Главная  Материалы 

 

Примеры очистных сооружений крупнейших городов

 

Постановка задачи. Необходимо составить производственную рецептуру бетона марки В 30 Должна быть изготовлена опорная стена. Расстояние между арматурой в свету 30 мм. Уплотняющими средствами служат обычные глубинные вибраторы. Агрессивных сред нет. В качестве материала используется цемент PZ 1/375 и заполнители (песок 0—2, гравий 2—3 и щебень 8—3 . Рассев заполнителей дал результаты, изложенные в табл. 1 Состав перемешивается в смесителе MR-500, транспортируется бадьей.

 

5 Схема проектирования бетона

 

Расчет технологических характеристик. Заполнители выбирают в соответствии с конструктивными данными — расстоянием между стержнями арматуры; максимальная крупность зерна заполнителя принята 32 мм. Желательно подбирать заполнитель с оптимальной крупностью, которая характеризуется линией просеивания А/Б3

 

С помощью числа К определим фракции: расчет включены 20% всего заполнителя, прошедшего через сита (табл. 1 . Часть у (гравий 2— вместе с z должна составлять 38— 62% (см. 4 , т. е. в среднем 50%. Тогда для #=50—20=30%. Но так как и часть х (щебень 8—3 имеет зерно размером меньше 8 мм, то берем только 25% от у и это количество указываем в табл. 1 Остаток (часть х) составляет 55%. Результат тот же; вследствие субъективного подхода к расчету отдельные фракции могут изменяться в пределах ±5%. Если суммировать данные в графах табл. 14, то получим значения, характеризующие линию просеивания смеси, составленной из долей х, у и z.

 

Выбор консистенции и водосодер-жание. Рекомендованные в разд. 4.2.1 уплотняющие средства позволяют выбрать консистенцию V2 и V Однако из-за неудобства работы с вибраторами, по условиям задания, выбор более пластичной консистенции V3 представляется более правильным.

 

Соответственно данным, изложенным в разд. 4.2.6 (см. 45, табл. , получаем путем интерполяции содержание воды 156 л/м Согласно примечанию 1 к табл. 8, необходимо с учетом доли щебня добавить 5% воды, т. е. 156 1,05= = 164 л/м3.

 

Предел прочности В/Ц и содержание цемента. В связи с тем, что при такой постановке задачи нет возможности непосредственно определить предел прочности бетона, воспользуемся для этой цели данными табл. 11 и выберем для бетона марки 300 предел прочности 37 МПа. В качестве стандартной прочности цемента принимаем значение 37,5 МПа. Это можно делать при условии, что сроки схватывания и равномерность изменения объема соответствуют нормативным, даже в том случае, если (!) отсутствуют результаты испытания на предел прочности, но при этом не допускается, чтобы цемент до использования хранился больше 28 сут (исключение допускается при хранении цемента в силосах). Таким образом, из 46 получается значение В/Ц=0,4 Отсюда можно определить содержание цемента:

 

По данным табл. 15 рассчитываем объем бетонной смеси и делаем две проверки. Полученное количество цемента должно быть больше минимального (270 кг/м3), что и достигнуто, а молотых зерен должно быть более 400 кг/м Это количество вычисляем из известных долей заполнителя с наименьшим зерном 0—0,25 мм в соответствии с результатами просева:

 

Обычно получают соотношение компонентов в смеси, которое удобно записать в следующем виде: цемент : заполнитель : вода.

 

В данном случае это соотношение (по массе, кг) будет: 360 : 1850 : 170, или, принимая массу цемента за единицу, 1 : 5,14: 0,47.

 

Производственная рецептура. Фактическое количество бетонной смеси, необходимое для предусмотренного смесителя принудительного действия (MR 50 объемом 500 лис коэффициентом выхода 0,67, вычисляют путем умножения этих значений 0,5 X X 0,67=0,3 При совершенно сухих заполнителях тогда потребуется 120 кг цемента, 56 кг воды, 123 кг песка 0—2, 153 кг гравия 2—8, 340 кг щебня 8—32.

