ИНЖЕНЕРНЫЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ очистные сооружения поверхностного стока

В последние годы в Украине произошли значительные изменения в нормативно-правовой базе в области строительства. Принят ряд новых нормативных документов в области очистки и водоотведения поверхностного стока, экологической безопасности. В частности, изменены нормативные показатели загрязняющих веществ в дождевых, талых и поливной-моечных водах, изменен климатические параметры в формулах расчетных расходов ливневых вод. Это существенно влияет на расчет мощности очистных сооружений, необходимую степень очистки воды и, как следствие, на выбор технологической схемы очистки поверхностного стока и водоочистного оборудования.

Расчеты мощности очистных сооружений поверхностного стока необходимо выполнять на основании следующих нормативных документов:

  • ДБН В.2.5-75: 2013 «Канализация. Внешние сети и сооружения. Основные положения проектирования »;
  • ДБН В.2.3-15: 2007 «Сооружения транспорта. Автостоянки и гаражи для легковых автомобилей »;
  • ГБН В.2.3-218-007 2012 «Сооружения транспорта. Экологические требования к автомобильным дорогам. Проектирование”;
  • ДСТУ 3013-95 «Гидросфера. Правила контроля за отводом дождевых и снежных сточных вод с территории городов и промышленных предприятий »;
  • ДСТУ-Н Б В.1.1-27: 2010 «Строительная климатология»;
  • СанПиН № 4630-88 «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения»;
  • «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами»;
  • «Правила охраны внутренних морских вод и территориального моря от загрязнения и засорения»;
  • «Правила приема поверхностного стока в киевскую городскую дождевую канализацию» (для г.. Киев)
  • Закон Украины «Об охране окружающей природной среды»;
  • Водный кодекс Украины;
  • другие документы и материалы (справки гидрометцентра, ТУ на сброс очищенных вод, справки по определению категории водоемов и т.д.).

Существенные изменения произошли и в нормативных актах, касающихся экологической безопасности и охраны окружающей среды. Согласно постановлению Кабинета Министров Украины №808 от 28.08.2013 г.. Очистные сооружения загрязненных дождевых и талых вод относятся к объектам, которые представляют повышенную экологическую опасность. Для таких объектов осуществления экспертиз в части экологии и санитарного и эпидемиологического благополучия населения является обязательным. Без выводов экспертов невозможно подать декларацию, или получить разрешение на начало строительства, ввести в эксплуатацию объект, получить разрешение на спецводопользование. Согласно ДБН А.2.2-3-2014 «Состав и содержание проектной документации на строительство» в проекте очистных сооружений должен быть раздел по идентификации и декларации безопасности объекта повышенной опасности, выполненный в соответствии с ДCTУ-Н Б В.1.2-16: 2013 «Определение класса последствий (ответственности) и категории сложности объектов строительства».

Согласно ДБН А.2.2-1-2003. «Состав и содержание материалов оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) при проектировании и строительстве предприятий, зданий и сооружений. Основные положения проектирования »проект очистных сооружений должен включать раздел« Оценка воздействия на окружающую среду », заключения государственной санитарно-эпидемиологической экспертизы по оборудованию, размеры санитарно-защитной зоны сооружений.

Санитарно-защитную зону от очистных сооружений поверхностных сточных вод открытого типа с селитебных территорий следует принимать 100 м (ДБН В.2.5-75: 2013, табл. 30, прим. 8). Санитарно-защитную зону для очистных сооружений дождевой канализации закрытого типа в случае обоснованности и целесообразности ее уменьшения следует принимать по согласованию с территориальными органами ГСЭС (ДБН В.2.5-75: 2013, табл. 30, прим. 12).

В соответствии с Законом Украины «Об ответственности за правонарушения в сфере градостроительной деятельности» ответственность за правонарушения возлагается на проектировщика, экспертную организацию и на заказчика. Штрафные санкции, предусмотренные Законом, определены по субъектам на каждом из этапов внедрения очистных сооружений и относятся девятисот минимальных заработных плат за одно правонарушение одним субъектом.

Принимая решение по проектированию очистных сооружений, заказчик должен четко понимать, кто будет поставщиком оборудования, ответственным за монтаж, пусконаладочные работы, разработку эксплуатационной документации (временного технологического регламента эксплуатации и инструкций), необходимой для получения разрешения на специальное водопользование или для подключения к сетям городской канализации, кто будет осуществлять сервисное обслуживание сооружений.

Принципиальные решения по типу очистных сооружений дождевых вод (проточные или с накопителем) и их количества (одни большие сооружения или несколько сооружений небольшой производительности) целесообразно принимать до начала проектирования, на этапе получения технических условий на водоотведение поверхностного стока. Это сохранит средства и время: позволит рационально осуществить инженерную подготовку территории, принять основные концептуальные решения по вертикальной планировке, определения бассейнов водосбора и направлений трасс водоотведения.

При возможности водоотведения поверхностного стока в самотека режиме целесообразно использовать очистные сооружения локальные , при невозможности – очистные сооружения с регулирующим резервуаром, аккумулирующей емкостью и насосными станциями. Целесообразность применения того или иного типа сооружений определяется расчетным методом, исходя из конкретных условий водоотведения.

На очистные сооружения поверхностного стока с селитебных территорий и предприятий первой группы направляется только наиболее загрязненная часть поверхностного стока. Очистки поверхностного стока с территории предприятий второй группы осуществляется в полном объеме, поскольку он содержит специфические вещества с токсичными свойствами, значительное количество органических веществ. При необходимости отвода в водный объект поверхностного стока с эпидемиологически опасных территорий очищенные воды обеззараживаются.

Поверхностный сток в основном загрязнен плавающим мусором, песком, взвешенными веществами, нефтепродуктами, органическими соединениями, реагентами от гололеда (зимой), тяжелыми металлами и другими соединениями в зависимости от бассейна водосбора. Загрязненность поверхностного стока селитебных территорий и предприятий первой группы характеризуется следующими показателями: взвешенные вещества, БПК, ХПК, нефтепродукты, азот аммонийный, фосфаты, рН. Цены на второй группы к этому перечню добавляются специфические вещества, характерные для конкретного производства. Этот перечень показателей определяющий как для проектирования очистных сооружений, так и для осуществления контроля за их функционированием органами экологического и санитарно-эпидемиологического надзора.

При отсутствии фактических данных по содержанию загрязняющих веществ в дождевых и талых водах, принимаются расчетные показатели:

  • для селитебных территорий и предприятий первой группы: взвешенные вещества, БПК, ХПК, нефтепродукты – по ГОСТ 3013-95, азот аммонийный и фосфаты – по ГОСТ В.2.5-75: 2013;
  • для стоянок: взвешенные вещества, БПК, нефтепродукты – по ДБН В.2.3-15: 2007;
  • для дорог: взвешенные вещества, нефтепродукты – по ГБН В.2.3-218-007: 2012;
  • для предприятий второй группы – по ГОСТ 3013-95, отраслевыми нормативными документами.

Эффективность очистки загрязненных дождевых вод в каждом конкретном случае определяется на основании принятых концентраций загрязняющих веществ и требованиями к качеству очищенных вод. В зависимости от того, куда отводятся очищенные воды, их качество должно соответствовать нормативным документам: правилам приема в канализацию, правилам отвода нормативно очищенных сточных вод в водоемы различных категорий или технологическим требованиям на их повторное использовании в различных технологических процессах.

Принятые показатели качества загрязненных и очищенных вод отражаются в задании на проектирование очистных сооружений (техническом задании).

Выбор методов и разработка технологической схемы очистки дождевых и талых вод основывается на теоретических основах технологии кондиционирования воды, учитывающие концентрацию загрязняющих примесей, их фазово-дисперсное состояние, а также особенности использования для очистки и доочистки воды гидробионтов различных трофических уровней, сорбентов, биодеструкторив.

Загрязняющие вещества находятся в воде в растворенном (растворы), нерастворимые (взвешенные вещества) состоянии и в виде коллоидных систем (промежуточное состояние между раствором и грубодисперсными системами).

Нерастворимые загрязняющие вещества изымаются механическим методом очистки, сущность которого заключается в гравитационном, центробежном и фильтрационном разделении фаз. В зависимости от дисперсности (размера частиц) и удельного веса загрязняющих веществ применяется различное оборудование. Для извлечения мусора используют решетки и сита различных типов, фильтры грубых фракций, процеживатели; для извлечения песка – песколовки, гидроциклоны, пискосепараторы; для извлечения мелких частиц – отстойники, фильтры с различной загрузкой. Всплывающие вещества (преимущественно нефтепродукты) изымаются путем применения полупогруженных перегородок, скиммеров, плавающих бонов.

Часть нефтепродуктов в дождевых водах находятся в состоянии эмульсий, которые относят преимущественно к системам средней дисперсности, поскольку капли нефтепродуктов имеют размер частиц до 50 мкм. Для очистки дождевых вод от эмульсированных нефтепродуктов применяют такой метод механической очистки воды как коалесценция. Этот метод работает на гравитационном принципе и заключается в укрупнении (слиянии) капель дисперсной фазы эмульсии с полной потерей межфазной поверхности, их разделяет. В качестве коалесцентних отделителей используют специальные пластины, коалесцентни фильтры.

Удаление нефтепродуктов и взвешенных веществ, содержащих органические загрязнения, способствует снижению концентраций азота аммонийного, фосфатов, других органических веществ, которые характеризуются показателями БСК и ХПК. Однако методы механической очистки не могут обеспечить достаточный уровень очистки дождевых и талых вод от этих веществ.

Для более быстрого и более эффективной очистки дождевых и талых вод от основных загрязнителей, в том числе от коллоидно-дисперсных веществ, применяются следующие физико-химические методы очистки, как флокуляция, коагуляция, флотация. Для очистки дождевых вод от специфических загрязнителей, характерных для предприятий второй группы, кроме указанных методов могут использоваться такие физико-химические методы очистки, как электрокоагуляция, экстракция, сорбция и другие, а также химическая очистка реагентами.

Для более глубокой очистки (доочистки) дождевых и талых вод используются физико-химические (сорбция, ионный обмен), биологические и биохимические методы очистки.

Сорбционный метод очистки заключается в поглощении твердым телом или жидкостью различных веществ. В качестве сорбционных материалов используют углеродные и полимерные сорбенты. Ионный обмен – это обратная химическая реакция, при которой происходит обмен ионами между твердым веществом (ионитом) и раствором. В качестве ионитов используют цеолиты, бентонитовые глины, вермикулит, каменный и бурый уголь, торф, ферроцианиды, фосфаты, сульфиды металлов, высокомолекулярные органические соединения. Сорбционные материалы и иониты требуют регенерации, промывки, периодической замены. Сорбция и ионный обмен применяются для очистки промливневых вод от нефтепродуктов, а также от специфических загрязнений с территории предприятий нефтеперерабатывающей, химической, металлургической, фармацевтической промышленности и других.

Методы биологического и биохимической очистки основаны на применении микроорганизмов, которые используют загрязняющие вещества в качестве питательных веществ и источники энергии. В процессе биодестукции уменьшаются концентрации загрязнений, веществ, которые находятся в воде в растворенном состоянии. На этих методах базируется работа аэробных и анаэробных биореакторов, биофильтров, плавающих нафтосорбцийних бонов, загруженных препаратами-биодеструктор, биоплато с высшими водными растениями. Биологические и биохимические методы применяются для очистки воды от широкого спектра веществ в концентрациях, не токсичен для микроорганизмов. Эти методы широко применяются для очистки сточных вод и поверхностного стока с территории предприятий пищевой, легкой, лесотехнической, целлюлозно-бумажной, коксохимической, нефтеперерабатывающей промышленности и других.

Таким образом, технология очистки поверхностного стока должна включать не только механические методы очистки, но и физико-химические и / или биологические методы очистки.

На рисунках 1 – 5 приведены примеры технологических схем очистки поверхностного стока для объектов, которые отличаются мощностью, степенью загрязненности воды, углублением дождевой сети, требованиями к качеству очищенных вод и тому подобное.

Технологическая схема очистки поверхностного стока с территории автостоянок на блочно-модульном комплексе ЭКМА-S

Рис. 1. Технологическая схема очистки поверхностного стока с территории автостоянок на блочно-модульном комплексе «ЭКМА-S» мощностью 10 л / с с нормами на сброс в дождевую канализацию города в составе

1 – «ЭКМА-П» – блок извлечения песка и грубодисперсных примесей с полупогруженные перегородкой и нафтособцийним боном с препаратом-биодеструктором;
2 – «ЭКМА-Ф» – блок фильтрации и коалесценции с нафтособцийним боном;
3 – «ЭКМА-Б» – блок доочистки биологически и сорбционного фильтра.

