Анализ инженерных систем водоснабжения и водоотведения поселка красный Яр и предложения по их модернизации

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 628.1:001.8

Ю.В. Корчевская, И.Г. Ушакова, Г.А. Горелкина

АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ ПОСЕЛКА КРАСНЫЙ ЯР И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ИХ МОДЕРНИЗАЦИИ

Представлены предложения по совершенствованию системы водоснабжения и водоотведения пос. Красный Яр Омской области. Приведены результаты определения расчетных уровней воды в проектном створе водозаборных сооружений. Даны рекомендации по внесению изменений в существующую технологическую схему водоподготовки, предложена технологическая схема очистки сточных вод.

Ключевые слова: система водоснабжения, водозаборное сооружение, расчетные уровни воды, технологическая схема водоподготовки, система водоотведения, очистка сточных вод.

Введение

Анализ состояния систем водоснабжения и водоотведения в пос. Красный Яр выполнен по просьбе администрации Красноярского городского поселения. К выполнению задания привлечены дипломники кафедры сельскохозяйственного водоснабжения Л.В. Иванова, Д.И. Петриди, А.В. Чернова, В.Ю. Облапова.

Объекты и методы исследований

Красный Яр - поселок городского типа в Любинском районе Омской области. Расположен на левом берегу р. Иртыша, в 18 км к северо-востоку от железнодорожной станции Любинская (на линии Тюмень - Омск). В настоящее время Красный Яр - это большой поселок, общей площадью 7350 км2, с 31 улицей, самая длинная из которых Октябрьская - протяженностью 2,8 км. Большая часть населения занята в промышленности по переработке сельскохозяйственной продукции, поэтому в 2005 г. поселку был присвоен статус городского поселения. Красный Яр расположен на юге Западно-Сибирской равнины в центральной части Омской области, вдоль берега озера Старицы Иртыша. Старица - это озеро, вода в котором не проточная, поэтому каждый год ее пополняют через дамбу из р. Иртыша.

В качестве источника водоснабжения предложено использование поверхностного водоисточника - реки Иртыш. Состав сооружений водозаборного узла определен, исходя из гидрологических условий, путем анализа многолетних данных по уровням воды в реке с использованием современных программных продуктов.

Выбор технологических схем очистки природных вод в данном проекте осуществлен с учетом рекомендаций СНиП 2.04.02-84* [1] и классификатора технологий [2].

Схема водоснабжения принята, исходя из анализа размеров водопотребления, характеристики водоисточника и качества воды в нем, учитывая требования потребителей к качеству воды.

© Корчевская Ю.В., Ушакова И.Г., Горелкина Г.А., 2012

Водоотведение играет не менее важную роль в обеспечении необходимых условий проживания, чем водоснабжение. Выбраны система и схема водоотведения, предложены установки для очистки бытовых и производственных сточных вод.

Результаты исследований

В настоящее время пос. Красный Яр получает воду для хозяйственно-питьевого водоснабжения из двух источников - от ЗАО «Любимо» и Любино-Исилькульского группового водопровода. Забор воды на водопроводные очистные сооружения ЗАО «Любимо» осуществляется из озера Старицы. В отдельные периоды года в озере качество воды резко ухудшается. Так, в 2011 г. окисляемость в июне составляла 15 мл О2/л. С февраля по июль жесткость воды колебалась от 15,25 до 9,64 мг-экв/л, а сухой остаток в апреле достигал 2680 мг/л. Содержание железа и марганца превышало ПДК в 2 и 19 раз соответственно.

Было принято решение при проектировании системы водоснабжения в качестве источника водоснабжения использовать основное русло р. Иртыша. Для определения состава и конструкции сооружений, входящих в гидроузел по забору воды из реки, были обоснованы расчетные уровни воды в проектном створе пос. Красный Яр Омской области. Для этого из гидрологических ежегодников выписаны уровни воды в реке Иртыш в ближайшем створе с. Красноярки. Количество данных ряда в створе с. Красноярки составляет 23 года.

