Для исключения воздействия на окружающую природную среду необходимо выполнить техническое перевооружение склада жидкого хлора СП "ОСВ" с целью обеспечения выполнения всех требований НПБ по безопасной эксплуатации хлораторных.
Реализация мероприятий по техническому перевооружению позволит эксплуатировать склад жидкого хлора в безопасном режиме до момента перехода фильтровальной станции на другой дезинфектант.
В дальнейшем на ОСВ запланировано поэтапное внедрение технологии УФ-обеззараживания с использованием в качестве обеззараживающего реагента - гипохлорита натрия. Это позволит достичь следующих результатов:
1. Улучшить качество питьевой воды, практически исключив образование высокотоксичных хлорорганических соединений в питьевой воде.
2. Повысить безопасность производства до уровня, отвечающего современным требованиям, за счет исключения из обращения опасного вещества - жидкого хлора.
3. Улучшение органолептических показателей качества воды.
Расположение узла УФ-обеззараживания на промежуточной стадии водоподготовки создаст надежный барьер к распространению бактериологических загрязнений. Результаты внедрения УФ-обеззараживания в технологии обработки воды - отсутствие в питьевой воде колифагов, антигена ротовирусов и гепатита A, общих колиформных бактерий.
Схема сетей водоснабжения
Согласно выданным исходным данным была построена электронная гидравлическая модель системы водоснабжения г. Челябинска (магистральные водоводы). Электронная схема сетей водоснабжения и схема сетей водоотведения построена на базе программного комплекса Zulu Hydro.
При распределении водопотребления абонентов г. Челябинска за основу взята таблица "Фактическая реализация по районам за 12 месяцев 2012 г.". При помощи таблицы "Распределение расхода по подзонам в % соотношении", разработанной МУП "ПОВВ" опытным путем, были распределены нагрузки по водопотреблению каждого района от существующих насосных станций.
При расчете был применен коэффициент часовой неравномерности К = 1,3, согласно СНиП 2.04.02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения".
Коэффициент на местные сопротивления и сопротивления по длине принят 1,15.
Пропускная способность трубопроводов в период эксплуатации снижается вследствие коррозии и образования отложений на трубах. При этом происходят изменение шероховатости трубопровода и его зарастание (уменьшение поперечного сечения). Увеличение шероховатости и зарастание приводят к уменьшению диаметра трубопровода и, как следствие, к увеличению потерь напора. Меньше всего этому явлению подвержены асбоцементные, стеклянные и пластмассовые трубы. Сложность физических, химических и биологических явлений, определяющих изменение шероховатости труб и их зарастание, приводит к необходимости ориентироваться на некоторые средние показатели, которые в первом приближении можно оценить по формуле:
- коэффициент эквивалентной шероховатости для новых труб в начале эксплуатации, мм.
- коэффициент эквивалентной шероховатости через t лет эксплуатации, мм.
- ежегодный прирост абсолютной шероховатости, мм в год, зависящий от физико-химических свойств подаваемой по ним воды.Средняя величина зарастания трубопроводов для г. Челябинска принята ~ 6 мм.
При построении гидравлической модели была учтена фактическая работа насосных станций (Таблица 10. "Технические характеристики работы насосных станций при существующем положении и по данным гидравлической модели").
Технические характеристики работы насосных станций при существующем положении и по данным гидравлической модели
Таблица 10
N п/п | Наименование насосной станции | Насосные агрегаты | Фактический расход, куб. м/ч | Расход по данным модели, куб. м/ч | <*> Напор воды по данным модели на выходе из н.с. (на всасе), м.в.ст. |
| 1 | Сосновская | 18000 | 20243,61 | N 1 - 49 N 2 - 52 N 3 - 47 N 4 - 46 N 5 - 46 N 6 - 47 N 7 - 42 | |
| 2 | III подъем | Д4000-95 24НДС 5 резервных | 10200 | 10415,13 | 47,7 (15) |
| 3 | Западная | Д3200-75 Д3200-75 Д3200-75 Д3200-75 5 резервных | 4747 - 7130 | 2639,62 | В.з. - 66,4 Н.з. - 49,6 (29,6) |
| 4 | Южная | Д2500-62 Д2500-62 4 резервных | 4500 - 6500 | 3341,12 | Сеть - 46,7 Ду700 - 30,8 |
| 5 | Восточная | Д1250-65 Д1250-65 Д1250-65 5 резервных | 2120 | 2303,95 | 36,7 |
| 6 | С-Восточная | 300Д-70 300Д-70 5 резервных | 1200 - 1600 | 559,44 | 36,9 |
| 7 | Северная | Д2500-62 4 резервных | 1500 - 1600 | 1779,82 | В.з. - 43,7 Н.з. - 39 |
| 8 | ЧМЗ | Д2000-100 Д2000-100 7 резервных | 1950 | 2070,35 | В.з. - 66,8 Н.з. - 40,89 |
В.з., Н.з. - верхняя и нижняя зоны соответственно
Распределение скоростей по магистральным водоводам на основании гидравлической модели (без учета существующих потерь)
Таблица 11
N водовода | Ду, мм | Скорость движения воды, м/с | Расход воды, куб. м/ч | Запас пропускной способности, % |
1 | 600 | 0,6 | 586,05 | 54 |
2 | 900 | 0,93 | 2081,9 | 23 |
3 | 900 | 0,7 | 1558,89 | 43 |
4 | 1000 | 0,55 | 1496,64 | 54 |
5 | 1200 | 0,87 | 3469,3 | 26 |
6 | 1200 | 0,86 | 3453,39 | 26 |
7 | 1400 | 0,67 | 3638,03 | 42 |
Запас пропускной способности рассчитан при условии скорости течения воды в водоводах ~ 1,2 м/с, при этом учитываются потери по длине и потери на местные сопротивления.