 

В связи с тем, что заполнители хранятся под открытым небом, надо учесть влажность, которая обычно составляет, %:

 

для песка . .4+10 (в среднем 7%) для гравия . . 2+4 (в среднем 3%) для щебня . . 0+2 (в среднем 1%) При большом содержании мелких фракций гравия и щебня влагосодер-жаиие может быть и выше, в сущности, это зависит от крупности зерна и открытой пористости (см. разд. 4. .

 

Возможные ошибки дозировки еще достаточно велики. При изменении погоды следует корректировать водосодержание, тем не менее когда принимаются средние значения влажности, можно избежать резкого ухудшения качества бетона.

 

Рецептуру следует уточнять путем отбора бетонной смеси непосредственно из смесителя (см. разд. 6.4. и последующего анализа ее.

 

Чтобы изготовить высококачественный бетон, необходимо определить ряд показателей компонентов бетона и сопоставить эти показатели с предъявляемыми требованиями.

 

Работы, связанные с испытанием, необходимо частично проводить на месте изготовления бетона — даже в том случае, когда там нет полностью оборудованной лаборатории. В связи с этим качество исходных материалов определяется дважды: их поставщиком и изготовителем бетона. Кроме того, необходимо оценить некоторые свойства исходных материалов для проектирования бетонной смеси (например, зерновой состав заполнителей). Для изготовляемого бетона очень важно знать также оценку его качества. На данном этапе практик из получателя превращается в поставщика бетона для строительства.

 

В последующих разделах мы не описываем все необходимые методы. Выбраны лишь те, которые представляют непосредственный интерес для производства и проведение которых не требует сложных технических мероприятий. Чтобы и практик, не имеющий специального образования в области испытания бетона, смог пользоваться этими методами, весь процесс испытания разделен на отдельные этапы: А — сущность метода; Б — методика испытания; В — приборы (или оборудование) и вспомогательные средства; Г — проведение испытания; Д — оценка результатов испытания; Е — пример расчета; Ж — причины возможных ошибок опыта.

 

С определённой долей условности можно классифицировать города по числу жителей или с учётом профессиональной специализации по количеству сточных вод, поступающих на очистные сооружения. Так для крупнейших городов с населением более 1 млн. чел количество сточных вод превышает 0,4 млн. м3/сут, для крупных городов с населением от 100 тыс. до 1 млн. чел количество сточных вод составляет 25-400 тыс. м3/сут. В средних городах проживает 50-100 тыс. человек, а количество сточных вод 10-25 тыс. м3/сут. В малых городах и посёлках городского типа число жителей от 3-50 тыс. человек (с возможной градацией 3-10 тыс. чел; 10-20 тыс. чел; 25-50 тыс. чел.). При этом расчётное количество сточных вод изменяется в достаточно широком диапазоне: от 0,5 до 10-15 тыс. м3/сут.

 

Рассмотрим наиболее показательные примеры крупных очистных сооружений в городах Российской Федерации: Москва, Санкт-Петербург и Нижний Новгород.

 

Прежде чем рассматривать конкретные примеры очистных сооружений, необходимо определить, что означают понятия крупнейший, крупный, средний и малый город.

 

Площадь, занимаемая станцией, составляет 380 га; проектная производительность 3,125 млн. м3 в сутки; из них почти 2/3 составляют хозяйственно-бытовые и 1/3 промышленные сточные воды. В составе станции имеются четыре самостоятельных блока сооружений.

 

Доля малых городов в Российской Федерации составляет 90% от общего числа городов. Необходимо также учитывать, что система водоот-ведения в городах может быть децентрализованной и иметь несколько очистных сооружений.

 

На 19.3 и 19.4 приведены технологические схемы очистки сточных вод и обработки осадков Курьяновской станции аэрации.

 

Курьяновская станция аэрации (КСА) г. Москва. Курьяновская станция аэрация старейшая и крупнейшая станция аэрации в России, на её примере можно достаточно наглядно изучить историю развития техники и технологии очистки сточных вод в нашей стране.

 

Развитие Курьяновской станции аэрации началось в 1950 г. после введения в эксплуатацию комплекса сооружений пропускной способностью 250 тыс. м3 в сутки. На этом блоке была заложена промышленно-экспериментальная технологическая и конструктивная база, которая явилась основанием для разработок практически всех станций аэрации в стране, а также была использована при расширении самой Курьяновской станции.

