Глава 1. Общие сведения

Глава 1. Общие сведения

Основание для проектирования. Исходные материалы и документы

Проект очистных сооружений биологической очистки сточных вод в г. Магадане разработан в соответствии с техническим заданием и на основании договора N 170010600022/0656 от 20 мая 2006 г. между ЗАО ПИ "Ленводоканалпроект" и департаментом САТЭК мэрии г. Магадана.

Необходимость разработки проекта вызвана несоответствием метода и качества очистки стоков на действующих сооружениях механической очистки современным требованиям природоохранных органов к сбросу сточных вод в водоем рыбохозяйственного значения.

Численность населения г. Магадан составляет 106 тыс. чел.

Основными предприятиями города являются: ОАО "Магаданский механический завод"; ОАО "МПАП", предприятия пищевой, жилищно-коммунальной отраслей и другие.

При разработке проекта использованы следующие материалы:

- технический отчет о инженерно-геодезических изысканиях, выполненных ОАО "Севвосттисиз" в 2006 г.;

- технический отчет о инженерно-геологических изысканиях, выполненных ОАО "Севвосттисиз" в 2006 г.;

- рабочие чертежи, разработанные институтом "Гипрокоммунводоканал" г. Москва в 1980 г. по объекту "Очистные сооружения канализации г. Магадана";

- визуальное обследование существующих очистных сооружений, проведенное ЗАО ПИ "Ленводоканалпроект", совместно со службой эксплуатации МУП г. Магадана "Водоканал".

Физико-географические условия.
Местоположение. Рельеф. Гидрография. Мерзлотные и сейсмические
условия.

Город Магадан расположен на северном побережье Тайской губы Охотского моря, изрезанном довольно большим количеством бухт, из которых на территории города выделяются бухты Нагаева и Гертнера. На перешейке между этими бухтами располагается большая часть г. Магадана.

Главными водными артериями на территории города являются нижние течения рек Магаданка и Каменушка.

В геоморфологическом отношении на территории Магадана выделяются три основные морфологические типы ландшафта: холмисто-увалистый рельеф Магаданской впадины, горно-долинный рельеф обрамления Магаданской впадины, рельеф морского побережья.

В соответствии со СП-11-105-97, часть 1У территория г. Магадана относится к области не сплошного распространения многолетнемерзлых грунтов. На территории города многочисленными наблюдениями выявлено исчезновение и новообразование многолетнемерзлых грунтов, изменение границ их распространения по площади и глубине.

Сейсмичность территории г. Магадана, в соответствии со СНиП 11-7-81* составляет 8 - 9 баллов.

Участок проектируемых канализационных очистных сооружений биологической очистки сточных вод располагается на правобережной надпойменной террасе р. Магаданки, представляющей собой пологий склон с абсолютными отметками поверхности от 35.0 до 50.0 м. В восточной части проектируемой площадки протекает ручей с хорошо выраженным руслом. Ширина русла ручья составляет 0.5 - 4.0 м. Берега низкие, дно преимущественно галечниковое. Сток в ручье круглогодичный. В летне-осеннюю межень глубина воды в нем 0.2-0.4 м, при прохождении паводков и половодий увеличивается до 0.7 м., расход воды 20.0 - 50.0 л/сек.

Грунты, слагающие площадку, по данным пройденных скважин, находятся в талом состоянии.

Следует отметить, что в толще талых отложений возможно наличие линз мерзлых грунтов с залеганием подошвы до 7.0 м.

Климатические условия

Климат района г. Магадана муссонный, формирующийся под влиянием муссонных ветров, направленных в холодный период года в сторону моря, а летом - с моря на сушу.

Климатическая характеристика района приводится в соответствии со СНиП 23-01-99.

Средняя месячная и годовая температура воздуха приведена в таблице N 1.2.1.

                                                      Таблица N 1.2.1.

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Темпе- ратура градус	-17.	-16	-12.6	-5.7	1.3	6.6.	11.2	11.5	7.1	-2.4	-11.4	-15
Среднегодовая -3.5

Климатические параметры холодного и теплого периода года приведены в таблице N 1.2.2

                                                    Таблица N 1.2.2.

