СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА С ТЕРРИТОРИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

7.1. При проектировании систем дождевой канализации промышленных предприятий необходимо рассматривать возможность ликвидации или уменьшение выноса вредных веществ поверхностным стоком с территории предприятия; возможность использования поверхностного стока в системах промводоснабжения; целесообразность самостоятельной или совместной со сточными водами очистки перед сбросом в водные объекты.

7.2. С целью уменьшения выноса загрязнений поверхностным стоком на промышленных предприятиях должно предусматриваться осуществление следующих мероприятий:

исключение сброса в дождевую канализацию отработанных веществ, в том числе нефтепродуктов;

ограждение зон озеленения бордюрами, исключающими смыв грунта во время ливневых дождей на дорожные покрытия;

повышение эффективности работы пыле- и газоочистных установок и доведение концентрации пыли и вредных веществ в атмосфере до допустимых нормативных пределов;

ограждение строительных площадок с упорядочением отвода поверхностного стока по временной системе открытых каналов и отстаиванием его в земляных отстойниках;

локализация участков территории, где неизбежны аварийные просыпи и проливы сырья и промежуточных продуктов, с отведением поверхностного стока в систему производственной канализации;

упорядочение складирования и транспортирования сыпучих и жидких материалов.

7.3. Выбор схемы отведения и очистки поверхностного стока определяется его количественной и качественной характеристиками и осуществляется на основании оценки технической возможности реализации того или иного варианта и сравнения технико-экономических показателей разрабатываемых вариантов.

Степень очистки поверхностного стока в зависимости от схемы отведения его определяется требованиями к качеству воды, используемой для производственных целей, или условиями спуска в городской коллектор дождевой канализации или в водные объекты.

7.4. В зависимости от химического состава примесей, накапливающихся на территории промплощадок и смываемых поверхностным стоком, промышленные предприятия и отдельные его участки можно разделить на две группы.

К первой группе относятся предприятия и участки, сток с которых при выполнении требований по упорядочению источников его загрязнения по химическому составу близок к поверхностному стоку с селитебных зон и не содержит специфических веществ с токсическими свойствами.

Основными примесями, содержащимися в стоке с территории предприятий первой группы, являются грубодиспергированные примеси, нефтепродукты, сорбированные главным образом на взвешенных веществах, минеральные соли и органические примеси естественного происхождения.

Ко второй группе относятся предприятия и участки, на которых по условиям производства на современном этапе не представляется возможным в полной мере исключить поступление в сток специфических веществ с токсичными свойствами или значительных количеств органических веществ, обусловливающих высокое значение показателей ХПК и БПК сточных вод.

К первой группе относятся предприятия черной металлургии (за исключением коксохимпроизводств), машинно- и приборостроительной, электротехнической, угольной, нефтяной, легкой, хлебопродуктовой, молочной, пищевой промышленностей, серной и содовой подотраслей химической промышленности, энергетики, автотранспортные предприятия, речные порты, авто- и судоремонтные заводы, а также участки территорий нефтеперерабатывающих, нефтехимических, химических и целлюлозно-бумажных предприятий, на которые не попадают специфические загрязнения.

Средние концентрации основных примесей встоке дождевых вод на этих предприятиях могут быть приняты:

по взвешенным веществам 500-2000 мг/л, при этом более высокие значения относятся к предприятиям с интенсивным движением автотранспорта;

по нефтепродуктам 30-70 мг/л для предприятий с интенсивным движением автотранспорта и значительным потреблением горючесмазочных материалов и 10-30 мг/л для остальных (исключение составляют предприятия нефтяной промышленности, где содержание нефтепродуктов в поверхностном стоке может достигать 0,5 г/л за счет сброса совместно с атмосферными водами некоторых видов производственных сточных вод; по ХПК и БПК 100-150 и 20-30 мг/л соответственно в пересчете на растворенные примеси, а с учетом диспергированных примесей эти показатели увеличиваются в 2-3 раза, по общему солесодержанию в основном 0,2-0,5 г/л, а на предприятиях химической промышленности (содовых и серных) 0,5-3 г/л.

Ко второй группе относятся предприятия цветной металлургии, коксохимии, химической, лесохимической, целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и микробиологической промышленности, кожсырьевые и кожевенные заводы, мясокомбинаты, шпалопропиточные заводы.

В поверхностном стоке предприятий второй группы помимо перечисленных примесей могут присутствовать также загрязнения, специфические для данного производства.

Поверхностный сток предприятий цветной металлургии в зависимости от характера производства может содержать различные тяжелые металлы (медь до 100 мг/л, цинк до 15 мг/л, кадмий до 40 мг/л, алюминий до 5 мг/л, титан до 3 мг/л, свинец до 3 мг/л и др., мышьяк до 75 мг/л, фтор до 200 мг/л) и другие примеси. В поверхностном стоке коксохимзаводов присутствуют фенолы до 3 мг/л, роданиды до 5 мг/л, аммиак до 20 мг/л, масла и смолы до 200 мг/л. В стоке предприятий нефтехимии присутствуют поверхностно-активные вещества, продукты органического синтеза, могут присутствовать тяжелые металлы. В зависимости от состава производств характер примесей и их концентрация на предприятиях этой отрасли могут существенно отличаться. В стоке заводов фосфорных удобрений в значительных концентрациях могут присутствовать соединения азота до 200 мг/л в пересчете на NH₄, фосфора до 100 мг/л и более в пересчете на Р₂О₅, фтора 10 мг/л и более.

Поверхностныйсток лесохимических производств отличается высокими значениями показателей ХПК (средние значения 700- 1400 мг/л), БПК (1500-400 мг/л), в нем могут присутствовать смолы до 300 мг/л, фенол до 30 мг/л, терпинсол до 30 мг/л, скипидар до 5 мг/л. Сток с территории мясокомбината имеет высокие БПК до 300 мг/л и содержит жиры до 200 мг/л. В стоке шпало-пропиточных заводов могут содержаться фенолы до 10 мг/л. Поверхностный сток с территории предприятий по производству белково-витаминных концентратов (БВК) содержит дрожжи, белки, углеводороды. На предприятиях легкой и пищевой промышленности, автотранспорта, речных портов и некоторых других поверхностный сток может иметь микробное загрязнение.

7.5. При разработке схемы отведения и очистки поверхностного стока в зависимости от конкретных условий (источников загрязнений территории, размеров, конфигурации и рельефа водосборного бассейна, наличия свободных площадей для строительства очистных сооружений и др.) должна учитываться необходимость локализации отдельных участков производственной территории с отводом стока в производственную канализацию или после предварительной очистки в дождевую канализацию, а также оцениваться целесообразность раздельного отведения на очистку стока с водосборных площадей, отличающихся по характеру и степени загрязнения территории. Схема отведения должна предусматривать по возможности самотечную подачу стока на очистные сооружения.

Для очистки поверхностного стока с территории промышленных предприятий первой группы может предусматриваться устройство самостоятельных сооружений или отведение на городские или заводские очистные сооружения для очистки совместно с промбытовыми или производственными сточными водами. Очистку поверхностного стока с территории промышленных предприятий второй группы, которые содержат специфические примеси с токсичными свойствами, следует предусматривать, как правило, совместно с производственными или промбытовыми сточными водами.

Применение самостоятельной очистки такого стока должно быть ограничено из-за значительных затрат на очистку и технических трудностей, обусловленных эпизодической эксплуатацией сооружений, предназначенных для удаления из стока специфических примесей.

7.6. В схемах отведения и очистки поверхностного стока с территории промышленных предприятий первой группы в большинстве случаев следует предусматривать разделение стока перед очисткой с целью уменьшения размеров очистных сооружений и подачи на очистку наиболее загрязненной части стока.

При отведении на очистку поверхностного стока с территории промышленных предприятий второй группы предварительное разделение стока не допускается из-за необходимости очистки всего его количества. Для уменьшения потребной мощности очистных сооружений в таких случаях, как правило, следует предусматривать регулирование расхода стока. Размер регулирующей емкости при этом принимается из условия минимальных общих затрат на обезвреживание стока.

Отведение поверхностного стока без предварительного разделения и регулирования для очистки совместно с производственными сточными водами и последующего использования может приниматься на предприятиях как первой, так и второй группы с водоемкими производствами и оборотным водоснабжением (металлургических заводах, фабриках флотационного обогащения руд и угля, нефтепромыслах, нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводах) при наличии в системах водоснабжения значительных по объему накопительных емкостей.

В таких случаях баланс водного хозяйства предприятия составляется с учетом полного использования дождевого и полного или частичного использования талого стока.

При регулировании дождевого стока с территории предприятий первой группы расчетный расход дождевых вод, направляемых на очистку, может быть определен по следующим формулам: если расчетные расходы для сети определены дляР = 1 г,

(166)

и для других значений P.

. (167)

Значения коэффициентов K₁, и K₂ в зависимости от величины С и п для различных условий расчета очистных сооружений и сети дождевой канализации приведены в табл. 55 к 56, а величин параметра «n» и коэффициента «С» на рис. 26, 27.

Таблица 55

Рис.26. Карта значений величин коэффициента - а

Рис. 27. Карта значений величин коэффициента С

Таблица 56

Дождевые воды с территории предприятий первой группы могут направляться непосредственно на очистные сооружения с расходом q_W, а в случае необходимости уменьшения расхода - через регулирующую емкость перед очистными сооружениями. Полезный объем емкости для вторичного регулирования W_reg может быть определен по формуле

. (168)

Значения Тд средней продолжительности дождя приведены в табл. 57. При регулировании с помощью разделительной камеры дождевых вод с территории промпредприятий второй группы распределение стока между очистными сооружениями и регулирующей емкостью производится из условия минимальной суммарной стоимости очистных сооружений и регулирующего резервуара путем сравнения возможных вариантов.

Полезный объем регулирующей емкости W_reg рассчитывается по формуле

. (169)

При определении полезного объема регулирующего резервуара задаются рядом значений q_оч и соответственно коэффициента . Затем определяют предельный коэффициент регулирования , в зависимости от значений географического параметра n в отношении Т/t_г (табл. 58). Здесь - значение коэффициента регулирования для случая, когда q_w равен расходу стока в момент прекращения дождя.

Коэффициент K = f( ) для значений > находятпо табл.59, а для значений < рассчитывают по формуле

K = К^I+К^II. (170)

Значение К^I принимается по табл. 59 для коэффициента регулирования , а К^II -определяется по формуле

. (171)

Таблица 57

Таблица 58

ТД/tr	, при значениях параметра n
	0,50	0,55	0,63	0,67	0,70	0,75
	0,41	0,37	0,32	0,26	0,23	0,19
	0,32	0,27	0,23	0,18	0,16	0,13
	0,26	0,23	0,19	0,14	0,13	0,09
	0,23	0,20	0,16	0,12	0,10	0,08
	0,21	0,18	0,15	0,11	0,09	0,07
	0,19	0,15	0,12	0,09	0,07	0,06
	0,17	0,13	0,11	0,08	0,06	0,05
	0,15	0,12	0,09	0,06	0,00	0,04
	0,13	0,10	0,08	0,05	0,05	0,03
	0,12	0,09	0,07	0,05	0,04	0,03

После определения величины Wp для принятого ряда значений q_оч и a выполняют ориентировочный расчет системы для отведения и очистки поверхностного стока и выбирают вариант исходя из технико-экономических показателей.

При проектировании регулирующих резервуаров необходимо предусмотреть поддержание в них в сухую погоду некоторого постоянного уровня заполнения (на глубину 0,8-1 м) и возможность периодического полного опорожнения и очистки от осадка, а также аварийный сброс воды для предотвращения переполнения резервуара при выпадении значительных по слою осадков редкой повторяемости.

Таблица 59

	К при значениях параметра п
	0,50	0,55	0,60	0,67	0,70	0,75
0,6	0,29	0,28	0,28	0,28	0,29	0,31
0,4	0,45	0,42	0,40	0,40	0,41	0,42
0,3	0,62	0,62	0,69	0,54	0,53	0,54
0,25	0,90	0,77	0,69	0,64	0,63	0,63
0,2	1,16	0,96	0,85	0,77	0,73	0,70
0,15	1,55	1,27	0,08	0,93	0,86	0,81
0,12	2,0	1,69	1,27	1,06	0,98	0,90
0,10	-	1,84	1,46	1,17	1,07	0,97
0,09	-	1,99	1,58	1,24	1,12	1,01
0,08	-	-	1,71	1,31	1,19	1,06
0,07	-	-	1,89	1,41	1,27	1,11
0,06	-	-	-	1,54	1,36	1,18
0,05	-	-	-	1,69	1,48	1,26
0,04	-	-	-	-	1,64	1,36
0,02	-	-	-	-	-	1,51

На случай аварийного сброса из регулирующих резервуаров в водный объект необходимо предусматривать мероприятияпоисключению сброса в рыбохозяйственные водоемы.

7.7. При определении схемы очистных сооружений предпочтение следует отдавать прудам-отстойникам. Для дополнительного осветления предварительно отстоенного поверхностного стока в случае такой необходимости может быть применено фильтрование через различные загрузки из природных и синтетических материалов (кварцевый песок, керамзит, пенополистирол, пенополиуретан, торф), обработка коагулянтами с последующим отстаиванием, а также флотация с предварительной реагентной обработкой стока.

Применение реагентной обработки требует полной автоматизации процесса очистки из-за эпизодичности поступления стока и наиболее целесообразно при совместной очистке его с производственными сточными водами.

Перед сооружениями для регулирования и очистки поверхностного стока следует предусматривать установку решеток для задержания мусора с прозорами 10-20 мм. При этом для промпредприятий с площадью водосбора до 100 га допускается применение решеток с ручной очисткой. Очистку решеток следует производить после каждого дождя. Для очистки решеток должны быть предусмотрены площадка обслуживания и контейнер для сбора мусора.

Для регулирования расхода поверхностного стока с территории промпредприятий во многих случаях более предпочтительно устройство аккумулирующих емкостей по сравнению с устройством регулирующих резервуаров.

При накоплении стока в аккумулирующей емкости происходит усреднение его состава, а при последующем выдерживании перед опорожнением удаление из стока основной массы нерастворенных примесей.

Рабочий объем аккумулирующей емкости 117, м, определяется по формуле

. (172)

Аккумулирующие емкости рекомендуется проектировать прямоугольными в плане и разделенными на 2-4 секции. Полезный объем секции следует рассчитывать на прием стока от слоя атмосферных осадков 2,5-5 мм.

Конструкция распределительной камеры перед аккумулирующей емкостью должна обеспечивать последовательное заполнение свободных секций и отведение стока, поступающего после заполнения всех секций, в сбросной коллектор. Во впускных устройствах секций следует предусмотреть установку щитовых затворов для отключения секций на отстаивание стока, удаление осадка или ремонт. Конструкция выпускных устройств должна исключать попадание всплывших нефтепродуктов в трубопроводе для отвода осветленной воды.

Высоту зоны отстаивания в емкости следует принимать в пределах 1,5-4 м, высоту свободной зоны над уровнем воды 0,3- 0,5 м, высоту нейтральной зоны над уровнем осадка 0.4-0,5 м.

Секции аккумулирующей емкости должны быть оборудованы устройствами для периодического удаления всплывших нефтепродуктов и осадка. При проектировании нефтегонных и нефтесборных устройств следует учитывать периодическое колебание уровня заполнения секций ниже расчетного. Иловые приямки в аккумулирующей емкости рекомендуется располагать в средней части. Уклон днища к приямкам и поперечный уклон дна следует принимать не менее 0,05, а уклон стенок приямка не менее 45°. Для удаления осадка с площади днища в приямок следует предусматривать гидросмыв. Объем иловой части емкости определяется исходя из заданной периодичности удаления осадка.

Для периодического удаления накапливающегося осадка из аккумулирующей емкости следует предусмотреть устройство гидроэлеваторной, установки или насосной станции, оборудованной плунжерными или другими насосами, предназначенными для перекачки шламов с высоким содержанием механических примесей.

Для обезвоживания осадка рекомендуется применять выдерживание его на иловых площадках или на площадках-уплотнителях, нагрузка на площадки обезвоживания может быть принята равной 3 м³ на 1 м² в год. Площадки следует разделять на карты, оборудованные выпускными устройствами для отвода иловой воды.

Продолжительность выдерживания поверхностного стока в аккумулирующей емкости и последующего опорожнения емкости принимается из условия обеспеченности приема всего или части стока от каждого дождя (в зависимости от количества выпадающих осадков и принятой величины h), достижения высокого эффекта удаления основных примесей из поверхностного стока и необходимой степени регулирования расхода стока с целью снижения пропускной способности сооружений для его доочистки.

На основании данных о средней продолжительности периодов между стокообразующими осадками продолжительность отстаивания стока в аккумулирующей емкости может быть принята равной 1-2 сут. В таких же пределах может быть принята и продолжительность отвода осветленной воды.

При продолжительности отстаивания 1-2 сут эффект снижения содержания взвешенных веществ и показателя ХПК в аккумулирующей емкости колеблется в основном в пределах 80- 90 %, а показатели БПК в пределах 60-80 %. Остаточное содержание взвешенных веществ в отстоянной воде ориентировочно могут быть приняты в пределах 50-200 мг/л, нефтепродуктов 0,5-5 мг/л, органических примесей 50-100 мг/л, в пересчете на ХПК и 20-3 мг/л в пересчете на БПК.

Для дополнительного осветления поверхностного стока фильтрованием следует применять фильтрующие загрузки, отличающиеся простотой регенерации: например, загрузки из синтетических материалов эластичного пенополиуретана и вспененного полистирола. Повышение эффекта фильтрационного осветления достигается при обработке стока флокулянтами (полиакриламидом). Доза флокулянта составляет 1-2 мг/л.

При использовании загрузки из эластичного пенополиуретана марок 35-0,8; 40-0,8; 40-1,2 в измельченном виде (крошка с размером сторон 1-2 см) технологические параметры фильтров после флокуляционной обработки стока принимаются следующими: высота слоя загрузки 1-1,5 м; плотность загрузки 50- 70 кг/м³; скорость фильтрования 20-25 м/ч; эффект осветления 90-95 %; грязеемкость загрузки 50 кг/м³; потери напора в начале фильтроциклона 5-6 кПа, в конце фильтроцикла 10-20 кПа.

При безреагентном фильтровании на пенополиуретановых фильтрах скорость фильтрования следует принимать в пределах 10-30 м/ч, эффект осветления соответственно при высоте слоя загрузки 1 и 1,5 м 85-60 % и 90-75 %. Также рекомендуется применять загрузку из вспененных гранул полистирола марок ПСВ и ПСВ-С диаметром 2-5 мм с кажущееся плотностью 0,1- 0,2 г/см³. Технологические параме1ры пенополистирольных фильтров при флокуляционной обработке стока принимаются следующими: высота слоя загрузки 2-2,5 м; скорость фильтрования 30-40 м/ч; эффект осветления 90 % грязеемкость загрузки 30- 50 г/м³; потерн напора в начале фильтроцикла 4-30 кПа в конце фильтроцикла до 100 кПа, регенерация осуществляется за счет обратной водовоздушной промывки (расход воды 30 л/(с^.м²), расход воздуха 10-12 л/(с^.м²), время обработки 15-20 мин).

При безреагентном фильтрованиина пенополистирольных фильтрах скорость фильтрования следует принимать в пределах 1-30 м/ч, эффект осветления 90-60 %.

После отстаивания поверхностный сток может доочищаться на флотационных установках, предназначенных для совместной очистки дождевых и сточных вод. В этих случаях применяются преимущественно установки напорной флотации. Флотацию проводят, как правило, с рециркуляцией сточных вод и реагентной обработкой. Расход рециркуляционной воды составляет около 50 % расхода очищенной воды. В качестве коагулянта рекомендуется применять серно-кислый алюминии при дозе 50-100 мг/л в пересчете на безводный продукт. Насыщение воды воздухом осуществляется в напорных баках, рассчитанных во время пребывания 1-2 мин при давлении 0,4-0,5 МПа (4-5 атм). Расчетное время пребывания воды во флотаторе-отстойнике принимается в пределах 20-30 мин. Для удаления осадка с днища флотатора в камеру для осадка и образующейся на поверхности флотатора пены в пеносборный лоток предусматриваются скребковые механизмы (желательно с отдельными приводами). Осадок и нефтешлам, образующийся при разрушении пены, направляются в шламонакопитель и перерабатываются по схеме, принимаемой в технологии очистки нефтесодержащих производственных сточных вод в зависимости от конкретных условий.

В отдельных случаях для частичной механической очистки поверхностного стока могут применяться проточные отстойники. Расчет отстойников надлежит производить по СНиП 2.04.03-85 по кинетике выпадения взвешенных веществ из дождевых под с учетом необходимого эффекта осветления. Данные по кинетике выпадения взвешенных веществ из дождевого стока следует определять экспериментально. В случае отсутствия экспериментальных данных для ориентировочных расчетов можно принимать следующие значения гидравлической крупности частиц взвеси для высоты зоны отстаивания 2 м:

Э, %. . . . . . 50 60 70

U₀, мм/с. . . 0,62 0,32 0,12

Повышение эффективности работы отстойников достигается путем предварительной обработки сточных вод коагулянтами.

Эффект осветления 94-95 % может быть достигнут пря применении в качестве коагулянта серно-кислого алюминия. Корректировка показателя рН при этом не требуется, если его значение в исходной воде находится в пределах 6-8. Рекомендуемая доза коагулянта-50 мг/л в пересчете на Al₂(SO₄)₃. Доза коагулянта может быть снижена на 10-20 мг/л в случае дополнительного введения в воду флокулянтов в количестве 0,5- 2 мг/л.

Значительный эффект осветления (94-99 %) достигается при самостоятельном применении катионных полиэлектролитов и полиакриламида. Рекомендуемая доза - 1-3 мг/л в пересчете наосновное вещество.

Расчетную скорость осаждения взвесей U₀, при отстаивании поверхностного стока, обработанного коагулянтами, следует принимать в пределах 0,5-0,6 мм/с, среднюю концентрацию твердой фазы в уплотненном осадке - 150 кг/м³.