Главная База знаний "Allbest" Экология и охрана природы Разработка системы утилизации снега

Разработка системы утилизации снега

Система водообеспечения и водоотведения г. Москвы, состояние поверхностных вод в черте города, формирование стока на городских территориях. Снегоплавильные пункты на коллекторах канализации, сбросных водах ТЭЦ, пункты на топливе, передвижные установки.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 03.08.2010
Размер файла 819,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

92

Введение

Актуальность исследования. Природно-климатические условия значительной части территории России характеризуются большим количеством осадков в зимний период. Поэтому одной из важнейших задач городского хозяйства является уборка снега с городских магистралей в зимний период.

Современные транспортные нагрузки на дороги даже в сельской местности требуют постоянного ухода за дорожным полотном в зимний период. Если же рассматривать крупные города, то зимнюю уборку магистралей смело можно сравнивать с ликвидацией последствий стихийного бедствия. Сильный снегопад и гололедные явления способны привести город к состоянию коллапса, когда «пробки» образуются на всех дорогах и даже специальный транспорт не в состоянии проехать к месту назначения.

Отличие зимней уборки городских магистралей от уборки дорог за пределами города заключается в отсутствии мест для складирования снега. Современная мощная дорожная техника способна сдвинуть снег к лотковой части дороги и отбросить его на необходимое расстояние за обочину. Однако на городской магистрали сразу за лотковой частью идет тротуар для прохода пешеходов, а за ним - дома. Поэтому снег с городских магистралей необходимо вывозить, а это - процесс дорогостоящий.

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. Поэтому целесообразно иметь сеть утилизирующих снег сооружений, относительно равномерно распределенных по территории города. При решении этой проблемы необходимо учитывать целый ряд факторов, как экономических, так и экологических.

Цель исследования: разработать проективный метод и подобрать и оборудование для утилизации снегоуборки.

Согласно цели исследования были сформулированы следующие задачи:

1. Определить экологическое значение и применение водоотводящий систем и сооружений.

2. Рассмотреть технологии переработки убираемого снега.

3. Проанализировать программу строительства снегоплавилбьных пунктов.

4. Обозначить технологии, типы и конструктивные решения стационарных сооружений.

5. Рассмотреть виды и сравнить принцип работы отечественных и зарубежных передвижных снегоплавильных установок.

6. Описать Программы модернизации систем утилизации городского снега в Москве

7. Сравнить технико-экономических показателей различных типов сооружений по переработке снега.

8. Модернизировать структуру организационных мероприятий для комплексного улучшения экологической ситуации в городе и решения проблемы уборки снежной массы.

9. Провести технико-экономический расчет по содержанию и эксплуатации снегосплавных пунктов.

Практическая значимость заключается в разработке методов модернизации систем и сооружений по утилизации снегоуборки в г.Москве. Данные подкреплены технико-экономическими показателями, служащими наглядными расчетами для внедрения и оптимизации предложенного снегоуборочного процесса.

В данном дипломном проекте рассмотрены решения ряда этих вопросов, в частности модернизации систем утилизации городского снега на передвижных снегосплавных пунктах, достигнуты высокие технико-экономические показатели. Также рассмотрены предыдущие опыты оптимизации систем утилизации городского снега, заимствован опыт работы зарубежных стран.

1. Экологическое значение и применение водоотводящий систем и сооружений

1.1 Система водообеспечения и водоотведения г. Москвы

Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных.

Основным источником водоснабжения в Московском регионе служат поверхностные воды. Московский регион имеет густую гидрографическую сеть, включающую более 2-х тысяч рек, речек и ручьев, множество озер и водохранилищ. Не считая Волги, которая заходит в пределы северной части Московской области небольшим отрезком, в Подмосковье протекают три главные реки: Ока в среднем течении, Клязьма и Москва. Клинско-Дмитровская гряда является важным водоразделом, разделяющим реки области на два основных бассейна: волжский (15% площади региона) и окский (85% площади региона); к последнему принадлежат бассейны рек Москвы и Клязьмы.

Поверхностные воды города Москвы включают реку Москву и более 70 малых рек и ручьев общей протяженностью 165 км. Полностью открытое русло, кроме самой реки Москвы, имеют ее притоки - Яуза, Сетунь, Сходня, Раменка, Очаковка, Ичка, Чечера. Остальные реки частично или полностью заключены в коллекторные системы и служат для отведения поверхностного стока с территории города, что отрицательно сказывается на качестве их воды.