N п/п	Наименование параметров	Холодный период	Теплый период
1	2	3	4
1	Абсолютная температура воздуха.	-35	26
2	Количество осадков, мм	Ноябрь-март 114	Апрель-октябрь 412
3	Средняя месячная относитель- ная влажность воздуха %	62	83
4	Преобладающее направление ветра	Декабрь-февраль Ю-В	Июнь-август З
5	Скорость ветра по румбам, м/сек	Январь-максимум из средних скоростей - 7.3	Июль-минимум из средних скоростей ветра - 4.3

Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов по данным многолетних наблюдений, составляет 3.5 м.

Топографические условия

Топографические материалы представлены топографическими планами в масштабе 1:500. В качестве исходных данных приняты следующие пункты государственной геодезической сети:

- пункты полигометрии 1 разряда NN 8080, 5338, закрепленные стенными марками, расположенными в здании электрической подстанции на территории бывшего совхоза "Пригородный";

- пункты полигометрии 2 разряда NN 284, 284-1, 284-2, закрепленные стенными марками, расположенными в здании коровника на территории бывшего совхоза "Пригородный";

- пункты полигометрии 2 разряда NN ВЦ 5, ВЦ-5-1, закрепленные стенными марками, расположенными в цокольной части здания на территории очистных сооружений МУП г. Магадана "Водоканал" (ТИСИЗ)

Система координат - местная, установленная для всей территории города Магадана. Система высот - Охотская.

Геологические условия

В геологическом строении площадки до глубины 12.0 м принимает участие толща четвертичных отложений, представленная аллювиальными (крупнообломочными отложениями) и элювиальными образованиями (выветрелая толща гранодиоритов - Cz2).

С поверхности повсеместно распространены почвенно-растительный слой, местами торф и насыпные грунты.

Насыпные грунты распространены на участках проложения трасс подземной прокладки напорного коллектора, аварийного сброса, дренажа и автодорог, выполненных в подсыпке. Залегают они с поверхности до глубины 3.0 - 4.0 м, представлены смесью песка, гравия, гальки, супеси и валунов.

Почвенно-растительный слой толщиной до 0.4 м распространен повсеместно.

Торф, мощностью до 0.7 м вскрыт на отдельных участках.

Аллювиальные отложения вскрываются всеми скважинами на глубине 0.3 - 1.0 м и представлены главным образом крупнообломочным гравийногалечниковым материалом. На отдельных участках в толще встречаются линзы и прослои песка крупного, средней крупности, пылеватого, супеси и суглинка. Общая мощность аллювиальных отложений составляет 3.3 - 10.2 м. Наименьшая мощность отложений прослеживается в восточной части площадки. В западном направлении мощность отложений увеличивается. В толще этих отложений выделяются три инженерно-геологических элемента.

ИГЭ-1 - галечниковый грунт с валунами. Заполнителем в объеме до 30% служит песок влажный и водонасыщенный. Крупнообломочный материал представлен прочными и выветрелыми гранодиоритами андезитами, окатан, размером в поперечнике до 100-150 мм и валунов до 250 мм.

ИГЭ-2 - песок пылеватый, серый, насыщенный водой. Пользуется ограниченным распространением в виде прослоев мощностью 1.4 - 2.0 м.

ИГЭ-3- песок средней крупности, прослоями крупный, местами гравелистый, встречается в виде прослоев в толще гравийно-галечниковых отложений мощностью 1.0 - 3.5 м. Элювиальные отложения представляют кору выветривания гранодиорита. Отложения залегают на глубине от 3.8 до 10.5 м, на абсолютных отметках 32.65 - 42.6 м. Вскрытая мощность элювиальных отложений составляет от 0.3 до 6.9 м. В толще выделяются два инженерно-геологических элемента.

ИГЭ-4 - песок пылеватый, местами супесь, средний слой талый.

ИГЭ-5 - песок средний, прослоями крупный реже дресвянистый, водонасыщенный, талый.

Расчетные показатели физико-механических свойств наиболее распространенных грунтов приведены в таблице N 3.

