Разработка системы утилизации снега (стр. 2 из 14)

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,

ρ - 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 3-4^оС, при биологической – не менее 6^оС.

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.