Продукция Очистные сооружения

Очистка дождевого и нефтесодержащего стоков

Очистка дождевого и нефтесодержащего стоков

Традиционное решение

Эффективность работы системы водоотведения и очистки дождевого стока с городских территорий и площадок промышленных предприятий во многом зависит от оптимального выбора схемы отведения стока на очистку.

Согласно требованиям СНиП 2.04.03-85 на очистку должно направляться не менее 70 % объема годового стока. При этом рекомендуется принимать период однократного превышения дождя расчетной интенсивности Р = 0,05-0,1, т.е. расчетный дождь будет превышен в году соответственно 20-10 раз.

Кроме того, СНиП дает методику определения расхода дождевых вод в расчетном сечении коллектора. Причем в значительной мере расчетный расход в коллекторе зависит от времени поверхностной концентрации дождя и времени протока до расчетного сечения. Чем меньше расстояние до расчетного сечения коллектора, тем больше расход в коллекторе.

По литературным данным принято считать, что основная часть загрязнений смывается дождем расчетной интенсивности в течение первых 20 минут, а затем наступает момент «условно чистого стока». Это достаточно условное разделение, которое зависит от многих факторов.

Разделение общего потока на «грязный» и «чистый» потоки осуществляется обычно в разделительной камере с водосливом (схема 1, вариант 1). На очистку направляется нижняя часть потока, а верхняя — на сброс. При этом 30 % годового стока при высокоинтенсивных дождях сбрасывается в водоем, минуя очистные сооружения.

Традиционное решение имеет два основных недостатка. Во-первых, через водослив сбрасывается верхняя часть потока, которая транспортирует наибольшее количество нефтепродуктов, взвешенные вещества располагаются ближе к лотковой части трубы. Но как раз нефтепродукты и представляют для водоемов наибольшую опасность как наиболее токсичные. При этом с 30 % расхода в обход очистных сооружений сбрасывается не менее 30 % загрязнений. Во-вторых, расчет производительности очистных сооружений согласно СНиП будет достаточно корректен, если расчетное время протока составляет не менее 20 минут. На практике достаточно много имеют место случаи, когда очистные сооружения располагаются в непосредственной близости от места водосбора. Это автозаправочные станции, стоянки автомашин, промышленные площадки и т.п. В этом случае нарастание расхода в коллекторе до критического значения происходит в течение 2-4 минут, после чего начинается сброс части расхода через водослив. Естественно, что это будет самая грязная часть дождя. В такой ситуации эффективность системы очистки дождевого стока не будет превышать 40-50 %.

В подобных случаях в зарубежной практике используется метод локализации грязных участков с отведением 100% стока на очистку. Это решение достаточно эффективно, но требует больших капитальных затрат.

Достаточно эффективным может быть решение с устройством очистных сооружений аккумулирующего типа, когда весь объем стока в течение расчетного времени аккумулируется в емкостях, а затем подается на очистку (вариант 2). В этом случае эффективность работы всей системы водоотведения и очистки может быть оценена не ниже 70 %. К недостаткам такой схемы очистки следует отнести обязательность насосного оборудования и автоматизации работы сооружений, что не всегда приемлемо, особенно на малых расходах.

Новое решение

Для повышения экологической устойчивости систем водоотведения и очистки дождевого стока мы предлагаем новый подход и специальное оборудование, которые позволяют при той же производительности очистных сооружений, без увеличения капитальных затрат повысить эффективность удаления загрязнений в годовом объеме стока с 50-70 % до 90-95 % (схема 2, вариант 3).

Для этого на общем дождевом коллекторе устанавливается сепаратор общего потока, который выполняет две основные функции: предварительная обработка всего потока до его разделения и последующее деление потока на сбросной и подаваемый на очистку. Этот элемент системы получил название ПЕСКОН (пескоотделитель, концентратор нефтепродуктов). В ПЕСКОНЕ используется принцип отделения загрязнений под действием центробежных и центростремительных сил.

Загрязнения, имеющие удельный вес больше удельного веса воды (песок) при вращении потока отбрасываются в периферии, сползают по стенкам вниз и накапливаются в осадочной части.

Загрязнения, имеющие удельный вес меньше удельного веса воды (нефтепродукты) при вращении потока стремятся к поверхности и к центру вращения, где располагается отводная труба потока на очистку.

В нижней зоне рабочего объема жидкости располагается труба для сброса части сепарированного расхода от высокоинтенсивных дождей. Таким образом, ПЕСКОН в системе всегда работает как первая ступень очистки от взвешенных веществ. При высокоинтенсивных дождях, кроме того, из всего потока сепарируется большая часть капельных нефтепродуктов, которая отводится на последующую ступень очистных сооружений.