Грунты почвенно-растительного слоя и торфа по трудности разработки применительно к ручной разработке в соответствии со СНиП - 4.02.91 относятся ко 2 категории, насыпные грунты, гравийно-галечниковые отложения - к 3 категории.

Коррозионная активность грунтов по отношению к свинцовой оболочке кабеля -средняя и высокая, по отношению к алюминиевой оболочке кабеля и к углеродистой и низколегированной стали - высокая.

                                                     Таблица N 1.2.3.

N п./п.	Наименование характеристик	Галечни- ковый грунт ИГЭ-1	Песок пылева- тый ИГЭ-2	Песок средне- крупный, гравели- стый ИГЭ-3	Песок пылева- тый ИГЭ-4	Песок сред. крупности, крупный, дресвянист. ИГЭ-5
1	Плотность грунта г/см нормативная при а = 0.85 при а = 0.95	2.25 2.23 2.20	2.12 2.10 2.08	2.12 2.10 2.08	2.09 2.07 2.05	2.10 2.08 2.06
2	Плотность грунта с уче- том гидроста- тического взвешивания г/см	1.25	1.12	1.12
3	Коэффициент пористости	-	0.46	0.42	0.62	0.60
4	Угол внутреннего трения градус при а = 0.85 при а = 0.95	40.0 36.0	34 41.0	35 32	30 27	35 32
5	Сцепление КПА (кг/кв.см) при а = 0.85 при а = 0.95	0.0 0.0	6 (0.06) 4 (0.04)	2 (0.02) 1.33 (0.013)	4 (0.04) 2.66 (0.027)	1 (0.01) 0.66 (0.007)
6	Модуль деформации, МПА (кг/см)	40 (400)	18(180)	30 (300)	18(180)	30 (300)
7	Коэффициент фильтрации м/сутки	1.8-2.4

Гидрогеологические условия

Грунтовые воды на площадке залегают на глубине от 0.7 до 4.0 м, что соответствует абсолютным отметкам от 37.15 до 47.53 м. Близкое залегание грунтовых вод прослеживается на заболоченных участках. Водосодержащими породами служат болотные и аллювиальные отложения (галечниковый грунт, пески торф). Установившиеся уровни этих вод зафиксированы на этих же отметках. Мощность водоносного слоя изменяется от 3.1 до 9.0 м.

Поверхность зеркала грунтовых вод наклонена по склону. Наивысшие уровни подземных вод в разрезе года наблюдаются в июне октябре, низкие - в январе в апреле. Питание грунтовых вод происходит за счет атмосферных осадков.

По химическому составу грунтовые воды относятся к гидрокарбонатносульфатно-натриево-магниевым, весьма пресным (минерализация не превышает 112 мг/л). Реакция воды кислая и нейтральная (РН - 6.6-7.1). Общая жесткость колеблется от 2.8-4.03 градуса, очень мягкая.

Вода по отношению к бетону нормальной плотности по содержанию бикарбонатной щелочности (НСО3) относится к слабоагрессивной, по содержанию агрессивной углекислоты (СО2) - среднеагрессивной.

Максимальный водоприток в котлован размером 20x5 м (100 кв.м) при понижении воды на глубину до 4.0 м составит 433 куб.м/сутки (18 куб.м/час).

Физико-геологические процессы

Из физико-геологических процессов на территории участка развиты:

- интенсивное увлажнение участка водами атмосферных осадков, стекающими по рельефу;

- морозное пучение насыпных и песчаных грунтов, залегающих в слое сезонного промерзания;

- образование наледи за счет подземных вод при подрезке склона и заглублении котлованов и траншей в зону их циркуляции;

- изменение (ухудшение) физико-механических свойств грунтов основания при увлажнении их в теплый период и при последующем промораживании замоченных грунтов в холодное время года;

- образование наледи за счет поверхностного и подруслового потоков ручья в его русловой и подрусловой частях.

Для исключения развития на участке неблагоприятных физико-геологических процессов рекомендуется:

- организовать сток поверхностных вод атмосферных осадков путем планировки территории отсыпкой крупнообломочными непучинистыми грунтами;

- не допускать замачивания грунтов основания и последующего их промораживания в холодный период года с целью исключения ухудшения их физико-механических свойств;

- организовать сток поверхностных и подрусловых вод для исключения образования наледи в его русловой и подрусловой частях.

