Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член

Вопросы проектирования стационарных снегоплавильных пунктов

В статье рассмотрены недостатки ряда требований СП 32.13330.2012 по расчету расходов и концентрации загрязняющих веществ, поступающих на очистные сооружения. Приведены обоснования предложения по оценке загрязнений снежных масс, убираемых с дорожных покрытий, и изложены предложения по совершенствованию нормативных требований проектирования систем водоотведения.

Сложившаяся в последнее время урбанизация России обуславливает не только увеличение числа жителей, транспортных систем, но и объем отходов, утилизация которых превышает пределы природной экосистемы. Возникают проблемы по очистке и вывозу снега за границы города. Снег, который собирается с улиц, площадей и дорог, до последнего времени сбрасывался в ближайшие водоемы без очистки, поскольку его относили не к отходам населенного пункта, как это делают в большей части стран мира [1], а к чистым природным осадкам. Снег, по мере его выпадения и временного хранения на земле, адсорбирует из воздуха и аккумулирует с дорожных покрытий нефтепродукты, тяжелые металлы, бытовые отходы, противогололедные материалы и т.д. (до 60 показателей). Сброс данной массы без очистки и обеззараживания в отвал повлечет за собой загрязнение почвы, поверхностных и подземных водных источников, а в конечном итоге и ухудшение здоровья людей, состояния флоры и фауны. В табл. 1 приведены данные о содержании загрязнений в снеге, вывозимом с дорожных покрытий Москвы [2].

Таблица 1
Показатели загрязнений в снеге с дорожных покрытий и значения ПДК при его утилизации
Показатели
загрязнений
Концентрации загрязнений, мг/л
в объеме снега ПДК при сбросе
среднее
значение
макси-
мальное
значение
в водоемы
рыбохоз.
назначения
в водоемы для
хоз.-пит.  и
культ.-быт.
назначения
в московскую
 городскую
канализацию
Взвешенные
вещества
974,3 3500 7,25 Увеличение
концентрации
не более чем
на 0,75
500
БПКполн 3,5 14,7 3 6 500
ХПК 135,6 190 30 30 800
Азот аммонийный 1,58 3,5 0,5 2,57 20
Сухой остаток 1000 2000
Нефтепродукты 23,8 64 0,05 0,3 4
Хлориды 1386,8 5500 300 350 350
Железо общее 1,4 2,996 0,1 0,3 3
Медь 0,027 0, 001 1 0,5
Цинк 0,09 0,269 0,01 1 2
Никель 0,003 0,007 0,01 0,02 0,5
Свинец 0,02 0,183 0,006 0,03 0,1
Кадмий 0,0004 0,004 0,005 0,001 0,01
Алюминий 0,04 0,44 0,04 0,5 1
Таблица 2
Характерные показатели талового снега
Группа Вес во влажном
состоянии, кг/100 м3
Объем, занимаемый при
выгрузке, м3/100 м3
Плавающий мусор 52 0,135
Оседающий мусор 77 0,202

Как свидетельствуют приведенные выше данные, в снеге накапливается большое количество взвешенных частиц и органических соединений. Содержание тяжелых металлов может превышать ПДК в 1,5–330 раз [3]. Грубо-дисперсные вещества: мусор, песок, фракции гравия, изделия из полимеров, дерева и металла, в снеге присутствуют не эпизодично. Объем снега, который вывозится с территории Москвы, в настоящее время достигает 35 млн м3/год. По расчетам специалистов [4], каждый сезон в реки только напрямую со снегом может сбрасываться до 50 тыс. т минеральных и биологических загрязнений, 300 т нефтепродуктов.

В Москве, в рамках мероприятий по охране окружающей среды, снег с городских покрытий собирается и направляется на стационарные и мобильные снегоплавильные пункты (ССП и МСП), где он растапливается и вместе с традиционными сточными водами направляется на очистные сооружения. В настоящее время в Москве устроено 149 мобильных и 56 стационарных снегоплавных пунктов (ССП), из которых 35 находятся в ведении ОАО «Мосводоканала», 13 – ГУП «Мосводосток», 5 – префектуры ЦАО, 1 – префектуры СВАО [5] и 1 – префектуры СЗАО. Суммарная мощность всех пунктов – 550 тыс. м3 в сутки.

Исследования по утилизации снежных масс показали [6], что средние величины плотности выпавшего снега находятся в интервале 0,2–0,25 т/м3, а снега убираемого с улиц города 0,3–0,4 т/м3. Толщина неуплотненного снега на отдельных площадях может достигать 80 см. В Москве только 2% убираемого снега утилизируют в снегоплавильных камерах и водосточных коллекторах, 53% – складируют в несанкционированных местах, 34% – вывозят на речные свалки, 11% – на сухие свалки [3]. Снежная масса, которая тает на ССП и поступает со сточными водами на очистные сооружения Москвы, мощность и надежность которых уникальны, существенно не влияет на биологические процессы очистки бытовых стоков [4]. Традиционно, очистные сооружения систем бытовой канализации не рассчитываются на прием снега и загрязнений, находящихся в нем.

