УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЛИВНЕВЫХ ВОД

Полезная модель относится к устройствам для очистки ливневых и талых вод, поступающих в ливнеотводящую сеть, преимущественно от взвешенных и коллоидных примесей, а также нефтепродуктов и позволяет обеспечить гарантированную эффективную очистку ливнестоков и упростить эксплуатацию очистной станции.
Известно использование габионных конструкций очистных фильтрующих сооружений (ГОФС) [1] для очистки поверхностных стоков до уровня нормативов на сброс в рыбохозяйственные водоемы. К сожалению, через 2 года эксплуатации ГОФС подлежат капитальной реставрации, поскольку фильтрующие узлы, особенно сорбционные, исчерпывают свои фильтрационные возможности и дальнейшая их эксплуатация не гарантирует качественной очистки стоков.
Кроме того, у ГОФС отсутствует упорядоченный ливнесброс воды, не нуждающейся в очистке, что выяснилось в регионе Большого Сочи, где за один дождь выпадает до 0,3 м слой атмосферных осадков.
Большие гарантии для качественной очистки стоков с поверхности дорог и остальной урбанизированной территории обеспечивает очистная станция, приведенная в патенте на полезную модель [2].
К недостаткам прототипа относятся сложность ее эксплуатации, необходимость наличия эксплуатационного персонала для обслуживания достаточно сложных механизмов и оборудования очистной станции в стесненных условиях, поскольку очистная станция находится непосредственно под автодорогой и при обслуживании нужно временно перекрывать движение по одной из линий автодороги.
Цель полезной модели - увеличение гарантии стабильно эффективной работы очистной станции ливневых вод, упрощение и сокращение времени обслуживания очистного оборудования под автодорогой, максимальное использование фильтрационных возможностей фильтрующих элементов очистного узла.
Достигается поставленная цель снабжением устройства для очистки ливневых вод узлами накопления и очистки. Узел накопления включает аккумулирующий резервуар и коллектора подвода и отвода ливневых вод. Аккумулирующий резервуар выполняется в виде трубопровода большого диаметра, расположенного под проезжей частью автодороги, оборудуется обводным трубопроводом ливнеспуска с отдушиной, исключающей сифонирование ливнестоков по ливнесбросной трубе.
Аккумулирующий резервуар узла накопления оборудуется также на входе и выходе приямками и люками для установки и выемки поддонов, накапливающих песок и прочие механические примеси. На выходе аккумулирующий резервуар герметично стыкуется с узлом очистки ливневых вод, состоящим из одного или нескольких в ряду фильтрующих элементов в виде цилиндров диаметром, равным диаметру трубы аккумулирующего резервуара, снабженных обручами-опорами в виде труб и петлями в начале и конце цилиндра по периметру цилиндров для их проворачивания в процессе эксплуатации вокруг продольной оси.
Фильтрующие элементы оснащены цилиндрическими картриджами вначале из гранул вспененного керамзита, затем слоев минеральной ваты и в конце из сорбционных матов СМ 50 «С-верад» [1].
С-верад - минеральный адсорбент относится к новому классу металл-углеродных адсорбентов, получаемых на основе природного слоистого алюмосиликата-вермикулита при высокой температуре в контролируемой газовоздушной среде. Отличительной особенностью материалов является создание на поверхности алюмосиликатных слоев вермикулита металл-углеродной матрицы, где атомы кальция, магния и других находятся в гиперкоординированном состоянии, обеспечивая новые, неординарные потребительские свойства адсорбента.
Наследование С-верадом матрицы исходного почвенного минерала-вермикулита создает исключительные условия для развития на его поверхности популяций биоокислителей: бактерий и псевдобактерий, коринебактерий, микобактерий, актиномицет и бацилл, а также азот фиксирующих бактерий. Использование С-верада в биохимической технологии ремедиации природной среды и низкие затраты на производство и применение при их экологической чистоте делают его конкурентноспособным известным материалам в биоремедиации среды.
СМ50 - сорбирующий мат представляет собой тканевую оболочку в форме пластины размером 500×500 мм и толщиной 50 мм, заполненную сорбентом С-верадом ТУ 164-001-59998726-05.