 

1 решётка; 2 песколовка; 3 первичный отстойник; 4 аэротенк; 5 вторичный отстойник; 6 плоское щелевое сито; 7 скорый фильтр; 8 регенератор; 9 главное машинное здание ЦБО; 10 илоуплотнитель; 11 гравитационный ленточный сгуститель; 12 узел приготовления раствора флокулянта; 13 сооружения промводопровода; 14 цех обработки песка; 75 поступающая сточная вода; 16 промывная вода со скорых фильтров; 17 песковая пульпа; 18 вода из цеха песка; 19 плавающие вещества; 20 воздух; 21 осадок первичных отстойников на сооружения по обработке осадка; 22 -циркуляционный активный ил; 23 фильтрат; 24 обеззараженная техническая вода; 25 техническая вода; 26 воздух; 27 сгущенный активный ил на сооружения обработки осадка; 28 обеззараженная техническая вода в город; 29 очищенная вода в р. Москва; 30 доочищенная сточная вода в р. Москва

 

Технология очистки сточных вод включает следующие основные сооружения: решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, сооружения для обеззараживания сточных вод. Часть биологически очищенных сточных вод проходит доочистку на зернистых фильтрах.

 

На КСА эксплуатируются песколовки трех типов вертикальные, горизонтальные и аэрируемые. После обезвоживания и обработки в специальном цехе, песок можно использовать при строительстве дорог и для других целей.

 

1 Технологическая схема очистки сточных вод Курьяновской станции аэрации:

 

Биологическая очистка сточных вод осуществляется в четырехко-ридорных аэротенках-вытеснителях, процент регенерации составляет от 25 до 50%.

 

На КСА установлены механизированные решетки с прозорами 6 мм с непрерывно двигающимися скребковыми механизмами.

 

В качестве первичных отстойников на КСА используют отстойники радиального типа диаметрами 33, 40 и 54 м. Проектная продолжительность отстаивания составляет 2 ч. Первичные отстойники в центральной части имеют встроенные преаэраторы.

 

1 загрузочная камера метантенка; 2 метантенк; 3 выгрузочная камера метантенков; 4 газгольдер; 5 теплообменник; 6 камера смешения; 7 промывной резервуар; 8 уплотнитель сброженного осадка; 9 фильтр-пресс; 10 узел приготовления раствора флокулянта; 11 иловая площадка; 12 осадок первичных отстойников; 13 избыточный активный ил; 14 газ на свечу; 15 газ брожения в котельную станции аэрации; 16 техническая вода; 17 песок на песковые площадки; 18 воздух; 19 фильтрат; 20 сливная вода; 21 иловая вода в городскую канализацию

 

Воздух для аэрации в аэротенки подаётся через фильтросные пластины. В настоящее время для выбора оптимальной системы аэрации в ряде секций аэротенков проходят испытания трубчатые полиэтиленовые аэраторы фирмы «Экополимер», тарельчатые аэраторы фирм «Грин-фрог» и «Патфил».

 

Вторичные отстойники, так же как первичные, приняты радиального типа, диаметрами 33, 40 и 54 м.

 

1 Технологическая схема обработки осадков Курьяновской станции аэрации:

 

Для сбраживания осадка на КСА используются заглубленные ме-тантенки диаметром 24 м из монолитного железобетона с земляной обсыпкой, наземные диаметром 18 м с термоизоляцией стен. Все метантенки работают по проточной схеме, в термофильном режиме. Выделяющийся газ отводится в местную котельную. После метантенков сброженная смесь сырого осадка и избыточного активного ила подвергается уплотнению. Из общего количества смеси 40-45% направляется на иловые площадки, а 55 -60% направляется в цех механического обезвоживания. Общая площадь иловых площадок составляет 380 га.

 

Одна из секций аэротенков реконструирована для работы по одно-иловой системе нитри-денитрификации, в которой также предусмотрена система удаления фосфатов.

 

Люберецкая станция аэрации (ЛбСА) г. Москва. Более 40% сточных вод г. Москвы и крупных городов Московской области очищаются на Люберецкой станции аэрации (ЛбСА), расположенной в п. Некрасовка Московской области ( 19. .

