Интенсификация обезвоживания осадка очистных сооружений канализации Хабаровска

Все выше сказанное подчеркивает необходимость качественного утепления опор. На рис. 3 показана очень распространенная ситуация, когда пазухи опор вообще не утепляют.

Таким образом, для защиты водовода от перемер-зания при температуре наружного воздуха минус 450С, с использованием пенобетона (или другого теплоизолирующего материала) с коэффициентом теплопроводности от 0,1 до 0,8 Вт/м 0С, толщина теплоизоляции должна соответственно составлять от 30 до 315 мм.

Библиографический список

1. Богословский П.А. Ледовый режим трубопроводов гидроэлектрических станций. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1950.-154 с

2. Зенгер Н.Н. Особенности устройства трубопроводов в условиях вечной мерзлоты. М.: Стройиздат, 1964.-99 с.

3. Стеганцев В.П. Исследования работы водоводов в суровых климатических условиях Восточной Сибири. Автореферат диссерт. на соискание уч. степени. канд. техн. наук. Красноярск, КрасНПСНИИП. 1965.-28 с.

4. Акимов О.В., Акимова Ю.М. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Расчет трубопроводов в ледовом режиме» № 2006613291, 18.09.2006 г.

УДК 628

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ КАНАЛИЗАЦИИ ХАБАРОВСКА

Е.Л.Терехова1

Дальневосточный государственный университет путей сообщения, 680021, г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.

Описан опыт по выбору наиболее эффективного флокулянта для обезвоживания осадка на иловых площадках и

проверка его эффективности в натурных условиях.

Ил.3

Ключевые слова: обезвоживание; осадок; сточные воды; очистные сооружения.

INTENSIFICATION OF DEHYDRATION OF SEWAGE TREATMENT PLANTS SLUDGE OF HABAROVSK E.L. Terehova

Far Eastern State University of Railroad Engineering 47 Seryshev St., Habarovsk, 680021

The author describes the experience to choose the most efficient flocculant for the sludge dehydration on the silt sites and its efficiency testing in natural conditions. 3 figures.

Key words: dehydration; sludge; sewage; treatment plants.

На очистных сооружениях бытовых сточных вод г. Хабаровска обезвоживание сырого осадка и активного ила осадка сточных вод (ОСВ) осуществляется на иловых площадках. Осадок на иловых площадках обезвоживается неудовлетворительно, горизонтальный дренаж системы иловых карт быстро кольматиру-ется, что приводит к накоплению влаги в объеме осадка. Особенностью климатических условий Дальнего Востока являются затяжные муссонные дожди в конце лета. Выпавшие осадки увеличивают продолжительность обезвоживания осадка, что ведет к увеличению площадей иловых карт.

Необходимость строительства новых площадок и их высокая строительная стоимость потребовали нового подхода к решению проблемы.

После изучения литературы по применению технологии обезвоживания ОСВ и опыта работы водоканала г. Новосибирска было решено экспериментально оценить эффективность использования флокулянтов для обезвоживания осадка. В проводимых экспериментах проверялись 12 марок флокулянтов: анионные флокулянты марок praestol-2510, 2530, 2540, неионо-генный флокулянт praestol-2500 и катионные флоку-

лянты марок praestol-851, 852, 853, 650, 611, superflos-446, 496, 718.

На стадии лабораторных исследований осадок и активный ил объемом 100 лм перемешивались различными дозами с 0,1%-ным раствором флокулянта. Полученный раствор фильтровался. В результате эксперимента для каждой марки флокулянта были получены зависимости объема фильтрата, выделенного из осадка, от дозы флокулянта. Из 12 проверенных флокулянтов наилучшие результаты по обезвоживанию показали флокулянты марок praestol-851, praestol-852, praestol-853. На рис. 1 показана зависимость выделенного объема фильтрата от времени отстаивания осадка (при дозе флокулянта 30 мг/л) для трех наиболее эффективных флокулянтов. Согласно полученным результатам наилучшие показатели обезвоживания осадка в лабораторных условиях у флокулянта praestol-853.

Дальнейшая стадия исследования влияния трех лучших выбранных флокулянтов на процесс обезвоживания осадка осуществлялась на лабораторной модели иловой площадки.

Модель иловой площадки представляла собой ко-

1Терехова Екатерина Львовна, кандидат технических наук, доцент кафедры гидравлики и водоснабжения, тел.: (4212)407507. Terehova Ekaterina Lvovna, a candidate of technical sciences, an associate professor of the Chair of Hydraulics and Water supply, tel.: (4212)407507.

70 -г

60

§ 50

га

^ 40

5

^ 30

Я 20

13

10

0

ргаеэ1:о!-853 ргаеэ1:о!-852 ргаеэ1о!-851

без флокулянта

20'

40'

60' 120'

время отстаивания , мин

Рис.1. Зависимость объема фильтрата от

робчатую конструкцию с размерами в плане 1,8*0,8 м и высотой 0,15 м с двумя вертикальными водоприемными колодцами. Подача осадка производилась в торце модели по аналогии с существующей площадкой в наиболее удаленном от водоприемных колодцев месте. Заполнение модели площадки осадком осуществлялось в течение 4 дней. Площадка заполнялась два раза в сутки, так же как и в реальных условиях. Перед подачей на модель площадки в осадок вводился флокулянт. Вода, выделенная из осадка, поступала в вертикальные водоприемные колодцы и отводилась

времени отстаивания при дозе флокулянта 30 мг/л

новлено также, что вблизи колодцев формировался плотный осадок, который снижал скорость отведения фильтрата.

Показатели БПК5 и взвешенных веществ в иловой воде соответствовали показателям иловой воды, удаляемой с иловых площадок уплотнителей. Максимальная биохимическая потребность в кислороде в иловой воде составила 1662 мг/л, а во взвешенных веществах - 1460 мг/л. Экспериментальный график по уменьшению высоты слоя осадка на модели приведен на рис 2.

32 64 96 128 160 192 Объем осадка, л

224

Рис. 2. График изменения высоты слоя осадка от объема удаляемого фильтрата: Ь - высота слоя осадка, формируемого на лабораторной установке при ее заполнении в течение 4 дней; Ь' - высота уплотняемого слоя осадка в течение 4 дней

в емкость. Объем поступившей через вертикальные колодцы воды измерялся каждый раз перед подачей на площадку новой порции осадка. Высота слоя осадка в модельной площадке измерялась сразу после поступления очередной порции осадка.

За время проведения эксперимента было подано на модель площадки 224 л осадка, через дренаж удалено 56,5 % воды. В результате удаления влаги объем осадка уменьшился до 98 литров. Измерением влаги на периферии и у водоприемных колодцев установлено, что влажность осадка на всей площадке модельной установки изменяется от 90 до 86,8 % . Уста-

Принципиальная проверка эффективности обезвоживания осадка, обработанного флокулянтом, в натурных условиях осуществлялась на одной из иловых карт городских очистных сооружений канализации. Натурный эксперимент проводился на иловой площадке размерами в плане 160 х 65 м и глубиной 1,2 м. Система отведения иловой воды с площадок была переделана в соответствии с рекомендациями, полученными на основе лабораторных исследований. Для удаления иловой воды применялся существующий обычный горизонтальный дренаж. Кроме того, на площадке было дополнительно смонтировано два

вертикальных дренажных колодца с щелевой перфорацией. Фундаменты дренажных колодцев возвышались над дном иловой площадки на 0,15 м, поэтому от основания колодцев были проложены короткие дренажные трубы диаметром 110 мм. Применение комбинированного сбора и отведения иловой воды должно было обеспечить устойчивый процесс влагоотдачи осадка на начальной стадии заполнения иловой площадки, что было установлено в процессе эксперимента.

Дренажные колодцы были установлены на расстоянии 40 м друг от друга. Схема переоборудованной иловой карты и ее оснащение представлены на рис. 3.

Узел приготовления флокулянта располагался на открытом воздухе вблизи иловой площадки у выпуска и включал: мешалку объемом 2,8 м3, насос для перекачки раствора флокулянта, расходный бак объемом 4,5 м3 и механический смеситель осадка с флокулян-том.

Раствор флокулянта приготавливался в два приема. В смеситель флокулянт загружался вручную небольшими порциями. Приготовление раствора флокулянта длилось 30-40 минут. Смешение осадка с раствором флокулянта и его дозирование осуществлялись насосом по мере подачи осадка. Для обработки осадка использовался раствор флокулянта с концентрацией 0,1%, доза 30 мг/л.

В процессе взаимодействия флокулянта с осадком происходило укрупнение и флокуляция твердой фазы осадка с интенсивным отделением и отслоением воды, которая отводилась через вертикальный и горизонтальный дренаж.

160м

По результатам лабораторных исследований не обработанный флокулянтом активный ил показал удовлетворительные свойства обезвоживания, поэтому было решено осадок и активный избыточный ил направлять раздельно на две иловые площадки. Обработке флокулянтом подвергался только осадок, который в количестве 300 м3 по напорному трубопроводу подавался на иловую площадку утром. Продолжительность эксперимента составила 25 дней. За этот период на иловую карту поступило ~ 7500 м3 осадка.

На начальной стадии заполнения карты происходило интенсивное удаление воды, что приводило к переполнению существующей сети водоотведения. Для устранения данного недостатка была реконструирована насосная станция иловой воды. Эксперимент на действующей карте показал, что через иловую карту было удалено 4600 м3 воды. На иловой карте в период наблюдений выпадали атмосферные осадки, которые быстро удалялись совместно с иловой водой. Таким образом, суммарный расход удаляемой воды с карты составил ~ 5050 м3. После полного заполнения карты установили, что вокруг водоприемных колодцев образуется плотный слой осадка, который препятствует удалению воды. Выделенная из осадка влага формируется в устойчивый слой между уплотненным осадком и всплывшими на поверхность воды веществами.

Выявленные недостатки отведения воды были устранены в следующем году на новых площадках.

Новая конструкция представляет собой каскад из трех иловых карт общей площадью 3,9 га. На картах были установлены фильтрующие устройства с круп-

7777777 | 9 '

Рис. 3. План-схема натурной испытательной иловой площадки: 1 - карта иловой площадки; 2 - вертикальный дренажный колодец; 3 - смотровой колодец; 4 - трубопровод отведения дренажных вод; 5 - мешалка; 6 - расходный бак; 7 - насос подачи флокулянта в смеситель; 8 - смеситель; 9 - трубопровод подачи осадка; 10 - выпуск

ным наполнителем, что позволило избежать кольма-тации, повысило эффект обезвоживания и исключило образование уплотненного слоя осадка перед водоприемными колодцами.

В течение пяти теплых месяцев осадок и активный ил обезвоживались на рабочих иловых картах. Летний эксперимент подтвердил вывод о том, что флокулянт

ускоряет выделение из осадка и активного ила связанной воды, что позволяет сократить количество одновременно эксплуатируемых карт.

Благодаря использованию флокулянта удалось повысить производительность иловых карт в 2,5 раза без строительства новых карт.

УДК 628.1

ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ СИСТЕМ ПОДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ

В.Р.Чупин1, А.С.Душин2

Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Обоснована необходимость комплексной оценки надежности систем подачи и распределения воды. Предложена методика по исследованию надежности водообеспечения каждого потребителя в отдельности и системы в целом.

Ил. 5. Табл. 2. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: оценка надежности; водообеспечение; водоснабжение; система подачи и распределения воды.

THE ASSESSMENT OF RELIABILITY OF WATER PROVISION OF WATER SUPPLY AND DISTRIBUTION SYSTEMS UNDER OPERATION V.R. Chupin, A.S. Dushin

Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074

The authors substantiate the necessity of complex assessment of the reliability of systems of water supply and distribution. They offer a procedure to study the reliability of water provision both of every single consumer and the system on the whole.

5 figures.2 tables. 4 sources.

Key words: reliability assessment; water provision; water supply; the system of water supply and distribution.

Как любая система массового обслуживания, система подачи и распределения воды (СПРВ) должна обладать определенными свойствами - выполнять функции водообеспечения, сохраняя во времени установленные технологические параметры в пределах, соответствующих заданным режимам и условиям эксплуатации, а также регламентам технического обслуживания и ремонта.

Сохранение первоначальных свойств надежности водообеспечения СПРВ является одной из основных задач, стоящих перед эксплуатирующими организациями. Вместе с тем, как показал анализ существующих СПРВ, многие из них эти свойства потеряли. Причиной этому явились не всегда обоснованные решения по выбору схем зонирования сетей, выводу из работы отдельных магистралей, несвоевременные восстановительные работы и др.

Задача оценки надежности водообеспечения эксплуатируемых СПРВ является весьма сложной по следующим причинам. Имеющиеся нормативы по

обеспечению надежности, а также подходы и методы ее оценки базируются в основном на детерминистическом подходе. Вместе с тем как сам процесс водопо-требления, так и возникновение аварийных ситуаций являются случайными факторами, наложение которых друг на друга дает реальную картину водообеспече-ния потребителей. Если рассматривать водопотреб-ление по времени, то оно представляет собой случайные величины, обусловленные сочетанием самых различных случайных событий. При этом водопотреб-ление претерпевает следующие изменения во времени:

- ежегодное увеличение расхода воды в процессе эксплуатации (тренд), обусловливаемое как постепенным ростом числа жителей, так и улучшением сани-тарно-технического оборудования жилищ ,появлением посудомоечных, стиральнах и др. машин;

- циклические (периодические) изменения суточных расходов, связанные с сезонами года, температурой, погодой, сезонной миграцией населения и обу-

1Чупин Виктор Романович, доктор технических наук, профессор, декан факультета строительства и городского хозяйства, тел.: (3952)405145.

Chupin Victor Romanovich, a doctor of technical sciences, a professor, the Dean of the Faculty of Civil Engineering and Municipal Economy, tel.: (3952)405145.

2Душин Алексей Сергеевич, аспирант, тел.: 451747, e-mail: sk_irkut@bk.ru Dushin Alexey Sergeevich, a postgraduate, tel.: 451747, e-mail: sk_irkut@bk.ru