Расчет уровней воды в створе села Красноярки осуществлен с помощью программы Гидростатистика 2.1, предназначенной для расчета аналитических кривых обеспеченностей по методам: моментов, наибольшего правдоподобия, графоаналитическому. Расчет проведен по трем категориям значений - наименьшие летние уровни, наименьшие зимние уровни и наибольшие годовые уровни. После ввода данных заданы параметры расчета аналитических кривых. Расчеты аналитических кривых обеспеченностей проведены по «методу моментов», «методу наибольшего правдоподобия», «графоаналитическому методу».

Заключительным этапом при работе с данной программой было формирование отчета и вывода его в формате Microsoft Office Word. Расчетные уровни приняты, исходя из наихудших условий, для наименьших летних и зимних уровней для первой категории надежности при обеспеченности в поверхностном источнике 97%, для наибольших годовых уровней -1%. Обеспеченность расчетных уровней насосной станции принята по [1].

Были определены расчетные уровни воды в реке Иртыш в створе Красноярки с учетом высоты нуля графика (высота нуля графика в створе Красноярки - 63,00 м БС), они составили в створе Красноярки: наименьший зимний - 64,11 м, наименьший летний - 63,78 м, наибольший годовой - 71,52 м.

По результатам анализа полученных уровней воды предложен русловой тип водозабора, состоящий из оголовка ряжевого типа, самотечных линий и берегового колодца. Оголовок и самотечные линии рассчитаны на пропуск максимального суточного расхода в соответствии с режимом работы насосной станции. Конструкция оголовка разработана с учетом рыбозащиты и обеспечивает надежный и бесперебойный забор воды из реки. Самотечные линии рассчитаны на три случая: уровня низких вод (межень), уровня высоких вод (паводок) и на случай аварии. Размеры берегового колодца назначены с учетом уровней воды в водоисточнике и потерь напора в самотечных линиях при соответствующих режимах работы.

В качестве насосного оборудования для насосной станции первого подъема были рассмотрены два варианта: насосы с горизонтальным валом типа Д и насосы погружные с вертикальным валом марки SP фирмы GRUNDFOS. Для каждого варианта насосного оборудования проведен расчет эксплуатационных режимов и определены размеры насосных станций.

Сравнительный анализ проб воды р. Иртыша и нормативов ГОСТ 2761-84 [4] и Сан-ПиН 2.1.4.1074-01 [3] показал, что водоисточник относится ко II классу. Требованиям, предъявляемым к воде питьевого качества, не соответствуют мутность, цветность, перманга-натная окисляемость и бактериальное загрязнение, а также содержание железа, нефтепродуктов и другие антропогенные загрязнения.

Согласно [1] подготовка воды питьевого качества может осуществляться в две ступени на контактных префильтрах и скорых фильтрах или по одноступенчатой схеме с контактными осветлителями. Исходя из сравнительного анализа рассмотренных высотных схем, с учетом перепадов уровней воды и количества сооружений, входящих в состав схем, в качестве основного варианта предложена технологическая схема с контактными осветлителями. Данный вариант технологической схемы является экономически целесообразным, т.к. предполагает одну ступень очистки и не требует затрат на строительство дополнительных сооружений. Для повышения барьерной роли сооружений водоподготовки классическая технологическая схема с контактными осветлителями с учетом рекомендаций [2, 5] дополнена сооружениями, снимающими антропогенную нагрузку на водоисточник.

Предложены два варианта применения технологических схем для очистки поверхностных природных вод р. Иртыша, из которых необходимые гидравлические и технологические расчеты выполнены по второму варианту:

1. ХЛ ^ К(Ф) ^ РСФ1 ^ ПУ ^ РСФ2 ^ ХЛ;

2. БПБ ^ К(Ф) ^ РСФ ^ ОЗ ^ СУ ^ ХЛ .

Предложенные во втором варианте технологии введены в классическую схему с контактными осветлителями. По этому варианту вода, подаваемая на станцию, проходит биологическую очистку в биореакторе и микрофильтрование в микрофильтре (БПБ) [6]. После смесителя (К(Ф) вода направляется в контактную камеру озонирования (ОЗ), где происходит окисление органических соединений в природной воде. Обладая высоким окислительным потенциалом, озон обеспечивает возможность решения широкого круга технологических задач по окислению минеральных и органических соединений - обесцвечиванию, дезодорации и обеззараживанию [5].

