Автоматическая станция мониторинга, устанавливаемая в здании песчаных фильтров, ежечасно будет измерять вышеперечисленные параметры сырой и питьевой воды.
Автоматическая система управления схемы централизованного водоснабжения.
Система диспетчеризации системы водоснабжения построена на основе АСУ Интелекон и обеспечивает контроль параметров сети по диктующим точкам. АСУ позволяет контролировать параметры напора в 46 диктующих точках сети.
Дальнейшее развитие системы должно обеспечивать увеличение контрольных точек и увеличение контролируемых параметров.
Экологические аспекты мероприятий по строительству, реконструкции и модернизации объектов системы водоснабжения
Все мероприятия по развитию и модернизации объектов водоснабжения г. Челябинска, направленные на улучшение качества питьевой воды, могу быть отнесены к мероприятиям по охране окружающей среды и здоровья населения. Эффекты от внедрения данных мероприятий - улучшение здоровья и качества жизни населения, а так же снижение воздействия на окружающую среду, в том числе на водный объект, улучшение экологической обстановки на территории г. Челябинска и городов-спутников, Шершневского водохранилища и р. Миасс.
Мероприятия по предотвращению вредного воздействия на водный бассейн предлагаемых к строительству и реконструкции объектов систем водоснабжения при сбросе промывных вод
Одним из постоянных источников загрязнения Шершневского водохранилища являются сбрасываемые практически без обработки воды, образующиеся в результате промывки песчаных фильтров и контактных осветлителей. Находящиеся в их составе взвешенные вещества и компоненты технологических материалов, а так же бактериальные загрязнения, попадая в водоем, увеличивают мутность воды, сокращают доступ света на глубину, и, как следствие, снижают интенсивность фотосинтеза, что в свою очередь приводит к уменьшению сообщества, способствующего процессам самоочищения и увеличению донных отложений.
В настоящее время на ОСВ запланированы мероприятия, снижающие количество загрязняющих веществ и микроорганизмов при сбросе промывных вод в Шершневское водохранилище.
План мероприятий и достигаемый экологический эффект приведен в таблице 8.
Таблица 8 | ||||
N | Наименование мероприятия | Данные о сбросах загрязняющих веществ и микроорганизмов | Достигаемый эффект, % | |
До | После | |||
1 | Монтаж медленных решеток в камерах хлопьеобразования отстойников Блока N 3 (Выпуск N 1) | Аl3+0,742 мг/л17,017 т/год | Аl3+0,556 мг/л12,751 т/год | 25 |
2 | Система транспортировки промывных вод обмыва сеток микрофильтров (выпуск N 1) | Аl3+0,556 мг/л12,751 т/год | Аl3+0,500 мг/л11,194 т/год | 12 |
| Водоросли(октябрь-апрель)4 938 155 кл/л | Водоросли(октябрь-апрель)4 444 339 кл/л | 10 | ||
| Водоросли(май-сентябрь)71 263 071 кл/л | Водоросли(май-сентябрь) 64 136 763 кл/л | 10 | ||
| Q пром. вод22 933, 8 тыс. м3/год | Q пром. вод22 387, 3 тыс. м3/год | 2,4 | ||
3 | Система сорбционной очистки на ОСВ, в т.ч.:Выпуск N 1Выпуск N 2 | Mn2+0,057 мг/л1,276 т/год | Mn2+0,051 мг/л1,142 т/год | 10,5 |
| Mn2+0,02 мг/л0,092 т/год | Mn2+0,018 мг/л0,083 т/год | 10 | ||
Сроки реализации мероприятий с 2014 г. по 2017 г.
Для предотвращения неблагоприятного воздействия на водоем в процессе водоподготовки необходимо использование ресурсосберегающей, природоохранной технологии повторного использования промывных вод.
Строительство сооружений очистки промывных вод и обработки осадков СП "ОСВ" необходимо реализовать в ближайшее время.
Очистка промывных вод на сооружениях позволит:
1. Сократить объемы забираемой из Шершневского водохранилища воды, в связи возвратом очищенных промывных вод в "голову" ОСВ.
2. Улучшить качество воды в источнике водоснабжения, в связи с исключением перекачки промывных вод в Шершневское водохранилище.
3. Снизить нагрузку на сооружения по органическим загрязнениям.
Мероприятия по предотвращению вредного воздействия на окружающую среду при снабжении и хранении химических реагентов, используемых при водоподготовке.
Основным недостатком метода обеззараживания воды хлорсодержащим агентом является образование в процессе водоподготовки высокотоксичных хлорорганических соединений. Галогеносодержащие соединения отличаются не только токсичными свойствами, но и способностью накапливаться в тканях организма. Поэтому даже малые концентрации хлорсодержащих веществ будут оказывать негативное воздействие на организм человека, потому что они будут концентрироваться в различных тканях.
В настоящее время хлор является основным и единственным обеззараживающим агентом на ОСВ. Существующий склад жидкого хлора относится к опасным объектам.
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 - гипохлорит 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 А, 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 происходит изменение шероховатости трубопровода и его зарастание (уменьшение поперечного сечения). Увеличение шероховатости и зарастание приводит 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, м3/ч | Расход по данным модели, м3/ч | * Напор воды по данным модели на выходе из н.с. (на всасе), м. в. ст. |
1 | Сосновская | 18000 | 20243,61 | N 1-49N 2-52N 3-47N 4-46N 5-46N 6-47N 7-42 | |
2 | III подъем | Д4000-9524НДС5 резервных | 10200 | 10415,13 | 47,7 (15) |
3 | Западная | Д3200-75Д3200-75Д3200-75Д3200-755 резервных | 4747-7130 | 2639,62 | В.з.-66,4Н.з.-49,6(29,6) |
4 | Южная | Д2500-62Д2500-624 резервных | 4500-6500 | 3341,12 | Сеть-46,7Ду700-30,8 |
5 | Восточная | Д1250-65Д1250-65Д1250-655 резервных | 2120 | 2303,95 | 36,7 |
6 | С-Восточная | 300Д-70300Д-705 резервных | 1200-1600 | 559,44 | 36,9 |
7 | Северная | Д2500-624 резервных | 1500-1600 | 1779,82 | В.з.-43,7Н.з.-39 |
8 | ЧМЗ | Д2000-100Д2000-1007 резервных | 1950 | 2070,35 | В.з.-66,8Н.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, м3/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.