Несмотря на обилие водных объектов и кажущееся изобилие воды, потребности огромного мегаполиса в воде чрезвычайно велики и все время растут. Уже сейчас проблема количественного и качественного состояния водных ресурсов в московском регионе стоит очень остро. Москва - крупнейший водопотребитель в России. Не случайно крупнейшие водохранилища региона, а также канала имени Москвы ориентированы на водоснабжение города.

В целом 58% водообеспечения города Москвы приходится на волжскую воду, поступающую из Иваньковского водохранилища по сложной системе канала им. Москвы и входящих в его состав водохранилищ. 34% общего объема водоснабжения Москвы обеспечивается водой реки Москвы с помощью сложной водохозяйственной системы, включающей водохранилища на самой реке и ее притоках: Истринское, Можайское, Рузское, Озернинское, а также водохранилища Яузское и Вазуское.

Около 7% воды город Москва получает из подземных источников. Ежегодное потребление свежей воды в Москве и Московском регионе составляет не менее 200 м3/с. из них за счет рек региона - 60 м3/с, привлеченного речного стока из других регионов - 100 м3/с, подземных вод - 40 м3/с.

Потребление воды в городе Москве с учетом промышленности, теплоэнергетики, транспорта, уборки улиц, полива зеленых насаждений составляет более 700 л/сут. на одного жителя. Это в два раза больше, чем в Лондоне, и превышает удельное водопотребление в таких городах, как Париж, Рим, Нью-Йорк и др. В современной величине фактического водопотребления присутствуют большие непродуктивные потери, особенно в городских, внутрицеховых и внутридомовых подводящих и распределительных сетях.

Следует признать, что до сих пор основным действенным, но крайне неэкономичным средством, компенсирующим эти потери, служит нахождение новых источников водных ресурсов и увеличение подачи воды. Это вынужденная мера, но нельзя такой способ использования дефицитной питьевой воды планировать на перспективу, тем более что это влечет за собой соответствующее увеличение расхода энергии и других ресурсов.

1.2. Состояние поверхностных вод в черте города Москвы

Контроль за источниками загрязнения водоемов города, осуществляемый Госинспекцией Москомприроды, позволил установить следующее. По сравнению с предыдущими годами гидрохимический состав воды реки Москвы и ее притоков по отдельным показателям улучшился, по большинству остался стабильным, по ряду показателей ухудшился.

Наиболее напряженным участком реки Москвы в черте города остается район сброса сточных вод городских станций аэрации (юго-восточный округ).

Гидрохимический режим малых рек Москвы не соответствует установленным нормативам по нефтепродуктам, железу, фосфатам, азотистым соединениям, меди. Установлено. Что наибольшее количество загрязняющих веществ из обследованных притоков Москвы-реки приносят Яуза, Филька, Пресня, Котловка, где фиксируются специфические загрязнения.

Произведенные наблюдения позволили выделить основные источники загрязнения водоемов города.

Прежде всего это городские станции аэрации. В силу своей маломощности и применяемых технологий не справляющиеся с задачей полной очистки огромных объемов стока многомиллионного промышленного города и сбрасывающие свои недостаточно очищенные сточные воды в реку Москву.

Следующим источником загрязнения реки является поверхностный сток с промплощадок. Поверхностный сток с территории города формируется за счет талых снеговых и дождевых вод, а также поливомоечных вод. Поверхностный сток с территории города не очищается от загрязнений и напрямую попадает в водные объекты, неся с собой большое количество органических, взвешенных веществ и особенно нефтепродуктов.

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.

Не лучше обстояло дело с местами «сухого» складирования снега. В подавляющем большинстве случаев это были необорудованные площадки, весенний сток с которых попадал в водные объекты города или загрязнял подземные водные горизонты.

По распоряжению мэра Москвы с зимы 2007 г. в столице запрещено складирование сухого снега, следовательно, снежных свалок больших объёмов в городе не должно быть, но соответственно встает вопрос о разработках других способов утилизации вывозимого снега, более экологичных.

Отмечается, по сравнению с предыдущими годами количество загрязняющих веществ, поступающих с поверхностным стоком, несколько снизилось, что объясняется в основном сокращением производств, а также вводом на целом ряде промышленных объектов водоочистных сооружений.

Современные экологические проблемы Москвы в настоящее время требуют специального изучения и принятия самых срочных и радикальных мер для их разрешения.