После контактной камеры озонирования вода подается на контактные осветлители с дополнительным слоем угольной загрузки для окончательной очистки (РСФ+СУ); очищенная вода далее поступает в резервуары чистой воды. В трубопровод чистой воды предусматривается для обеззараживания ввод гипохлорита натрия, получаемого электролизом из раствора поваренной соли (ХЛ).

Для устранения цветности и мутности природной воды предусмотрена обработка ее коагулянтами. В качестве коагулянта рекомендовано применение полиоксихлорида алюминия марки «АКВА-АУРАТ™ 10». Коагулянт обладает высокими коагулирующими свойствами независимо от температуры исходной воды, позволяет исключить стадию подогрева исходной воды, отказаться от предварительного хлорирования и известкования воды на стадии подщелачивания, а также провести более глубокую очистку воды, добиться практически полного отсутствия алюминия в питьевой воде. Применение «АКВА-АУРАТ™ 10» увеличивает производительность очистных сооружений на 20-30% без капитальных затрат [7]. В качестве флокулянта рассмотрено применение полиакриламида (ПАА).

В комплексе станции очистки воды предусмотрены сооружения для повторного использования промывной воды и обработки осадка. Выбор технологической схемы и состав сооружений для повторного использования промывных вод определены составом сооружений и способом подготовки воды, качеством исходной воды, промывных вод после основных сооружений и требований к степени их очистки. Поскольку подготовка воды питьевого качества осуществляется по одноступенчатой схеме фильтрования при применении контактных осветлителей, то обработка промывной воды может проводиться по следующей схеме: вода, использованная для промывки загрузки контактных осветлителей от загрязнений, сбрасывается в резервуары-отстойники, предварительно пройдя песколовки. После отстаивания в течение определенного времени вода собирается при помощи перфорированных труб, проложенных на границах зон осветления и защитной, и насосами перекачивается в головной узел водоочистных сооружений, предварительно пройдя хлорирование [8].

Осадок из отстойников сбрасывается под гидростатическим давлением в резервуары для приема осадка. Из резервуаров осадок подается в специальные емкости - осадкоуплот-нители, оборудованные установками (мешалками) медленного перемешивания.

В процессе медленного перемешивания происходит многократное уплотнение осадка. Накапливающийся в нижней, конической части осадкоуплотнителя, осадок периодически отводится под гидростатическим давлением в емкость сгущенного осадка. Осветленная вода непрерывно отводится в сток. Количество сгущенного осадка при среднегодовой мутности водоисточника невелико, поэтому сгущенный осадок целесообразно отвозить на площадки обезвоживания, используя специальную автоцистерну машины АНМ-53, оборудованную насосом.

В настоящее время эксплуатируются существующие водопроводные сооружения, в составе которых: водозаборные сооружения, станция улучшения качества воды, насосные станции, напорно-регулирующие и транспортирующие сооружения.

Жилые дома с местными водонагревателями и культурно-бытовые учреждения имеют централизованное водоснабжение. Жители индивидуального сектора используют воду из водоразборных колонок. Для повышения условий жизни населения предложено все здания поселка подключить к разводящей сети, так как принятая степень благоустройства жилой застройки - здания, оборудованные внутренним водопроводом и канализацией с ванными и местными водонагревателями.

Трассировка сети выполнена с учетом требований заказчика, существующая сеть не претерпела изменений, запроектированы новые кольца в районах, не имеющих внутреннего водопровода в настоящее время. Выполнен гидравлический расчет сети с учетом изменения материала труб и диаметров трубопровода на некоторых участках существующей сети и добавления новых участков. Водопроводная сеть рассчитана на пропуск расхода в час максимального водопотребления и проверена на пропуск пожарного расхода в час максимального водопотребления и аварийного расхода, когда происходит снижение подачи на 30%. Гидравлический расчет выполнен с использованием программы «Гидравлический расчет водопроводных сетей произвольной геометрической формы» компании ГЕНЕЗИС.

