Глава 2. Проектируемая канализация

Глава 2. Проектируемая канализация

Расчетные расходы и характеристика сточных вод

Расчетный расход сточных вод г. Магадана принят по исходным данным, полученным от МУП г. Магадана "Водоканал" (Приложение 1, 2, 3), а также исходя из анализа расхода и состава сточных вод, поступающих в настоящее время на очистные сооружения.

Расходы сточных вод приведены в таблице 2.1.1.

                                                     Таблица 2.1.1.

NN п/п	Наименование	Единица измерения	Показатели
1	Расчетное количество населения	чел.	106000
2	Норма водоотведения	л/чел.сут.	320
3	Расход бытовых сточных вод	куб.м/сут.	33920
4	Расход производственных сточных вод	куб.м/сут.	11000
5	Инфильтрационные сточные воды	куб.м/сут.	15000
	Итого:	куб.м/сут.	59920
6	Поверхностные сточные воды	куб.м/сут.	5080
7	Общий расход сточных вод	куб.м/сут.	65000
8	Максимальный часовой расход - в сухую погоду	куб.м/ч	4330

Содержание загрязняющих веществ в поступающих на КОС сточных водах принято согласно фактическим результатам анализов, проведенных местной лабораторией в 2006 году (Приложение 4) и проектных показателей, принятых на основании СНиП 2.04.03-85 таб.25, исходя из концентраций загрязнений на одного жителя.

Характеристика загрязнений в поступающих на очистку стоках приведена в таблице 2.1.2.

                                       Таблица 2.1.2.

NN п/п	Наименование показателей	Концентрация загрязнений
1	Взвешенные вещества	106,00
2	ХПК	179,38
3	БПК п	122,31
4	БПК 5	89,69
5	Азот аммонийный	13,05
6	Азот общий	17,94
7	Медь	0,002
8	Марганец	0,16
9	Фосфор фосфатов	2,36
10	Фосфор общий	2,94

Необходимая степень очистки сточных вод, методы очистки и прогноз
качества воды в водоеме.

Сброс очищенных сточных вод предусматривается в р. Магаданку - водоем рыбохозяйственного значения, впадающий в бухту Гертнера Охотского моря.

Необходимая степень очистки принята с учетом требований Федерального закона N 74-ФЗ "Водный кодекс Российской Федерации".

В таблице 2.2.1 приводится допустимое содержание загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах в соответствии с очередностью строительства.

                                                       Таблица 2.2.1.

Показатели состава сточных вод	Фоновые концентрации, мг/л	ПДК водоема	Принятые концентрации сточных вод
			После биологической очистки.	После доочистки.
Взвешенные вещества, мг/л	29,88-34,15	+0,25	10	5,0
БПК 20	-	3	8-10	3
Нефтепродукты, мг/л	0,03	0,05	0,3	0,08
СПАВ	-	0,1	0,8	0,1
Азот аммонийный	2,15-5,20	2,3	2,3	2,15
Нитриты (N)	0,004-0,008	0,02	0,1	0,005
Нитраты (N)	0,22-0,32	9,1	8	8,0
Фосфаты (Р)	0,002-0,022	0,2	1,0	0,5
Медь		0,005	0,005	0,005
Марганец		0,05	0,064	0,05
Общий фосфор	0,003-0,026	н\н		0,003
Общий азот	0,36-0,40	н\н	2,8

Методы очистки и обеззараживания сточных вод.

Для достижения требований норм законов РФ к качеству очищенных сточных вод требуется глубокая биологическая очистка с процессами нитриденитрификации и дефос фотирования и доочистка.

С учетом изложенного, а также на основании рекомендаций СПбГАСУ (Приложение 7), в качестве метода очистки принимается биологическая очистка с процессами нитриденитрификации (НДФ) и дефосфотирования и доочистка на фильтрах.

Рекомендуется к использованию технология анаэробно-аноксидноаэробной биологической очистки.

Для удаления биогенных элементов (азота и фосфора) из сточных вод аэротенки делятся на пять зон:

I - предденитрификатор

II - анаэробная зона

III - вторая анаэробная зона

IV - аноксидная зона

V - аэробная зона

Чередование аноксидных и анаэробных зон позволяет повысить способность активного ила аккумулировать соединения фосфора.

В предденитрификатор подается часть возвратного активного ила из вторичных отстойников и часть потока сточных вод (50%). Эта зона предназначена для исключения неблагоприятного воздействия нитратов на процесс дефосфации при образовании растворимых фосфатов.

