1. Строительство комплекса  метатенков  на Северной аэрационной станции г. Екатеринбурга 

Ввод в эксплуатацию комплекса  метатенков  на Северной аэрационной станции г. Екатеринбурга  позволил  подавать в отопительную систему  станции биогаз, полученный при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод. Стоимость проекта – 1 млрд. руб.

Северная аэрационная станция (САС) принимает стоки Орджоникидзевского района и Пионерского поселка, что составляет  15% от всех стоков Екатеринбурга. Станция была построена в 1974 году, модернизация САС началась в 2002 году – увеличение мощностей и повышение качества работы станции были необходимы для продолжения застройки Орджоникидзевского района.

Строительство комплекса метантенков  было  плановым этапом модернизации. Сбраживание иловых осадков (они образуются в процессе очистки стоков) в метантенках снижает класс опасности отходов и в результате уменьшает негативное влияние жизнедеятельности мегаполиса на окружающую среду. Биогаз – побочный продукт обеззараживания иловых осадков в метантенках. Использование биогаза для отопления станции позволяет снизить расходы на эксплуатацию метантенков и всей САС.

Общий объем биотоплива, получаемый в течение месяца в результате работы двух метантенков составляет  2,5 МВт. В дальнейшем планируется установка когенерационного оборудования, которое будет вырабатывать из биогаза электроэнергию и позволит полностью обеспечивать потребности станции в электроэнергии и тепле.

Метантенки были предусмотрены и старой технологией – задолго до начала модернизации станции были построены метантенки, соответствующие технологиям и возможностям 80-х XX века годов двадцатого века. При работе старых метантенков биогаз выбрасывался на свечу в атмосферу. К моменту начала модернизации старые метантенки были выключены из системы. Но проект модернизации предполагал строительство и запуск современного оборудования.

Конечная цель работы метантенков – снижение объема и класса опасности иловых осадков, которые образуются в процессе очистки стоков. Реализованная в 2018 году система позволяет использовать биогаз, который образуется в процессе обеззараживания стоков, для эксплуатации системы обеззараживания – для сбраживания осадков, необходима высокая температура (36 - 37 градусов), для поддержания температуры  - топливо. Такая система, в которой  побочный продукт обеззараживания иловых осадков снижает затраты на эксплуатацию объекта, экономически эффективна и экологически лояльна. Излишки биогаза запущены в отопительную систему станции, это дает возможность снизить затраты на отопление объекта.

До запуска в эксплуатацию метантенков биогаз не утилизировался, обезвоженные иловые осадки вывозились на полигоны, и процесс разложения проходил именно там, естественным путем, без сбора биогаза.

В комплекс метантенков входят:

- илоуплотнитель для уплотнения осадка первичных отстойников перед подачей в метантенки;

 - ж\б резервуар радиального типа диаметром 20 м и  объемом 1200 м³;

- метантенки мезофильного сбраживания  (2 шт. по 5000 м³ , нагрев -до 36-37 ^оС);

- здание теплообменников;

- газовое  хозяйство: (газопроводы, камера газораспределения, газгольдер, газовая свеча). Утилизация образующегося в метантенках биогаза производится путем сжигания в котле или свече;

- дегазатор сброженного осадка – ж\б резервуар радиальной конструкции диаметром 20 м объемом 1300м³ (перед подачей в цех механического обезвоживания);

- буферный резервуар избыточного ила – ж\б резервуар радиальной конструкции диаметром 20 м  объемом 1300м³;.

-узел сгущения избыточного ила (две машины механического сгущения марки  Alfa  Laval   закрытого типа производительностью 37–75 м³\час;

- в котельной один котел (марки «Висма») переведен на работу биогаза.

Фото: Ekburg.tv

 2. Первая очередь реконструкции канализационных очистных сооружений в г. Верхняя Пышма Свердловской области

Ввод после реконструкции в эксплуатацию  первой очереди канализационных очистных сооружений производительностью 20 тыс. м3/сут. позволил довести очистку сточных вод до уровня, соответствующего всем стандартам. В рамках второй очереди реконструкции  планируется строительство еще одного блока биологической очистки сточных вод производительностью 20 тыс. м³/сут.  Стоимость проекта - около 615 млн. руб.

В рамках I-й очереди реконструкции  было осуществлено строительство канализационной насосной станции, блока биологической очистки сточных вод производительностью 20 тыс. м³/сут., пожарных резервуаров и резервуара-накопителя дождевых стоков.

Новые очистные сооружения предполагают осуществление следующих ступеней очистки:

- грубая предочистка на многофункциональном устройстве MZ-II-135 (Чехия) для удаления грубых примесей и песка;

- биологическая очистка с чередованием анаэробных и аэробных зон с применением технологии, характеризуемой низким приростом активного ила;

- терциальная очистка на сетчатых барабанных микрофильтрах (Чехия) с размером ячеи 0,2 мм;

 обеззараживание очищенных сточных вод ультрафиолетом на установке лоткового типа (НПО «Лит»).

Сооружения оснащены четырехуровневой системой контроля и автоматического управления, что позволяет не только привести качество очистки сточных вод в соответствие с установленными законодательством санитарно-эпидемиологическими нормами, но и сохранить эти стандарты на самом высоком уровне вне зависимости от качества исходной воды в пределах проектных показателей.

Отличительной особенностью, используемой на сооружениях инновационной технологии, является то, что она позволяет вести процесс биологической очистки без накопления избыточного активного ила. За счет этого удалось добиться отсутствия оборудования по сбору и обработке избыточного активного ила и иловых карт, сократить размер санитарно-защитной зоны сооружений, снизить в два раза объем энергозатрат, требуемых для обработки сточных вод.