Водопроводная сеть выполнена из полиэтиленовых труб диаметром от 110 до 400 мм. Для удобства эксплуатации на водопроводной сети предусмотрены водопроводные колодцы, диаметром 1,5 и 2,0 м, в которых размещена необходимая запорно-регулирущая и предохранительная арматура. Согласно [1] сеть разбита на ремонтные участки, опорожнение которых предусматривается в мокрые колодцы.

Напорно-регулирующие сооружения, предусмотренные в предложенной системе водоснабжения, предусмотрены для хранения регулирующего и пожарного объемов, а также для создания необходимых напоров в сети. Согласно [1] запроектировано 2 резервуара чистой воды объемом 500 м3 каждый. Для обеспечения необходимых напоров в сети запроектированы 2 водонапорных башни объемом 150 м3 каждая и высотой ствола 30 м. Для водонапорной башни выполнен статический расчет, позволяющий определить основные размеры фундамента с учетом всех нагрузок.

Насосная станция второго подъема служит для размещения основного и вспомогательного оборудования. В проекте как основное оборудование утверждены хозяйственный насос марки 1Д315-50а, пожарный насос марки Д320-50а. Резервный насос утвержден той же марки, что и пожарный. В насосной станции на напорных трубопроводах предусмотрены бактерицидные установки УДВ 150/21-А1, предназначенные для обеззараживания воды.

Существующая система канализации состоит из двух автономных систем. Одна из них промежуточная, объединяющая бывший квартал поселка ПТФ (самотечная канализация), пропускающая стоки через КНС № 2 в напорный коллектор системы канализации и передающая стоки в накопители ЗАО «ПТФ Любинская».

Вторая часть системы объединяет хозяйственно-фекальные стоки центральной части поселка с промышленными и хозяйственно-бытовыми стоками ЗАО «Любинский МКК» (самотечная канализация) и через КНС № 1 по напорному коллектору сбрасывает их через канал

в р. Авлуху без очистки по двум водоводам. Канал не имеет постоянного тока воды, ложе канала полностью заросло камышом, за счет чего происходит частичная очистка сточных вод.

Разработана система водоотведения сточных вод для производственных предприятий и жилого сектора пос. Красный Яр. Сети для приема и транспортировки бытовых и производственных сточных вод объединены и имеют общую станцию очистки сточных вод. Запроектирована неполная раздельная система водоотведения [9]. Согласно гидравлическому расчету сети водоотведения для оптимизации условий транспортировки сточных вод предусмотрены три перекачивающие канализационные насосные станции типа «Иртыш-Эко».

Местоположение станции очистки сточных вод выбрано с учетом санитарно-гигиенических и экологических требований. Для молочного завода подобрана локальная очистная станция жиросодержащих сточных вод, а для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод населенного пункта предложено использовать комплекс «Родник-М» заводского изготовления, предназначенный для полной биологической очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод. В основу работы данной установки заложен принцип двухступенчатой аэробной биологической очистки. После очистки сточные воды будут сбрасываться в реку Авлуху за территорией населенного пункта.

Выводы

Предлагаемая реконструкция существующих систем водоснабжения и водоотведения направлена на улучшение качества жизни населения.

Повторное использование промывных вод на станции водоподготовки, а также предложенные технологии очистки сточных вод позволят не допускать загрязнения водоисточника органическими и неорганическими веществами, химическими реагентами, добавляемыми в качестве коагулянтов и флокулянтов при обработке воды.

С учетом вышеизложенных положений можно сделать вывод о том, что экологическая безопасность проекта обеспечена.

Список литературы

1. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госстрой СССР. - М. : Стройиз-дат, 1985. - 135 с.

2. Классификаторы технологий очистки природных вод / под ред. М.Г. Журбы. - М., 2000. - 118 с.

3. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. - М. : Госкомсанэпиднадзор РФ, 2000. - 130 с.

4. ГОСТ 2761-84. Вода питьевая. Методы анализа. Контроль качества. - М., 1984. - 7 с.

5. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. В 3 т. / под ред. М.Г. Журбы. - Вологда ; Москва : ВОГТУ, 2001.

