В Якутске в активную фазу вступило строительство нового водозабора и водоочистной станции
Обеспечивая качество и надежность
В г. Якутске активными темпами ведется строительство нового водозабора и водоочистной станции. На сегодняшний день практически завершены работы по формированию водоприемного ковша, по устройству фундаментов насосной станции 1-го подъема и станции водоочистки. На 2017 год намечено заполнение водоприемного ковша водой и разработка водоподводного канала, устройство металлических конструкций, бетонирование подпорных стен насосной станции 1-го подъема и станции водоочистки. В нынешнем году начнется также строительство электролизной станции по производству гипохлорита натрия. Ввод в строй новых объектов, которые должны повысить качество поставляемой населению Якутска воды, планируется в 2018 году.
Об этом рассказывает Николай Жестков, генеральный директор АО «Водоканал» г. Якутска.
Строящийся водозабор АО «Водоканал» г. Якутска относится к I-й категории по обеспеченности надежности водоснабжения. Общая расчетная производительность водозаборных сооружений составляет 110 тыс. м3/сут.
Вода, поступающая из русла р. Лены по водоподводящему каналу в водоприемный ковш-затон, из акватории ковша поступает к водоприемным устройствам.
Основным водоприемным устройством водозабора являются водозаборные окна (6 единиц) во фронтальной стене водоприемного колодца с рыбозащитными устройствами в виде сетчатых фильтрующих кассет каркасного типа, заполненных полиэтиленовыми шариками Ж20 мм (конструктивно является береговым водозабором). Водоприемные окна имеют размеры «в свету» 1,9 м х 3,57 м. Фильтрующие кассеты с их направляющими изготавливаются из нержавеющей стали. Непосредственно перед водоприемными окнами предусмотрено устройство пневмозавесы в качестве дополнительного элемента шугозащиты для водоприемных окон.
Проектом предусмотрена возможность устройства резервной линии забора воды. Резервная линия может быть выполнена по двум стальным самотечным водоводам Ж1020 мм, которые заглушены перед вводом их во фронтальную стену водоприемного колодца посредством фланцевых за-глушек. При необходимости после снятия этих заглушек будет обеспечена возможностью присоединения на фланцах внешних водоприемных устройств с присоединительным Ж1000 мм. В качестве резервного створа водозабора предусмотрено использование существующих водоприемных устройств и насосной станции 1-го подъема.
В проектируемом береговом водоприемном колодце устанавливаются погружные насосы Flygt типа CP 3400/865 3~ 630 (2 рабочих и 2 резервных) с единичной производительностью Q=2292 м3/час каждый, напором Н=35,0 м, единичной мощностью N=310 кВт, КПД 84,3%, которые подают воду в напорную флейту, размещенную на отм.0.000 в насосной станции 1-го подъема, и далее по напорным стальным водоводам Ж800 из двух ниток в распределительную камеру установки осветления станции водоочистки (в рабочем режиме), либо в существующие РЧВ (в аварийном режиме).
Водоприемный ковш-затон врезан в левый берег р. Лена и расположен ниже по течению реки от существующей площадки водозабора. Размеры ковша-затона: ширина по дну - 26 м, длина наибольшая - 243 м. Ось водоприемного ковша расположена под 135 градусов к направлению течения р. Лена. Отметка дна ковша - переменная с понижением в направлении водоприемного колодца насосной станции 1-го подъема и составляет от 76,0 м БС77 (на 1 м выше 1% максимального уровня воды) до 74,9 м БС77, что позволяет производить забор воды при самых минимальных уровнях р. Лены (по результатам многолетних наблюдений).
Согласно принятой категории водоснабжения отметка вертикальной планировки площадки, на которой располагаются проектируемые сооружения, принята 96,5 м БС77.
В конструкции ковша для обеспечения устойчивости откосов по периметру ковша устраиваются 2 бермы шириной 4,5 м через 7 м по высоте. Отметка гребня первой бермы соответствует 82,86 м БС, отметка гребня второй бермы - 89,86 м БС77.
Конструкция крепления низового и среднего ярусов откосов ковша состоит из:
- обратного фильтра (щебень изверженных пород фракции 5-20 мм слоем 0,2 м по слою нетканого игло-пробивного материала «геотекстиль» плотностью 400 г/м2, уложенного на спрофилированное основание откоса из грунта естественного сложения);
- наброска каменным материалом фракции 70-150 мм слоем 0,36 м;
- для восприятия ледовой нагрузки на откосах водозаборного ковша поверх наброски с коэффициентом сплошности aсп і0,85 укладывается балласт из негабаритного камня фракции 70-150 (процентное содержании фракции 120-150 і 50%) слоем 0,30 м.
