Иловые и песковые площадки

На иловых площадках выполняется естественное обезвоживание осадка, который образуется на канализационных станциях. Несмотря на появление новых методик удаления влаги, ИП остаются основной технологией для данной процедуры. При наличии на канализационной станции другого оборудования иловые площадки используют в качестве резервных. Различают несколько видов ИП в зависимости от вида основания и реализованной технологии:

• с дренажем или без – на естественном основании;
• на асфальтобетонном или песчано-гравийном основании;
• площадки-уплотнители;
• с отстаиванием с поверхностным уплотнением;
• песковые ИП и другие виды.
• С использованием шнекового обезвоживателя осадка УШОС.

Процесс подсушки осадка на ИП выполняется в два этапа: сначала удаляется вода при помощи шнекового обезвоживателя или ленточного фильтр пресса, затем массы сохнут в естественных условиях до влажности от 70 до 80%. При достижении этих показателей осадок убирают с площадки. Дальнейшее его хранение увеличивает зольность масс, формируется процесс брожения. Для средней полосы России эта технология – оптимальна. Ускорить процедуру можно ворошением, которое зимой способствует глубокому промерзанию, летом – разрушает корку.

Нагрузки на ИП на территориях со среднегодовыми температурами от +3 до +6 градусов С и среднегодовым количеством осадков в 500 мм рекомендуется рассчитывать по таблице ниже.

Вид осадка	Нагрузка осадка, м3 на 1 м2 иловых площадок в год
	На естественном основании без дренажа	С отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды	ИП-уплотнителей
Смесь из первичных отстойников и активного ила, сброженная в условиях: мезофильных термофильных	1,2 0,8	1,44 0,96	2,4 1,6
Сброженный из первичных отстойников и из двухъярусных отстойников и осветлителей-перегнивателей	2	2,4

Примечания: 1. Нагрузка на ИП в других климатических условиях следует определять с учетом климатического коэффициента, приведенного СНИП.

2. В случаях, когда известно удельное сопротивление осадка, нагрузку на ИП на естественном основании следует принимать от 2 до 0,5 м ³/м² в год при удельном сопротивлении от 100·10¹⁰ до 10000·10¹⁰ см/г. При этом нагрузка для площадок других видов рекомендуется принимать пропорционально значениям, приведенным в данной таблице.

Уборка подсохшего ила выполняется спецтехникой, на крупных ИП используют бульдозеры и скреперы. Собранные массы погружают на автотранспорт погрузчиками или экскаваторами. В настоящее время проводится проектирование универсальных машин для работы с осадком.

Согласно нормативам, на площадках, расположенных вне территории очистных сооружений, нужно обустраивать теплое помещение с телефонной связью, соответствующее положениям СЭС. К участку должны подходить дорога с искусственным покрытием, шириной не менее 3,5 метра с пандусами, ведущими к площадке.

ИП на естественном основании с дренажем и без

Такие площадки можно устраивать на территориях, где уровень грунтовых вод находится на глубине – от 1,5 метров, а грунты – хорошо фильтруют. Второй критерий обустройства – допустимость фильтрации воды в грунт. Если участок имеет выраженный уклон, создают узкие ИП. Если ил имеет влажность 97% - формируют площадку 100х100 метров, если осадок с показателями влажности от 93 до 95%, ширину можно сократить до 40-50 метров, при этом залив выполняется с 2-х сторон.

Число карт	4
Рабочая глубина (высота напуска осадка), м	0,7 – 1
Высота оградительных валиков	на 0,3 м выше расчетной высоты выпуска осадка
Ширина оградительных валиков, м: по верху при использовании механизмов для их ремонта	Не менее 0,7 1,8 – 2
Уклон разводящих труб или лотков	по расчету, но не менее 0,01

Содержание ила на таких площадках регламентируется СНиП.

Площадки с отстаиванием

ИП с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды рекомендуется обустраивать на очистных сооружениях с производительностью 10 тысяч м3/сутки на территориях с коэффициентом до 1. Нагрузка на объекты рассчитывается по таблице ниже.

