СТАНЦИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЛИВНЕВЫХ ВОД В УСЛОВИЯХ Г. СОЧИ

Полезная модель относится к устройствам для очистки ливневых сточных вод и может быть использована в коммунальном хозяйстве жилых массивов и промплощадок, а также для очистки ливневых вод с транспортных магистралей, автозаправочных станций в условиях г.Сочи.
Известно использование для очистки ливневых вод устройства [1], включающего коллекторы подвода и отвода ливневых вод, узлы накопления и очистки ливневых вод, обводной трубопровод ливнеспуска условно-чистых ливневых вод, смотровые колодцы на узлах накопления и очистки ливневых вод, при этом аккумулирующий резервуар выполнен в форме трубы с приямками в начале и ее конце для накопления песка и других механических примесей, очистной узел состоит из фильтрующих элементов гранулированного керамзита, затем минеральной ваты и сорбционных матов и перекрыт съемными плитами для периодической замены фильтрующих элементов, цилиндр узла очистки ливневых вод оснащен двумя обручами-опорами с петлями по периметру цилиндра для проворачивания в процессе эксплуатации вокруг продольной оси.
К сожалению, известное устройство [1] в условиях г.Сочи при большом объеме строительно-монтажных работ и перевозок автотранспортом строительных материалов и грунта
быстро заиляется во время дождей и требует частой смены фильтрующих элементов.
Наиболее близким к предлагаемому новому техническому решению является описание очистной установки, предложенной в патенте на полезную модель [2]. В известном техническом решении очистная установка включает коагулятор-флокулятор с вводом реагентов и снабжена кассетами с ершовой насадкой, тонкослойным отстойником с перекрестной схемой движения воды и осадков и фильтром с трехслойной зернистой загрузкой из антрацита, модифицированного азотсодержащего угля и цеолита, равных по высоте слоев. Подачу ливневых вод на очистку осуществляют из аккумулирующих резервуаров.
Наблюдения за работой ливнеочистной станции, реализованного технического решения [2], показали, что до 80% механических примесей ливневых вод, собранных с участка автодороги, проходящей по ущелью р.Мзымта на Красной Поляне, оседает в аккумулирующем резервуаре и не нуждаются в коагуляции или флокуляции. Кроме того, очень низкая буферность дождевой воды по карбонатному равновесию приводит к тому, что при вводе в очищаемую воду коагулянта, имеющего кислую реакцию в растворе, без добавки щелочи происходит закисление ливневых вод и эффективного отстаивания ливневой воды в тонкослойном отстойнике не происходит.Более эффективна флокуляция взвешенных веществ ливневых вод высокомолекулярным флокулянтом Praestol-853, имеющим положительный заряд, но не меняющим рН ливневых вод. Этот процесс целесообразно осуществлять непосредственно после аккумулирующего резервуара, чтобы последующие узлы доочистки были меньше нагружены взвешенными веществами и не требовали частой промывки, регенерации и других операций по эксплуатации очистной станции.
Задача полезной модели - снижение затрат на эксплуатацию очистной станции ливневых вод, на обезвоживание выделяемых осадков, стабилизация параметров качества очищенных вод в период сезона дождей.
Поставленная задача решается за счет того, что в известную конструкцию ливнеотводящей сети, включающей ливнеприемники, коллектора ливневой канализации, регулирующие расход ливневых вод аккумулирующие резервуары, снабжают узлом реагентного хозяйства приготовления раствора высокомолекулярного положительно заряженного флокулянта с насосом-дозатором раствора реагента в напорный трубопровод погружной в аккумулирующий резервуар насосной установки, очистную станцию комплектуют тонкослойными отстойниками с противоточной схемой движения воды и осадков, ершовым фильтром доочистки и сорбционным фильтром глубокого удаления нефтепродуктов, размещенным в тканевом мешке, отработанный сорбент утилизируется совместно с осадком из аккумулирующих резервуаров и тонкослойного отстойника после сгущения и обезвоживания в тех же мешках, которые используются для удержания сорбента, в мешках же производят и прогрев обезвоженных осадков до температуры 80°С для обеззараживания осадков перед отправкой на утилизацию в качестве грунта для рекультивации нарушенных территорий.