6. Васильев, Л.А. Предварительная обработка воды в условиях естественного биоценоза / Л.А. Васильев, А.Л. Васильев // Водоснабжение и санитарная техника. - М. : [б. и.], 1993. - № 11-12. - С. 20-21.

7. Алексеева, Л.П. Оценка эффективности применения оксихлорида алюминия по сравнению с другими коагулянтами / Л.П. Алексеева // Водоснабжение и санитарная техника. -М. : [б. и.], 2003. -№2-С. 11-14.

8. Современные технологии и оборудование для обработки воды на водоочистных станциях. - М. : НИИ КВОВ, 1997.

9. СНиП 2.04.03-85*. Канализация. Наружные сети и сооружения / Госстрой СССР. - М. : ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 72 с.

SUMMARY Ju.V. Korchevsky, I.G. Ushakovu, G.A. Gorelkina

Analysis of engineering water systems village of Krasny Yar and proposals

for their modernization

The article offers suggestions for improving water supply and sanitation village. Krasny Yar Omsk region. The results of determining the calculated water levels in the project alignment intakes. The recommendations for changes to the existing water treatment process flow diagram, Flow diagrams for wastewater treatment.

Key words: water supply, water intake structure, the calculated water levels, flow diagram of water treatment, drainage system, waste water treatment.

УДК 332.2121:004

Т.А. Филиппова, В.В. Нестеренко

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ОРГАНАХ КАДАСТРОВОГО УЧЕТА

Дан анализ действующей нормативно-правовой базы по предоставлению государственных и муниципальных услуг в области государственного кадастра недвижимости. Проведен мониторинг осуществления Федеральной службой государственной регистрации, кадастра и картографии мероприятий, направленных на осуществление межведомственного и межуровневого взаимодействия по обмену информационными ресурсами, ведения электронного документооборота между органами, выполняющими кадастровый учет, и кадастровыми инженерами.

Ключевые слова: кадастровый учет объектов недвижимости, Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии, автоматизированная система государственного кадастра недвижимости, предоставление государственных и муниципальных услуг в области кадастра недвижимости, межведомственное и межуровневое взаимодействие, электронный документооборот в кадастровых органах, кадастровые инженеры.

В целях реализации Федерального закона № 210-ФЗ «Об организации предоставления государственных и муниципальных услуг» Федеральной службой государственной регистрации, кадастра и картографии (далее - Росреестр) разработан и активно внедряется комплекс мероприятий по организации перехода на межведомственное и межуровневое взаимодействие. Так основы взаимодействия заинтересованных лиц с органами кадастрового учета в электронном виде с использованием сетей связи общего пользования (Интернет) определены в Федеральном законе № 221-ФЗ от 24.07.2007 г. «О государственном кадастре недвижимости». В соответствии со ст. 14 и 21 Федерального закона получение сведений, внесенных в кадастр, и предоставление документов, необходимых для кадастрового учета объектов недвижимости, может осуществляться посредством использования сетей связи общего пользования.

Развитие электронного юридически значимого документооборота началось с разработки прототипа сервера поддержки электронного документооборота кадастровых органов в соответствии с федеральной целевой программой «Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственного учета объектов недвижимости (2002-2007)», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 25.10.2000 г. № 745. С 2007 по 2010 г. были апробированы многие технические решения, зарекомендовавшие себя в «пилотных» регионах (Кемеровская, Калужская, Иркутская и Калининградские области), утверждены необходимые нормативные документы. Принятая нормативная база создала юридические предпосылки для перехода к безбумажным формам взаимодействия, в том числе для процедур предоставления документов для кадастрового учета земельных участков [1].

В соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 17.10.2009 г. № 1555-р «О плане перехода на предоставление государственных услуг и исполнение государственных функций в электронном виде федеральными органами исполнительной власти» за Росреестром закреплено предоставление следующих государственных услуг и исполнение следующих государственных функций в электронном виде:

• государственная регистрация прав на недвижимое имущество и сделок с ним;

© Филиппова Т.А., Нестеренко В.В., 2012