 

Доочистке подвергается около 30% биологически очищенных сточных вод, которые сначала проходят очистку на плоских щелевых ситах и далее на зернистых фильтрах.

 

Механическое обезвоживание осадков осуществляется на восьми фильтр-прессах.

 

1 подача сточных вод на ЛбСА; 2 подача сточных вод на НЛбСА; 3 ЛбСА; 4 НЛбСА; 5 сооружения по обработке осадка; б выпуски очищенных сточных вод

 

ЛбСА была построена в довоенные годы. Технологический про-цесс очистки заключался в механической очистке сточных вод и после-дующей очистке на полях орошения. В 1959 г. по решению правительства на месте Люберецких полей орошения было начато строительство станции аэрации.

 

В отличие от сооружений КСА, большинство которых было построено из монолитного железобетона, на ЛбСА широко использовались сборные железобетонные конструкции.

 

1 План очистных сооружений Люберецкой и Новолюберецкой станций аэрации:

 

Однако в последние годы на Люберецкой станции проводят большие работы по модернизации и реконструкции очистных сооружений сточных вод.

 

Технологическая схема очистки сточных вод на ЛбСА практически не отличается от принятой схемы на КСА и включает следующие сооружения: решетки; песколовки; первичные отстойники с преаэраторами; аэротенки-вытеснители; вторичные отстойники; сооружения по обработке осадка и обеззараживания сточных вод ( 19. .

 

После строительства и пуска в 1984 г. первого блока, а впоследствии и второго блока очистных сооружений Новолюберецкой станции аэрации (НЛбСА) проектная пропускная способность ЛбСА составляет 3,125 млн. м /сут. Технологическая схема очистки сточных вод и обработки осадка на ЛбСА практически ничем не отличается от классической схемы, принятой на КСА.

 

1 сточная вода; 2 решётки; 3 песколовки; 4 преаэраторы; 5 первичные отстойники; 6 воздух; 7 аэротенки; 8 вторичные отстойники; 9 йлоуплотнители; 10 фильтр-прессы; 11 площадки хранения обезвоженного осадка; 12 реагентное хозяйство; 13 уплотнители сброженного осадка перед фильтр-прессами; 14 узел подготовки осадка; 15 метантенки; 16 бункер песка; 17 классификатор песка; 18 гидроциклон; 19 газгольдер; 20 котельная; 21 гидропрессы для обезвоживания отбросов; 22 аварийный выпуск

 

На станции установлены новые зарубежные и отечественные мелкопрозорные механизированные решётки (4-6 мм), а также проведена модернизация существующих механизированных решёток по разработанной в МГП «Мосводоканал» технологии с уменьшением величины прозо-ров до 4-5 мм.

 

Практически весь сырой осадок из первичных отстойников, перед сбраживанием в метантенках, проходит предварительную обработку на решётках. Основными технологическими процессами обработки осадков сточных вод на ЛбСА являются: гравитационное уплотнение избыточного активного ила и сырого осадка; термофильное сбраживание; промывка и уплотнение сброженного осадка; полимерное кондиционирование; механическое обезвреживание; депонирование; естественная сушка (аварийные иловые площадки).

 

1 Технологическая схема очистки сточных вод Люберецкой станции аэрации:

 

1 Технологическая схема очистки сточных вод на ЛбСА по одноиловой схеме нитри-денитрификации:

 

Наибольший интерес вызывает технологическая схема II блока НЛбСа, которая представляет собой современную одноиловую схему нит-ри-денитрификации с двумя ступенями нитрификации. Наряду с глубоким окислением углеродсодержащих органических веществ происходит более глубокий процесс окисления азота аммонийных солей с образованием нитратов и снижением фосфатов. Внедрение данной технологии позволяет в ближайшее время получить на Люберецкой станции аэрации очищенную сточную воду, которая бы отвечала современным нормативным требованиям для сброса в водоёмы рыбохозяйственного назначения ( 19. . Впервые, около 1 млн. м3/в сут сточных вод на ЛбСА подвергается глубокой биологической очистке с удалением биогенных элементов из очищенных сточных вод.