Полезная площадь, га	0,25 – 1
Ширина, м, при уклонах местности: 0,04 – 0,08 0,01 – 0,04 0,01 и менее	30 – 40 50 – 60 60 – 80
Длина, м, при уклонах: Больших Малых	80 – 100 100 – 160
Рабочая глубина (высота напуска осадка), м	0,7 – 1
Отношение ширины карты к длине	1 : 2 – 1 : 2,5
Высота оградительных валиков и дамб, м	0,3 м выше расчетной высоты напуска осадка при общей их высоте до 2 м
Число напусков осадка в каскаде при числе карт: 4 7 – 8	2 (на две первые карты) 3 – 4 (на три четыре первые карты)
Перепуск иловой воды между картами	в шахматном порядке

Площадки-уплотнители

Если осадок хорошо расслаивается и легко отдает воду, рекомендуется использовать площадки-уплотнители. Такие массы поступают с мясокомбинатов и аналогичных производств. Влажность осадка не должна превышать 95,9%.

Такие объекты представляют собой железобетонные резервуары с отверстиями, перекрытыми шерберами, расположенные на продольной стене на разных глубинах. Нагрузка рассчитывается по общей таблице.

Песковые ИП

Такие объекты представляют собой карты с валиками высотой от 1 до 2 метров и водосбросами шахтенного типа. Вода, отводимая из них, отправляется к началу очистных сооружений. Нагрузка на них не должна быть более 3 м3/(м2 год). Подсушенный песок нужно отгружать регулярно. Если производительность станции достигает 75 тысяч м2/сутки, должно обустраивать бункеры промывки.

Виды производственных твердых отходов и осадков

Производственные осадки твердые отходы принято классифицировать на такие виды:

• от промышленных канализаций ОС;
• шлам углемоек с флотационными реагентами;
• рудопромывочный шлам с песком, глиной, пустыми породами;
• с отходами агломерационных производств с известняком, коксом, рудой;
• металлургический шлам с окалиной;
• шлам газоочистки доменных площадок с содержанием флюса, железа и угля;
• шлам химических предприятий с минеральными соединениями разных фракций;
• отходы ТЭЦ, котельных и паровоздухоловок с золой и шлаками;
• отходы станций, очищающих речные воды, с коагулянтами и наносами;
• шламы заводов по производству соды с минеральными примесями;
• отходы горно-обогатительных производств.

Виды земляных емкостей

Для аккумуляции осадков и твердых отходов канализационных и водяных систем предприятий используются земляные емкости. Здесь стоки усредняются и осветляются. На производства применяются такие объекты 4-х видов:

• пруды-накопители;
• шламонакопители;
• золошламонакопители;
• хвостохранилища.

Классификация земляных емкостей по типу рельефа территории:

• равнинные;
• овражные;
• косогорные;
• пойменные;
• котлованные – в старых карьерах;
• котлованные без дамб или с дамбами малой высоты.

По числу секций ЗЕ бывают:

• 1-секционные;
• 2-секционные;
• многосекционные.

Критерии выбора площадок под земляные емкости

Площадка под ЗЕ должна быть расположена близко к предприятию с учетом местонахождения ОС и населенных пунктов. Чаще выбирают бросовые земли с минимальным стоком поверхностных вод со склонов. Для емкостей с токсинными веществами следует предусмотреть систему защиты окружающей среды. Использование природных водоемов – допускается, при наличии специального обоснования. Выбор регламентируется федеральным и региональным законодательством.

Критерии выбора класса капитальности ЗЕ

Класс капитальности земляных емкостей выбирается согласно СНиП. Если на предприятии реализована система обратного водоснабжения, нужно руководствоваться другим документом – СНиП. При создании нужно учесть защиту прилегающих территорий от заболачивания и подтопления.

Схемы заполнения ЗЕ

Выбор схемы заполнения емкости зависит от объемов, класса капитальности, гидрогеологии, топографии, метода намыва, фракций и состава шламов. Предлагаются три основных вида:

• от дамбы к вершине балки;
• от вершины балки к дамбе;
• комбинированная.

Приблизительный объем рассчитывается по формуле:

W = Gnt/γ₀η, где

W – объем ЗЕ;

G – объемы шлама за сутки;

N – количество рабочих дней за год;

T – время эксплуатации ЗЕ в годах;

γ₀ – объем шламов;

η – коэффициент со значениями от 0,75 до 0,9.

Конструкционные особенности емкостей

Конструкция земляных емкостей формируется из: ограждающих дамб, их дренажных устройств и противофильтрационных устройств.

Ограждающие дамбы

Эти устройства подразделяются по принципу очередности возведения:

• устройства постоянного профиля, высота которых сформирована по проекту за 1 очередь;
• постепенного или вторичного наваливания, согласно заполнению из хвостов, схема такого объекта – на рисунке ниже.