Снег с дорожных покрытий города по составу загрязнений весьма специфичен. Показатели качества талого снега непостоянны и меняются в зависимости от места его сбора и декады зимнего периода. Но даже средние их значения указывают на опасность, которая связана с поступлением загрязнений от снега в водоемы. Статистические данные о качестве собираемого с дорожных покрытий снега в настоящее время не систематизированы и строго не контролируются. Меру опасности от загрязнений с дорожных покрытий пока могут оценить только специалисты [4], но поскольку талый снег разбавляется сточными водами, нередко в соотношении 1:100, то в общем объеме городских стоков загрязнения от снега существенно не влияют на показатели БПК. Со временем процент поступления талых вод на очистные со-оружения города неизбежно будет возрастать, поскольку количество ССП в Москве увеличивается с каждым годом, в этой связи будет усугубляться и проблема эффективности работы городских очистных сооружений, рассчитанных на удаление органических, а не химических соединений.

В целях защиты окружающей среды необходимо предусмотреть дополнительные мероприятия по удалению загрязнений, поступающих с ССП на очистные сооружения систем водоотведения. Мероприятия должны учитывать сложившиеся пределы территории действующих канализационных сооружений и площадей свалок по захоронению отходов. На первом этапе разработки этих мероприятий необходимо установить правила, по которым оценивались бы объемы и величина загрязнений, поступающих на ССП. В новых СП [7] (п. 6.11.1) приводятся указания по устройству ССП при канализационных сооружениях для плавления снега и льда со сбросом талой массы в самотечную канализацию, однако методы оценки объемов снега, загрязнений, расчета сооружений для приема и очистки талой массы от загрязнений в пределах допустимой концентрации не регламентируется.

До последнего времени количество усредненного осадка М из СПП определялось по методическим рекомендациям [8]:

М = Ссм · Wсн · ω, т/год, (1)

где Ссм– среднегодовое значение количества мусора в снежной массе, т/м3; Ссм = 0,0153;
ω – влажность осадка, в долях единицы;
Wсм – объем принятого снега, м3/год.

В условиях неопределенности формирования объемов завоза снега на ССП, случайности накопления загрязнений в снеге с дорожных покрытий, рекомендации [8] признавались достаточными для принятия проектных решений по назначению мощности и размеров СПП. Однако уже на первой стадии анализа статистических данных количества осадков Мi, которые вывозились с действующих ССП, была поставлена задача о создании нормативов содержания мусора в 1 м3 снега, которые служили бы базой для планирования расходов на содержание и эксплуатацию ССП. Сомнение в достоверности статистических данных о содержании мусора в снежной массе возникает при сопоставлении данных, опубликованных в источниках [8] и [9]. В частности, в расчете норматива Ссм [8] указывается: Ссм = 0,0153 т/м3. А в регламенте эксплуатации мобильной снегоплавильной установки [9]: «количество случайного мусора в 1000 м3 снега принимается 0,079 т или 0,000079 т/ м3».

В какой-то мере расхождения между показателями Ссм в [8] и в [9] можно объяснить тем, что первый норматив отражает количество мусора, которое содержится не только в снеге, но и в сточной воде, дополнительно сорбируемое на поверхности массы, поступающей в камеру ССП. Во втором случае Ссм [9] – это удельное содержание мусора только в снежной массе. На снегоплавильной мобильной установке снежная масса при таянии не соприкасается со сточными водами, а потому ее состав в конце цикла остается неизменным. Но, тем не менее, соотношение между одноименными показателями загрязнения снежной массы 1:194 подтверждает объективность требования Департамента экономической политики и развития города Москвы о разработке и утверждении норматива содержания мусора в 1 м3 снега, вывозимого с дорожных покрытий [10].

Принимая во внимание сложность доставки снежных масс с улиц Москвы на ССП, ограничения по формированию площадок временного складирования снега в пределах городской черты представляется целесообразным при составлении методики оценки объемов снега и загрязнений, поступающих на ССП принимать следующую формализацию процесса:

Gсут = kсез · hсн · S · ρ, (2)

где Gсут– количество снега, поступающее на ССП, т/сут.;
kсез– максимальный коэффициент неравномерности выпадения снега в зимний период;
hсн– высота снежного покрова, формирующегося на единице площади дорожных покрытий, м;
S – площадь дорожного покрытия, с которого вывозится снег на конкретный ССП, м2;
ρ – плотность выпавшего снега, т/м3;

Gчас = kсут · Gсут · z/t, (3)

где Gчас– количество снега, поступающее на ССП, т/ч;
kсут– максимальный суточный коэффициент неравномерности выпадения снега;
z – коэффициент уплотнения снега; z = ρ/ρд;
ρд – плотность снега с дорожных покрытий, т/м3;
t – количество партий принятых автомашин за период вывоза снега с убираемой территории в сутки;

t = n · g · ρ · z, (4)

где n – количество автомашин, которые принял ССП за час;
g – удельный объем снега, который вывозит одна автомашина, м³.