 

Для обезвоживания осадка установлены новые рамные фильтр-прессы, позволяющие получать кек с влажностью 70-75%.

 

Центральная станция аэрации г. Санкт-Петербург принимает и обрабатывает около 60% бытовых и 40% промышленных сточных вод города. Санкт-Петербург самый большой город в бассейне Балтийского моря, это возлагает особую ответственность за обеспечение его экологической безопасности.

 

1 исходная сточная вода; 2 первичный отстойник; 3 осветлённая сточная вода; 4 аэротенк-денитрификатор; 5 воздух; 6 вторичный отстойник; 7 очищенная сточная вода; 8 рециркуляционный активный ил; 9 сырой осадок

 

Максимальный расход сточной воды, перекачиваемой насосной станцией в сухую погоду, составляет 20 м3/с и в дождливую 30 м /с. Сточные воды, поступающие из входного коллектора городской водоотводящей сети, перекачиваются в приемную камеру механической очистки.

 

Центральная станция аэрации, г. Санкт-Петербург. Очистные сооружения Центральной станции аэрации г. Санкт-Петербург находятся в устье р. Невы на искусственно намытом острове Белом. Станция введена в эксплуатацию в 1978 г.; проектная пропускная способность 1,5 млн. м в сутки была достигнута в 1985 г. Площадь застройки составляет 57 га.

 

Технологическая схема очистки сточных вод и обработки осадков Центральной станции аэрации г. Санкт-Петербург представлена на 19.8.

 

1 сточные воды из города; 2 главная насосная станция; 3 подводящий канал; 4 механизированные решётки; 5 песколовки; 6 отбросы; 7 песок; 8 песковые ; площадки; 9 первичные отстойники; 10 резервуар сырого осадка; 11 аэротенки; 12 воздух; 13 нагнетатели; 14 возвратный активный ил; 15 иловая насосная , станция; 16 вторичные отстойники; 17 камера выпусков; 18 река Нева; 19 активный ил; 20 илоуплотнители; 21 приёмный резервуар;

 

В состав сооружений механической очистки входят: приемная камера, здание решеток, первичные отстойники с жиросборниками. Первоначально сточная вода проходит очистку на 14 механизированных решетках грабельного и ступенчатого типа. После решеток сточная вода поступает на песколовки (12 шт.) и далее через распределительный канал отводится к трем группам первичных отстойников. Первичные отстойники радиального типа, в количестве 12 штук. Диаметр каждого отстойника 54 м при глубине 5 м.

 

флокулянта; 31 фугат

 

1 Технологическая схема очистки сточных вод и обработки осадков Центральной станции г. Санкт-Петербург:

 

Из аэротенков очищенная вода направляется в 12 вторичных отстойников для выделения активного ила из биологически очищенной сточной воды. Вторичные отстойники, также как и первичные, приняты радиального типа диаметром 54 м при глубине зоны отстаивания 5 м. Из вторичных отстойников активный ил поступает под гидростатическим давлением в иловую насосную станцию. После вторичных отстойников через камеру выпусков очищенная вода сбрасывается в р. Неву.

 

22 центрипрессы; 23 кек на сжигание; 24 сжигание осадка; 25 печь; 26 зола; 27 флокулянт; 28 сливная вода илоуплотнителей; 29 вода; 30 раствор

 

В цехе сжигания осадка установлены 4 печи с псевдоожиженным слоем (французской фирмы OTV).

 

В состав сооружений биологической очистки входят аэротенки, радиальные отстойники и главное машинное здание, включающее в себя блок воздуходувных агрегатов и иловые насосы. Аэротенки состоят из двух групп, каждая из которых представляет собой шесть параллельных трехко-ридорных аэротенков длиной 192 м с общим верхним и нижним каналами, ширина и глубина коридоров соответственно 8 и 5,5 м. Подача воздуха в аэротенки осуществляется через мелкопузырчатые аэраторы. Регенерация активного ила составляет 33%, при этом возвратный активный ил из вторичных отстойников подается в один из коридоров аэротенка, служащий регенератором.