ПЕСКОН эффективно работает при высоких гидравлических нагрузках и способен обрабатывать весь расход в коллекторе. При этом его габариты на порядок меньше гравитационных сооружений отстойного типа.

Конструктивное устройство ПЕСКОНА позволяет отказаться от устройства целого ряда дополнительных элементов, таких как разделительная камера, камера с решеткой, поворотные колодцы, колодцы отбора проб. Все это упрощает инженерные коммуникации и снижает стоимость строительства. Устройство ПЕСКОНА позволяет регулировать расход потока, направляемого на очистку и сбросного потока, что важно для устойчивой работы последующих ступеней очистки. На устройство ПЕСКОНА оформлена заявка на авторское свидетельство.

Экологическая эффективность различных систем в годовом объеме стоков приведена в таблице:

Вариант Система очистки Эффективность системы, %
при времени протока
  < 20 мин. > 20 мин.
1 Полнораздельная проточная 40-50 до 70
2 Полнораздельная аккумулирующая 70 70
3 Полураздельная проточная 90-95 90-95
4 Нераздельная* 99,5 99,5

* вариант используется в тех случаях, когда требуется очистка всего объема стока.

Опытные образцы сепараторов общего потока два сезона отработали в составе очистных комплексов, подтвердили свою эффективность и целесообразность применения таких систем. По результатам промышленных испытаний в конструкцию сепараторов были внесены некоторые изменеия.

Освоено изготовление ПЕСКОНОВ в цельнопластиковом исполнении.

Эффективность работы ПЕСКОНА:

  • удаление взвешенных веществ 80-90 %;
  • сепарирование капельных нефтепродуктов 65-75 %.

По критерию «Эффективность-Цена» новое решение является наиболее оптимальным.

Очистные сооружения дождевых вод без разделения потока. Q = 3 л/с.

Сооружения применяются в схемах, где дождевой сток подлежит очистке в полном объеме.

Расчетная производительность сооружений 3 л/с.

Комплекс сооружений состоит из технического колодца ТК-1/2 и очистного блока КФ-3.

Технический колодец служит для направления стока на очистку, приема и отвода очищенного стока, отключения очистного блока на период выполнения профилактических работ и отбора проб очищенной воды.

Очистной блок КФ представляет собой моноблок для очистки дождевого стока от нефтепродуктов и взвешенных веществ до значений, допустимых к сбросу в дождевую сеть или водоем. Глубина очистки от нефтепродуктов определяется типом применяемой загрузки фильтра тонкой очистки.

Очистной блок типа КФ состоит из отделения входа и распределения потока, пластинчатого блока коалесценции (П-коализатор), сепарационного отделения, фильтра тонкой очистки, выходного устройства, емкости накопления нефтепродуктов.

П-коализатор совместно с сепарационным отделением обеспечивают очистку стока:

  • от нефтепродуктов — до значений менее 1 мг/л;
  • от взвешенных веществ — менее 30 мг/л.

Фильтр тонкой очистки доочищает сток до значений:

  • нефтепродукты — менее 0,3 мг/л;
  • взвешенные вещества — менее 20 мг/л.

Очистные сооружения дождевых вод с разделением потока. Q = 3 л/с.

Сооружения применяются в полураздельных схемах отведения и очистки дождевого стока.

Расчетная производительность:

  • по общему потоку — до 28 л/с;
  • сооружений очистки — 3 л/с.

Комплекс сооружений состоит из сепаратора общего потока ПЕСКОН, очистного блока КФ-3 и технического колодца ТК-1/3.

ПЕСКОН служит для обработки (предварительной очистки) общего потока до его разделения и отключения очистного блока. В сооружении установлена круглая решетка для задержания плавающего мусора.

Очистной блок КФ представляет собой моноблок для очистки дождевого стока от нефтепродуктов и взвешенных веществ до значений, допустимых к сбросу в дождевую сеть или водоем. Глубина очистки от нефтепродуктов определяется типом применяемой загрузки фильтра тонкой очистки.

Технический колодец служит для приема и отвода очищенного стока, отбора проб очищенной воды, перепуска сбросного потока.

Очистной блок типа КФ состоит из отделения входа и распределения потока, пластинчатого блока коалесценции (П-коализатор), сепарационного отделения, фильтра тонкой очистки, выходного устройства, емкости накопления нефтепродуктов.

П-коализатор совместно с сепарационным отделением обеспечивают очистку стока:

  • от нефтепродуктов — до значений менее 1 мг/л,
  • от взвешенных веществ — менее 30 мг/л.

Фильтр тонкой очистки доочищает сток до значений:

  • нефтепродукты — менее 0,3 мг/л;
  • взвешенные вещества — менее 20 мг/л.

Все составные элементы сооружений очистки выполнены в цельно пластиковом исполнении методом конструктивной футеровки в серийных ж/б изделиях.