1.3 Формирование стока на городских территориях

Система водоотведения города - комплекс сооружений, предназначенный для приема и отведения сточных вод всех категорий. Удаление сточных вод за пределы населенных пунктов и промышленных предприятий осуществляется, как правило, самотеком по трубам и каналам, поэтому их прокладывают с уклоном. В современных городах устраивают централизованную систему водоотведения, состоящую из внутренних и наружных водоотводящих сетей, насосных станций и очистных сооружений.

Выделяют три основные системы водоотведения:

1. Общесплавная система имеет одну водоотводящую сеть, предназначенную для отвода сточных всех видов: бытовых, производственных и дождевых.

Во время сильных дождей часть смеси производственно-бытового и дождевого стока сбрасывается в водный поток через ливнеспуски.

2. Раздельная система водоотведения бывает полной и неполной. Полная раздельная система водоотведения имеет две закрытые водоотводящие сети, одна - для отведения бытовых и производственных стоков, вторая - для отвода дождевых сточных вод. Неполная раздельная система отличается от полной тем, что дождевые стоки отводятся открытой сетью, то есть уличными лотками, кюветами и канавами.

Дождевые сточные воды могут отводиться в водоем как без очистки, так и с очисткой

3. Полураздельная система водоотведения имеет две водоотводящие сети - производственно-бытовую и дождевую. В местах пересечения этих сетей устраивают разделительные камеры, назначение которых состоит в том, чтобы сбрасывать в водоем во время сильных дождей избыточную часть стока. Таким образом, в производственно-бытовую сеть через разделительные камеры поступает только наиболее загрязненная часть ливневых сточных вод.

Кроме этих основных систем, в некоторых городах может быть еще одна.

Комбинированная система водоотведения - это такая система, при которой населенный пункт в одной части оборудован общесплавной системой, а в другой - полной раздельной. Такие системы складываются исторически в развивающихся городах.

Сравнительная технико-экономическая и экологическая оценка систем водоотведения

Общесплавная система

Достоинства:

· Меньшая протяженность трубопроводов по сравнению с остальными системами

· Сброс неочищенных стоков может быть отрегулирован с учетом самоочищающей способности водоема

· Уменьшение количества сооружений на сети

· Значительно меньше стоимость эксплуатации по сравнению с полной раздельной системой

Недостатки:

· Больше диаметры труб, и, как следствие, увеличение капитальных вложений на строительство сети

· Высокая стоимость насосных станций и очистных сооружений

· Сброс в водоемы во время ливней смеси бытовых, дождевых и производственных стоков

Основные условия применимости:

· при расходах в водном потоке не менее 5 м3/с

· при малом количестве районных насосных станций

· при высокой плотности населения

· при дождях малой интенсивности

Полная раздельная система

Достоинства:

· Меньшие капитальные вложения по сравнению с общесплавной системой

· Меньшая стоимость насосных станций и очистных сооружений по сравнению с общесплавной системой

· Невозможность поступления производственно-бытовых стоков в водоем

Недостатки:

· Большая протяженность сети

· Повышенные эксплуатационные затраты

· Сброс всех дождевых стоков в водоем

Основные условия применимости:

· при допустимости сброса всех дождевых стоков в водоем

· при большом количестве районных насосных станций

· при дождях высокой интенсивности

Полураздельная система

Достоинства:

· Отсутствие сброса производственно-бытовых и сильно загрязненных дождевых сточных вод в водоем

· Очистка наиболее загрязненной части дождевого стока

Недостатки:

· Самая высокая стоимость строительства

Основные условия применимости:

· при малых или непроточных водоемах

· для районов акваторий, использующихся для отдыха населения

· при повышенных требованиях к защите водоемов

1.4 Использование водоотводящих сетей для удаления снега

В последние годы особую актуальность приобрела проблема уборки и удаления снега с городских улиц и проездов. Из-за значительной загрязненности снега, выпадающего на городских территориях, сброс его в городские водоемы запрещен по экологическим требованиям. Вывоз снега за пределы города на специально подготовленные полигоны экологически неприемлем.

Размещение «сухих» снегосплавок возможно на свободных или резервных городских территориях. «Сухая» снегосвалка располагается на железобетонном водонепроницаемом основании.

В этой связи экономически наиболее приемлемым вариантом решения этой проблемы является использование транспортирующей способности самотечных канализационных коллекторов, которое возможно по следующим направлениям: зимнее депонирование снега на «сухих» снегос-валках; сброс снега в снегосплавные камеры с последующим отводом талой воды в канализационную сеть.