Технологическая схема очистки поверхностного стока с территории логистического комплекса на блочно-модульном комплексе ЭКМА-L

Рис. 2. Технологическая схема очистки поверхностного стока с территории логистического комплекса на блочно-модульном комплексе «ЭКМА-L» мощностью 40 л / с с нормами на сброс в водоем культурно-бытового назначения в составе

1 – «ЭКМА-П» – блок извлечения песка и грубодисперсных примесей с полупогруженные перегородкой и нафтособцийним боном с препаратом-биодеструктором;
2 – «ЭКМА-Г» – блок извлечения песка со встроенным гидроциклоном;
3 – «ЭКМА-Н» – блок Нефтесепараторы в составе тонкослойного отстойнике, нафтособцийного бону, коалисцентный отделителей, биологического и сорбционной фильтров;
4 – биоплато инфильтрационное для доочистки от органических веществ и нефтепродуктов.

Технологическая схема очистки поверхностного стока с территории маслоперерабатывающего предприятия мощностью 70 л / с

Рис. 3. Технологическая схема очистки поверхностного стока с территории маслоперерабатывающего предприятия мощностью 70 л / с с нормами на повторное использование в составе

1 – шнековые решетки для извлечения грубо дисперсных примесей;
2 – флотатор-отстойник со скребковым механизмом;
3 – аэробный стабилизатор осадка и шлама (К6 – трубопровод осадка от очистных сооружений производственных сточных вод предприятия);
4 – регулирующий резервуар с миксерами;
5 – флотатор ;
6 – центрифуга для обезвоживания осадка;
7 – емкость с рабочим раствором коагулянта и насосы дозаторы;
8 – станция приготовления и дозирования рабочего раствора флокулянта;
9 – станция приготовления и дозирования реагентов для корректировки рН
10 – воздуходувки.

Технологическая схема очистки поверхностного стока с городской территории (район промзоны) мощностью 7 м3 / час

Рис. 4. Технологическая схема очистки поверхностного стока с городской территории (район промзоны) мощностью 7 м 3 / час до норм на сброс в дождевую канализацию города в составе

1 – накопитель загрязненного поверхностного стока с миксерами, насосами и нафтосорбцийним боном;
2 – решетка для извлечения грубо дисперсных примесей;
3 – барабанное сито;
4 – трубный смеситель;
5 – воздуходувки;
6 – полимерная станция с насосами-дозаторами флокулянта;
7 – шнековый дегидратор для обезвоживания осадка;
8 – блочно-модульный комплекс «Флокфил» в составе тонкослойного отстойнике, нафтособцийного бону, коалисцентный отделителей, биологического и сорбционной фильтров;
9 – аэробный стабилизатор осадка;
10 – резервуар очищенных на БМК «Флокфил» вод;
11 – сорбционный фильтр доочистки с гранулированным активированным углем;
12 – емкость очищенных вод.

Технологическая схема очистки поверхностного стока с территории лесоперерабатывающего предприятия мощностью 10 м3 / час

Рис. 5. Технологическая схема очистки поверхностного стока с территории лесоперерабатывающего предприятия мощностью 10 м 3 / час (К-2.1) и мощностью до 10000 м 3 / сутки (К-2.2) с нормами на сброс в водоем культурно-бытового назначения в составе

1 – шнековые решетки для извлечения грубодисперсных примесей;
2 – накопитель загрязненного поверхностного стока, оборудован аэрационной системой;
3 – флотатор;
4 – аэробный стабилизатор осадка;
5 – воздуходувки;
6 – шнековый дегидратор для обезвоживания осадка;
7 – емкость с рабочим раствором коагулянта и насосы дозаторы;
8 – станция приготовления и дозирования рабочего раствора флокулянта;
9 – станция приготовления и дозирования реагентов для корректировки рН
10 – резервуар физико-химически очищенных вод;
11 – сорбционный фильтр доочистки с гранулированным активированным углем;
12 – емкость очищенных вод.
13 – биоплато поверхностное с габионами с мытого щебня для очистки от органических веществ и нефтепродуктов;
14 – биоплато инфильтрационное для доочистки от органических веществ и нефтепродуктов.

В каждом конкретном случае выбор технологии и оборудование – это технически обоснованное и экономически целесообразное решение с точки зрения как капитальных вложений, так и эксплуатационных расходов. Комплексный профессиональный подход к принятию основных проектных решений обеспечит внедрение технологически целесообразных высокоэффективных экономически обоснованных методов очистки поверхностного стока, которые обеспечат нормативно стабильную эксплуатацию построенных очистных сооружений.