Кроме того, сооружения не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала, и оснащены специальным оборудованием, которое дает возможность управлять процессом очистки сточных вод с помощью удаленного доступа через интернет. Это, в свою очередь, позволяет не только значительно снизить эксплуатационные затраты, но и обеспечить постоянный квалифицированный контроль технологических процессов и состояния оборудования, обеспечить качественные показатели без вмешательства персонала – автоматически.

Заказчиком строительства выступило муниципальное казенное учреждение «Комитет жилищно-коммунального хозяйства» городского округа Верхняя Пышма.

Строительно-монтажные работы сооружений I-й очереди выполнены с участием средств областного бюджета, предоставленных местному бюджету городского округа Верхняя Пышма в форме субсидий на строительство и реконструкцию систем и объектов коммунальной инфраструктуры в рамках государственной программы Свердловской области «Развитие жилищно-коммунального хозяйства и повышение энергетической эффективности в Свердловской области до 2024 года».

Стоимость муниципального контракта на производство строительно-монтажных работ составляла 614 879,55 тыс. руб., из которых средства областного бюджета – 312 050,05 тыс. руб. (в 2015 году – 121000 тыс. рублей, в 2016 году - 93 447,9 тыс. руб., в 2017 году - 97 602,15 тыс. руб.).

В рамках II-й очереди реконструкции  канализационных очистных сооружений  в г. Верхняя Пышма планируется строительство еще одного блока биологической очистки сточных вод производительностью 20 тыс. м³/сут.

3. Строительство второй очереди сооружений повторного использования промывных вод в г. Омске.
   

Строительство в  г. Омске второй очереди сооружений повторного использования промывных вод – блока механического обезвоживания осадка производительностью 2,7-3,5 тыс. м³/сут. - позволила решить проблему утилизации осадка горизонтальных отстойников.  Стоимость проекта – 364 млн. руб.

В Омске комплекс очистных сооружений водопровода состоит из насосных станций I-го подъема, коридорных смесителей, горизонтальных отстойников со встроенными камерами хлопьеобразования, скорых фильтров, резервуаров чистой воды и насосных станций II-го подъема. Подача питьевой воды населению и организациям города производится по 12 магистральным водоводам диаметром от 600 мм до 1400 мм.

До недавнего времени осадок, остающийся после очистки речной воды, в виде пульпы сбрасывался в природные водоемы. Основным недостатком данного способа утилизации технологических стоков водопроводных очистных сооружений является загрязнение поверхностных источников воды. Технологический процесс водоподготовки формирует отходы в виде осадка в отстойниках и промывные воды, которые образуются после промывки скорых фильтров. Основными загрязняющими веществами технологических стоков водопроводных очистных сооружений при реагентной обработке воды являются высокая концентрация взвеси, соединения алюминия, сульфаты, хлориды.

Влияние неочищенных стоков водопроводных очистных сооружений на качество воды в водоисточнике достаточно велико. Например, в районе выпуска концентрация взвеси в речной воде увеличивается в несколько десятков раз. При низких скоростях течения реки в периоды межени большая часть взвешенных веществ, обладающих высокой седиментационной способностью, осаждается непосредственно вблизи выпуска, создавая иловые наносы. Остаточный активный хлор наблюдается  в водоисточнике даже на некотором удалении от выпуска стоков (50 м вниз по течению), что является причиной уничтожение значительной части микроорганизмов, необходимых для процессов самоочищения водоемов. Также происходит угнетение процессов жизнедеятельности флоры и фауны водоема. Все это в конечном итоге приводит к ухудшению качества поверхностных вод. С учетом значительных объемов сбросов (10-15% общей производительности водопроводной станции) и потребляемых реагентов проблема обработки и утилизации водопроводного осадка актуальна для многих городов России.

Изначально рассматривался вариант сброса данного вида стоков в городские сети водоотведения с дальнейшей их очисткой на очистных сооружениях канализации с увеличением нагрузки на данные сооружения. Однако городская сеть водоотведения не рассчитана на прием и пропуск данного вида сточных вод, содержащих в своем составе большое количество минеральных и органических веществ в виде взвесей и ила, а также поступление несвойственного для очистных сооружений канализации загрязнителя в виде соединений алюминия. В связи с этим встал вопрос о необходимости проектирования и строительства сооружений повторного использования промывных и сбросных вод.

Строительство сооружений повторного использования промывных вод началось в мае 2011 года и завершилось в декабре 2014 года. Параллельно велось строительство второй очереди - блока механического обезвоживания осадка.

Шламовые воды (осадок из отстойников) под гидростатическим давлением самотеком поступают в резервуар-усреднитель  (накопитель) шламовых вод общим объемом 2200 м³.  Резервуар-усреднитель принимает шламовые воды, различающиеся по составу и поступающие периодически. По мере выполнения технологических процессов резервуар-усреднитель служит для выравнивания расхода шламовых вод во времени и по концентрациям. Резервуар-усреднитель разделен на две секции. В каждой секции установлены погружные насосы Grundfos SL1.75.100.150.2.52S.S.N. 51D; 15,0 кВт (2 рабочих, 1 резервный, общее количество - 6 шт.). Перемешивающее устройство ВПУ – 9,2 – Н – ПЗ (общее количество - 4 шт., по 2 шт. в каждой секции) предназначено для перемешивания шламовых вод.

Шламовые воды из резервуара-усреднителя поступают в двухсекционный смеситель, оборудованный двумя (в каждой секции) механическими мешалками Salomix L-50 фирмы Sulzer. В верхней части смеситель представляет собой кубический резервуар, а в нижней части – усеченную пирамиду. Корпус смесителя выполнен из стали с наружным и внутренним покрытием антикоррозионной эмалью. Назначение смесителя – перемешивание шламовой воды и флокулянта перед подачей ее в вертикальные отстойники.

Для ускорения процесса осаждения мелкодисперсных взвесей шламовых вод в вертикальных отстойниках в трубопровод перед смесителем вводят раствор флокулянта. Рабочий раствор флокулянта готовится на установке MixLine 7200-1000F из гелеобразного флокулянта FLOGUAT FL 4540 PWG.