При весеннем таянии накопленного за зимний период снега, талая вода по сборному каналу отводится на очистные сооружения. После локальной очистки талые воды сбрасываются в городскую канализацию и поступают на городские очистные сооружения.

Для размещения снегосплавных камер на канализационных сетях требуется значительно меньшая свободная городская территория; одно из возможных конструктивных решений таких камер загрузка снега съемная решетка.

С экологической точки зрения данная схема удаления снега наиболее предпочтительна (вариант полураздельной системы водоотведения), однако ее реализация обусловлена наличием достаточного количества свободных городских территорий для размещения «сухих» снегосвалок.

Наиболее приемлемым решением проблемы удаления снега, вывозимого с убираемых городских территорий, является сочетание «сухих» снегосвалок и снегосплавных камер, размещаемых с учетом наличия свободных территорий, а также диаметров и трасс городских канализационных коллекторов, способных обеспечивать растаивание снега и отвод талой воды.

Разработанная конструкция снегосплавной камеры предусматривает растапливание сточной водой сбрасываемого снега в течение всего зимнего периода уборки и вывоза снега. Выделяющиеся из снега мусор и песок предусматривается улавливать в специальных отделениях. Отвод талой воды осуществляется через городскую канализационную сеть на очистные сооружения.

Таким образом, удаление снега с территории населенных мест и промышленных предприятий осуществляется или с помощью вывоза его автотранспортом или же ликвидацией снега передвижными или стационарными снеготаялками. Альтернативным методом является сбрасывание собранного снега в водоотводящую сеть.

Разрешается сплав чистого снега по дождевым сетям при наличии в них условно-чистых производственных стоков. По общесплавной и бытовой сетям сплав снега допустим в том случае, если он не оказывает существенного влияния на ход биологической очистки. Воды от стационарных снеготаялок допускается сбрасывать в любую водоотводящую сеть, но только после пропуска через песколовки.

Имеются ряд правил, которые необходимо соблюдать при сплаве снега, например, лучше всего снег сплавлять по трубам диаметром более 300 мм.

Снег сбрасывается в сеть через специальные снеговые шахты, а при их отсутствии - через смотровые колодцы. Наибольшее количество снега, сбрасываемого в сеть, вычисляется по формуле:

, (2.1),

где Q - расход сточных вод,

с - плотность стоков,

tн и tк - соответственно начальная температура и минимально возможная температура сточных вод,

tсн - температура снега,

ссн и св - теплоемкость снега и воды,

Kсн - скрытая теплота плавления снега.

При механической очистке допускается снижение температуры сточных вод до 3-4оС, при биологической - не менее 6оС.

2. Развитие систем утилизации снега в г. Москве

2.1 Технологии переработки убираемого снега

ГУП «МосводоканалНИИпроект» была поручена разработка Генеральной схемы удаления снега в г. Москве. Ее целью было создание рациональных технологий утилизации снега и оптимизации размещения на территории города снегоприемных пунктов. Эти пункты должны были осуществлять прием расчетного количества снежных масс, убираемых с городских территорий, для обеспечения нормального функционирования городских коммуникаций и улучшения экологического состояния водных объектов.

Технологии переработки убираемого снега определяются, прежде всего, способом таяния снега - естественным, в период оттепелей и весной, или принудительным - за счет использования энергии различных теплоносителей:

· теплых вод городской канализации;

· сбросных вод ТЭЦ;

· различных видов топлива.

Вторым определяющим моментом при разработке технологий утилизации снега являются условия сброса талых вод, которые диктуются экологическими и техническими требованиями к приему сбросных вод в системы водоотведения или в водные объекты. Соблюдение этих требований возможно при условии очистки талых вод от загрязнений, превышающих нормативы сброса.

Использование отходящих теплых вод для таяния снега рассматривалось еще в начале прошлого века. В Москве, при бане по Библиотечной улице, инженером А.В.Домашневым была построена и успешно работала в течение нескольких десятков лет снеготаялка размером 7,5х1,45 м и глубиной 1,9 м. В 1928-1929гг. в Москве было построено восемь подобных снеготаялок, а в 1931-1932гг. - две снеготаялки в Ленинграде при Щербаковских и Белозерских банях. Затем в течение 1931-1933гг. в Ленинграде были построены и успешно эксплуатировались 22 снеготаялки при банях. Заметим, что для работы этих снеготаялок использовался только сток бань или прачечных, не смешанный с фекальным стоком.