Анализ известных технических решений, относящихся к устройствам для очистки сточных вод, в аналогичной комбинации и их взаимном расположении показал, что технических решений, содержащих ту же совокупность существенных признаков, что и в заявляемой очистной станции, не обнаружено.
Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемое очистное устройство соответствует критерию «новизна». Анализ выявленных отличительных от прототипа существенных признаков показал, такие или сходные с ним признаки в известных технических решениях с такой совокупностью размещения и взаимного расположения не обнаружены, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемое очистное устройство соответствует критерию «существенные отличия».
Конструкция станции очистки ливневых вод в условиях г.Сочи поясняется чертежами, где на Фиг.1. изображена технологическая схема сбора, накопления и очистки ливневых вод, накопления, сгущения, обезвоживания и обеззараживания выделяемых из ливневых вод осадков. На Фиг.2. показан общий вид блок-контейнеров для размещения оборудования, используемого для очистки, обеззараживания ливневых вод, сбора и подготовки к утилизации выделенных осадков ливневых вод.
Обозначения на Фиг.1,2
1. Участок автодороги
2. Ливнеприемник
3. Смотровой колодец ливневой канализации
4. Ливневой коллектор
5. Аккумулирующий резервуар
6. Песколовка, ловушка плавающих примесей
7. Ливнеспуск условно-чистых вод
8. Погружной насос подачи ливневых вод на очистную станцию
9. Очистное устройство ливневых вод
10. Патрубок ввода флокулянта в напорный трубопровод насосной установки 8.
11. Установка «автофлок» реагентного хозяйства
12. Тонкослойный отстойник
12.1 Полочное пространство
12.2 Пазуха ввода ливневых вод в отстойник
12.3 Лоток ввода ливневых вод в пазухи отстойника
12.4 Лоток отвода отстоенных ливневых вод
12.5 Пирамидальное днище тонкослойного отстойника
13. Ершовый фильтр
13.1 Кассета для крепления ершовой насадки
13.2 Ершовая насадка
13.3 Барботеры регенерации ершовой насадки 13.2
13.4 Полупогружная перегородка
13.5 Выпуск регенерационных вод ершового фильтра
14. Воздуходувка
15. Сорбционный фильтр
15.1 Мешок для сорбента С-Верад
15.2 Перфорированный трубопровод ввода ливневых вод в сорбционный фильтр
16. Выпуск осветленных вод из очистной стванции на УФО
17. УФО
18. Мешковые обезвоживающие устройства
19. Насос откачки осадка из тонкослойного отстойника 12 и ершового фильтра 13 на осадкоуплотнитель 26.
20. Трубопровод подвода осадков к насосу 19
21. Напорный трубопровод подачи осадков на сгущение в осадкоуплотнитель 26 и далее на обезвоживающее устройство 18.
22. Трубопровод отвода иловой воды от обезвоживания осадков ливневых вод в аккумулирующий резервуар 5.
