на основе данных различных организаций, показал, что нефтепродукты и бактериальные загрязнения в наибольшей степени превышают нормативные значения и являются наиболее опасными загрязнителями, деформирующими экосистему реки. Значительная часть загрязнения речных вод нефтепродуктами в зимнюю межень привносилась со сбросами сильно загрязненного снега на восьми речных снегосвалках. Кроме того, сплав снега загрязнял реку крупнодисперсным мусором и оседающими веществами.

Нами была поставлена задача разработать другие способы утилизации вывозимого снега. В качестве основного, по результатам анализа, был выбран снегосплавной пункт на передвижных снеготаялках.

В ходе исследований были определены основные требования к проектированию снегосплавных пунктов:

• в целях минимизации нагрузки на городские станции аэрации необходимо обеспечить удаление не только основных грубодисперсных примесей, но оседающих и всплывающих загрязнений, содержащихся в снегу, что выполняется лишь при полном плавлении в камере ССП сбрасываемого снега и отстаивании полученной талой воды;
• для упрощения конструкции все технологические операции по плавлению снега и очистке талой воды следует по возможности проводить в ододном месте в целях рационального использования механизмов и упрощения эксплуатации снегосплавного пункта нецелесообразно применять стационарное электромеханическое оборудование для выгрузки накапливаемого мусора. Конструкция должна предусматривать периодическую очистку с помощью техники;
• снег в камеру следует подавать по возможности непрерывно с заданным расходом, соответствующим его плотности;
• объем сточной воды, подаваемый в камеру, должен соответствовать объему поступающей снежной массы.

Для равномерного поступления  снега на снегосплавной пункт  было принято решение создавать  по возможности на территории пунктов  буферные площадки складирования снега. В этом случае площадь участка, занимаемого пунктом, увеличивается до 0,4 га, возрастает также и стоимость утилизации снега, поскольку прительную операцию по загрузке снега с буферной площадки в снегосплавную камеру. Сезонная производительность снечии буферной площадки возрастает на 25 — 30 %.

Было предложено строительство пунктов, использующих дизельное топливо. На этом пункте принят метод утилизации снега за счет контакта его с горячей водой, нагретой в теплообменнике. Для нагрева рабочей воды в теплообменник подается насыщенный пар, генерация которого осуществляется в трехмодульной котельной установке ПКУ-1,6/4 (максимальная тепловая мощность одного модуля 1050 кВт), работающей на дизельном топливе.

При разработке системы  ССП особое внимание было уделено совершенствованию метода загрузки снега в снегосплавную камеру. ВНИИСТРОЙ-ДОРМАШ – это передвижная снеготаялка на шасси бункеровоза Коммаш КМ-43001 с портальным механизмом загрузки кузова. Ее применяют для утилизации снега в условиях, когда его вывоз нецелесообразен или затруднен. Бункер загружают мини-погрузчиком. В качестве источника тепловой энергии используется дизельное топливо.

Данные устройства обеспечивают механическую загрузку непосредственно  в камеру, измельчая при этом сваливаемую снежно-ледовую массу и содержащиеся в ней грубодисперсные примеси (крупностью не более 50 мм).

Общие эксплуатационные затраты на единицу проектной мощности, включающие обслуживание, ремонты, заработную плату и т. п., по расчетам и опыту эксплуатации соответствуют аналогичным затратам для ССП на канализационной сети и ТЭЦ. Различными являются технологические затраты, и прежде всего – стоимость получения тепла. Стоимость тепла для ССП на канализации и ССП на ТЭЦ практически равна нулю. Для ССП на дизельном топливе расчетный расход топлива на плавление 1 м3 снега плотностью 0,4 т/м3 составляет 3 л. Компенсировать эту стоимость топлива можно только за счет сокращения плеча перевозки и увеличения объема вывозимого снега.

6.4 Результаты модернизации

 

Анализ опыта снегоудаления  в зарубежных странах со сходными для Московского региона климатическими условиями, такими как Канада и США, показывает, что в этих странах  в последние 20 – 30 лет широко применяются  не только стационарные, но и передвижные  снеготаялки. Диапазон их производительности – от 20 до 500 т снега в час. Особую эффективность они показали в условиях отсутствия достаточного времени для вывоза и мест для длительного хранения накопившегося снега. По результатам проведенных исследований можно сделать выводы, что по сравнению с другими различными способами по утилизации городского снега наиболее эффективной переработкой убираемого с дорог снега является уборка снегоплавными машинами. Этот способ связан с наименьшими затратами и обеспечивает наименьшее загрязнение водных объектов в черте города. К недостаткам этого вида сооружений можно отнести - необходимость дозаправки топливом передвижных ССП, это пожалуй самый главный фактор.