 

Станция аэрации г. Нижний Новгород. Нижегородская станция аэрации комплекс сооружений, предназначенный для полной биологической очистки бытовых и производственных сточных вод г. Нижний Новгород и г. Бор. В технологическую схему включены следующие сооружения: блок механической очистки решетки, песколовки, первичные отстойники; блок биологической очистки аэротенки и вторичные отстойники; доочистка; сооружения по обработке осадков ( 19. .

 

В цехе механического обезвоживания осадков обрабатывается сырой осадок из первичных отстойников и уплотненный активный ил из вторичных отстойников. Основным оборудованием этого цеха является десять центрипрессов, оборудованных системами предварительного подогрева смеси сырого осадка и активного ила. Для повышения степени влагоотдачи смеси в центрипрессы подаётся раствор флокулянта. После обработки в центрипрессах влажность кека достигает 76,5%.

 

1 Технологическая схема обработки сточных вод на Нижегородской станции аэрации:

 

Отличительной особенностью этих очистных сооружений является, что в цикле обработки осадка отсутствует предварительное сбраживание в метантенках. Обезвоживание смеси осадков и избыточного активного ила происходит непосредственно в центрипрессах. Сочетание центрипрессов и сжигание уплотненных осадков резко снижает объем конечного продукта -золы. По сравнению с традиционной механической обработкой осадков, образующейся золы в 10 раз меньше, чем обезвоженного кека. Использование метода сжигания смеси осадка и избыточного активного ила в печах с псевдоожиженным слоем гарантирует безопасность в санитарном отношении.

 

Проектная пропускная способность сооружений составляет 1,2 млн. м3/сут. В здании установлены 4 механизированные решетки производительностью 400 тыс. м3/сут каждая. Отбросы с решеток перемещаются с помощью транспортеров, сбрасываются в бункеры, хлорируются и выводятся на полигон для компостирования.

 

На станции построены 8 первичных радиальных отстойников, диаметром 54 м. Для удаления плавающих загрязнений отстойники оборудованы жиросборниками.

 

1 приёмная камера сточных вод; 2 решётки; 3 песколовки; 4 песковые площадки; 5 первичные отстойники; 6 аэротенки; 7 вторичные отстойники; 8 насосная станция избыточного активного ила; 9 эрлифтная камера; 10 биологические пруды; 11 контактные резервуары; 12 выпуск в р. Волга; 13 илоуплотнители; 14 насосная станция сырого осадка (из первичных отстойников); 75 метантенки; 16 иловая насосная станция; 17 -флокулянт; 18 фильтр-пресс; 19 иловые площадки

 

Конструкция вторичных отстойников и их размеры аналогичны первичным, всего на станции построено 10 вторичных отстойников.

 

Песколовки включают два блока: первый состоит из 7 горизонтальных аэрируемых песколовок производительностью 600 м7ч каждая, второй из 2 горизонтальных щелевых песколовок производительностью 600 м3/ч каждая.

 

После биопрудов очищенная сточная вода обеззараживается в контактных резервуарах с использованием хлора.

 

В качестве сооружений биологической очистки используются 4-коридорные аэротенки-смесители. Рассредоточенный впуск сточных вод в аэротенки позволяет изменять объем регенераторов от 25 до 50%, обеспечивать хорошее смешение поступающей воды с активным илом и равномерное потребление кислорода по всей длине коридоров. Длина каждого аэротенка составляет 120 м, общая ширина 36 м, глубина 5,2 м.

 

Смесь сырого осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила направляется в метантенки. В метантенках поддерживается термофильный режим.

 

После вторичных отстойников вода направляется на доочистку в два биологических пруда с естественной аэрацией. Биологические пруды построены на естественном основании и обвалованы земляными дамбами; площадь зеркала воды каждого пруда 20 га. Время пребывания в биологических прудах составляет 18-20 ч.

 

Очищенная и обеззараженная вода через лотки Паршаля поступает в водоотводящие каналы и после насыщения кислородом в водосбросном перепадном устройстве поступает в р. Волга.

 

Сброженный осадок частично подаётся на иловые площадки, а частично на ленточный фильтр-пресс.

 



Песколовки. Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод. "шлягер" каркаса. Систематизация факторов. Системы водоотведения на подтапливаемых территориях. Склады арматурной стали. Скользящая опалубка.

 

Главная  Материалы 



0.0024