На данном этапе оценки загрязнений, поступающих с дорожных покрытий со снегом в качестве основного сооружения, которое бы осуществляло плавление снега, целесообразно принимать СПП. Применение современных конструкций мобильных снеготаялок в системах ЖКХ городов России, по мнению многих специалистов, не перспективно, поскольку они экологически опасны, потребляют много солярки, очень дорогие (1,5–15 млн руб.), не надежны, т.к. мусор, находящийся в снеге, засоряет сливные отверстия, пригорает на жаровых трубах, перекрывая при этом отвод талых вод [11].

Значения слоя снега для оценки нормативных значений hсн планируется получить по статистическим данным гидрометеоцентра. Удельное количество загрязнений J в 1 т снежной массы определенной плотности (снега или льда) – по статистическим данным эксплуатации мобильных снегоплавильных установок, отражающих поступление загрязнений только с дорожных покрытий, без составляющих сточных вод, которые накапливаются в ССП.

Взвешенные вещества, непосредственно поступающие в сточные воды, должны нормироваться либо оцениваться методами математической статистики.

Количество талой воды от снега можно пересчитать, если воспользоваться данными [9, 12] либо результатами исследований о концентрациях загрязнений в снеге различной плотности. Допуская, что при таянии 1 м3 снега образуется 0,3 м3 сточной воды [9, 12], количество поступающей в систему водоотведения сточной воды будет равно:

Qсв = Qтс + Qрв(5)

где Qтс – количество сточной воды, образующееся за час при таянии снега; Qтс = 0,3 · (Gчас), м3/ч;
Qрв – расход сточной воды, необходимой для таяния снежной массы Gчас; Qрв = 3,6 · 0,31 · Gчас, м³/ч (3,6·0,31 – удельная скорость плавления снега т/ч·м3 при температуре сточной воды t = 19,5 °C [2]).

Размеры реактора-отстойника ССП для плавления снежной массы за 1,25 часа, задержания частиц взвеси 0,1 мм [2] принимаются: длина L = 60 м, глубина потока Н = 3 м, ширина:

В = Qсв / H · U · 3,6, (6)

где H – глубина потока, м;
U – скорость потока в отстойнике, мм/с.

Y = J · Qтс, (7)

где Y – количество загрязнений поступающих на ССП за час, т/ч;
J – удельное количество загрязнений, которое содержится в снеге и сорбируется снегом из сточной воды, т/м³.

Загрязнение снега с дорожных покрытий по БПКпол оцениваются по формуле:

C = δ · Qтс, (8)

где C – количество загрязнений поступающих на ССП по БПКпол, г/ч;
δ – удельное количество загрязнений по БПКпол, г/м³.

Выводы

  1. Снег, собираемый с дорожных покрытий города, относится к отходам, которые необходимо очищать и обеззараживать.
  2. Предложена методика оценки стоков, поступающих со стационарных снегосплавных пунктов в городскую систему водоотведения, по количеству и качеству.

Литература

  1. Директива Европарламента и Совета 2006/12/ЕС от 05.04.2006 об отходах.
  2. Систер В.Г., Корецкий В.Е. Инженерно-экологическая защита водной системы северного мегаполиса в зимний период. М., 2004.
  3. Борисюк Н.В. Утилизация снежной массы в городе (на примере Москвы) // Дорожная техника. М., 2004.
  4. Храменков С.В., Пахомов А. Н, Богомолов М.В. и др. Система удаления снега с использованием городской канализации // Водоснабжение и санитарная техника. 2008. № 10.
  5. СП 32.13330.2012. Свод правил. Канализация. Наружные сети и сооружения.
  6. Расчет норматива содержания количества мусора в 1 м3 снега, завозимого на снегосплавные пункты, для расчета предельной расценки на прием снега.
  7. Регламент эксплуатации мобильной снегоплавильной установки СТМ-12.
  8. Борисюк Н.В. Снег, снежная масса, утилизация // Строительная техника и технологии. М., 2012.
  9. Распоряжение ДЭПиР г. Москвы от 04.07.2007 № 26-Р «Об утверждении Методики расчета стоимости услуг по приему и утилизации снега снегосплавными пунктами МГУП «Мосводоканал»».
  10. Пупырев Е.И. Комплексная модернизация объектов жизнеобеспечения современного мегаполиса. М., 2013.
купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №2'2013

распечатать статью распечатать статью


Реклама
Реклама на нашем сайте
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Яндекс цитирования



Кондиционирование, отопление, вентиляция

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте