CC BY
43
С помощью материалов проникающего действия системы решается одна из самых «больных» проблем бетонных конструкций - проникновение влаги и ее разрушительное воздействие на бетонную конструкцию, затрудняющее или делающее невозможным ее дальнейшую эксплуатацию.
Методов и материалов на сегодняшний день известно много, но применение гидроизоляции проникающего действия используется не очень широко в Приморском крае. На территории нашего края из-за метеоусловий в весенне-осенний период отмечается во многих районах наличие верховодки. Применение гидроизоляции системы «Пенетрон» поможет решить многие проблемы при строительстве и реконструкции объектов водоснабжения и водоотведения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Подземная гидроизоляция монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций и эксплуатируемых кровель с применением материалов системы «Пенетрон». Материалы для проектирования и рабочие чертежи узлов. Шифр М 27.16/2008 - ОАО ЦНИИПромзданий. М., 2008.
2. Профессиональное издание о гидроизоляционных материалах и технологиях защиты от воды // Сухой закон. 2009. № 1; 8-9; 2010. № 1-3.
3. Технический регламент на проектирование и выполнение работ по гидроизоляции и антикоррозионной защите монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций. 2-е изд., перераб. и доп. М.: РСПППГ, 2008. 64 с.
X
УДК 628.16.04/.09: 628.113.1 В.Л. Головин
ГОЛОВИН Виктор Леонтьевич - кандидат технических наук, профессор кафедры инженерных систем зданий и сооружений Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). E-mail: [email protected]
© Головин В.Л., 2012
Особенности использования плавучих водоприемников в системах хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения
В работе приведены основные характеристики плавучего водоприемника, обеспечивающего забор воды из рек с повышенной мутностью. Приводится анализ преимуществ нового технического решения, защищенного патентом РФ на изобретение № 2310726. Основным отличием водоприемника от известных конструкций является применение тонкослойного осадительного модуля в виде горизонтально расположенных трубчатых элементов, что позволяет использовать его на реках с малыми глубинами. Ключевые слова: забор воды; плавучий водоприемник; очистка воды; тонкослойное отстаивание.
Features of floating intakes in the systems of drinking and industrial water supply. Victor L. Golovin -School of Engineering (Far Eastern Federal University, Vladivostok).
The basic characteristics of the floating water intake providing a fence of water from the rivers with raised turbidity are in-process resulted. The analysis of advantages of the new design protected by the patent of the Russian Federation on the invention 2310726 is resulted. THE BASIC difference of a water intake from known designs is application is thin the layer settling module in the form of horizontally had tubular elements that allows to use it on the rivers with small depths.
Key words: water intake, water intake floating, water purification, thin-layer defending.
Плавучие водоприемники в составе водозаборных гидроузлов традиционно применяются для организации временного водоснабжения или на водоисточниках с повышенным содержанием взвешенных веществ (до 20 г/дм3). Также водоприемники, оборудованные специальными устройствами для предварительного осветления воды, обладают неоспоримым преимуществом, что связано с возможностью седиментационного
удаления из воды основной части (до 80-97%) грубодисперсных примесей уже на стадии водоотбора из реки. Причем такие примеси остаются в реке и уносятся течением из зоны водоотбора, снижая тем самым нагрузку на очистные сооружения по взвешенным веществам. В этом случае отпадает необходимость строительства сложнейших систем водоподготовки по трехступенчатой схеме, которые традиционно создаются для очистки высокомутных вод, в несколько раз сокращается мощность элементов системы переработки и утилизации осадка. По этой причине водозаборные гидроузлы с плавучими водоприемниками-осветлителями вот уже 40 лет широко применяются в южном регионе России (Ставрополье, Кубань, Ростовская область) и странах СНГ.
В сложных гидроморфологических условиях применение плавучих водоприемников зачастую оказывается безальтернативным вариантом организации водоотбора из искусственных и естественных водных объектов. Такие сооружения, в частности, целесообразно применять при относительно слабой несущей способности грунтов береговой зоны, где сложно разместить береговые сооружения гидроузла, или при активной трансформации русловых отложений, а также при существенно и неоднократно изменяющихся уровнях воды при частых ливневых паводках. Причем при прохождении паводков на реках Дальневосточного региона не только существенно повышаются уровни воды, но ее мутность может возрастать до 0,5^2,5 г/дм3.
В Приморском крае к настоящему времени используется единственный плавучий водоприемник для системы теплоснабжения п. Новошахтинского. Отбор воды осуществляется из «выработанного» угольного карьера с расходом до 8^12 тыс. м3/сут только в отопительный период. Береговая зона водоема выполнена насыпными неуплотненными грунтами, которые имеют слабую несущую способность, что и предопределило целесообразность использования плавучего водоприемника. Конструктивно он представляет собой смонтированную на понтонной платформе насосную станцию, оборудованную двумя насосами типа АТН, обеспечивающими отбор воды с глубины 17,0 м, а общая глубина водоема составляет более 80,0 м. При удовлетворительном качестве воды, в том числе и по содержанию грубодисперсных примесей (до 14 мг/дм3), отпадает необходимость ее очистки. Понтоны выполнены в виде цилиндрических емкостей, по внешнему контуру покрытых гидрофобным материалом для предотвращения интенсивного обмерзания в холодный период года. Продолжительный (более 4 лет) опыт эксплуатации плавучего водоприемника в п. Новошах-тинском показывает, что он обладает достаточно высокой надежностью водоотбора.
Конструктивные особенности известных плавучих водоприемников-осветлителей определяются наличием различных вариантов очистных блоков. Наиболее часто в качестве устройств для седиментационного осветления воды применяются тонкослойные полочные отстойники, смонтированные на понтонах (см. схему). Особенностью осадительных элементов полочных отстойников является расположение параллельных пластин под углом не менее 45о к горизонтальной плоскости. При длине пластин 2,5^3,0 м конструктивная высота погруженной под уровень воды в реке части водоприемника составляет не менее 3,0^4,0 м. Это условие привносит определенные ограничения на применение водоприемников с тонкослойными отстойниками, поскольку глубина воды в водном объекте, в том числе и в межсезонные периоды, должна превышать указанную величину. Таким образом, для организации водозабора из малых и средних рек практически исключается возможность использования водоприемников-осветлителей из-за недостаточной глубины.
Указанный конструктивный недостаток водоприемников-осветлителей может быть исключен при выполнении осадительных элементов отстойника в виде горизонтально располагаемых труб с перфорацией в их верхней и нижней частях. Такой вариант компоновки, предложенный в техническом решении по патенту РФ № 2310726, позволил существенно расширить диапазон условий применения таких водоприемников.
В тонкослойном осветлительном модуле горизонтальные перфорированные трубы установлены в кор -пусе в шахматном порядке. Между их внешними стенками образован зазор зигзагообразной формы. Причем гидравлическое сопротивление перфорации труб и зазора превышает гидравлическое сопротивление внутренней полости этих труб. Такое соотношение гидравлических сопротивлений предотвращает проточ-ность очищаемой воды в зазоре с внешней стороны труб, в котором происходит только перемещение взвеси, попадающей в зазор через перфорацию, а транспортирование очищаемой воды обеспечивается только во внутренней полости труб.
Вода из реки поступает в водоприемную камеру 1 через горизонтальную решетку 2, установленную в донной части камеры 1, образуя восходящий поток за счет напорного градиента - разности уровня воды в реке и сборной емкости 6, из которой осуществляется отбор воды насосом 10. Горизонтальное расположение решетки 2 и подвод воды из реки снизу вверх исключает поступление в водоприемную камеру значительной части механических загрязнений, осаждающихся непосредственно в реке. В нижней части водоприемной камеры 1 размещены свободно перемещающиеся шарообразные элементы 3 диаметром 20^30 мм, выполненные из материала с плотностью большей плотности воды, например из полистирола, плотность которого составляет 1,10 кг/дм3, или из полиуретана, имеющего плотность 1,21 кг/дм3. Такие материалы можно считать инертными по отношению к загрязнениям, содержащимся в воде. Это наряду с трением поверхностей
шарообразных элементов друг о друга исключает существенное налипание загрязнений и изменение их массы. Наличие шарообразных элементов в водоприемной камере защищает систему от попадания в нее мальков рыб, поскольку шарообразные элементы представляют собой механическое препятствие для рыбы, и при изготовлении их, например из полиуретана, они достаточно компактно концентрируются в донной части камеры вблизи решетки.
Водоприемная камера 1 может быть оснащена системой дозирования и ввода реагентов, в частности, над камерой могут размещаться расходные емкости 7 реагентов, которые самотеком или, например, с помощью насоса-дозатора 8 подаются в нижнюю часть водоприемной камеры в зону над горизонтальной решеткой. Для более равномерного ввода реагентов трубопровод соединен с распределительной системой, например с перфорированным патрубком. Наличие в водоприемной камере шарообразных элементов при подаче реагентов в эту же зону позволяет повысить эффективность их перемешивания с обрабатываемой водой за счет активного возвратно-поступательного перемещения шарообразных элементов 3 в восходящем потоке обрабатываемой речной воды. Таким образом, нижняя часть водоприемной камеры выполняет функцию смесителя, а в верхней части в восходящем потоке речной воды, смешанной с реагентами, обеспечивается достаточно активная агломерация мелкодисперсной взвеси - хлопьеобразование, что позволяет повысить эффективность очистки воды в осветлительном тонкослойном модуле.
Из водоприемной камеры 1 вода, смешанная с реагентами, через водосливную стенку поступает в тонкослойный осветлительный модуль, состоящий из горизонтально расположенных труб 5 со щелевой перфорацией в их нижней и верхней частях по всей длине. Ширина щелей должна быть не более 5^7 мм для соблюдения условия оптимального соотношения гидравлических сопротивлений. Устьевые участки труб 5 закреплены в вертикальных перегородках 4, и вода из водоприемной камеры поступает только в трубы 5. Горизонтальные трубы устанавливаются в корпусе в шахматном порядке, что обеспечивает наибольшую компактность расположения труб. При этом конструктивная высота тонкослойного модуля оказывается наименьшей, что дает возможность использовать водозабор на водоисточниках с малыми глубинами при высоком эффекте очистки воды. В частности, при расположении труб в два-три яруса максимальная конструктивная высота водоприемника не превышает 0,7 м. Следовательно, обеспечение штатного режима эксплуатации его будет в основном зависеть от условий образования и мощности ледяного покрова в зимний период.
Горизонтально установленные трубы 5 тонкослойного модуля могут быть прямоугольного сечения и выполняться, например, из уголков, причем для облегчения конструкции уголки должны быть выполнены из металла толщиной не более 1 мм. Такие уголки закрепляются на коротких опорных кольцах, установленных по длине внутри труб с определенным шагом. Причем кольца, на которых закрепляются уголки, образующие трубы прямоугольного сечения, должны иметь такой диаметр, чтобы по всей длине уголков оставалась
Схема плавучего водоприемника-осветлителя с тонкослойным отстойником:
1 - водоприемная камера; 2 - горизонтальная решетка в донной части для подвода воды из водоисточника; 3 - подвижные шарообразные элементы, выполняющие функцию рыбозащиты; 4 - вертикальные перегородки; 5 - горизонтально расположенные перфорированные трубы тонкослойного осадительного модуля; 6 - сборная емкость; 7 - расходные емкости реагентов; 8 - насос-дозатор; 9 - трубопровод подачи реагентов; 10 - насос; 11 - всасывающий трубопровод; 12 - подающий трубопровод; 13 - шарнирное соединение; 14 - понтоны; 15 - направление движения примесей, выделенных из воды в тонкослойном трубчатом модуле через открытое днище в реку.
щель (щелевая перфорация) в нижней и в верхней части. Это позволяет отводить загрязнения как с отрицательной, так и с положительной гидравлической крупностью. Размер труб (длина и внутренний размер по диагонали) определяется в зависимости от гидравлической крупности и концентрации осаждаемой взвеси и при длине, например, до 2^3 м размер по диагонали каждой из труб может приниматься до 100^120 мм.
Вода с укрупненными хлопьями взвеси, поступая в горизонтальные перфорированные трубы тонкослойного модуля, освобождается от загрязнений, осаждающихся на внутренних стенках труб 5. Осадок постепенно сползает по этим стенкам в направлении, нормальном движению потока очищаемой воды без взмучивания, и через щели удаляется за пределы труб в зигзагообразный зазор, сообщенный с рекой. Поскольку при такой схеме отвода осадка из труб не допускается смешивание выделенных из воды загрязнений с очищаемой водой, проходящей только в горизонтальных трубах модуля, достигается максимальный эффект очистки. Всплывающие в горизонтальных трубах модуля загрязнения через щели также попадают в зигзагообразный зазор, по которому они перемещаются в верхнюю часть тонкослойного осветлительного модуля, где должен размещаться сборный лоток (условно не показан), обеспечивающий периодическое удаление этих загрязнений за пределы водозаборного устройства. По опытным данным гидравлическая крупность частиц, задерживаемых в трубчатом осветлителе, при температуре воды 15 °С составляет 0,12^0,15 мм/с и выше, что вполне согласуется с данными по полочным отстойникам.
Режим движения воды в горизонтальных перфорированных трубах, как и в любом отстойнике, должен быть близок к ламинарному. В осветлительном модуле трубы 5 должны работать относительно равномерно, что определяется одинаковым для каждой из труб модуля градиентом напора - разности уровней на водосливных стенках смежной с водоприемной камеры 1 и смежной со сборной емкости 6. Из сборной емкости осветленная вода отбирается насосами 10, которые обеспечивают подачу ее по напорному трубопроводу 12 потребителю или на сооружения глубокой очистки воды.
Таким образом, плавучий водоприемник-осветлитель обеспечивает высокий эффект удаления взвешенных в воде загрязнений за счет реагентного отстаивания, при возможности использования устройства на водоисточниках с малыми глубинами за счет снижения вертикальных габаритов установки при применении тонкослойного трубчатого модуля с горизонтальным расположением труб.
X
УДК 628.543+315.2
И.П. Резник
РЕЗНИК Иван Петрович - ведущий специалист (Росводоканалналадка, Владивосток). E-mail: zemlyanoy41@ list.ru © Резник И.П., 2012
Локальные очистные сооружения Астра 150 Лонг
Приводятся сведения о локальных очистных сооружениях сточных вод типа Астра 150 Лонг, выпускаемых компанией SBM group. Отмечается, что основным достоинством сооружений является использование в них принципа SBM-реактора. Наряду с достоинствами отмечены и недостатки этих сооружений, выявленные в ходе пусконаладочных работ и при эксплуатации. Указана целесообразная область применения сооружений типа Астра Лонг.
Ключевые слова: сточные воды, очистные сооружения, эксплуатация, наладочные работы, конструкция. Local sewage Astra 150 Long. Ivan P. Resnik (Rocvodokanalnaladka, Vladivostok).
This article contains information about the local wastewater treatment plants such as Aster 150 Long, produced by SBM group. It is noted that the main buildings is the use of dignity in them the principle of SBR-reactor (Sequence Bath Reactor). Presents the advantages and disadvantages of these structures identified during start-up commissioning and operation of these facilities. Suitable specified scope of works such as Astra LONG. Designed for employees of private information on to the design organizations, teachers, students and graduate students.
Key words: wastewater, treatment plant, operation, operations, design.