Далее шламовые воды отстаиваются в шести сблокированных вертикальных отстойниках.

Вертикальный отстойник – квадратный в плане резервуар с камерой хлопьеобразования водоворотного типа, расположенной в центре корпуса отстойника. В нижней части камеры хлопьеобразования предусматривается распределительный аппарат в виде решетки с ячейками размером 0,3×0,3 м, высотой 0,5 м. Отстойник имеет конусное днище с углом наклона между стенками конуса 80⁰. В отстойник вмонтированы тонкослойные модули.

Вода подается в камеру хлопьеобразования через дырчатую распределительную кольцевую трубу диаметром 200 мм, заглубленную под уровень воды на 100 мм.

Вода проходит по камере хлопьеобразования вниз, а при выходе из камеры поднимается вверх через зону осаждения отстойника. Сбор осветленной воды в отстойниках предусмотрен периферийными водосборными лотками с односторонним подводом воды. Осветленная вода из вертикальных отстойников отводится в отстойники-накопители по двум трубам Æ300 мм и длиной 9 м, которые крепятся снаружи по обе стороны блока вертикальных отстойников.

Осветленная вода из отстойников-накопителей перекачивается в «голову» технологического процесса – в смеситель третьего блока очистных сооружений насосами марки Wilo-EMU FA10.94Е-294 FK202-4/22. Осветленная вода содержит в своем составе от 3% до 5 % взвешенных веществ. Данная вода в смесителях перемешивается с природной водой, реагентами и далее проходит все процессы водоподготовки.

Осадок из вертикальных отстойников и отстойников-накопителей отстоянных вод периодически сбрасывается под гидростатическим давлением в двухсекционный резервуар-накопитель шлама с полезным объемом одной секции 185 м³.

В каждой секции устанавливаются погружные механические мешалки с вертикальными валами (ВПУ-9,2-Н-ПЗ; ВПУ 15,0-Н-ТХ; ВПУ-11,0-Н-ТХЗ) для взмучивания осадка.

Осадок из резервуара-накопителя шлама насосами марки Netzsch Hemo NM 053B701 L06В (в количестве трех штук) подается на обезвоживание в три декантерные центрифуги марки Watermaster CF 4000.

Механическому обезвоживанию осадка предшествует предварительная обработка его реагентами. При добавлении  флокулянта происходит изменение первоначальной структуры осадка, дестабилизированные частицы, образующие ил, собираются в агрегаты. Образование хлопьев вызывает высвобождение воды. После этого вода легко удаляется в процессе механического обезвоживания. В качестве реагента в трубопровод перед декантерными центрифугами, добавляется флокулянт, приготовленный на установке MixLine 7300-1000 из сухого флокулянта Zetag.

В декантерных центрифугах (3 шт.) марки Watermaster CF 400 Westfalia Separator под действием центробежной силы из осадка (шлама) «отжимается» вода и далее поступает в канализацию.

Обезвоженный шлам (кек) влажностью 75% отгружается с помощью винтовых (кековых) насосов PCCakeW52C1ZRP1 в самосвал и вывозится на иловую площадку на территории цеха. Иловая площадка представляет собой площадку с твердым покрытием, оборудованную инженерными системами по отводу атмосферных осадков. Она предназначена для временного хранения кека в течение двух месяцев.

4. Реконструкция первой  очереди  левобережных очистных сооружений канализации в г. Кемерово

Ввод  в  г. Кемерово в эксплуатацию  после реконструкции первой очереди  левобережных очистных сооружений канализации  позволил увеличить пропускную способность сооружений до 175 тыс. м³/сут. и  повысит эффективность очистки сточных вод по основным показателям. Стоимость проекта – 280 млн. руб.

В г. Кемерово действуют  левобережные ОСК, правобережные ОСК и ОСК жилого района Кедровка.

Левобережные ОСК имеют проектную производительность 250 тыс. м³/сут. и состоят из двух параллельно работающих очередей биологической очистки по 125 тыс. м³/сут. каждая.

Технологические сооружения ОСК построены по типовым проектам 60-х годов прошлого столетия с обеспечением качества очистки сточных вод в соответствии с требованиями тех лет.

Первая очередь сооружений биологической очистки была запущена в эксплуатацию в 1968 году. Сооружения из-за длительного срока работы претерпели значительный износ и были выведены из эксплуатации. В работе остались только сооружения биологической очистки 2-й очереди. При фактическом притоке сточных вод порядка 160 тыс. м³/сут. сооружения работали на пределе производительности. Кроме того, отсутствовал резерв технологических коммуникаций и сооружений биологической очистки в случае возникновения аварийной ситуации на действующих сооружениях.

В связи с возросшими требованиями природоохранного законодательства к качеству очистки сточных вод в 2014 году было принято решение о проведении реконструкции и восстановлении технологических сооружений 1-й очереди биологической очистки с внедрением современных технологий, обеспечивающих глубокую очистку стоков от биогенных элементов.

Разработку технологической схемы глубокой очистки сточных вод от биогенных элементов – азота и фосфора выполнило ЗАО НПФ «Экотон».

Проектом предусмотрено:

• полная реконструкция всех пяти секций аэротенков 1-й очереди с изменением конструкции (аэротенки-смесители заменены тремя коридорными аэротенками-вытеснителями с выделением аноксидных и аэробных зон) с установкой системы мелкопузырчатой аэрации, мешалок Grundfos;
• восстановление четырех вторичных радиальных отстойников Ø 40 м с установкой илозаборных комплексов ИРВО-40 и лотков с водосливом производства ЗАО НПФ «Экотон» (всё оборудование из нержавеющей стали и алюминиевых сплавов);
• реконструкция иловой насосной станции с установкой современных осевых иловых насосных агрегатов Grundfos и канализационных насосных агрегатов «Иртыш»;
• реконструкция воздуходувной станции с установкой четырех компрессоров с возможностью регулирования подачи воздуха;
• перекладка всех технологических коммуникаций и реконструкция системы электроснабжения 1-й очереди.