В анаэробных зонах идут одновременно два процесса в виде выделения фосфатов в воду при отмирании ила и удаления фосфатов из воды при окислении углеводов с преобладанием второго процесса. Для обеспечения достаточного количества углеводов остальная часть потока сточных вод (50%) подается в аноксидную зону.

Аноксидная зона является денитрификатором и служит для восстановления из нитратов свободного азота и выделения дополнительного количества кислорода для окисления органических загрязнений в аэробной зоне. Сюда подается остальная часть возвратного активного ила из вторичных отстойников. Так же в эту зону из аэробной зоны подается циркулирующая иловая смесь, содержащая нитраты. Перемешивание в зонах осуществляется мешалками.

Аэробная зона предназначена для окисления углесодержащих органических загрязнений с последующей нитрификацией, при которой азот аммонийных солей окисляется до нитратов.

При разработке проекта были рассмотрены различные методы обеззараживания очищенных сточных вод: хлором, раствором гипохлорита натрия, полученного электролизом раствора поваренной соли и ультрафиолетовым облучением (УФО).

Метод обеззараживания жидким хлором

В соответствии с приложением 1 к Федеральному закону "О промышленной безопасности опасных производственных объектов", принятому Государственной Думой 20 июня 1997 г., хлораторная является опасным производственным объектом и требует соблюдения строгих мер по технике безопасности, поэтому обеззараживание жидким хлором не может быть рекомендовано.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Дату названного Федерального закона следует читать как 21 июля 1997 г.

Метод обеззараживания раствором гипохлорита натрия

В соответствии с требованиями п. 4.2 Методических указаний "Организация Госсанэпиднадзора за обеззараживанием сточных вод" МУ 2.1.5.800-99 хлорированные сточные воды перед сбросом в водоем должны подвергаться дехлорированию, так как в результате хлорирования возможно образование нескольких десятков высокотоксичных веществ, включая канцерогенные и мутагенные, что может привести к гибели водных биоценозов и практически к полному прекращению процессов самоочищения водоема, в том числе и от патогенной микрофлоры.

Согласно научным данным, для дехлорирования сточных вод предлагается использовать: аэрацию, активированный уголь, серосодержащие реагенты. Наиболее эффективным по степени дехлорирования является метод обработки обеззараженных сточных вод серосодержащими реагентами. Исходя из стоимости реагента, возможной длительности и требуемым условиям хранения, удобством использования и расходам на транспортировку, наиболее целесообразным является использование бисульфита натрия.

При этом следует учесть, что при реагентной обработке снижается концентрация растворенного кислорода в очищенных сточных водах и перед сбросом в водоем требуется их дополнительная аэрация.

Таким образом, при использовании метода обеззараживания гипохлоритом натрия с последующим дехлорированием потребуется строительство следующих зданий и сооружений:

- дозаторная станция с хранилищем раствора гипохлорита натрия (при использовании привозного гипохлорита);

- дозаторная станция с хранилищем раствора биосульфита натрия;

- резервуар контакта гипохлорита натрия с очищенными сточными водами;

- резервуар контакта биосульфита натрия с очищенными сточными водами;

- аэрационная камера для насыщения сточных вод кислородом перед выпуском их в водоем;

- расширение воздуходувной станции.

Кроме того, биосульфит натрия является жидким продуктом, который относится к 3 классу токсичности.

Метод ультрафиолетового обеззараживания (УФО)

При использовании ультрафиолетового обеззараживания (УФО) бактерицидный эффект не сопровождается образованием токсичных продуктов трансформации химических соединений сточных вод, вследствие чего, нет необходимости обезвреживания их после обработки. Отсутствие пролонгированного биоцидного действия также является существенным преимуществом метода УФО, так как сточные воды при сбросе в водоем не оказывают влияния на водные биоценозы.

Таким образом, в качестве метода обеззараживания очищенных сточных вод принимается метод ультрафиолетового обеззараживания (УФО) как наиболее целесообразный и экономически выгодный. Оборудование УФ - обеззараживания устанавливается в здании существующей хлораторной.

Проектируемая схема очистки и состав сооружений

Для реконструкции и модернизации канализационных очистных сооружений г. Магадана с целью выполнения требований к сбросу сточных вод в реку Магаданку - водоем высшей категории по рыбохозяйственному значению, в соответствии с рекомендациями СПбГАСУ, принята следующая схема очистки:

- механическая очистка на решетках, песколовках и первичных отстойниках;

- биологическая очистка в аэротенках с процессами нитриденитрификации и дефосфотирования и во вторичных отстойниках;

- доочистка на фильтрах;

- обеззараживание.