Существующие системы водоотведения

Система канализации города Магадана раздельная. Частный сектор оборудован выгребными ямами.

Бытовые, производственные и инфильтрационные воды по системе коллекторов поступают на главную насосную станцию и далее по напорному трубопроводу диаметром 820 мм и длиной 1,0 км подаются в приемную камеру очистных сооружений.

Площадка канализационных очистных сооружений (далее КОС) расположена на улице Пролетарской в юго-восточной части г. Магадана.

Очистные сооружения производительностью 65 тыс.куб.м/сут. построены по проекту, разработанному институтом "Гипрокоммунводоканал" (г. Москва) и введены в эксплуатацию в 1991 г. Проектом предусмотрен сброс сточных вод, прошедших механиче# механическую очистку, в бухту Гертнера через рассеивающий глубоководный выпуск. Выпуск выполнен из стальных труб Д = 1000 мм. В настоящее время выпуск находится в аварийном состоянии. От существующих очистных сооружений канализации выпуск находится на расстоянии 7,2 км. Стоки перекачиваются в бухту мощными насосами по напорному стальному трубопроводу Д = 1000 мм.

Характеристика приемника сточных вод приведена в таблице 1.4.1 на основании исходных данных Заказчика (Приложение 5)

                                                       Таблица 1.4.1.

NN п/п	Наименование загрязнений	Ед. изм.	Характеристика бухты Гертнера	ПДК водоема рыбохозяйстве- нного водопо- льзования
1	Температура воды	°С	9,2-9,6	увеличение. на 5°С
2	pH		8,10-8,25	6,5-8,5
3	Взвешенные вещества	мг/л	29,88-34,15	увеличение на 0,25
4	Нефтепродукты	мг/л	0,03	0,1
5	Азот аммонийный	мг/л	2,15-5,20	2,3
6	Азот нитратов	мг/л	0,22-0,32	9,1
7	Азот нитритов	мг/л	0,004-0,008	0,02
8	Азот общий	мг/л	2,69-6,13	н/н
9	Фосфор фосфатов	мг/л	0,002-0,022	0,2
10	Фосфор общий	мг/л	0,003-0,026	н/н

Результаты анализов сточных вод до и после очистки представлены в таблице 1.4.2 на основании данных лаборатории сточных вод МУП "Водоканал"

                                                     Таблица 1.4.2.

NN п/п	Наименование загрязнений	Концентрация загрязнений, мг/л		Эффективность очистки, %
		до очистки	после очистки
1	Взвешенные вещества	122,156	28,968	76,29
2	БПКполн	106,802	38,522	63,93
3	Азот аммонийный	15,012	9,986	33,48
4	Азот нитритов	0,054	0,022	59,26
5	Азот нитратов	0,1	0,068	32,00
6	Фосфор фосфатов	2,46	1,28	47,97
7	Железо	0,9	0,79	12,22
8	Медь	0,005	0,002	60,00
9	Нефтепродукты	1,224	0,882	27,94
10	Цинк	0,034	0,011	67,65
11	Марганец	0,021	0,017	19,05
12	Хлориды	24,572	21,2	13,72
13	Сульфаты	10,942	7,006	35,97
14	СПАВ	0,65	0,536	17,54

Как видно из приведенных таблиц, концентрация загрязнений очищенных сточных вод при сбросе в бухту Гертнера, являющуюся водоемом высшей категории рыбохозяйственного значения, не соответствует нормам, принятым для водоема такой категории.

В соответствии с проектом института "Гипрокоммунводоканал" на площадке КОС построены и действуют следующие здания и сооружения:

- приемная камера;

- песколовки с круговым движением воды- 2 шт;

- первичные отстойники Д = 40 м.- 3 шт;

- насосная станция сырого осадка первичных отстойников;

- хлораторная;

- резервуар очищенных сточных вод;

- насосная станция очищенных сточных вод;

- здание Песковых бункеров;

- цех механического обезвоживания осадка;

- песковые площадки -2 шт;

- административно-бытовой корпус;

- гараж;

- трансформаторная подстанция.