Проектом работы по реконструкции были разделены на два пусковых комплекса.

Первым пусковым комплексом предусмотрена реконструкция 2-х секций аэротенков (из 5 шт.) и 2-х вторичных отстойников (из 4 шт.). Реализация первого этапа позволила увеличить пропускную способность ОСК до 175 тыс. м³/сут. и повысить эффективность очистки сточных вод по основным показателям.

Все строительно-монтажные работы выполнялись собственными силами АО «КемВод» и ООО «РСУ «СКЭК» с привлечением ООО «ГидроРемСтрой» (г. Кемерово) в качестве подрядчика. Все сети перекладывали силами службы эксплуатации сетей АО «КемВод».

Для поддержания активного ила во взвешенном состоянии в аноксидной зоне каждого аэротенка установлено по шесть струенаправляющих мешалок типа SMG.70.86.263.5.1B производства Grundfos. В аэробной зоне для насыщения иловой смеси кислородом и постоянного перемешивания предусмотрена непрерывная подача воздуха в аэротенки мелкопузырчатой полимерной системой аэрации, состоящей из трубчатых аэраторов типа АП КВ фирмы НПФ «ЭкоТон».

Для удаления активного ила из вторичных отстойников установлены илозаборные комплексы серии ИРВО-40 производства ЗАО НПФ «Экотон», оснащённые полноприводной тележкой.

В иловой насосной станции смонтировано насосное оборудование «Иртыш» (РФ2 250/400.394-37/6 – для опорожнения сооружений 1-й очереди, Q=580 м³/час, Н=16 м., N=37 кВт, U=380В, n=975 об/мин., 50 Гц, 3 фазы, IP68 и РФ2 125/315.280-18.5/4 – для откачки избыточного ила в преаэратор или илоуплотнитель, Q=160м³/час, Н=23 м, N=18,5 кВт, U=380В, n=1460 об/мин., 50 Гц, 3 фазы, IP68), а также осевые насосные агрегаты Grundfos марки ST3.120.1000.280.8.62E.S.394.G.N.D.Z. (для циркуляции возвратного ила Q=1728 м³/час, Н=9,8 м., N=28 кВт, U=400В, n=726 об/мин.).

В настоящее время ведутся пуско-наладочные работы на реконструируемых сооружениях 1-й очереди и вывод сооружений на проектные показатели. В работе находится 2-я очередь сооружений.

Сброс очищенных сточных вод осуществляется в буферный пруд АО «Азот», откуда совместно с очищенным производственным стоком после УФ-обеззараживания выпускаются в р. Томь.

Вторым пусковым комплексом предусмотрена реконструкция оставшихся трех аэротенков, двух вторичных отстойников и воздуходувной станции. Также на данном этапе предусматривается внедрение технологии реагентного удаления фосфора из сточных вод. Это позволит увеличить пропускную способность станции до проектных 250 тыс. м³/сут., а также полностью обеспечить достижение качества очистки сточных вод на 1-й очереди биологической очистки в соответствии с действующими нормативами.

Ориентировочные затраты на реализацию второго пускового комплекса составят порядка 900 млн. руб.

5. Модернизация главной насосной станции г. Нижнего Новгорода
   

В рамках модернизации главной насосной станции, имеющей для Нижнего Новгорода стратегическое значение, осуществлена комплексная замена всего оборудования, внедрена новая система очистки сточных вод, а сама станция переведена на автоматизированное управление.   Стоимость проекта – 290 млн. руб.

В Нижнем Новгороде, в котором проживает более миллиона человек, организована раздельная система водоотведения. Хозяйственно-фекальные стоки, а также стоки от промышленных предприятий транспортируются по системе напорных и самотечных коллекторов. Для транспортировки стоков от Заречной части города из-за неблагоприятного для устройства самотечной сети рельефа применяется система канализационных насосных станций (КНС). Для подачи стоков на станцию аэрации, расположенную на правом берегу реки Волги, задействована система узловых КНС, на которых установлены мощные высоконапорные насосные агрегаты, имеющие возможность перекачивать стоки по двум дюкерным переходам через реку Ока непосредственно на Нижегородскую станцию аэрации (НСА).

Одной из таких станций и самой крупной из них является главная канализационная насосная станция (ГНС). Она обеспечивает транспортировку стоков Заречной части города из Канавинского, Сормовского, Московского, Ленинского районов Нижнего Новгорода на Канавинский дюкер через р. Оку и далее в место их очистки – на Нижегородскую станцию аэрации. Суточный объем стоков, перекачиваемых ГНС, составляет 200 тыс./м³.

В связи с физическим износом оборудования на ГНС, его несоответствием современным требованиям к энергосбережению и эффективности и с целью повышения надежности и эффективности работы на станции была осуществлена реконструкция.

В реконструкции ГНС принимали участие ООО «Технотест» (основной объект) и ООО «Проект-НН» (прокладка кабельной линии).

В рамках реконструкции ГНС выполнена замена насосного оборудования, трубопроводов, электрооборудования станции, заменена система очистки сточных вод, установлена и пущена в эксплуатацию система очистки воздуха. Также выполнен монтаж настила, отделяющего приемный резервуар от рабочей зоны. Это позволило минимизировать проникновение газов в помещение для обслуживающего персонала. В машинном отделении смонтирована система отопления с использованием инфракрасных обогревателей типа «Пион». Кроме того, в ходе модернизации оборудования выполнен ремонт помещения приемного отделения: произведен декоративный ремонт, усилены металлоконструкции, обеспечена гидроизоляция резервуара, установлен новый мостовой кран грузоподъемностью 3,2 тонны. Станция переведена на автоматизированное управление всем технологическим оборудованием. Благодаря комплексной замене оборудования значительно повысилась надежность работы станции. 

В ходе модернизации было заменено насосное оборудование станции.

Во-первых, смонтированы основные насосные агрегаты для перекачки сточной жидкости HMF1-70.81С (4 ед.) производства  Pentair Nijhuis Pompen B.V. HMF являются насосами с диагональным (радиально-осевым) рабочим колесом в горизонтальном исполнении. Конструкция насоса позволяет разобрать его без демонтажа трубопроводов (back-pull-out). Технические характеристики насоса: подача (производительность) – 4185 м³/час, напор – 25 м, частота оборотов – 593 об./мин. Технические характеристики эектродвигателя: тип  WEG HGF 400L/A/B/400 (производитель – Бразилия), номинальное напряжение – 400 В, мощность – 400 кВт, частота оборотов – 593 об./мин, работает совместно с частотно-регулируемым приводом (ЧРП).

Во-вторых, смонтированы водокольцевые вакуумные насосы ВВН1-12 для создания вакуума перед пуском основного насоса (4 ед.). Производитель насосных агрегатов – ООО «Пензагрореммаш» (г. Пенза). Технические характеристики насоса: подача (производительность) – 12.1 м³/мин., частота оборотов – 1000 об./мин., мощность электродвигателя – 30 кВт. Электродвигатель насоса работает с устройством плавного пуска.

В ходе реконструкции смонтированы дренажные погружные насосные агрегаты Flygt NP 3171 НТ 3-274 (–3 ед.). Технические характеристики насоса: подача (производительность) – 100 м³/час, напор – 42.4 м, частота оборотов – 1460 об./мин., мощность электродвигателя – 22 кВт.

Смонтированы вертикальные многоступенчатые насосы высокого давления Calpeda MXV 32-410/С (2 ед.), которые применяются в системе обеспечения основного насосного оборудования технической водой. Технические характеристики насоса: подача (производительность) – 2.5-8 м³/час, напор – 38-104 м; частота оборотов – 2900 об./мин.; мощность электродвигателя – 2.2 кВт.

Установка новых насосов взамен старых, которые закладывались с самого основания станции, а также монтаж новых трубопроводов обеспечили достаточный резерв мощности по перекачке хозфекальных стоков. Современное, энергоэффективное и высокотехнологичное насосное оборудование передовых европейских производителей повысило надежность работы станции. При сохранении рабочей мощности канализационной станции ее энергопотребление уменьшилось в четыре раза. По подсчетам специалистов, экономия за счет этого достигнет 30 млн. руб. в год.

Для того чтобы новые насосы имели возможность работать с оптимальной отдачей, были заменены стальные трубопроводы напорные и всасывающие диаметрами 600 мм, 700 мм и 900 мм (производитель - компания «Трубпром», г. Москва). Также был заменен наружный водопровод диаметром 200 мм общей протяженностью 100 м.

В рамках реконструкции были модернизированы распределительные электрические устройства 6 кВ и 0,4 кВ, выполнена установка комплекса частотно-регулируемых электроприводов с насосными агрегатами и системой автоматического управления технологическим процессом. Добиться снижения электропотребления позволила оптимизация гидравлических режимов работы (частотное регулирование) и увеличение энергоэффективности (снижение потребляемой электрической мощности насосного оборудования с сохранением требуемой производительности).

В рамках модернизации внедрена новая система очистки сточных вод. В приемном отделении заменена система очистки сточных вод, работавшая с начала пуска станции в 1974 году. В ходе реконструкции приемного отделения смонтировано механизированное оборудование производства ООО НПФ «Экотон»:

- решетка канализационная РКЭ с электроприводом (2 ед.);

- конвейер винтовой КВЭ с электроприводом;

- пресс винтовой отжимной ПВОЭ с электроприводом;

- шиберные затворы с электроприводом (4 ед.).

Реконструкция приемных решеток позволила обеспечить понижение уровня в подводящем коллекторе диаметром 2000 мл и коллекторах заречной части города, а также увеличить межремонтный цикл основного насосного оборудования.

С целью обеспечения очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу вентиляционной установкой ГНС, была демонтирована старая приточно-вытяжная система вентиляции в приемном отделении, смонтирована и пущена в эксплуатацию система очистки воздуха российского производства ВЕНТЛИТ-15000-2А11ЕС. Система обеспечивает комплексную очистку воздуха от примесей и снижает концентрацию в воздухе плохо пахнущих веществ, таких как сероводород, аммиак, смесь природных меркаптанов и других.

В установке ВЕНТЛИТ-15000-2А11ЕС очищаемый воздух проходит два цикла очистки, каждый из которых состоит из двух ступеней: на первой ступени очистки используются угольные фильтры, а на второй – лампы ультрафиолетового излучения. По данным производителя и фактическим замерам степень очистки воздуха от вредных веществ составляет 99%.

Финансирование работ велось за счет собственных средства ОАО «Нижегородский водоканал».

6. Завершение второго этапа реконструкции очистных сооружений канализации в  городе Верхнеуральске Челябинской области
   

В результате реализации проекта производительность очистных сооружений доведена до 1400 м3/сут.  На сооружениях  предусмотрены  стадии механической и биологической  очистки сточных вод и УФ-обеззараживание  очищенного стока перед сбросом в реку Урал. Стоимость проекта – около 68 млн. руб.

Реконструкция очистных сооружений канализации в Верхнеуральске проводилась в два этапа.

На первом этапе была проведена работа по обследованию очистных сооружений и определению первостепенных видов работ для запуска механической и биологической очистки. Из областного бюджета в июне 2016 года на реконструкцию очистных сооружений было выделено 33,3 млн. руб. В сентябре того же года был заключен муниципальный контракт на  модернизацию объекта. Была произведена реконструкция блока очистки, отделения решеток, насосно-компрессорной и дренажной насосной установок, котельной, усреднителя, песколовок, бытовой канализации и пескопровода. Кроме того, была построена песковая площадка и узел учета очищенных бытовых стоков. Пуск первой технологической линии биологической очистки состоялся в марте 2017 года.

На модернизацию второй очереди очистных сооружений  из областного бюджета было выделено 32,985 млн. руб., из местного -  2 млн. руб. На этом этапе были реконструированы: иловые площадки, электрика, наружные сети канализации, здание хлораторной, смонтировано наружное освещение, автоматические решетки механической очистки, построен дополнительный бак усреднителя. В декабре 2017 года были готовы к эксплуатации  лаборатория и установка УФ-обеззараживания, запущена первая линия биологической очистки.

Мощность очистных сооружений канализации после проведения реконструкции составляет 1400 м³/сут. Сооружения обслуживают г. Верхнеуральск, с. Форштадт и пос. Дзержинский. Общая численность обслуживаемого населения составляет 10 тыс. человек.

Полная технологическая схема очистки сточных вод включает три ступени: механическая очистка, биологическая очистка и УФ-обеззараживание.

В состав сооружений механической очистки входят:

- резервуары-усреднители (2 шт.) общим объемом 100 м³;

- решетки с механическим удалением отбросов серии и решетка грабельная серии РГМ (производитель - ООО «Воронежский завод гидрооборудования»);

- горизонтальные песколовки с круговым движением воды (2 шт.);

- первичные вертикальные отстойники  (2 шт.).

В состав сооружений биологической очистки входят:

- аэротенки-вытеснители (2 шт.);

- вторичные вертикальные отстойники (2 шт.);

- резервуары-накопители (контактные резервуары) (2 шт.);

- воздуходувная станция.

Аэротенки двухкоридорные работают в параллельном режиме. В настоящее время производится отработка режима распределение потоков сточных вод и возвратного активного ила на каждую часть аэротенка в пределах 45-55% (требуемая температура сточных вод для биологической очистки - 8^оС – 24 ^оС, доза растворенного кислорода - 2,0 мг/л – 6,5 мг/л).

На вторичных отстойниках происходит отработка режима равномерного распределения потока по всему периметру отстойника. Работа эрлифта идет 24 ч/сут. Температура сточных вод составляет 22,5^оС, прозрачность – 15 см, доза растворенного кислорода - 2,9 мг/л. Избыточный активный ил подается эрлифтами в минерализаторы.

Отстоянные сточные воды после вторичных отстойников поступают в резервуар-накопитель очищенных сточных вод, в котором установлены погружные насосы Wilo ТS 50Н 122/15 для перекачки технической воды на гидроэлеваторы и реагентное хозяйство.

Из резервуара-накопителя сточные воды самотеком поступают на насосную станцию, где установлены погружные насосы, предназначенные для подачи очищенных сточных вод на установку УФ-обеззараживания. После этого сточные воды сбрасываются  в реку Урал.

Реагентное хозяйство предназначено (при необходимости) для интенсификации процессов осаждения и удаления фосфатов из сточных вод. Проектом предусмотрен ввод железного купороса. В состав реагентного хозяйства входят растворный бак (1 шт.), расходный бак  (2 шт.) и насос-дозатор (1 шт.).

Сооружения обеззараживания очищенных сточных вод включают  УФ-установку «ОДВ-150СА» (2 шт.) производительностью 150 м³/час. и  насосную станцию подачи очищенных сточных вод на установку обеззараживания.

Очистка сточных вод производится по различным показателям на 90-98% (взвешенные вещества 15-17 мг/л, БПК 15-17 мг/л).

В состав сооружений обработки осадка входят песковые площадки (1 шт.), иловые площадки (5 шт.) и насосная станция перекачки дренажных вод (1 шт.).

Сдренированная вода от песковой и иловых площадок поступает на насосную станцию, расположенную на территории площадки очистных сооружений. В эту насосную станцию также производится слив с ассенизаторских машин, перевозящих сточные воды из выгребных ям населения (среднесуточный объем составляет 120 м³.) Из насосной станции сточные воды поступают в резервуары-усреднители.

Избыточный активный ил, а также осадок из первичных отстойников поступает на обработку в минерализаторы. После обработки осадок подается погружными насосами на иловые площадки.

На иловые площадки ежемесячно поступает в среднем 80 м3. На очистных сооружениях находится пять иловых площадок, рабочий объем заполнения каждой из них составляет 1350 м3.

7. Модернизация водопроводной насосной станции в  Тракторозаводском районе  г. Волгограда

 

В результате модернизации коэффициент полезного действия ВНС увеличится до 64–70,5% в зависимости от режима работы и глубины частотного регулирования, а общий планируемый экономический эффект  составит более 12 млн. руб. в год. Стоимость проекта – 54,5 млн. руб.

Водопроводная насосная станция (ВНС) 2-го подъема входит в состав комплекса очистных сооружений водопровода Тракторозаводского района, предназначенных для подготовки и подачи воды питьевого качества потребителям Тракторозаводского, Краснооктябрьского и Дзержинского районов города с численностью населения более 400 тыс. человек. Общий объем подаваемой питьевой воды в сеть составляет от 185 до 245 тыс. м³/сут. Проектная производительность очистных сооружений водопровода  – 320 тыс. м³/сут.

Первая очередь (старый блок) очистных сооружений водопровода была введена в эксплуатацию в 1934 году, вторая очередь (новый блок) – в 1978 году.

Текущее состояние насосной станции в целом и основного оборудования в частности является удовлетворительным. Однако с учетом расхождения номиналов существующих насосных агрегатов по давлению и требуемому напору на подачу воды в сеть города (95 м и 80 м соответственно), а также диапазона изменения расхода воды в течение года от 3642,5 до 10228,5 м³/ч стала очевидной необходимость модернизации ВНС.

В реализации проекта принимали участие: ООО «Эксперт Энерго» (предпроектное обследование), ООО «Промстроймонтаж» (проектно-изыскательские работы), ООО «Русинтэк» (строительно-монтажные работы).

Финансирование проекта осуществлено в рамках инвестиционной программы  ООО «Концессии водоснабжения»  2015-2017 гг.

Работы по модернизации станции производились на действующем объекте без прекращения подачи воды потребителям.

В рамках реализации проекта установлены ЧРП 1250 кВт напряжением 6 кВт (производитель - НПП «РУ-Инжиниринг», г. Набережные Челны). Выполнена прокладка силовой кабельной линии. Заменены шкафы управления и пуска электродвигателей. Установлен шкаф управления частотно-регулируемым приводом и запорной арматурой с выводом основных технологических параметров и функций в систему верхнего уровня ClearScada  производства Shneider Electric. Установлены системы пожарной сигнализации и видеонаблюдения.

Проектом предусматривается разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) водопроводной насосной станции  и включение ее в существующую информационную систему.

Цели АСУ ТП:

- сбор дискретных и аналоговых сигналов и вывод их на рабочее место (АРМ) оператора в помещение дежурного персонала и центральной диспетчерской службы (ЦДС) для контроля работы ВНС посредством системы ClearScada;

- повышение энергоэффективности ВНС;

- повышение уровня технической надежности транспортировки воды, а также поддержание заданных параметров давления и расхода воды;

- обеспечение работы ВНС в автоматическом режиме;

- возможность автоматического управления технологическим процессом дистанционно и с панели управления на ВНС, а также в ручном режиме с щита автоматизации (ЩА);

- обеспечение регулирования процессом (включение, отключение дополнительных насосных агрегатов) по требуемому давлению на выходе системы;

- автоматическое включение резервного насосного агрегата при аварийном отключении рабочего;

- автоматическое отключение рабочего насоса при падении давления во всасывающем трубопроводе менее 49 кПа.

- защита оборудования насосной станции путем контроля значений тока и напряжения.

Для повышения степени автоматизации насосной станции  и ее надежности  было предусмотрено:

- автоматическое поддерживание заданного давления в напорных водоводах;

- дистанционное и местное управление насосными агрегатами и электроприводами затворов на водоводах как в автоматическом, так и в ручном режимах работы;

- управление электродвигателями насосов совместно с ЧРП с функцией автоматизированного байпаса;

- защита электродвигателей насосных агрегатов по перегреву подшипниковых узлов, обмоток и сердечника статора;

- контроль электрического питания и технологического процесса с выводом информации на панель оператора в диспетчерской;

- световая и звуковая сигнализация работы и аварий на щите управления и АРМ;

- связь АСУТП с системой телеметрии для осуществления контроля и управления технологическим процессом и системой вентиляции в помещении ЧРП с ЦДС.

Для создания информационной системы, предоставляющей возможность комплексного информационно-аналитического обеспечения технологических процессов,  ранее разработана система телеметрии, которая посредством датчиков и приборов учета осуществляет регистрацию текущих параметров оборудования и технологического процесса ВНС с передачей данных на диспетчерский пункт.

Для реализации проектных решений по АСУ ТП приняты серийно изготовляемые приборы и средства автоматизации в соответствии с действующими номенклатурами и с учетом условий среды помещений.

В качестве датчиков давления приняты преобразователи давления фирмы Danfoss серии MBS1700.

Для реализации контроля температуры подшипниковых узлов, обмоток и сердечника статора насосных агрегатов №2, №5 предусматриваются щиты контроля температуры +200JB1, +500JB1 с удаленными модулями ввода ОВЕН МВ110-224.8А, осуществляющие сбор данных и передачу их посредством цифрового интерфейса RS485 на контроллер в щите автоматизации.

Ядром системы управления является программируемый логический контроллер (ПЛК) М258 производства Schneider Electric, устанавливаемый в щите автоматизации. Щит автоматизации представляет собой систему из двух линейных шкафов Rittal TS8 1000x1800x400 мм со степенью защиты IP 55. Внутри шкафа размещаются все элементы силовой и управляющей частей, состоящих из модульных устройств, устанавливаемых на DIN-рейке.

Система автоматизированного управления работой насосных агрегатов станции обеспечивает сбор дискретных и аналоговых сигналов, а также оперативное управление насосными агрегатами. Дискретные и аналоговые сигналы выводятся на модули ввода/вывода контроллера в щит ЩА. Отображение основных технологических параметров процесса осуществляется на панели оператора ЩА, в помещении дежурного персонала и в ЦДС.

Проектом предусмотрено размещение двух ЧРП в помещении одного блок-бокса размером 3х12 м, расположенном около здания насосной станции.

Передача данных из блок-бокса с ЧРП осуществляется по оптоволоконной линии связи. Для организации передачи данных в блок-боксе предусматривается установка телекоммуникационного щита +100JB1 с преобразователем RS-485 в одномодовое оптоволокно. Данные с ЧРП выводятся на контроллер, установленный в ЩА.

В помещении дежурного персонала в осях предусматривается установка панели оператора (HMIP1) для оперативного контроля технологических параметров и дистанционного управления оборудованием. Щит HMIP1 содержит звонок для оповещения оперативного персонала при аварийных ситуациях.

Проектом предусмотрен контроль следующих параметров технологического процесса:

• давление на линии всасывания и нагнетания насосных агрегатов;
• температура подшипников насосных агрегатов, обмоток и сердечника статора насосных агрегатов.

Управление задвижками и насосными агрегатами осуществляется в двух режимах: «местный» и «дистанционный». В «местном» режиме, управление осуществляется с щита ЩА, устанавливаемого в машинном зале. В «дистанционном» режиме управление осуществляется с панели оператора в помещении дежурного персонала.

Системой АСУ ТП осуществляется дистанционное включение и отключение вакуумных выключателей электродвигателей насосных агрегатов, а также дистанционный пуск и остановка ЧРП.

На лицевую панель ЩА выводятся основные технологические параметры посредством сенсорной панели Weintek MT8071iE. На щите ЩА предусматриваются органы управления для осуществления следующих операций по месту:

- открытие/закрытие задвижек на всасывающих насосных агрегатах;

- открытие/закрытие задвижек на нагнетании насосных агрегатов;

- выбор режима управления задвижками «местный/дистанционный»;

- пуск/остановка насосных агрегатов;

- выбор режима управления насосными агрегатами «местный/дистанционный»;

- выбор режима работы насосов от ЧРП;

- дистанционное включение/отключение вакуумных выключателей электродвигателей насосных агрегатов;

- квитирование сигнала аварии ЧРП.

В результате модернизации планируемая экономия потребляемой электроэнергии составит 3510178 кВт*ч/год. Ожидаемый коэффициент полезного действия станции увеличится до 64–70,5% в зависимости от режима работы и глубины частотного регулирования. Общий планируемый экономический эффект от модернизации насосной станции составит более 12 млн. руб. в год.

8. Модернизация центрально-диспетчерской службы ГП «Калугаоблводоканал»
   

Реконструкция центрально-диспетчерской службы  ГП «Калугаоблводоканал»  позволит обеспечить необходимую технологическую безопасность объектов водоснабжения и водоотведения, снизить расходы на эксплуатацию, сократить потери воды, уменьшить уровень утечек, а также полностью исключить возможность незаконного подключения к системам водоснабжения и водоотведения. Стоимость проекта – 12 млн. руб.

ГП Калужской области «Калугаоблводоканал» обслуживает в сфере водоснабжения 4 поверхностных водозабора, 658 скважин, 28 повысительных насосных станций, 421 водонапорнаую башню, 28 станций очистки питьевой воды и  более 3000 км водопроводных сетей, в сфере водоотведения – 112 канализационных насосных станций, 35 очистных сооружений канализации и более 1000 км канализационных сетей.

До реконструкции функция диспетчерской службы заключалась в «слепом» управлении станциями без получения обратной информации о реальных показателях их работы. В связи с этим была достаточно низкая эффективность работы и значительный срок получения достоверной информации

При обновлении центральной диспетчерской службы ставился целый ряд задач. Это, прежде всего, повышение качества работы в части контроля гидравлических процессов на объектах предприятия, а также получение возможности управления с целью быстрого реагирования на внештатные ситуации.

Все строительные работы осуществлялись силами предприятия. Установкой программного комплекса и диспетчеризацией занимались сотрудники  ООО «МЗТА Центр инновационных технологий».

В рамках проекта выполнены следующие работы: установлено программное обеспечение, серверное и компьютерное оборудование, шкафы управления и другое дополнительное оборудование.

В обновленной диспетчерской установлен сервер Supermicro SuperServer, видеостена, состоящая из девяти крупных графических панелей, системное программное обеспечение, программное обеспечение системы диспетчеризации на базе kServer.

Данная аппаратная платформа имеет высокую производительность и надежность, доказанную опытом применения. Программное обеспечение системы диспетчеризации представляет собой наиболее современное из последних отечественных решений в этой области.

Обновленная система диспетчеризации представляет собой новейшую версию программного обеспечения программно-технических комплексов Контар и Комега производства Московского завода тепловой автоматики:

- kServer – сервис для развертывания сервера диспетчеризации;

- kStudio – программно-инструментальная среда для разработки проектов – алгоритмов и SCADA-системы для объектов, а также для отладки оборудования;

- kPlayer – SCADA диспетчеризация автоматизированных объектов как локально, так и на базе «облачных» технологий.

Система диспетчеризации предназначена для контроля и управления с целью быстрого реагирования на внештатные ситуации. К системе подключены следующие элементы:

• диктующие точки – территориально распределенные критические точки контроля за стратегически важными параметрами;
• скважины на станциях первого подъема;
• технологические процессы водозабора: учет входящей от скважин и отдаваемой воды, обработка и подготовка воды, буферное хранение, процессы системы второго подъема;
• технологические процессы КНС.

Данные о параметрах технологического процесса, состоянии и режиме работы оборудования круглосуточно поступают в диспетчерскую.

От диктующих точек поступает информация о давлении воды в точке, наличии подвода электроэнергии, достаточном уровне заряда в аккумуляторах автономной резервной системы электроснабжения. От скважин – сведения о давлении воды после станции первого подъема, данные о наличии электроэнергии, о режиме работы насосов, в т. ч. электрических (токи, напряжения, коэффициент мощности). От шкафов основного техпроцесса – данные от систем учета (вода, электричество, теплоучет), от систем водоподготовки и водохранения, в т. ч., например, текущий уровень воды в резервуарах чистой воды, количество запаса гипохлорита натрия в емкостях системы хлорирования, данные от насосных агрегатов станции второго подъема. От КНС – уровень стоков в приемном резервуаре, параметры работы насосных агрегатов, учетные данные, данные от систем безопасности. 

В диспетчерской службе работает 14 сотрудников: 2 специалиста, 4 начальника смен, начальник службы, заместитель начальника службы и 6 диспетчеров.

После внедрения новой системы автоматизации и диспетчеризации специалисты предприятия смогут управлять практически всеми необходимыми техпроцессами предприятия, как вручную, дистанционно, так и путем изменения настроек параметров автоматического режима управления. Например, вручную можно включать и отключать скважины или изменять уровень их приоритета (в зависимости от текущего состояния скважины и местных условий) для возможности их автоматического включения в зависимости от текущих уровней воды в РЧВ, включать, выключать, переключать насосные агрегаты второго подъема, блокировать их автоматическое включение или выключение; изменять параметры ротации и систем автоматической защиты, вмешиваться в технологические процессы фильтрации, хлорирования; дистанционно перехватывать управления процессами на КНС.