Фильтрующие элементы располагаются в выемках под автодорогой, перекрытых съемными плитами, и за петли на образующей поверхности из цилиндров могут быть вынуты автокраном и заменены на новые.
На Фиг.1 схематично изображен план устройства для очистки ливневых вод, на Фиг.2 показан продольный разрез устройства, на Фиг.3 изображен поперечный разрез устройства в месте размещения обводного трубопровода ливнесброса, на Фиг.4 показан поперечный разрез фильтрующего элемента по слою гранул вспененного керамзита, на Фиг.5 изображен продольный разрез фильтрующего элемента, включающий все фильтрующие слои от вспененных гранул керамзита до минеральной ваты и матов СМ50 «С-верад».
Заявляемое устройство для очистки ливневых вод включает следующие элементы:
А. Узел накопления.
В. Узел очистки.
1. Труба подводящего коллектора ливневых стоков.
2. Переходная камера от коллектора к аккумулирующему резервуару.
3. Плиты перекрытия.
3'. Смотровой люк в плите перекрытия.
4. Труба аккумулирующего резервуара.
5. Труба фильтрующего элемента.
6. Обводной трубопровод ливнеспуска.
7. Приямок в трубе аккумулирующего резервуара.
8. Поддон с петлями накопления песка и прочих механических примесей ливневых стоков и их удаления при обслуживании устройства для очистки ливневых вод.
9. Трубчатые обручи фильтрующих элементов.
10. Петли на образующей поверхности труб фильтрующих элементов.
11. Труба отводящего коллектора очищенных ливневых вод.
12. Слой гранул вспененного керамзита.
13. Слой минеральной ваты.
14. Слой матов СМ50 «С-верад».
15. Корпус лотка для размещения вынимающихся фильтрующих элементов 5.
16. Отдушина срыва сифона на обводном трубопроводе ливнеспуска 6.
Устройство для очистки ливневых вод выполнено (Фиг.1) продолжением коллектора 1 ливнестоков через стыковочную переходную камеру 1, крытую съемными дорожными плитами 3 перекрытия, с трубой 4 аккумулирующего резервуара, имеющем смотровые люки в плите перекрытия 3' в начале и в конце аккумулирующего резервуара. Под люками в трубе 4 аккумулирующего резервуара (Фиг.2) сделаны в дне проемы в виде приямков 7, в которых установлены вынимаемые через люки поддоны 8, снабженные петлями для крюков автокрана. Поддоны предназначены для сбора отложений песка и прочих механических примесей, транспортируемых ливнестоками. Входной торец аккумулирующего резервуара снабжен обводной трубой ливнеспуска (Фиг.3) для пропуска условно-чистых ливневых вод, минуя узел накопления А и узел очистки В ливневых вод. Торец выхода аккумулирующего резервуара стыкуется с корпусом лотка 15, в котором размещается труба фильтрующего элемента 5 (Фиг.5). На корпусе трубы фильтрующего элемента 5 закреплены два кольцевых трубчатых обруча 9 и петли 10, обеспечивающие возможность прокручивания трубы фильтрующего элемента 5 вокруг продольной своей оси внутри лотка 15. Фильтрующий элемент 5 содержит внутри на входе слой 12 (Фиг.5) гранул вспененного керамзита, далее слой 13 минеральной ваты и затем после разделительного слоя гранул вспененного керамзита слой 14 матов СМ50 «С-верад».
Обводной трубопровод ливнеспуска 6 снабжен отдушиной 16 срыва сифона.
Устройство для очистки ливневых вод работает следующим образом.