Возможность использования городской хозяйственно-фекальной канализации для утилизации снега рассматривалась с момента появления канализационных коллекторов, способных транспортировать и расплавлять снег. В 50-х годах прошлого века были разработаны рекомендации по использованию канализации для удаления снега. Основной упор в этих работах делался на возможность сброса снега в смотровые колодцы, поскольку уборка улиц осуществлялась в основном ручным способом, а погрузка и транспортировка снега считались очень дорогостоящими мероприятиями и применялись только в особых случаях. Тем не менее, уже тогда были предложены проекты устройства стационарных снеготаялок на теплых сточных водах, способных перерабатывать большие массы снега с защитой от имеющихся в снеге загрязнений.

2.2 Проблемы очистки талых вод от загрязнений

Проблема очистки талых вод от загрязнений возникла одновременно с первыми попытками использования канализации для уборки снега. Канализационная сеть сильно засорялась, и по окончании зимнего сезона приходилось тратить немалые средства на ее очистку. Кроме того, появились случаи образования «снеговых пробок» на коллекторах при неправильной организации снегосплава. Это привело к запрету спуска в городскую хозяйственно-фекальную сеть воды от таяния снега, собственно снега и скола льда («Правила технической эксплуатации водопровода и канализации», выпуск IV, 1950г.).

В 1957-1958 годах в Москве довольно широкое распространение получил сплав снега в ливневую канализацию. Тогда было построено более 30 снегоприемных камер на коллекторах подземных рек (Неглинки, Пресни и др.). Опыт их эксплуатации показал неудачное размещение камер и, главное, необходимость устройства очистных сооружений на выпусках коллекторов в водоток.

В середине 80-х годов прошлого века институт Мосинжпроект разработал проект снегосплавного пункта на самотечном канализационном коллекторе. Параллельно основному коллектору прокладывалась байпасная линия с устройством на ней камеры, размером в плане 12х3м и глубиной ниже нижней отметки коллектора. Камера перекрывалась стальными решетками, через которые снег продавливался с помощью бульдозера. В летний период байпасная линия отключалась от коллектора затворами и осуществлялась очистка от загрязнений, собиравшихся в камере. По этому проекту было построено 6 снегосплавных пунктов, которые эксплуатировались до 2001 г.

Ухудшение качества привозимого снега привело к тому, что объем для накопления загрязнений, предусмотренный авторами проекта, оказался недостаточным. Емкость быстро наполнялась, и загрязнения переносились дальше в основной коллектор. Естественно, такое положение не устраивало службы эксплуатации московской канализации.

2.3 Тепловые ресурсы для таяния снега

Проведенная в рамках разработки Генеральной схемы оценка тепловых ресурсов, пригодных для таяния снега показала, что наибольшим резервом тепловой мощности обладает сеть хозяйственно-фекальной канализации. Широкое использование канализации для таяния снега, собираемого с дорог, вполне оправдано и может быть ограничено лишь местными конкретными особенностями, затрудняющими реализацию этого решения.

Значительными резервами тепловой мощности обладают также сбросные воды ТЭЦ. По данным Мосэнерго в 2000 году в Москве имелось 15 крупных объектов, сбрасывающих теплые воды в системы водоотведения (водосток, реки Москву, Кровянку, Чуру). Общий объем «бросовой» теплой воды составил 518 млн. м3/год, т.е. 16,4 м3/с, из них в водосточную сеть сбрасывалось всего 61 млн.м3/год (1,9 м3/с), в водотоки - 457 млн. м3/год (14,3 м3/с). Температура сбрасываемых вод колеблется от 7,7 0С до 30,50С.

К сожалению, на пути использования сбросных вод ТЭЦ для таяния снега возникают серьезные проблемы, связанные с очисткой талых вод до уровня, позволяющего сбросить их в водные объекты города. Смесь растаявшего снега и сбросных вод ТЭЦ имеет значительные расходы и может быть очищена от относительно крупных взвесей и мусора в отстойнике при снегосплавном пункте. Для очистки же таких расходов от тонких взвесей и нефтепродуктов приходится строить дополнительные технологические сооружения, занимающие большую площадь.

С давних пор рассматривалась возможность использования топлива для непосредственного плавления собираемого с дорог снега. Были разработаны и опробованы конструкции снеготаялок на дровах, угле, дизельном топливе и электричестве. Подавляющее большинство этих конструкций предназначалось для использования во дворах, поэтому снег в них загружался вручную, производительность была минимальной, а экологические аспекты их эксплуатации и вовсе не учитывались.

В 70-х годах прошлого века появились проекты относительно мощных снеготаялок на газовом и дизельном топливе. К их достоинствам относятся автономность и компактность. Очистка снега, расплавленного на таких снеготаялках, не представляет особых затруднений в связи с тем, что расходы талой воды не велики. Серьезным недостатком такого рода решений являются высокие эксплуатационные расходы, связанные с необходимостью оплачивать используемое топливо.

2.4 Метод складирования снега с естественным таянием

Наиболее экономным способом утилизации вывозимого с магистралей города снега является его складирование с последующим естественным таянием. Для естественного таяния снега характерным является значительная продолжительность периода таяния и постепенный отток талых вод небольшими расходами. В связи с этим, реальной схемой является очистка талых вод фильтрованием через специально устроенные фильтры. При таянии снега в водонепроницаемой естественной или специально созданной емкости можно организовать достаточно длительное отстаивание и фильтрование талой воды, надежно очищающее воду почти от всех видов загрязнений. Недостаток у этого способа один - значительные площади, потребные для складирования снега. В зависимости от высоты укладки, для утилизации 100 тыс. м3 снега на «сухой» снегосвалке требуется от 0,3 до 1,0 га площади.

Для каждого из перечисленных способов утилизации снега оптимальная мощность сооружений определяется, исходя из особенностей принятой технологической схемы. Однако общими для всех способов являются закономерности, связанные с затратами на уборку и транспортирование снега. Эти затраты являются значительными и, в большинстве случаев превосходят затраты на переработку собранного снега. Они состоят из части независящей от обслуживаемой сооружением территории (затраты на погрузку снега), и из другой части, зависящей от расстояния перевозки и следовательно, от размеров обслуживаемой территории и мощности сооружений.

2.5 Программа форсированного строительства снегоплавилбьных пунктов

При распределении объемов снега по направлениям утилизации в соответствии с предлагаемой номенклатурой была учтена действовавшая на момент разработки схемы программа форсированного строительства снегосплавных пунктов, в соответствии с которой определились следующие этапы реализации Генсхемы.

В качестве первого этапа было принято существовавшее на конец зимнего сезона 2000-2001 гг. положение, соответствовавшее следующему примерному распределению объемов снега:

· 33 действовавших "сухих" снегосвалок, общей производительностью 2,5 млн. м3 в сезон;

· 6 старых работающих снегосплавных камер на канализации, общей производительностью 3,0 млн. м3 в сезон;

· 2 реконструированные снегосплавные камеры на канализации, общей производительностью 1,4 млн. м3 в сезон;

· 8 вновь строящихся снегосплавных камер на канализации, общей производительностью 5,6 млн. м3 в сезон;

· 4 вновь строящиеся снегосплавные камеры на сбросных водах ТЭЦ, общей производительностью 2,5 млн. м3 в сезон;

Суммарная сезонная производительность всех сооружений составляла порядка 15 млн. м3 снега в сезон, что соответствовало году 25%-ой обеспеченности по снегу, и позволяло в многолетнем разрезе перерабатывать 53% выпадающего снега. Остальные 47% снега подлежали сбросу в речные снегосвалки или в места неорганизованного складирования, либо оставались на улицах.

Второй этап был продиктован заданием на строительство еще 8-10 снегосплавных камер на канализационной сети, суммарной мощностью 8-10 млн. м3 за сезон, что соответствовало вывозу 76% снега, выпадающего в году 50%-ой обеспеченности по снегу.

Третий этап, завершающий выполнение программы, характеризуется следующим распределением - табл 2.1:

Таблица 2.1 Методы утилизации снега в Москве

Направление

утилизации снега

Объем снега,

млн.м3

Количество

сооружений,

шт.