При построении гидравлической модели напоры на всасе в насосные приведены к существующему положению. Для этого были учтены утечки воды на сетях водопровода, которые приводят к дополнительным потерям напора, фактическое состояние водопроводных сетей (зарастание, шероховатость, дефекты, возникшие в процессе эксплуатации).
По результатам расчетов видно:
Средние скорости на магистральных водоводах при расчете по идеальной модели составляют 0,6 - 1,0 м/с. Существует запас пропускной способности трубопроводов. Фактически подача воды до потребителей недостаточная. Водоводы имеют значительный износ, при увеличении расхода и напора воды в трубопроводах, а также при переключениях при аварии (гидравлический удар) возможно разрушение целостности трубопровода.
Повысительные насосные станции "Южная", "Восточная", "С-Восточная", "Северная", "ЧМЗ" работают на 30 - 50 % от мощности насосных агрегатов.
При устранении утечек на магистральных трубопроводах и улучшении гидравлических характеристик давление перед входом в существующие насосные станции "Южная", "Восточная", "С-Восточная", "Северная", "ЧМЗ" будет приближено к давлению, необходимому потребителям, запитанным от данных насосных станций. Таким образом, необходимо реконструировать насосные станции с уменьшением мощности оборудования.
Мероприятия по сетям водоснабжения
Учитывая направления развития города (ввод в эксплуатацию новых площадей жилого фонда, а также сопутствующее этому увеличение объемов поставляемой воды, в зоны перспективной застройки), необходимо провести ряд мер, направленных на оптимизацию системы водоснабжения г. Челябинска:
Произвести обследование магистральных водоводов и провести мероприятия по модернизации старых водоводов и строительству и вводу в эксплуатацию новых.
Оптимизация сети водопровода - выявление на основе разработанной электронной схемы водоснабжения зон высоких и низких давлений, закольцовка потребителей внутри таких зон, обеспечение раздельной работы насосных станций на подачу давления и расхода в каждую из зон.
Замена оборудования на насосных станциях.
Дальнейшее развитие АСУ на сетях водоснабжения.
При расчете электронной модели схемы водоснабжения г. Челябинска с учетом перспективы развития сетей водоснабжения до 2024 г. выявлены следующие основные направления развития:
Необходимость вывода из эксплуатации водовода N 1 (600 мм) и N 2 (Ду900 мм) в связи с высоким износом трубопроводов.
Необходимость модернизация магистральных водоводов от насосной станции первого подъема до насосной станции III подъема (N 3, 4, 5) и до насосной станции Западная (N 6, 7) для увеличения пропускной способности трубопроводов в связи с планируемой перспективной застройкой.
Строительство нового водовода N 8 Ду1600 мм от насосной станции первого подъема до насосной станции III подъема и до насосной станции Западная (выполнить Ду1000 мм согласно расчетам электронной модели) взамен демонтируемых водоводов N 1, 2.
Строительство водовода Ду1000 мм от Западной насосной станции до Краснопольской площадки.
Строительство перемычки Ду300/500 мм между водоводами N 6 и N 7 и водоводом Ду700 мм по ул. Салавата Юлаева в Калининском районе.
Выполнить модернизацию с увеличением диаметров водоводов:
Водовода N 4 Ду1000 мм от насосной станции III подъема до ул. Новороссийская
Водовода N 9 Ду500 мм в Ленинском районе
Водовода N 3 Ду900 мм от Насосной станции III подъема до ул. Курчатова
Водоводов 2 x Ду800 мм по ул. Мастеровая - ул. Радонежская в Курчатовском районе.
Водовода Ду500 мм вдоль Свердловского тракта от Насосной станции Северная до Насосной станции ЧМЗ-1.