Существующая схема очистки сточных вод следующая: на главной насосной станции стоки проходят грубую механическую очистку на решетках с крупными прозорами, установленными в лотке перед насосами и затем насосами перекачиваются в приемную камеру очистных сооружений. Далее сточные воды последовательно проходят очистку на песколовках и первичных отстойниках. После первичных отстойников транзитом через смеситель поступают в резервуар очищенных сточных вод (смеситель был предназначен для процесса обеззараживания путем подачи жидкого хлора, в настоящее время обеззараживание не производится). Затем из резервуара очищенных сточных вод насосами, расположенными в насосной станции, стоки по напорному коллектору протяженностью 7,2 км направляются на выпуск в бухту Гертнера.

Существующий глубоководный выпуск выполнен из стальных труб Д = 1000 мм и в связи с длительным сроком эксплуатации имеет значительный износ. В настоящее время выпуск находится в аварийном состоянии

Перед распределительной камерой первичных отстойников установлен лоток Вентури для измерения расхода сточных вод. Измерения производятся вручную.

Осадок из песколовок удаляется гидроэлеваторами в песковые бункеры. После обезвоживания песок вывозится на полигон.

Сырой осадок из первичных отстойников насосами подается в цех механического обезвоживания. Обезвоженный осадок вывозится на полигон.

Дренажная вода от Песковых бункеров и цеха механического обезвоживания направляется в голову очистных сооружений.

В настоящее время КОС недогружены: При проектной производительности 65 тыс. куб.м/сут. на очистку поступает порядка 35 тыс. куб.м сточных вод в сутки.

В здании АБК расположена лаборатория, выполняющая контроль за качеством очистки сточных вод.

В августе 2006 года сотрудниками ЗАО ПИ "Ленводоканалпроект" совместно со службами эксплуатации МУП г. Магадана "Водоканал" было проведено обследование канализационных очистных сооружений города для определения технического состояния зданий и сооружений с целью использования их в технологической цепочке с учетом биологической очистки сточных вод

Основная часть технической и исполнительной документации, по которой строились очистные сооружения, находиться в МУП г. Магадана "Водоканал", часть документации утеряна.

Обследование сооружений производилось визуально при выезде специалистов на площадку, а также посредством изучения технической и проектной документации и опроса эксплуатирующего персонала канализационных очистных сооружений.

Результаты обследования канализационных очистных сооружений

Приемная камера (фото 1)

В приемную камеру, являющуюся одновременно камерой гашения напора, поступают сточные воды от ГНС по напорному трубопроводу Ду = 800 мм.

Приемная камера размерами в плане ~3 х 3 м выполнена из монолитного железобетона. Состояние конструкций удовлетворительное.

Песколовки с круговым движением воды (фото 2)

Построены две горизонтальные песколовки Д = 6 м с круговым движением воды (типовой проект 902-2-27).

Удаление песка осуществляется гидроэлеваторами в песковые бункеры. Стены и днище песколовок выполнены из монолитного железобетона. Наблюдается разрушение поверхностного слоя бетона стен. Общее состояние строительных конструкций удовлетворительное.

Первичные отстойники (фото 3, 4)

В качестве первичных отстойников на площадке эксплуатируются 3 радиальных отстойника диаметром 40м. Конструкция водослива местами разрушена. Требуется его замена.

Стены отстойников выполнены из сборных железобетонных панелей, днище - из монолитного железобетона.

Стены отстойников на границе с водой имеют разрушение бетона - оголена арматура. В целом состояние строительных конструкций отстойников работоспособное.

Хлораторная (фото 6)

Здание с размерами в плане 36 х 12м. В здании предусматривалось приготовление жидкого хлора

В настоящее время хлораторная не действует и используется в качестве склада.

Несущие и ограждающие конструкции здания из сборного железобетона находятся в удовлетворительном состоянии.

Резервуар очищенных сточных вод (фото 7)

Резервуар размерами 17,3 х 6,05 м и глубинной# 6 м. выполнен из монолитного железобетона. В процессе эксплуатации произведена замена плит покрытия. Заделка швов между плитами не выполнена.

Состояние строительных конструкций удовлетворительное..#

Насосная станция очищенных сточных вод (фото 8,9)

Насосная станция предназначена для перекачки очищенных сточных вод в бухту Гертнера.

В насосной станции установлены группа насосов для подачи очищенных сточных вод на выпуск (7 км) 1Д1250/125 - 5 шт. Q=1250 куб.м/ч, H=125м, N=625кВт и группа насосов для перекачки стоков от собственных бытовых нужд площадки в голову сооружений ФГ115/38 - 2 шт. Q=115 куб.м/ч, Н=38м.

Насосное оборудование и арматура находятся в удовлетворительном состоянии.

Здание каркасное, имеет размеры в плане 12 х 36 (м). Несущие и ограждающие конструкции здания выполнены из сборного железобетона, балки покрытия - стальные. Стены и днище подземной части - из монолитного железобетона. В подземной части насосного отделения наблюдается намокание наружной стены (со стороны размещения бытовых помещений).

Строительные конструкции здания находятся в удовлетворительном состоянии

Выпуск очищенных сточных вод

Выпуск очищенных сточных вод осуществляется по коллектору диаметром 1000 мм и длиной 7,2 км.

Проектом был предусмотрен глубоководный рассеивающий выпуск. В настоящее время конструкция выпуска разрушена.

Насосная станция сырого осадка первичных отстойников (фото 10) Насосная станция предназначена для перекачки сырого осадка из первичных отстойников по напорным трубопроводам на сооружения механического обезвоживания осадка. В насосной станции установлено следующее оборудование:

- плунжерные насосы НП-50с - 3 шт. для сырого осадка Q=50 куб.м/ч;

- центробежные насосы ФГ216/24 - 2 шт. для плавающих веществ Q=216 куб.м/ч, H=24м.

Насосное оборудование эксплуатируется с момента пуска очистных сооружений.

Здание насосной станции имеет размер в плане 18 х 6 м с кирпичными несущими стенами. Подземная часть выполнена из монолитного железобетона. Состояние строительных конструкций удовлетворительное.

Здание Песковых бункеров (фото 11)

Два металлических бункера для песка расположены в отдельно стоящем здании размерами в плане 12 х 6 м. Объем каждого бункера 5 куб.м. На корпусах бункеров имеются следы ржавчины. Из бункеров песок автомашинами вывозят на полигон.

Стены здания выполнены из кирпича. Состояние строительных конструкций удовлетворительное.

Цех механического обезвоживания осадка (фото 12)

Цех предназначен для обезвоживания сырого осадка от первичных отстойников.

Для обезвоживания осадка установлены центрифуги ОГШ 501-К11 - 8 шт. Обезвоженный осадок по двум линиям транспортеров периодически направляется для загрузки в самосвалы и вывоза на полигон.

Оборудование морально и физически устарело и требует замены.

Реагенты для процесса обезвоживания осадка не используются.

Здание из двух разновысоких объемов построено в каркасной конструктивной схеме. Несущие и ограждающие конструкции здания выполнены из сборного железобетона, балки покрытия - стальные. Несущие конструкции транспортной галереи длиной ~37 м - стальные. На внутренней стене здания имеется значительная трещина. Здание цеха имеет размер в плане 54x12м.

В целом состояние строительных конструкций здания удовлетворительное.

Песковые площадки (фото 13)

Песковые площадки предназначены для аварийного хранения осадка из песколовок. Представляют собой две карты размерами в плане 25x25м каждая на бетонном основании.

Административно-бытовой корпус

Административно-бытовой корпус представляет собой трехэтажное здание размерами в плане 18 х 24 м. Высота потолков 3,3 м. На первом этаже находятся производственные помещения, второй и третий этажи занимают административные и бытовые помещения и лаборатория.

Здание выполнено из керамзито-бетонных панелей с железобетонными перекрытиями.

Состояние несущих и ограждающих конструкций административно-бытового корпуса удовлетворительное.

Гараж (фото 14)

Гараж предназначен для стоянки и ремонта техники, обслуживающей площадку очистных сооружений.