Обслуживаемая площадь дорог,

км2

«Сухие» снегосвалки

1,5

15

3,0

ССП на канализации

34,8

41

71,2

ССП на сбросных водах ТЭЦ

3,5

5

5,4

Всего

39,8

61

78,6

2.6 Требования к размещению снегоприемных пунктов в Москве

Размещение снегоприемных сооружений на территории города планировалось в соответствии со следующими основными требованиями:

· уборка и утилизация снега решается для каждого административного округа отдельно (кроме центрального АО);

· схема размещения должна учитывать существующие снегоприемные пункты с оценкой их перспективности;

· размещение сооружений должно обеспечивать оптимальную дальность возки снега - 5 км;

· потребность в количестве и составе сооружений определяется для каждого округа в зависимости от площади убираемых дорог;

· снегосплавные камеры могут располагаться только вблизи (меньше 100 м) канализационных коллекторов с достаточным расходом (более 220 л/с) и наполнением, обеспечивающим прием снега;

· снегоприемные пункты не должны располагаться вблизи жилой застройки и на территории Природного комплекса;

· размеры свободной площадки под сооружение составляют не менее 0,25 га.

2.7 Распределение снегоприемных пунктов в Москве

В соответствии с этими требованиями был составлен базовый вариант схемы размещения сооружений на основе определения оптимальных с точки зрения транспортных возможностей бассейнов снегоуборки, предусматривающий относительно равные распределения снегоприемных пунктов на территории административных округов и города в целом.

Таблица 2.2 - Распределение снегоприемных пунктов на территории административных округов

№№

Адрес

Производ. по снегу

Отличительные

особенности

пп

Снегосплавного пункта

(куб.м.\сут.)

1

Красногорская

1500

На тепловых сетях

2

Ул.Ленинская слобода ЮАО

3000

На теплой воде ТЭЦ-9

3

Ижорская ул. САО

3500

На теплой воде ТЭЦ-21 с локальными очистными сооружениями

4

Ул. ген. Дорохова ЗАО

1500

На теплой воде ТЭЦ-25 с локальными очистными сооружениями

5

Булатниковская ул. ЮАО

12100

На территории модернизированных очист-ных сооружений с использованием теплой воды ТЭЦ-26

6

ПО «Митино» СЗАО

1500

На территории модернизированных

очистных сооружений с использованием дизельного топлива

7

ПО «Золотой Рожок» ВАО

1 000

На территории реконструируемых прудов-отстойников с использованием меженных расходов водосточных коллекторов

8

ПО «Хапиловка» ВАО

1500

9

ПО «Городня-2» ЮАО

1500

10

ПО «Сев.Бутово» ЮЗАО

500

На территории реконструируемых прудов-отстойников с использованием дизельного топлива

11

ПО «Ичка» СВАО

2 000

12

Ул. Вилюйская СВАО

1500

На дизельном топливе

13

ОС «Кожуховские» ЦАО

1500

На иловых площадках существующих очистных сооружений глубокой очистки с

использованием теплой воды ТЭЦ-ЗИЛ

Итого

34050

В рамках Генсхемы окончательно отработаны площадки для первого и второго этапов строительства. Площадки для третьего этапа уточнятся в процессе подготовки разрешительной документации на проектирование и строительство каждого пункта. Работа по подбору этих участков включена Москомархитектурой в Программу первоочередных градостроительных мероприятий Генплана развития города до 2020 г. Назначенные в схеме параметры и места расположения сооружений предусматривают возможность таких уточнений. При этом не исключается возможность некоторого сокращения количества сооружений с компенсацией выбывшей мощности за счет увеличения производительности оставшихся сооружений.

Изложенные выше принципы построения Генеральной схемы снегоудаления и имевшийся, хотя и небольшой, опыт эксплуатации определили технологию, типы и конструктивные решения сооружений, перерабатывающих снег.

3. Технологии, типы и конструктивные решения стационарных сооружений, перерабатывающих снег

Созданная в Москве система промышленной утилитами снежной массы на стационарных снегосплавных пунктах (ССП). использующих бесплатное тепло канализации и сбросных вод ТЭЦ. позволяет в значительной степени решить проблему утилизации снега. Однако производственных мощностей снеготаяния недостаточно для обеспечения городских нужд в период сильных снегопадов. Кроме того, расположение снегосплавных пунктов продиктовано наличием свободных площадок вблизи коллекторов и в стороне от жилья. Расширение сети снегосплавных пунктов затруднено ввиду отсутствия подходящих площадок.

В настоящее время суммарная проектная производительность городской системы утилизации стационарных ССП, составляет 142,8 тыс. м' снега в сутки. Этого достаточно, чтобы в течение суток убрать с дорог снежный покров высотой 8 мм. Опыт эксплуатации показал возможность кратковременного превышения проектной производительности.