По трубе 1 подводящего коллектора ливневых стоков вода поступает в переходную камеру 2 от коллектора к аккумулирующему резервуару. Переходная камера 2 необходима вследствие различия диаметров труб 1 подводящего коллектора и трубы 4 аккумулирующего резервуара. Переходная камера 2 перекрыта съемными плитами 3 перекрытия. Наличие над переходной камерой 2 съемных плит 3 перекрытия позволяет опускать в переходную камеру 2 механизмы для очистки дна трубы 4 аккумулирующего резервуара в поддоны 8, находящиеся в приямках 7 в начале и конце аккумулирующего резервуара, а через смотровые люки 3' в трубе 4 над приямками 7, обеспечивать удаление песка и прочих механических примесей, собранных в поддоны 8 с дна трубы 4 аккумулирующего резервуара. Когда труба 4 аккумулирующего резервуара оказывается заполненной водой, а поступление дождевых вод продолжается и избыток воды не успевает фильтроваться через фильтрующий элемент 5, то она начинает вытекать из аккумулирующего резервуара через обводной трубопровод ливнеспуска 6 и, минуя узлы накопления А и очистки В ливневых вод, соединяться с очищенной водой в трубе 11 отводящего коллектора очищенных ливневых вод. Если уровень воды в аккумулирующем резервуаре начинает падать в связи с уменьшением притока новых порций ливневых вод, то срабатыванию сифонирования воды через трубу 6 ливнеспуска препятствует отдушина 16, сообщающая колено трубы 6 ливнеспуска с атмосферой.
При фильтровании ливневых вод из аккумулирующего резервуара, работающего отстойником для взвешенных веществ с гидравлической крупностью более 1 мм/с, через фильтрующий трехслойный элемент в последнем протекают процессы адгезии, адсорбции и электроудерживания заряженных частиц примесей ливневых вод. Внутри слоя 12 гранул вспененного керамзита происходит задержание механических примесей как в порах керамзита, и так и в пустотах между гранулами, в слое 13 минеральной ваты задерживаются мелкие механические примеси и коллоидные вещества, а также нефтепродукты. В слое 14 сорбционных матов СМ50 «С-верад» задерживаются растворенные в воде нефтепродукты. Поскольку через нижнюю часть цилиндрической трубы 5 фильтрующего элемента протекает большее количество фильтруемых ливнестоков, то она загрязняется больше и нужно проворачивать фильтрующий элемент вокруг своей горизонтальной продольной оси. Проворачивание корпуса 15 трубы 5 фильтрующего элемента вокруг своей центральной продольной оси обеспечивается с помощью грузоподъемного автокрана, системы тросов и крюков, захватывающих петли 10 на боковой поверхности цилиндра трубы 5 фильтрующего элемента. Подъем одной стороны за петли 10 трубы 5 фильтрующего элемента приведет к ее проворачиванию вокруг горизонтальной центральной продольной оси. Верхние слои фильтрующих материалов опускаются вниз, а нижние переходят вверх и заполнение слоев загрязнениями уравнивается до исчерпания грязеемкости. Трение сокращено наличием обручей 9.
В случае исчерпания грязеемкости труба 5 фильтрующего элемента с помощью все того же автокрана вынимается из лотка 15 и вывозится на грузовом автомобиле на регенерацию или утилизацию, а на ее место монтируется новый фильтрующий элемент 5.
Процедура проворачивания или замены фильтрующего элемента 5 проводится в течение одного, двух часов в ночное время в отсутствие дождя без прекращения движения по одной половине уличной дороги.
Длина и диаметр трубы 4 аккумулирующего резервуара вычисляется по известным формулам и рекомендациям для конкретного населенного пункта.
Диаметр и длина одной или нескольких труб 5 фильтрующих элементов назначаются расчетом в зависимости от грязеемкости фильтрующих слоев и величин количества загрязнений в ливневых водах после отстаивания их в трубе 4 аккумулирующего резервуара.
В отличие от прототипа на месте размещения очистного устройства под проезжей частью улиц продолжительные работы по освобождению фильтрующих элементов от накопленных загрязнений не производятся и эксплуатация устройства по очистке ливневых вод в месте их размещения на улицах упрощена и сокращена во времени и стабилизирована по качеству очищенной дождевой воды за счет возможности проворачивания фильтрующих элементов 5 вокруг продольной их оси или оперативной замены.
Источники информации:
1. Габионные очистные фильтрующие сооружения. Патент №2200802.
2. Конструкция ливнеотводящей сети. Патент на полезную модель №78822. От 21 июля 2008 г.