Проектирование водоочистных сооружений

Очистные сооружения обязательно являются неотъемлемой частью объектов различного назначения – жилых, производственных, общественных. Они включают различные системы очистки воды из водопровода, дождевых, сточных и промышленных вод. Все работы по организации системы водоочистных сооружений начинаются с разработки проекта, на основании которого проводятся все последующие работы.

Обоснование необходимости очистных сооружений

Очистные сооружения – это необходимость для любой промышленной или жилой зоны. Из-за регулярного роста потребления воды образуется большое количество сточных вод, которые перед поступлением в водоемы обязательно должны проходить несколько этапов очистки, чтобы исключить загрязнение, которое может способствовать загрязнению местного биоценоза.

Строительство очистных сооружений позволяет минимизировать вред от сточных вод. Полученная после очистки вода может возвращаться в систему водоснабжения, что также способствует снижению водопотребления.

По назначению такие сооружения делятся на два основные вида:

• Водопроводные.
• Канализационные.

Каждая категория имеет свои особенности – применяемые составы, технологии, конструкцию входящих в состав элементов.

При проектировании обязательно учитываются такие параметры, как состав поступающих стоков, требования, предъявляемые к очистке. В таком случае процесс делится на три этапа:

• Обеззараживание.
• Осветление.
• Обесцвечивание.

На каждом из этапов проводится проверка воды на соответствие санитарно-гигиеническим требованиям, при удовлетворительных результатах проверки этап может пропускаться.

Канализационные очистные сооружения делятся на такие подгруппы:

• Городские или районные ОС. Используются для очистки стоков в городах и районах. Они могут очищать стоки, которые поступают от жилых, промышленных и медицинских объектов.
• Промышленные ОС. Используются для очистки стоков от загрязнений специфического характера.
• Локальные ОС используются для очистки стоков, поступающих от индивидуальных жилых объектов. Это могут быть септики, накопители и выгребные ямы.
• Ливневые ОС. Обеспечивают очистку дождевой воды от вредных веществ, перед поступлением ее в водоемы. Загрязнение дождевой воды происходит при контакте с бетоном и асфальтом.

Ливневые сооружения – это система отстойников с различными фильтрами. Дождевая вода при этом очищается механическим способом – в отстойниках вода отделяется от крупных частиц, которые оседают на дно. Тонкослойные системы очистки улавливают более мелкие фракции, а следующие за ними сорбционные фильтры производят окончательную очистку.

Этапы проектирования очистных сооружений

Проектирование – один из самых важных этапов, на стадии которого проводится учет всех нюансов будущего проекта, в том числе применяемым технологиям и местам расположения установок. В процессе проектирования обязательно учитывают требования СНиПи СанПиН. Главным регламентирующим документом является СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения». В нем указаны различные нормативы, в том числе один из важнейших – расстояние от сооружений очистки до жилой зоны. Важно учитывать также СанПиН 2.1.5.980-00, в котором определены технические требования к проектированию.

Процесс проектирования делится на 8 основных этапов.

Подготовка разрешающих документов

На начальной стадии проводится сбор данных, необходимых для получения разрешения на строительство. Полученная информация обрабатывается и анализируется, с обязательным подробным изучением участка, технических возможностей прокладки инженерных коммуникаций, осуществляются инженерные изыскания с учетом плана местности.

Другими исходными данными для проведения подготовительного этапа являются:

• Объемы сточных вод и их характеристика.
• Нормы водопотребления.
• Максимальные значения расхода.
• Природно-климатические характеристики местности.
• Особенности и интенсивность загрязнений и т.д.

Именно на этом этапе определяются источники поступления сточных вод, выбираются варианты и технологии очистки, проводятся работы по согласованию с специальными ведомствами возможность осуществлять слив очищенных вод в водоем.

На этом же этапе все будущие строительные работы разбиваются на этапы. При выборе комплектующих для очистных сооружений обязательно учитывается состав и объемы отходов. Их размеры определяют будущие площади, необходимые под строительство.

Выбор участка под строительство и его обследование

Важную роль на этом этапе играет тот момент, строятся ли это новые сооружения или проводится модернизация старых. В первом случае выбирается место под строительство, во втором – проводится обследование местности.

Многие существующие очистные сооружения построены уже давно и не отвечают современным требованиям в плане эффективности очистки и производительности. В современных модификациях, которые строятся как новые объекты используются инновационные технологии, позволяющие оперативно выполнять очистку с максимальной эффективностью.

При проведении работ по реконструкции на существующий объект выезжают специалисты для проведения полномасштабного обследования. При этом оценивается состояние несущих конструкций и основания, проводятся замеры и осуществляются мероприятия по проверке работоспособности инженерных коммуникаций.

Если предполагается строительство нового объекта, первым делом выбирается место под строительство. После того, как заказчик определяется с этим параметром проводится согласование необходимой документации в разрешительных инстанциях.

Инженерные изыскания

После проведения изыскательных мероприятий составляется подробный план местности. В процессе проведения работ по изысканию осуществляются такие мероприятия:

• Изучение грунта.
• Определение рельефа и его особенностей.
• Выбор вариантов подключения для прокладки коммуникаций.

Проведение изыскательных мероприятий регламентируются СП 11-105-97, СП 47.13330.2012. При проведении лабораторных испытаний руководствуются регламентом  СП 11-105-97. На этом этапе обязательно проводится изучение почвы, определяется уровень размещения грунтовых вод. Все проведенные работы оформляются в виде отчета, в котором указаны:

• Характеристики местности.
• Геология участка.
• Наличие и влияние техногенных факторов.

В обязательно порядке также проводят геодезические изыскания. Топографическая съемка проводится в масштабе 1:500. Дополнительно возможны проведения и других видов изысканий:

• Экологические – для оценки состояния окружающей среды и ее последующих возможных изменений.
• Гидрометеорологические – позволяют оценить климат и спрогнозировать вероятные воздействия его изменений на очистные сооружения.
• Археологические – проводятся для выявления на участке объектов культурного наследия.

Необходимость проведения изысканий того или иного типа определяется в первую очередь нормативной документацией, в соответствии с госэкспертизой и требованиями заказчика. На основании инженерных изысканий определяется возможность строительства на выбранной местности очистительных сооружений.

Техническое задание

Этап предполагает анализ собранной на предыдущих этапах информации и выбор конструкторских решений, а также составление информации для проектировщиков. В техзадании обычно содержится:

• Конструктивные решения.
• Экономические показатели.
• Разбивка конструирования на этапы.
• Перечень проектно-изыскательных мероприятий.
• Требования к показателям качества очистки.
• Список процессов для автоматизации.
• Источники инженерного обеспечения и т.д.

Полученные исходные данные позволяют провести расчеты, выбрав оптимальные системы подключения, конструкторские решения, определить особенности и геометрические характеристики трубопроводных систем, составить схемы и чертежи расположения подземных и надземных коммуникаций и оборудования.

Составление проектной документации

В состав проекта входят различные текстово-графические документы, определяющие архитектурные, технологические и конструктивные решения, на основании которых будут проводится строительные работы. Этап может разбиваться на две стадии. При составлении проектной документации в один этап документация и рабочие чертежи разрабатываются одновременно. Такой вариант является характерным при составлении типовых проектов очистных сооружений. При использовании двух этапов, на первом составляется конструкторская документация. А на втором – создаются рабочие чертежи. Обычно такой вариант используют при разработке сложных проектов.

Правильное составление проектной документации позволяет заказчику быстро пройти государственную экспертизу и разработать сметы для проведения строительно-монтажных работ. После прохождения экспертизы у заказчика будет иметься разрешение на строительство, а также документация, согласно которой планируется проводить работы.

Если при проведении экспертизы получено отрицательное решение, то работа отправляется на доработку и повторно сдается в контролирующие органы.

Экспертиза

Этот этап необходим для обеспечения безопасности и надежности будущих сооружений. Она может быть государственной или негосударственной. В первом случае строительство проводится за средства государственного бюджета, во втором – финансирует все работы юридическое лицо, имеющее соответствующую аккредитацию.

В любом из случаев обязательно получение документов о проведенной экспертизе

Негосударственные проверки регламентируются Градостроительным кодексом РФ (ст. 49, ч. 11) на основании «Положения об организации и проведению негосударственной экспертизы проектной документации и (или) результатов инженерных изысканий». Последний документ был утвержден Постановлением Правительства РФ №272 от 31.03.2012 г.

Экспертиза не проводится, если не требуется получения соответствующего разрешения.

Подготовка документов

Основу для разработки рабочей документации составляют данные, полученные на предыдущих этапах. Рабочая документация обязательно включает комплекс рабочих чертежей, которые будут использоваться при строительстве и монтаже очистных сооружений. К чертежам обязательно прилагаются сметы, в которых прописаны объемы строительных материалов.

Подготовка сметы

С помощью сметной документации можно определить стоимость строительства. составляется смета на строительство и монтаж очистной установки. Она является основным финансовым документом проекта. Смету составляют на основе принятых проектных решений.

Состав проектной документации

Основные исходные данные, которые должен подготовить заказчик перед тем, как приступить к проектированию:

• Задание на проектирование.
• Данные по инженерным изысканиям.
• Правоустанавливающие документы на строительство или проведение реконструкционных работ.
• Утвержденный план участка.
• Технические условия на возможность подключения к инженерным коммуникациям.

В форме документов предоставляются также следующие данные:

• Показатели работы системы водоотведения.
• План развития.
• Проект зоны санитарной охраны, который утвержден Роспотребнадзором.
• Ситуационный план точки отвода, утвержденный в администрации.
• Протокол анализа сточных вод.
• Документ, подтверждающий отсутствие на участке объектов культурного наследия или полезных ископаемых.
• Данные о количестве вредных веществ.
• Данные для разработки мероприятий по гражданской обороне другие.

По назначению выделяют такие виды очистных сооружений:

• Промышленные.
• Локальные – для бытовых и промышленных отходов.
• Ливневые – для ЖКХ и промышленности.
• Водозаборные системы на объектах промышленности и для обслуживания коммуникаций ЖКХ.
• Системы химочистки, водоподготовки.
• Системы мусороперерабатывающих предприятий и полигонов с бытовыми отходами.

При проектировании и строительстве составляют варианты для создания сооружений, позволяющих повторно перерабатывать очищенную воду. С учетом особенностей объекта подбираются оптимальные технические решения для обеспечения необходимого качества очистки. Проектирование делится на две стадии:

• Проектная.
• Рабочая.

При выборе местности учитывается роза ветров. Объекты располагают к жилым застройкам таким образом, чтобы в теплое время года ветер не нес воздушные массы в их сторону. Для сброса очищенных вод выбираются участки, расположенные ниже по течению от населенных пунктов.

Этапы строительства

К монтажу оборудования приступают после составления и согласования проектной документации. Строительные мероприятия проводятся в несколько этапов. Первоначально подготавливается место под размещение сооружений. Для этого выкапывается котлован и на дно которого устанавливается бетонное основание или насыпь из песка, которая трамбуется. В большинстве случаев строительство сооружений проводится на поверхности грунта.

На следующем этапе проводится монтаж оборудования и выполняется его подключение к необходимым коммуникациям. На финальном этапе объект проверяется контролирующими инстанциями, а после вводится в эксплуатацию. После этого проводится сдача готового объекта заказчику и при необходимости осуществляется его экспертиза.

Типовой план строительства очистных сооружений:

1. Прокладка инженерных коммуникаций.
2. Общестроительные мероприятия – при необходимости демонтаж старого оборудования.
3. Установка нового оборудования.
4. Подключение и настройка систем.
5. Прокладка коммуникаций.

На объектах промышленного назначения строительство проводится с установкой дополнительных видов оборудования. На все виды аппаратуры проводятся экспертизы и согласования.

Реконструкция и модернизация

Очистные сооружения, возведенные в эпоху Советского Союза, во многом не соответствуют тем требованиям, которые к ним предъявляются. Они не способны справляться с возросшими нагрузками и не рассчитаны на проведение технологических операций с учетом нормативов. В некоторых случаях можно реконструировать или модернизировать существующие очистительные сооружения, но в большинстве случаев целесообразнее построить новые комплексы очистки.

Перед реконструкцией обязательно проводятся различные виды исследований. Они позволяют определить целесообразность и необходимость проведения таких мероприятий, рассчитать их экономические показатели.

Реконструкция или модернизация могут обеспечит восстановление работоспособности объекта.  При реконструкции чаще всего восстанавливаются рабочие узлы и сооружения, при модернизации проводится комплекс работ по внедрению новых технологичных решений.

Стоимость проектирования и строительства очистных сооружений

Стоимость строительства очистных сооружений рассчитывается в каждом случае индивидуально и формируется на основании таких факторов:

• Стоимость работ по проведению подготовительного этапа, прокладке коммуникаций, документального оформления.
• Технология строительства.
• Уровень автоматизации объекта и применяемые технологические решения.

При разработке проектов специалисты обязательно учитывают пожелания заказчиков, что позволяет получать готовые объекты, характеризующие максимальной эффективностью и производительностью, которые окупаются в максимально сжатые сроки.