Сточные воды от главной насосной станции г. Магадана по напорному трубопроводу Д = 800 мм будут подаваться в проектируемое здание решеток на ступенчатые решетки РС1500М с прозорами 5 мм и далее на горизонтальные аэрируемые песколовки и первичные отстойники.

Применение решеток с мелкими прозорами повышает эффект задержания крупноразмерных примесей. Увеличение времени пребывания сточных вод в песколовках, а значит повышение эффекта задержания тяжелых минеральных примесей, а также низкая концентрация загрязнений сточных вод позволяет не расширять узел первичных отстойников, а использовать существующие радиальные отстойники Д = 40м после их ремонта и реконструкции. В целях уменьшения количества органических примесей в уловленном песке в песколовках предусматривается аэрация.

После первичных отстойников сточные воды поступают в аэротенки глубокой биологической очистки с процессами нитриденитрификации и дефосфотирования. Аэротенки разработаны на основе технологии анаэробноаноксидно-аэробной биологической очистки. Для удаления биогенных элементов (азота и фосфора) из сточных вод, аэротенки делятся на три зоны: 2 отсек анаэробной зоны, 2 отсека аноксидной зоны, 4 отсека аэробной. Перемешивание в первых четырех зонах принято мешалками, в аэробной зоне предусматривается мелкопузырчатая аэрация. Аэрационную систему, мешалки и погружные насосы разрабатывает и поставляет фирма "KSB".

Из аэробной зоны иловая смесь поступает во вторичные отстойники и далее на сооружения доочистки. В качестве сооружений доочистки приняты каркасно-засыпные фильтры с керамзито-песчаной загрузкой.

После сооружений доочистки очищенные сточные воды обеззараживаются и поступают на сброс в р. Магаданку. В качестве обеззараживания сточных вод принят метод УФ-обеззараживания.

Схема обработки осадка

Согласно требованиям СНиП 2.04.03-85 пп.6.338; 6.386; 6.401; 6.402 осадок, образующийся в процессе очистки сточных вод (сырой, избыточный активный ил) должен подвергаться обработке, обеспечивающей возможность его утилизации или складирования. Обработка осадков включает в себя их обезвоживание и обеззараживание.

Производительности существующего оборудования цеха механического обезвоживания достаточно для увеличенного количества осадка в связи с поступлением ила от узла биологической очистки. Однако оборудование морально и физически устарело. Проектом предусматривается его замена на оборудовании фирмы Дакт Инжиниринг. Процесс обезвоживания будет состоять из двух стадий - предварительного сгущения на гравитационном столе (сгустителе) марки Power Drain 1500L и обезвоживания на ленточном фильтрпрессе Power Press 1000 Economy фирмы Andriz, которые могут работать не только на сыром осадке и активном иле, но и на песчаной пульпе. Сгуститель позволяет обезводить осадок и избыточный активный ил до влажности 85-90%, а песчаную пульпу до 60-70%.

Установка ленточного фильтр-пресса позволит снизить влажность осадка до 70-75%, а песка до 50-60%.

Активный ил после вторичных отстойников поступает в приемный резервуар насосно-воздуходувной станции, где разделяется на циркулирующий и избыточный. Циркулирующий активный ил насосом подается обратно в аэротенк, а избыточный ил насосом подается на илоуплотнители Д = 9м.

"Уплотненный ил насосами подается в резервуар смешения осадка. Здесь он соединяется с сырым осадком от первичных отстойников, который подается существующими шнековыми насосами. Далее смесь уплотненного ила с сырым осадком подается насосом в модернизированный цех механического обезвоживания, в котором она обезвоживается с применением флокулянта. На случай аварии цеха предусмотрен трубопровод из резервуара смешения на проектируемые аварийные иловые площадки.

Перед подачей осадка или песчаной пульпы на сгуститель (с помощью шламового насоса) производится его кондиционирование флокулянтом, доза которого составляет 2 г/кг сухого вещества. Приготовление 0,3% раствора из порошкообразного флокулянта производится в станции растворения флокулянта вручную. Разбавленный до концентрации 0,1% раствор флокулянта насосом-дозатором подается в динамический смеситель, который обеспечивает оптимальное смешение осадка с флокулянтом. Дальнейшее смешение осадка и флокулянта производится в башенном смесителе.