Рис. 41.1. Схема устройства дамб вторичного обвалования

1 – первичная дамба; 2 – дрены; 3 – дамбы вторичного (постепенного) обвалования; 4 – экскаватор; 5 – распределительный пульповод; 6 – бульдозер; 7 – шламы (хвосты)

Устройства дренажа дамб

Эти устройства классифицируют по назначению, расположению в дамбе и конструкции:

• наслоенные;
• трубчатые;
• ленточные.

Дренажные устройства выполняют несколько функций: обеспечивают нужное снижение кривой депрессии, защищают контуры от деформаций, полностью перехватывают загрязненные воды, ускоряют консолидацию твердых примесей. Также используются трубофильтры из пористого бетона. С одним из видов которых, можно ознакомиться на схеме ниже.

Рис. Горизонтальный и наклонный дренаж с применением трубофильтров из пористого бетона

1 – пионерная дамба; 2 – дренаж; 3 – горизонтальная дрена; 4 – наклонные дрены

Противофильтрационные устройства

Эти устройства используются на объектах с токсичными веществами для защиты окружающей среды, на предприятиях с обычными стоками и системой обратного водоснабжения. Их классифицируют по нескольким признакам.

По принципу работы и назначению:

• устройства дамб обваливания и плотин по СНиП;
• для днища ЗЕ, если уровень стоков превышает уровень грунтовых вод.

Для обустройства используются 3 основные схемы:

• кольцевая завеса;
• кольцевой экран;
• пластовый экран.

На рисунке ниже – схемы, согласно перечислению.

Рис. Противофильтрационные устройства земляных емкостей в балках и оврагах

1 – проектная поверхность шламов; 2 – зеркало воды грунтового потока; 3 – кривая подпора грунтовых вод; 4 – противофильтрационная завеса; 5 – экран

Конструкционные особенности пластовых экранов

Преимущественно устройства выполняются из глинистого грунта малой проницаемости, материалов на основе битума или полиэтиленовой пленки. На рисунке ниже можно увидеть различные конструкции.

Рис. Противофильтрационные экраны земляных емкостей

1 – защитный слой грунта; 2 – уплотненный слой глинистого грунта; 3 – полиэтиленовая пленка; 4 – подстилающий слой песка; 5 – слой асфальтополимербетона или грунтополимерной смеси; 6 – дренажный слой из сильнопроницаемого грунта; 7 – дренажная труба

Требования к конструкции пластовых экранов и других видов изложены в СНиП. Коэффициент трения по полиэтиленовой пленке определяется по таблице ниже.

Материал	Коэффициент трения материалов по пленки
	Насухо	Под водой
Глина, суглинок	0,4	0,35
Супесь	0,35	0,3
Песок мелкий	0,3	0,3
Песок средней крупности	0,29	0,42
Песок крупный	0,3	0,25
Песок гравелистый	0,3	0,3
Бетон	0,33	0,33
Пенопласт	0,45	0,25
Полиэтилен	0,4	0,49

Водосбросные сооружения ЗЕ

Водосбросные сооружения земляных емкостей выполняют несколько функций:

• отвод очищенной воды в систему обратного водоснабжения;
• поддержания должного уровня горизонта воды, в том числе при наращивании дамб;
• опорожнения ЗЕ;
• отвод воды с поверхности;
• отвод фильтрационных вод.

Последняя функция может реализовываться с водосбросными колодцами. На рисунке ниже представлены такие схемы.

Рис. Водоприемный (водосборный) колодец

1 – колодец; 2 – шандоры; 3 – устройство для подъема шандор; 4 – решетка; 5 – мостик; 6 – дамба

Отвод поверхностных вод обустраивается с учетом рельефа местности, площади территории и водосборного участка. Его реализуют по трем схемам:

• через пруд-шламонакопитель и его вспомогательные сооружения;
• по нагорным или отводным каналам в обход шламонакопителя;
• по коллектору, расположенному под шламонакопителем.

Консервация земляных емкостей

ЗЕ с токсичными отходами многие годы представляют собой угрозу окружающей среде. Система защиты может состоять из таких частей: глубокое осушение шламов, обустройство гребней и откосов ЗЕ, защита поверхности воды от пыли, исключение попадания на территорию поверхностных сточных вод и осадков.