23. Входная дверь в блок-контейнер очистной станции
24. Склад реагентов
25. Электрощит
26. Осадкоуплотнитель
27. Сброс надосадочной воды в резервуар 5
28. Трубопровод подачи уплотненного осадка в устройство 18
29. Выпуск очищенных ливневых вод в поверхностный водоем
30. Термостат для прогрева в мешках обезвоженного осадка. Очистное устройство ливневых вод в условиях г.Сочи принимает на очистку ливневые воды, поступающие, например, с участка автодороги 1 через ливнеприемник 2 в канализационный ливневой коллектор 4, имеющий смотровые колодцы 3, ливнеспуск 7 условно чистых вод, аккумулирующий резервуар 5 с выделенным отсеком под песколовку и ловушку 6 плавающих примесей. В резервуаре 5 смонтирован погружной насос 8 равномерным расходом подающий по напорному трубопроводу ливневые воды на очистную станцию 9 ливневых вод. Из очистной станции 9 по трубопроводу 29 выпуска очищенная ливневая вода сбрасывается в поверхностный водоток. Очистное устройство 9 имеет установку «Автофлок» реагентного хозяйства 11 для ввода в напорный трубопровод через патрубок 10 раствора флокулянта. Смесь ливневой воды и флокулянта поступает в тонкослойный отстойник 12 через лотки 12.3 в пазухах 12.2 и поднимаясь вверх внутри полочного пространства 12.1 перетекает в водосборный лоток 12.4. Сфлокулированные примеси взвешенных частиц ливневых вод оседают из полочного пространства в пирамидальное днище 12.5. Из пирамидального днища 12.5 осадки по трубопроводу 20 подводятся к насосу 19 откачки осадков тонкослойного отстойника 12 в осадкоуплотнитель 26 по напорному трубопроводу 21 и далее по трубопроводу 28 в мешковые обезвоживающие устройства 18. Отделившаяся в осадкоуплотнителе 26 надосадочная вода по трубопроводу 27 сливается в аккумулирующий резервуар 5. Из тонкослойного отстойника 12 осветленная вода через полупогружную перегородку 13.4 поступает в ершовый фильтр 13. Внутри ершового фильтра 13 смонтированы кассеты 13.1 с закрепленной ершовой насадкой 13.2 из полиамидных волокон и барботеры 13.3 регенерации ершовой насадки. Для выпуска регенерационных вод предусмотрена выпускная труба 13.5, отводящая регенерационную воду в аккумулирующий резервуар 5. Воздух для барботеров 13.3 поступает от воздуходувок 14 (одна рабочая и одна резервная).
Очищенная в ершовом фильтре 13 ливневая вода перетекает в сорбционные фильтры 15, представляющие собой тканевые мешки 15.1, внутри которых насыпан сорбент С-Верад. Вода изливается внутрь сорбента по перфорированной трубе 15.2. Процеженная через сорбционный фильтр 15 ливневая вода по выпускной трубе 16 поступает на обеззараживание в устройство УФО (ультрафиолетовое обеззараживание) 17, а затем на выпуск 29 в поверхностный водоем. Для сброса отделившейся в мешковых обезвоживателях 18 воды предусмотрена труба 22 сброса воды в аккумулирующий резервуар 5.
Очистное устройство ливневых вод имеет в блок-контейнерах дверные проемы 23, склад реагентов 24, электрощит 25, термостат 30 для прогрева в мешках обезвоженного осадка.
Работает очистное устройство ливневых вод в условиях г.Сочи следующим образом.
3
3
Ливневые воды, стекающие с отрезка автодороги 1 или с площадки стоянки автотранспорта, процеживаются через решетку ливнеприемника 2 по коллектору 4 с поворотными и линейными смотровыми колодцами 3 собираются в аккумулирующем резервуаре 5. Дожди в г.Сочи продолжаются долго, иногда по несколько суток, поэтому постепенно потоки ливневых вод становятся менее загрязненными и их уже можно отнести к условно-чистым, поэтому в аккумулирующем резервуаре предусмотрен ливнеспуск 7 для сброса условно-чистых ливневых вод, минуя очистную станцию 9. Загрязненные воды проходят через выделенный под песколовку и ловушку плавающих примесей 6 отсек аккумулирующего резервуара 5 и посредством погружного насоса 8 подаются на очистную станцию ливневых вод 9. Из реагентного хозяйства 11 посредством устройства «автофлок» в напорный трубопровод от погружного насоса 8 через специальный патрубок 10 вводится в поток ливневых вод высокомолекулярный положительно заряженный флокулянт, например, Praestol-853. Флокулянт не меняет реакцию среды, рН, поэтому не требует ввода щелочного реагента и не добавляет оксидов металлов в осадок ливневых вод. Поскольку по данным наблюдений в аккумулирующем резервуаре 5 оседает до 80% всех взвесей ливневых вод, то потребная доза флокулянта составляет 1…2 г/м вместо 30…50 г/м коагулянта.
В результате проведенных исследований поток ливневых вод, подаваемый погружным насосом 9 с концентрацией взвешенных веществ до 200 мг/л после обработки положительно заряженным флокулянтом и формирования хлопьев взвесей в пазухах 12.2 после лотков 12.3 при скорости нисходящего потока не более 20 мм/с в полочном пространстве 12.1 тонкослойного отстойника 12 при расстояниях между полками 12.1 50 мм и движении со скоростью 4…5 мм/с осветляется на 85…90% и, перетекая в водоотводящий лоток 12.4, по составу близок к нормативу качества для сброса в рыбохозяйственный водоем. Хлопья отделившегося осадка оседают в пирамидальное днище 12.5 и периодически откачиваются по трубопроводу 20 посредством насоса 19 по напорному трубопроводу 21 в осадкоуплотнитель 26 с последующим выпуском уплотненного осадка по трбопроводу 28 в мешковое обезвоживающее устройство 18, а надосадочная вода сбрасывается по трубопроводу 27 в аккумулирующий резервуар 5. В аккумулирующий резервуар 5 по трубопроводу 22 отводится и дренажная вода, отделившаяся от осадка в мешковых обезвоживающих устройствах 18. Из тонкослойного отстойника 12 через полупогружную перегородку 13.4 осветленная ливневая вода перетекает в ершовый фильтр 13, оснащенный кассетами 13.1, заполненные ершовой насадкой 13.2 из полиамидных положительно заряженных волокон, барботерами 13.3 регенерации ершовой насадки и сбросным трубопроводом 13.5, снабженным магнитным клапаном.
Использование флокулянта, а не коагулянтов, тонкослойного отстойника и ершового фильтра с положительно заряженной волокнистой насадкой в основном решает поставленную в полезной модели задачу снижения затрат на эксплуатацию очистной станции ливневых вод, уменьшения количества и затрат на выделение и обезвоживание осадков ливневых вод, поскольку не требуется менять фильтрующие узлы, количество осадков не добавляется за счет ввода осадкообразующих реагентов. Регенерация ершей осуществляется автоматически, по таймеру, включением и выключением воздуходувки 14 и открыванием магнитного клапана на сбросном трубопроводе 13.5. Доведение параметров качества по нефтепродуктам производится в сорбционном фильтре 15, состоящем из тканевых мешков 15.1, заполненных сорбентом С-Верадом, с подачей воды внутрь мешка по перфорированной трубе 15.2.
Учитывая, что нефтепродукты на 90…95% извлекаются при предварительной очистке в аккумулирующем резервуаре 5, в тонкослойном отстойнике 12, сорбируются на полимерных волокнах в ершовом фильтре 13, то сорбционной емкости сорбента в сорбционном фильтре 15 хватает на год эксплуатации. При этом мешки 15.1 для удерживания сорбента после исчерпания сорбционной емкости сорбента используются многократно в мешковом обезвоживающем устройстве 18. Качество очищенных ливневых вод на выпуске 29 и при поступлении по трубе 16 на УФО 17 стабильно во времени потому, что практически не зависит от квалификации и дисциплинированности обслуживающего персонала. Режим работы очистной станции устанавливается во время проведения пусконаладочных работ квалифицированными специалистами и работа обслуживающего персонала состоит в своевременной смене мешков в обезвоживающем устройстве 18, пополнении запаса флокулянта на складе 24 реагентов, в обслуживании механизмов, насосов 8 и 19, воздуходувок 14, насосов-дозаторов в установке «Автофлок» 11, контроле за работой ламп в устройстве 17 УФО, наблюдении за состоянием электрощита 25, в своевременной смазке петель на входных дверях 23, выдерживании температуры в термостате 30 для обеззараживания обезвоженных в мешках осадков сточных вод.