«Разработка перспективной Схемы водоснабжения и водоотведения Миасского городского округа» (стр. 4 )

Для обеспечения надежного водоснабжения населенных пунктов территориальных округов необходимо предусмотреть переоценку и утверждение в установленном порядке запасов существующих ранее разведанных подземных запасов источников водоснабжения (приложение 3), сведения о производительности которых в настоящее время противоречивы (см. табл. 2.5).

Таким образом, основные направления реконструкции и развития системы водоснабжения Миасского ГО следующие:

1) снижение энергозатрат путем изменения структуры и режимов работы СПРВ г. Миасс;

2) снижение себестоимости воды в г. Миассе путем сокращения непроизводительных расходов воды за счет снижения потребных напоров, организации оборота промывных вод на очистных сооружениях и перекладки изношенных трубопроводов (снижение прямых утечек) ;

3) замена оборудования на более технологичное и энергоэффективное;

4) реконструкция и развитие СПРВ г. Миасса в соответствии с вводом нового и сносом ветхого жилого фонда, изменением системы горячего водоснабжения;

5) реконструкция, развитие и новое строительство систем централизованного водоснабжения в населенных пунктах территориальных округов.

Последнее невозможно без массовой переоценки запасов подземных источников водоснабжения.

Для анализа структуры и режимов работы СПРВ особенно актуальным является совершенствование системы дистанционного контроля параметров и организация автоматизированного управления СПРВ. В рамках реконструкции и развития СПРВ в первую очередь необходимо расширить достаточно развитую г. Миасс систему технологического учета расходов и напоров воды и связать ее с электронной моделью. Кроме того, необходимо организовать автоматизированное управление насосным оборудованием путем поддержания параметров в диктующих точках и организовать регулирование режима с применением регуляторов прямого действия на выходе из напорных резервуаров. Только в этом случае можно реально добиться рационального режима энергопотребления.

Целевые показатели развития системы водоснабжения Миасского ГО приведены в приложении 4.

2.2. Система централизованного водоотведения

Из всех 6 поселений МГО система водоотведения развита только в г. Миассе. Частично канализованы п. п. Ленинск, Черновское, Смородинка, Нижний Атлян и ж/д станций Хребет. Почти повсеместно население пользуется индивидуальными негерметичными выгребными ямами. Герметичными выгребами оборудованы общественные здания – школы, больницы, амбулатории. Стоки из выгребов, за редким исключением, вывозят в ближайшие канализационные колодцы на централизованных сетях водоотведения.

В настоящее время вся существующая капитальная застройка г. Миасс оборудована централизованной канализацией. Часть индивидуальной застройки оборудована выгребными ямами и надворными туалетами.

Структура и объем водоотведения в г. Миассе существенно отличаются от показателей водоснабжения (таблица 2.8).

Таблица 2.8 Баланс водоотведения хозбытового стока г. Миасс за 2009г., тыс. м3

Прежде всего, объем водопотребления более чем в два раза превышает объем водоотведения (см. табл. 2.6, 2.8). Это означает, что существенная доля стока попадает без очистки на рельеф и в поверхностные водные объекты. Конечно, следует учесть, что часть подаваемой промышленным предприятиям воды уходит через канализационные сети и очистные сооружения предприятий.

Во-вторых, 75% стока приходится на долю населения и только 20% на долю промышленных предприятий и прочих организаций. Для водоснабжения соотношение 36,0 и 61,0% соответственно (см. табл. 2.6). Это тоже свидетельствует о том, что значительная доля потребляемой из системы водоснабжения города воды трансформируется в сточные воды систем водоотведения промпредприятий.

Прогнозные показатели спроса на услуги водоотведения совпадают с приведенными в таблице 2.5 показателями спроса на услуги водоснабжениями, однако развитие системы водоотведения будет несколько отставать (см. приложение 4. Целевые показатели развития системы ВС и ВО Миасского ГО).

Основная проблема системы водоотведения – высокая степень износа сооружений и сетей. При этом гидравлические характеристики сети в значительной степени соответствуют объемам поступающих и перекачиваемых стоков. При надлежащем капитальном ремонте и некоторой реконструкции сети и сооружения бытовой канализации способны обеспечить отвод и очистку стоков. При этом реконструкции, прежде всего, подлежат очистные сооружения, поскольку технология очистки в принципе не удовлетворяет современным требованиям. Кроме того, как и для системы водоснабжения актуален вопрос приведения в соответствие характеристик насосного оборудования с характеристиками сети.

Таким образом, основные проблемы водоотведения в г. Миасс сводятся к следующим:

1)  Необходимость реконструкции очистных сооружений канализации (ФОС) с доведением технологии до современных требований (строительство блока нитри- денитрификации и дефосфотации, доочистки стоков и УФ обеззараживания дочищенных стоков);

2)  Увеличение объема услуг централизованного водоотведения путем расширения разводящих сетей и строительства насосных станций;

3)  Реконструкция насосных станций и очистных сооружений и снижение затрат путем замены оборудования на более технологичное и энергоэффективное;

4)  Сокращение платы за сброс очищенного стока и депонирование осадка очистных сооружений канализации (ФОС) за счет перехода на более технологичное оборудование в соответствии с реализацией принципа НДТ (наилучших доступных технологий) и строительства узла обезвоживания осадка;

5)  Повышение санитарно-гигиенической эффективности работы системы водоотведения путем замены изношенных трубопроводов;

6)  Повышение надежности работы КНС путем повышения категории их электроснабжения;

7)  Снижение удельного энергопотребления и повышение надежности путем децентрализации системы водоотведения (выделение Южной системы).

Последнее тем более актуально и эффективно, что новое строительство предусмотрено в основном в Центральной и Северной частях города и выделение Южной системы позволит высвободить мощности для перспективной застройки.

Основным направлением для территориальных округов является строительство современных систем централизованного водоотведения.

Целевые показатели развития системы водоотведения Миасского ГО приведены в приложении 4. Там же сформулированы основные проблемы развития централизованного водоснабжения и водоотведения МГО.

3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РЕЖИМА РАБОТЫ СПРВ ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ РАСЧЕТАМИ НА ЭЛЕКТРОННОЙ МОДЕЛИ

3.1. Цели и задачи моделирования

Цель создания электронной модели - расчет рациональных режимов управления системой подачи и распределения воды (СПРВ), корректировка ее структуры и параметров отдельных элементов.

Эффективное использование электронной модели возможно лишь при ее эксплуатации в качестве постоянно действующей модели (ПДМ). При этом все проектные изменения в реальной системе должны предварительно отображаться в модели с расчетом последствий изменений.

После реализации проекта должны быть проведены расчеты нового режима работы и соответствующие корректировки внесены в регламент управления СПРВ.

Для эффективного использования модели, система подачи и распределения воды (СПРВ) должна быть оснащена соответствующими приборами оперативного технологического учета и контроля в диктующих точках. При этом показания приборов должны регулярно заноситься в базу данных модели качестве исходных данных моделирования для повышения точности расчетов.

Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:

1)  Подготовка схемы системы подачи и распределения воды (СПРВ) с отображением всех существенных элементов (трубопроводы, насосные станции, резервуары и т. п.) и их основных характеристик (материал, длина и диаметр участков трубопроводов, характеристики насосов и регуляторов, емкость резервуаров, высотные отметки узлов трубопроводов и оборудования и т. п.);

2)  Получение реальных характеристик режима работы сети (почасовые зависимости расход – напор для всех насосных станций и диктующих точек сети в часы максимального, минимального и среднего водоразбора в различные сезоны года в будние и выходные дни). При этом необходимо иметь возможность переноса всех характеристик в модель в электронной форме;

3)  Калибровка (тарировка модели) – сопоставление расчетных и реальных данных с последующей корректировкой параметров модели вплоть до достижения совпадения с инженерной точностью (15,0%);

4)  Имитационные расчеты на модели с выдачей рекомендаций по корректировке режима (регламента) работы СПРВ;

5)  Сопоставление результатов изменения режима работы с расчетами на модели;

6)  Корректировка параметров модели и повторные расчеты;

7)  Уточнение рекомендаций.

Очевидно, что такая работа может быть выполнена только после установки предварительного варианта модели на рабочем месте в эксплуатирующей организации. Кроме того, качество расчетов на модели целиком зависит от того, насколько правильно она отражает существующую ситуацию, т. е. от качества исходных данных.

Практика показывает, что одним из самых сложных этапов построения модели в современных условиях является составление схемы. Это связано с отсутствием, как правило, исполнительной документации системы водоснабжения, отражающей действительное положение всех элементов системы в пространстве (плановые и высотные координаты) и характеристики этих элементов. Не менее затруднительным является снятие характеристик изменения необходимых режимных параметров в диктующих точках.

Следующим этапом является организация дистанционного контроля давлений и расхода в диктующих точках и на насосных станциях с возможностью вывода показаний на печать. В рамках реконструкции и развития СПРВ безусловно необходимо завершить развитие системы дистанционного контроля параметров и связать ее с электронной моделью.

3.2. Общие сведения о СПРВ г. Миасс

СПРВ г. Миасс по существу является групповым водопроводом, обслуживающим конгломерат поселков, промышленных зон и жилых районов, каждый из которых представляет собой локальную гидравлически обособленную подзону. Эти подзоны как бы нанизаны на ось системы – Иремельский водовод, идущий от НФС ИГУ (от н. с. 2-го подъема ВН2) до резервуаров н. с. 3-го подъема ВН7. Большинство подзон, связано с Иремельским водоводом через разделительные резервуары. Исключение составляют потребители «старого города» и часть потребителей Центрального района, распределительные сети которых получают воду непосредственно из Иремельского водовода. На данной стадии моделирования эти подзоны рассматриваются как сосредоточенные отборы, за исключением Северного района и водоводов подающих воду от Атлянского водозабора в резервуары на Поликарповской горки.

В книгах 1, 2 настоящего отчета детально описаны основные положения построения электронной модели СПРВ г. Миасса, ее калибровка и предварительные выводы.

В настоящем отчете приведены результаты обработки полученных в августе и декабре 2011г. данных о режиме работы СПРВ г. Миасса и полученные на основе расчетов на модели выводы, положенные в основу принятых схемных решений.

3.3. Анализ мероприятий по совершенствованию СПРВ г. Миасса по результатам моделирования

На отработанной модели был проведен анализ возможных мероприятий по совершенствованию работы СПРВ г. Миасс. Отработка проводилась на основе сценария работы системы на 17 июня 2011 г. Поскольку детальных графиков работы элементов системы получить не удалось, расчеты проводились исходя из среднесуточных нагрузок по представленным данным. Это является оправданным, ввиду достаточно равномерной работы основных источников (ВН-2 (Иремель) и ВН-9 (Атлян).

Проведенные предварительные расчеты показали, что основным направлением повышения эффективности СПРВ является снижение энергопотребления в зоне, обслуживаемой н. с. второго подъема ВН-2.

Показатели ВН-9 являются практически неулучшаемыми, т. к. напор на выходе ВН-9 определяется отметкой резервуара на Поликарповой горе.

Снижение энергопотребления достигается прокладкой второй нитки Иремельского водовода (снижение потерь напора), выбором рациональной трассы (позволяет снизить требуемую геометрическую высоту подъема), зонированием Иремельского водовода (снижение напора на выходе ВН-2, путем введения повысительной насосной станции после прохождения площадки ВН-3).

На рис.3.1 приведена общая схема СПРВ г. Миасс. Фрагмент схемы с рекомендуемой трассой второй нитки водовода приведен на рис 3.2.

Вторая нитка идет параллельно существующему Иремельском водоводу, за исключением района Старого горда. Для обхода возвышенности на входе в Старый город (z=390 м), вновь стоящийся водовод идет по берегу пруда (двумя нитками). Расчеты показали, что для снижения напора на выходе ВН-2, необходимо выделить часть Иремельского водовода, идущего по Старому городу и ввести локальную подкачку для питания образуемой подзоны в районе высоких отметок. При этом выделенная часть старого водовода в работе общей системы (в транзите) не участвует и получает воду из района дюкера (т. е работает в обратном направлении). Схема этого фрагмента приведена на рис.3.3.

Рис.3.1. Общая схема СПРВ г. Миасс

Рис 3.2. Фрагмент схемы с рекомендуемой трассой второй нитки водовода

Рис.3.3. Фрагмент предлагаемого решения питания Старого города

Напор на выходе ВН-2, определяется условиями доставки воды в резервуары на площадке ВН-3 (объемом 2*2000 м3) с минимальным избыточным напором (~ 5 м). Для подачи оставшейся после отбора на ВН-3 воды, предлагается организовать станцию подкачки. При сохранении прежней геометрической высоты подъема, это позволяет снизить энергопотребление за счет уменьшения объема поднимаемой воды. Вид этого фрагмента схемы приведен на рис 3.4.

Рис. 3.4. Фрагмент схемы со станцией подкачки в районе ВН3

В таблице 3.1 приведена сводка результатов, позволяющая оценить эффективность предлагаемого варианта.

Таблица 3.1 Сравнение энергозатрат насосных второго подъема

Таблица 3.2 Данные по потерям энергии при сбросе в разделительные емкости

Таблица 3.3 Затраты энергии на дополнительных станциях подкачки в рекомендуемом варианте

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12