Максимальная достигнутая производительность - 220 тыс.м2 в сутки. Однако заметим, что при интенсивном снегопаде с дорог города общей площадью 80.81 км: необходимо будет вывозить до 400 тыс. м2 снега (в пересчете на плотность вывозимого снега). Поэтому для оперативной уборки снега в этом случае необходимо будет задействовать площадки временного хранения, а кроме того перегружать снегосплавные пункты. Расчеты показывают, что при традиционных методах уборки снега дефицит производительности составляет 60 -- 70 тыс. м2; в сутки.

Основные параметры системы утилизации городского снега были рассчитаны ГУП "МосводоканалНИИпроект" в рамках разработки Генеральной схемы снегоудаления. принятой Правительством Москвы в 2002 г. За несколько лет эксплуатации выяснилось, что реальная ситуация отличается от расчетной. Во-первых, увеличилась площадь убираемого дорожного покрытия за счет дорог 3-ей категории, которые ранее не учитывались. Во-вторых, происходит выдвижение на проезжую часть снега с тротуаров и дворов. В-третьих, применение новых противогололедных реагентов, заменивших NaCl. на 15 % снизило плавление снега на дорогах, что соответственно увеличило объем убираемого снега. Безреагентная уборка дворов также приводит к увеличению объема вывозимого снега.

Таблица 2.3. Стоимость утилизации 1 м3 снега на стационарных и мобильных снеготаялках, руб.

Операция

ССП на канализационном коллекторе

Стационарный ССП на дизельном топливе

Мобильная снеготаялка

Перевозка снега к месту утилизации

59,5

29.5

14.9

Утилизация (при проектной производительности)

42,5

95

84.2

102

134.5

Итого

ССП на дизельном

топливе сооружают

99,1

Сегодня развитие системы снегоуборки в городе идет в двух направлениях. Во первых, продолжается поиск мест для размещения стационарных ССП. Предварительно определены площадки для строительства новых стационарных ССП производительностью до 40,5 тыс. м' в сутки. Реальные сроки ввода в эксплуатацию этих ССП составляют 3 года. Даже при предположении, что все площадки будут освоены, мощности стационарных ССП будет недостаточно, а дефицит производительности составит 30 тыс. м3 в сутки. Во-вторых, разраба-тываются и внедряются передвижные и самоходные установки -- мобильные снеготаялки, использующие дизельное топливо для плавления снега.

3.1 Снегосплавные пункты на коллекторах канализации

Потенциальная возможность устройства снегосплавных пунктов на коллекторах канализации, исходя из имеющихся в сточных водах запасов тепла и требований к качеству вод, принимаемых канализацией, была рассмотрена выше. Растаявший снег, вывезенный с улиц города, дает расход всего около 2% от суммарного расхода городских сточных вод. Эта величина находится в пределах возможной точности любых инженерных расчетов. Поэтому можно принять, что имеющиеся резервы мощности городских очистных сооружений заведомо достаточны для приема стока от растаявшего в снегосплавных пунктах снега.

Оптимальная суточная мощность снегосплавных пунктов в пределах 5-10 тыс.м3 снега в сутки была определена выше. Исходя из имеющихся трудностей с выделением участков в городских условиях более предпочтительным является верхний предел производительности, т.е. 10 тыс.м3 снега в сутки.

В связи с необходимостью срочного строительства первоочередных снегосплавных пунктов на канализации в зимний сезон 2000-2001 г.г. проектирование этих сооружений осуществлялось в два этапа.

3.2 Первый этап строительства снегоплавильных пунктов на коллекторах

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:

· приемная камера;

· снегосплавная камера;

· насосная станция;

· площадка для транспорта;

· проходная.

Суточная производительность снегосплавного пункта 10 тыс.м3 по снегу плотностью 0,35 т/м3.

Сметная стоимость строительства в ценах 1984 г. - 225180 руб.

3.3 Второй этап разработки проектных решений снегосплавного пункта на канализации

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;

· снегосплавная камера с отстойником-песколовкой;

· площадка для сушки осадка;

· поизводственно-бытовое помещение буферная площадка.

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.

3.4 Снегосплавные пункты на сбросных водах ТЭЦ

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.

3.5 Снегосплавные пункты на топливе

В Москве, в 10-м автобусном парке, уже несколько лет находится в эксплуатации снеготаялка на дизельном топливе мощностью 10 тонн снега в час, построенная по проекту АООТ «ЭКОТЕПЛОГАЗ».

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены