Модернизация системы водоотведения и очистка бытовых сточных вод в сельском поселении "Гжельское" на примере работы МУП Раменского района "Гжельское ПТО КХ"

Уровень обеспечения населения жилищно-коммунальными услугами (ЖКУ) – один из самых важных показателей качества жизни на территории муниципального образования (1).

Управление жилищно-коммунальным комплексом, согласно федеральному закону 2003г. (1), относится в основном к компетенции поселений. Предприятия, входящие в жилищно-коммунальный комплекс – поставщики ресурсов. Управляющие и подрядные организации – должны согласовывать свои действия в целях повышения качества жилищно-коммунального обслуживания.

К инженерному обеспечению поселений относится обеспечение такими ресурсами, как электроэнергия, теплоэнергия, природный газ, водоснабжение, водоотведение.

Предприятия, обеспечивающие поставку перечисленных ресурсов относятся к числу естественных локальных монополистов.

Объектом настоящего исследования является жилищно-коммунальное хозяйство МУП Раменского района «Гжельское ПТО КХ».

Цель курсовой работы – разработка практических рекомендаций по совершенствованию системы очистки бытовых сточных вод.

В соответствии с целью проектирования определены следующие задачи:

1. Рассмотреть характеристику жилищно-коммунального комплекса МУП Раменского района «Гжельское ПТО КХ»;

2. Изучить проблемы экологической безопасности Раменского района (из целевой программы «Экология Раменского района на 2004-2006гг.»);

Методом исследования, использованным в процессе выполнения работы, является изучение и анализ научной литературы, изучение деятельности коммунального хозяйства на материалах МУП Раменского района «Гжельское ПТО КХ» и разработка новых проектов.

Актуальность темы исследования.

Проблемы реформирования ЖКХ затрагивают интересы всех слоев общества, т.к. жилищно-коммунальное хозяйство – одна из самых важных отраслей экономики страны. От его состояния зависит комфортность проживания жителей. Современная экономика требует постоянного обновления знаний и навыков, т.е. возрастает роль человеческого капитала в экономическом развитии. Страна, не сумевшая достичь значимого прогресса в этой сфере, несмотря на богатство природных ресурсов, иных конкурентных преимуществ, в долгосрочной перспективе обречена на отставание. Поэтому в данной курсовой работе мы делаем ставку не просто на инновационный, а на инновационный социальный подход к решению ряда вопросов. Это означает, что особый акцент будет сделан на создание возможностей для получения людьми достойного уровня жизни.

1.1 Очистка бытовых и сточных вод как важнейший фактор экологической безопасности Раменского района (из целевой программы «Экология Раменского района на 2004-2006гг.»)

«Экология Раменского района на 2004-2006гг.».

Основная цель программы – улучшение экологической обстановки в Раменском районе и создание базы для обеспечения экологической безопасности района, т.е. защищенности окружающей среды и жизненно важных интересов граждан, общества от внутренних и внешних воздействий, негативных процессов воздействия, создающих угрозу здоровью людей, биологическому разнообразию и устойчивому функционированию экологических систем.

Задачи, решаемые данной программой:

1. выявление источников загрязнения окружающей среды, которые создают очаги экологического напряжения на территории Раменского района и оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье населения;

2. осуществление мероприятий по ограничению негативного воздействия или ликвидации источников постоянного сверхнормативного загрязнения окружающей среды;

3. осуществление мероприятий по очистке и реабилитации наиболее загрязненных участков территории, поверхностных вод, лесного массива;

4. получение, сбор, обработка и предоставление информации об экологическом состоянии района для органов управления района, заинтересованных организаций и населения;

5. развитие системы экологического образования в районе;

Особенностью Гжельской зоны является развитие керамической и строительной промышленности. Все очистные сооружения в силу изношенности не обеспечивают очистку стоков до нормативных требований. Сбор ливневых стоков отсутствует. Значительное влияние на загрязнение территории оказывает транспорт (Егорьевское шоссе, Куровское отделение Московско-Казанской железной дороги). Значительное загрязнение и захламление земель зоны происходит из-за отсутствия хорошо налаженной системы сбора и утилизации отходов. Сельское хозяйство развито незначительно.

1.2 Что такое очистка бытовых сточных вод

Природная вода - не только источник водоснабжения и транспортное средство, но и среда обитания животных и растений. Круговорот воды в природе создает необходимые условия для жизни человечества на Земле.

Основные вопросы защиты окружающей среды необходимо решать на основе следующих принципов:

1. Форма и масштабы человеческой деятельности должны быть соизмеримы с запасами невозобновляемых природных ресурсов;

2. Неизбежные отходы производства должны попадать в окружающую среду в форме и концентрации, безвредных для жизни. Особенно это относится к водным ресурсам.

Еще в городах древнего Египта, Греции и Рима существовали канализационные системы, по которым отходы жизнедеятельности людей и животных транспортировались в водоемы - реки, озера и моря.

В Древнем Риме перед сбросом в Тибр канализационные стоки накапливались и выдерживались в накопительном пруде-отстойнике - клоаке (cloaca maxima).

В Средние века этот опыт был в значительной степени забыт, помои, экскременты людей и животных, выливались на городские улицы и удалялись эпизодически. Это являлось причиной загрязнения и заражения источников питьевой воды и приводило к возникновению эпидемий холеры, тифа, амебной дизентерии и др.

В начале 19 века в Англии был изобретен туалет с водяным смывом (water closet, WC). Возникла очевидная необходимость в обработке сточных вод и предотвращения их попадания в источники питьевой воды. Сточные воды собирали и выдерживали в больших емкостях, осадок использовали в качестве удобрений.

В начале двадцатого века были разработаны интенсивные системы очистки бытовых сточных вод, включая поля орошения, где вода очищалась, фильтруясь через почву, струйные фильтры со щебневой и песчаной загрузкой, а также резервуары с принудительной аэрацией - аэротенки. Последние являются основным узлом современных станций аэробной очистки городских сточных вод. Первоначально основной целью очистки стоков являлось их обеззараживание. Понимание важности качественной очистки сточных вод для охраны природных водоемов пришло позже.

Проблема чистой воды является одной из актуальнейших проблем наступившего века. Для сохранения мест забора питьевой воды чистыми необходима качественная очистка сточных вод, потребление которых в России достигает 500 литров в сутки на душу городского населения. В настоящее время разработаны и развиваются современные технологии очистки сточных вод. Наибольший интерес и перспективу имеют естественные и самые дешевые биологические методы очистки, представляющие собой интенсификацию природных процессов разложения органических соединений микроорганизмами в аэробных или анаэробных условиях. Одним из методов является механическая очистка.

Механическую очистку сточных вод применяют преимущественно как предварительную. Механическая очистка обеспечивает удаление взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60-65%, а из некоторых производственных сточных вод на 90-95%. Задачи механической очистки заключаются в подготовке воды к физико-химической и биологической очисткам. Механическая очистка сточных вод является в известной степени самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегда целесообразна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими методами.

В настоящее время к очистке предъявляют большие требования. Это приводит к созданию высокоэффективных методов физико-химической очистки, интенсификации процессов биологической очистки, разработке технологических схем с сочетанием механических, физико-химических и биологических способов очистки и повторным использованием очищенных вод в технологических процессах.

Механическую очистку проводят для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования. Механическую очистку как самостоятельный метод применяют тогда, когда осветленная вода после этого способа очистки может быть использована в технологических процессах производства или спущена в водоемы без нарушения их экологического состояния. Во всех других случаях механическая очистка служит первой ступенью очистки сточных вод.

Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

· решётки (или УФС — устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;

· песколовки;

· первичные отстойники;

· мембранные элементы;

· септики.

Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей — сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.

В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Очистка сточных вод с использованием прогрессивной мембранной технологии применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврат их в производственный цикл.

Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20-40 %.

В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК5 снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

А так же существует и широко применяется метод физико-химической очистки.

Физико-химическая очистка заключается в том, что в очищаемую вводу вводят какое-либо вещество-реагент (коагулянт или флокулянт). Вступая в химическую реакцию с находящимися в воде примесями, это вещество способствует более полному выделению нерастворимых примесей, коллоидов и части растворимых соединений. При этом уменьшается концентрация вредных веществ в сточных водах, растворимые соединения переходят в нерастворимые или растворимые, но безвредные, изменяется реакция сточных вод (происходит их нейтрализация), обеспечивается окрашенная вода.

Физико-химическая очистка дает возможность резко интенсифицировать механическую очистку сточных вод. В зависимости от необходимой степени очистки сточных вод физико-химическая очистка может быть окончательной или второй ступенью очистки перед биологической.

Для улучшения параметров очистки могут быть применены различные химические методы, как, например, дополнительная седиментация фосфора солями Fe и Al, хлорирование, озонирование, а также физико-химические методы, такие как электрофлотация или эвапорация.

В отличие от физико-химического метода метод биологической очистки более безопасен и естественен.

Биологическая очистка основана на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов, в растворе и являются для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от загрязнения.

Очистные сооружения биологической очистки можно разделить на два основных типа:

1) сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным;

2) сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.

К первому типу относятся сооружения, в которых происходит фильтрование очищаемых сточных вод через почву (поля орошения и поля фильтрации) и сооружения, представляющие собой водоемы (биологические пруды) с проточной водой. В таких сооружениях дыхание микроорганизмов кислородом происходит за счет непосредственного поглощения его из воздуха.

В сооружениях второго типа микроорганизмы дышат кислородом главным образом за счет диффундирования его через поверхность воды (реаэрация) или за счет механической аэрации.

В искусственных условиях биологическую очистку применяют в аэротенках, биофильтрах и аэрофильтрах. В этих условиях процесс очистки происходит более интенсивно, так как создаются лучшие условия для развития активной жизнедеятельности микроорганизмов.

Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими).

На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК5.

Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.

