Первый выпуск Мастера вопросников

Ответ. С глубины S, определяемой по формуле

где D – диаметр всасывающего патрубка на границе входа воды, м; V – скорость воды там же, м/с; F – число Фруда:

Если заглубление S окажется меньше величины требуемого кавитационного запаса, устанавливаемого изготовителем насоса, то за заглубление принимается последняя, то есть большая из величин.

Указанное заглубление относится к всасывающим патрубкам и конфузорам вертикального (рис. 1), горизонтального (рис. 2) и наклонного (рис. 3) расположения центробежных и осевых насосов как обычных, так и погружных. Величина заглубления отсчитывается от уровня входа воды в патрубок. Для вертикально расположенного патрубка он совпадает с границей входа воды, а для горизонтально и наклонно расположенного – находится в точке пересечения границы входа воды с осью патрубка (конфузора).

убка (конфузора). Согласно СП 31.13330, п.10.15 и СП 32.13330.2012, п. 8.2.3, допускается не применять формулу (1) и принимать заглубление всасывающего патрубка относительно минимального уровня жидкости не менее чем на два его диаметра, но более чем на величину требуемого кавитационного запаса, устанавливаемого изготовителем насоса.

При низком уровне воды в приемной емкости можно использовать всасывающий патрубок с расширенным по горизонтали входом прямоугольной или овальной формы.

Для прямоугольных входов диаметр патрубка рассчитывается по формуле:

 

где H – высота, м; W – ширина патрубка на входе воды, м.

Манипулируя в системе уравнений (1) – (3) величинами H и W, можно добиться снижения требуемого уровня заглубления всасывающего патрубка с 2D до размера всасывающего патрубка насоса.

Ответ. Требуемый напор насосов, определяют по формуле:

где НГ – геометрическая высота подъема (разность отметок подачи и откачки сточных вод), м; НП.В. – потери напора во всасывающем трубопроводе, м; НП.Н. – потери напора в напорном трубопроводе (в наружном и внутри насосной станции), м; h3 – запас на излив жидкости из трубопровода (принимается равным 1 м).

Для станций с регулирующими резервуарами за расчетную отметку откачки сточных вод принимают отметку среднего уровня воды в них; для станций, не имеющих регулирующих резервуаров, – отметку уровня воды в подводящем коллекторе при минимальном притоке

При присоединении напорного трубопровода к приемному колодцу или самотечному каналу:

• выше горизонта воды в них - отметкой подачи сточных вод считается отметка верха трубопровода;

• под уровень воды – максимальная отметка уровня;

• при преодолении напорным трубопроводом повышенного участка местности, имеющего отметку земли выше уровня воды в точке подачи, – отметка верха трубопровода на повышенном участке.

Ответ. Требования по числу резервных насосов в КНС приведены в СП 32.13330.2012 (см. табл.) 

В Примечании 3 к этой таблице сказано, что в насосных станциях бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод, оборудованных погружными насосами погружной и (или) сухой установки количеством 3 и более, допускается хранить второй резервный насос на складе.

Действительно, затопление насосных станций не приводит к выходу из строя погружных насосов. Поэтому нет смысла увеличивать площадь заглубленных насосных станций под второй резервный погружной агрегат. Эта мера обеспечит в ряде случаев экономию капитальных затрат.

Ответ:

Международных стандартов нормирования и контроля запахов не существует. Для условий РФ проблема предотвращения выбросов в атмосферу опасных и дурно пахнущих летучих соединений, которые образуются в системах канализации и при очистке сточных вод, нова и актуальна. 

Используются методы, включающие этапы: сбор загрязненного воздуха и очистку. Предотвращение выбросов в атмосферу и сбор газов осуществляются путем перекрытия поверхностей сооружений (табл. 1), и устройства принудительной системы вентиляции. В настоящее время в качестве перекрытий используются: классические бетонные ангары, тенты из гибкого пластика и др. конструкций. Загрязненный воздух из-под перекрытий направляется на очистку.

В перечень летучих соединений входят: серосодержащие и азотсодержащие (включая органические), органические кислоты, альдегиды, кетоны, и др.

Европейский стандарт EN 13725 «Качество воздуха – определение концентрации запаха методом динамической ольфактометрии» получил международное признание. Показателем являются единицы D/T (Dilution to Threshold) = (V0 + Va)/V0 , где V0  объем пахучего воздуха, Va  объем свежего воздуха. По сути, определяется степень дискомфорта от неприятного запаха.

Существуют различные методы и технологии удаления запаха сточных вод: биологические, химические, физические, и термические (табл. 2). 

 

Существуют и другие способы очистки: 

• озонирование (удаление H2S и ЛОС в жидкую фазу; высокие скорости окисления аминов, фенолов, алкенов), t = 2–3 сек.;

• капельная биофильтрация с иммобилизированными микроорганизмами на загрузке (пластик, полиуретан, керамика, гравий, каучук) и рециркуляцией жидкости (удаление H2S и ЛОС достигает 99 % при t = 35–120 сек);

• с использованием биоскрубберов (использование взаимосвязанных реакторов: абсорбционна колонна с поглощением запахов в раствор, биореактор со взвешенным активным илом). Удаление H2S до 99 %;

• с применением мембранных биореакторов (из гидрофобных материалов: полидиметилсилоксан, полилиолефин) для удаления широкого спектра ЛОС: толуол, пропилен, бензол, диметилсульфид, трихлорэтилен, матилмеркаптан, альфа-пиен, лимонен, ацетн, гексан NOx и др. 

Механизм очистки предполагает развитие микрофлоры на поверхности мембран, поэтому обеспечение биогенных элементов и воды (или влажности) обязательно;

• комплексные способы и модификации представленных методов.

Проектируя инженерные системы с удалением сероводорода (H2S) требуется помнить, что в них образуется кислотная среда. Это влечет необходимость использования коррозионно-стойких материалов.

Экономически развитые страны отказались от устройства иловых площадок по экологическим, экономическим (неэффективное использование площадей) причинам, а также в связи с развитием техники механического обезвоживания. Пока для условий РФ это не выполняется, и иловые площадки остаются серьезным источником неприятных запахов. В Санкт-Петербурге используются нейтрализующие агенты (табл. 2) с инженерным обеспечением «мокрых барьеров» на базе стационарных и передвижных комплексов с насосным оборудованием и форсунками. Логика использования комплексов соответствует изменению розы ветров по отношению к городскому населению.

Некоторый интерес может представить зарубежный сравнительный анализ технологий борьбы с запахом1 (табл. 3). Конечно, стоимость электроэнергии за рубежом несколько выше, чем в РФ, но для сравнительной оценки показатели интересны.

Водоканалы Москвы и Санкт-Петербурга к настоящему времени накопили богатый опыт промышленных исследований установок очистки воздуха и оценки капитальных затрат на перекрытие резервуаров.опрос:

 

Ответ:

Новый свод правил СП 32.13330.2012 Канализация. Наружные сети и сооружения рекомендует использовать современный метод математического моделирования при проектировании очистных сооружений.

Международный этап развития очистки сточных вод (ОСВ) в период 1983–1999 гг. характеризовался инициативой научно – исследовательской группы IWAQ2 по разработке уравнений и математических моделей, которые в дальнейшем описывались публикациями IWA3. Результатом работы группы явилась наиболее достоверная выборка математических описаний процессов ОСВ и сооружений различных конфигураций. Были выбраны, определены и опубликованы для широкого использования наиболее эффективные процессы ОСВ и методы их расчета.

Имитационное моделирование (model simulation) означает выполнение технологических расчетов для целей проектирования новых и реконструкции старых сооружений ОСВ и их комплексов, включая разработку средств АСУТП и обоснования размеров энергосбережения.

Имитационное моделирование позволяет выявлять причинно-следственные связи в анализе единичных сооружений и комплексных технологий ОСВ. Универсальность метода выходит за узкие пределы опытных данных частного опыта и отражает общие закономерности для любого объекта. Любая сложная математическая модель является только отражением реальности. Насколько результаты моделирования достоверны и отражают эту реальность завит от того кто и как настраивает эту модель.

В сооружениях ОСВ различных гидродинамических параметров и обработки осадков виртуально реализуются кинетические процессы:

• физические (аэрация, отстаивание, флотация, фильтрация, процеживание, уплотнение, термическая сушка, сжигание и т.д.),

• химические (коагуляция, дезинфекция, реагентная очистка т.д.)

• биологические (аэробные, анаэробные, аноксидные, сбраживания, стабилизации). 

Имитационное моделирование выполняется на базе расчетно-графических комплексов программного обеспечения (ПО): BioWin (Envirosim), GPS-X, CapdetWorks, SimuWorks (Hydromantis Environmental Software Solutions, Inc.), STOAT (WRc), WEST (Hemmis), SIMBA (Ifak System), ASIM (Holinger), модификации для MS приложений и служебного пользования: «ЭкоСим 3Р» (ГК Экополимер). К сожалению, аналоговый российский продукт «АЗОТ» (версии 1 и 2, разработчик Институт Водных Проблем РАН, начало 1990-х годов) в настоящее время не поддерживается.

ПО для имитационного моделирования не всегда учитывает обеспечивает:

• применение для новых (современных) моделей сооружений ОСВ,

• связи прямыми командами с EXCELL, MATLAB и базами данных для формирования отчетов,

• аппарат статистической обработки,

• встроенный инструмент описания характеристик исходных параметров притока, например его динамических характеристик,

• встроенный инструмент для разработки собственных (индивидуальных) моделей,

• поддержку русского языка,

• обучающие программы пользования,

• пользовательские возможности (например, для корректировки промстока или интерактивное моделирование для подготовки операторов и др.) 

Перед приобретением ПО следует прояснить, в какой степени оно отвечает поставленным целям и расчетным задачам. 

Формирование исходных данных для получения достоверного результата целесообразно производить в соответствии с руководствами разработчиков. Как правило, они не содержат конкретных методик, а лишь ограничиваются описаниями понятий, принципов, подходов. Для повышения достоверности требуются:

• статистическая обработка натурных данных объекта,

• экспериментальное обоснование характера динамики исходных нагрузок во временном интервале,

• наладка и калибровка процессов ОСВ с экспериментальной проверкой сходимости параметров.

Наиболее трудно описываемые математические модели биологических процессов (ASM – модели с активным илом) явились причиной систематизации комбинированных моделей (табл.)4. 

ASM2d в отличие от ASM2 учитывает наличие фосфатаккумулирующих микроорганизмов-денитрификаторов (удаление фосфора в стадии денитрификации). 

При окончательном выборе моделей сооружений доочистки важно также учесть требуемый уровень ПДС.