Для приготовления раствора флокулянта используется вода из хозяйственно-питьевого водопровода.

Промывка сгустителя производится технической водой в количестве 2,9 куб.м/ч и давлением 8 бар, для чего предусмотрен повышающий насос фирмы "Grundfos". Продувка воздухом 1 куб.м/ч с давлением 10 бар производится компрессором.

После обезвоживания на ленточном сгустителе осадок поступает на ленточный фильтр-пресс, после которого вывозится на компостные площадки для обеззараживания. Компостирование осадков осуществляется в смеси с наполнителями (твердыми бытовыми отходами, торфом, опилками, листвой, соломой) или готовым компостом.

После ЦМО осадок перевозится на проектируемые площадки компостирования, откуда далее вывозится на полигон.

Проектируемые компостные и аварийные иловые площадки выполняются на асфальтобетонном основании. Твердое покрытие площадок принимается в соответствии со СНиП 2.04.03-85 п. 6.397, толщина слоев покрытия увеличена с учетом механизированной уборки осадка. Для удаления иловой воды на иловых площадках предусматривается фильтрующая стенка, которая выполняется в виде металлической рамы с оцинкованной сеткой, заполненной гравием крупностью 20 - 50 мм.

В соответствии с СанПиН 2.1.7.573-96 "Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения" п. 6.8. осадки сточных вод и компосты из них могут применяться для удобрения земель, отводимых под посадки древесно-кустарниковых насаждений, питомников, парков, под долголетние культурные сенокосно-пастбищные угодья, а также на паровые поля и при рекультивации земель.

Вопрос использования его в качестве удобрения должен быть решен после проведения исследовательских работ и согласования с органами санитарного надзора.

Иловые и дренажные воды, отводимые с площадок и илоуплотнителей поступают в проектируемую насосную станцию бытовых и дренажных вод, и направляются в голову сооружений.

Фугат от цеха механического обезвоживания осадка направляется насосами в лоток после песколовок.

Отбросы, задерживаемые на решетках, перегружаются в контейнеры и вывозятся на полигон.

Песок из песколовок перекачивается Песковым насосом, стоящим в здании решеток, в песковые бункеры, затем вывозится на свалку.

Для гидросмыва песколовок, промывки сгустителя, решеток и иловых трубопроводов в качестве технической воды используется биологически очищенная сточная вода, после УФ-обеззараживания. Для забора технической воды предусматриваются погружные насосы в существующем резервуаре очищенной сточной воды. Строительство площадки осуществляется по очередям

I очередь - включает в себя:

- строительство аэротенков глубокой биологической очистки с процессами нитриденитрификации и дефосфатирования (4 секции);

- строительство вторичных радиальных отстойников Д = 40м (4 шт.);

- строительство илоуплотнителей Д = 9м (2 шт.) с насосной станцией перекачки уплотненного ила с погружными насосами "KSB" (2 шт.);

- строительство воздуходувной и иловой насосной станции с установкой в ней воздуходувок фирмы VIENYBE (3 шт.), насосов циркулирующего активного ила и избыточного ила фирмы "KSB" (по 2 шт. каждого) с отдельно-стоящим приемным резервуаром и диспетчерской;

- строительство резервуара смешения уплотненного ила и сырого осадка с насосной станцией с установкой насосов фирмы "KSB" (2 шт.);

- строительство насосной станции бытовых и дренажных вод с установкой насосов фирмы "KSB" (2 шт.);

- строительство площадок компостирования осадка (2 площадки по 3 секции);

- строительство аварийных иловых площадок (3 шт);

- реконструкция существующего здания хлораторной с переоборудованием его в здание по УФ-обеззараживанию сточных вод. Приняты установки фирмы ЛИТ (4 шт.);

- реконструкция резервуара очищенных сточных вод с установкой в нем погружных насосов фирмы "KSB" (2 шт.) для технического водоснабжения площадки;

- реконструкция существующих песколовок с подведением к ним воздуха для уменьшения содержания органических примесей в осадке песколовок;

- реконструкция административно-бытового корпуса с увеличением площадей лаборатории.

II очередь - включает в себя:

- строительство здания решеток;

- строительство горизонтальных аэрируемых песколовок;

- замену илоскребов и водосливов в существующих первичных отстойниках (3 шт.);

- реконструкция цеха механического обезвоживания осадка с заменой оборудования.

III очередь - включает в себя:

- строительство фильтровальной станции;

- строительство нового выпуска очищенных сточных вод.