С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротанки), биофильтры и метантанки (анаэробное брожение).

Первичные отстойники, куда на этом этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные резервуары глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения, в бункер.

Также в биологической очистке, после первичных отстойников, существует вторая линия радиальных отстойников. Это илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.

Так же при очистке бытовых сточных вод нельзя обойтись без дезинфекции сточных вод.

Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.

Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут.

Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных городов в России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод такие как гипохлорит, дезавид и озонирование.

Наряду со стационарными станциями очистки сточных вод в случаях, когда имеется потребность в очистке небольших их объемах или не постоянно, применяются мобильные станции водоочистки. Как правило, они состоят из барбатера, угольного фильтра, емкости обеззараживания и циркуляционного насоса.

1.3 Основные направления развития системы ЖКХ в условиях российской экономики

Приоритетными направлениями модернизации систем водоснабжения и водоотведения при решении задачи бесперебойного обеспечения в необходимом количестве качественной питьевой водой населения района являются:

- приведение показателей качества очистки сточной жидкости, поступающей из очистных сооружений, к требуемым санитарно - эпидемиологическим нормам;

- обеспечение гарантированного сохранения экологически безопасного химико- биологического состава воды;

- снижение показателей аварийности на объектах водоснабжения и водоотведения;

- создание эффективной системы ресурсосбережения и экономного водопотребления.

Эти задачи могут быть реализованы за счет осуществления следующих мероприятий:

- внедрение современных методов автоматизации систем управления;

- телемеханизация управления и контроля работы водопроводных насосных станций с выводом на центральный диспетчерский пункт;

- установка частотных преобразователей на электроприводах насосного оборудования;

- замена морально устаревшего оборудования и трубопроводов на современные, менее энергоемкие, с большим ресурсом эксплуатации;

- реконструкция водозаборных сооружений, водопроводных сетей, очистных сооружений и сетей водоотведения с применением энергосберегающего оборудования и новых технологий и материалов;

- внедрение современных методов подготовки и очистки питьевых вод, решающих основную проблему превышения предельно допустимых норм железа;

- внедрение современных приборов учета воды для обеспечения контроля водопотребления и предотвращения нерационального расходования водных ресурсов - в координации с промышленными и частными потребителями воды;

- внедрение технологий утилизации и переработки обезвоженного осадка сточных вод;

- установка 2-тарифных электросчетчиков на объекты водоснабжения, т.е. ночные и дневные тарифы.

Осуществление данных мероприятий позволит в обозримом будущем добиться:

- значительной экономии электроэнергии;

- увеличения срока эксплуатации насосного оборудования и транспортных сетей до 20%;

- сокращения количества аварий до 50%;

- снижения непроизводительных утечек и, как следствие, сокращения непроизводственных затрат.

В целях улучшения состояния жилищного фонда и снижения издержек по его содержанию и эксплуатации необходимы следующие мероприятия:

- применение энергосберегающих технологий, материалов и оборудования не только на стадии эксплуатации, но и при проектировании, строительстве и реконструкции жилья;

- внедрение средств малой механизации при уборке придомовых территорий;

- привлечение дополнительных подрядчиков на эксплуатацию и ремонт лифтового хозяйства с целью демонополизации, удешевления стоимости услуг и повышения надежности подъемного оборудования.

2.1 Деятельность МУП «Гжельское ПТО КХ» по модернизации системы водоотведения

МУП Раменского района «Гжельское ПТО КХ» (далее по тексту – предприятие) расположен по адресу: Московская область, Раменский район, п.Гжельского завода стройматериалов.

Генеральный директор: Чехов В.В.

До проектирования очистных сооружений система водоотведения была следующая: сточные воды от жилого поселка, в том числе от бюджетных промпредприятий, поступали в канализацию, расположенную на территории завода стройматериалов, и перекачиваясь по напорному коллектору на поля фильтрации, которые не обеспечивали требуемого качества очистки.

Очистные сооружения биологической очистки, введенные в эксплуатацию в 2008году, МУП Раменского района «Гжельское ПТО КХ», принимающие сточные воды от жилищно-коммунального хозяйства поселка Гжель и Гжельского завода строительных материалов, находятся в п.Гжель Раменского района Московской области.

Проектная мощность очистных сооружений составляет 110,0тыс.м³/год.

Фактическое поступление сточных вод на очистные сооружения составляет: 119,4 м³/сут, 92,12тыс. м³/год, 4,975 м³/час, 0,0014 м³/сек.

Расход объема сточных вод принят в соответствии с балансовой схемой водопотребления и водоотведения МУП Раменского района «Гжельское ПТО КХ».

После очистки сточные воды поступают по коллектору в реку Гжелка, приток 1-го порядка реки Москвы.

МУП Раменского района «Гжельское ПТО КХ» приняло решение разработать проект по модернизации системы водоотведения.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на разработку рабочего проекта «Очистные сооружения бытовых сточных вод производительностью 300 м ³/ сутки» в пос. Гжельского завода строительных материалов Раменского района Московской области.