Крепление верхнего яруса откосов осуществляется сетчатыми матрасами типа «РЕНО» толщиной 0,17 м по слою обратного фильтра из щебня фракции 5-20 мм толщиной 0,2 м. Конструктивно матрасы представляют собой проволочный остов коробчатой формы, заполняемый камнем фракций 70 - 150 мм. Матрасы марки «РЕНО» 3.0x2.0x0.17-C60-2.4/3.4-Ц/П имеют размеры 3,0х2,0х0,17 м.
Гребни берм и дамб, а также дно ковша крепятся щебнем изверженных каменных пород фракции 5-20 мм слоем 0,2 м по слою нетканого иглопробивного материала плотностью 400 г/м2, уложенного на спрофилированное основание откоса из грунта естественного сложения. По слою щебня производится защитная засыпка каменным материалом фракции 70-150 мм слоем 0,36 м. Откосы насыпи площадки со стороны затапливаемой поймы с заложением 1:8 укрепляются посевом трав. Дно водоподводящего канала ковша крепится наброской камня слоем 0,36 м по слою щебня фракции 5-20 мм слоем 0,2 м. Откос насыпи тыловой части ковша до отметки 97,0 БС77 укрепляется габионами системы «Террамеш» 6.0x2.0x1.0-С60-2,4/3,4 Ц/П (ПВХ) с заполнением камнем фракции 70-150 мм.
При устройстве котлована водоприемного ковша предусмотрена также разработка котлована под водоприемный колодец. Отметка дна котлована ковша вблизи насосной станции 1-го подъема составляет 74,3 м БС77, отметка дна котлована под водоприемный колодец - 67,85 м БС77.
Отсыпка грунта в насыпь дамб производится послойно по 0,5 м с уплотнением каждого слоя пневмокатками до К=0,95.
На завершающем этапе строительства ковша производится разработка перемычки земснарядом, профилирование дна и нижнего яруса откосов водоподводящего канала экскаватором(-ми). По завершении этих процессов выполняются следующие работы на входной части ковша: отсыпка тела правой и левой дамб, крепление нижнего яруса откосов дамб, крепление верхнего яруса откосов дамб и крепление дна и откосов входной части ковша со стороны реки каменной наброской.
Береговой водоприемный колодец (подземная часть) совмещен с насосной станцией 1-го подъема (наземная часть). Подземная часть включает в себя «мокрый» водоприемный колодец, состоящий из 2-х отсеков, и «сухой» отсек камеры переключения. Глубина размещения подземной части водоприемного колодца относительно отметки 0.000 чистого пола наземной части - 26,45 м. Водоприемный колодец запроектирован железобетонным, прямоугольным в плане, с размерами 15,5х16 м и разделен на две секции перегородкой.
В водоприемный колодец входят два самотечных стальных водовода диаметром 1020 мм, заглушенных снаружи фланцевыми заглушками. В камере переключения на них установлена запорная арматура: фланцевый дисковый поворотный затвор с двойным эксцентриситетом «ТЕКВАТ» производства компании TECOFI (тип VP 4201-В04 DN1000 Pу10, корпус и диск из ковкого чугуна GGG-50 с антикоррозийным покрытием). Управление осуществляется с помощью электропривода Bernard (модель ASM 10, электродвигатель 0,5 кВт). С целью облегчения их демонтажа и обслуживания установлены фланцевые разборные соединения (демонтажные вставки) производства TECOFI (тип JT5200 DN1000 Ру10, уплотнительное кольцо - ЭПДМ, корпус - углеродистая сталь S-235 JR).
Вода через водоприемные окна с фильтрующими рыбозащитными кассетами поступает в закрытую «мокрую» приемную камеру, разделенную на 2 секции, где происходит гашение напора. Далее вода по двум стальным самотечным трубопроводам Ж1020 мм поступает в приемное «мокрое» отделение насосной станции. На самотечных трубах в сухом отсеке камеры переключения водоприемного колодца устанавливается запорная арматура:
- фланцевый дисковый поворотный затвор с двойным эксцентриситетом «ТЕКВАТ»производства компании TECOFI (тип VP 4201-В04 DN1000 Pу10, корпус и диск из ковкого чугуна GGG-50 с антикоррозийным покрытием). Управление осуществляется с помощью электропривода Bernard (модель ASM 10, электродвигатель 0,5 кВт). Фланцевое разборное соединение (демонтажная вставка) - производства компании TECOFI (тип JT5200 DN1000 Ру10, уплотнительное кольцо - ЭПДМ, корпус - углеродистая сталь S-235 JR).
«Мокрые» отсеки на отметке -15.350 между собой соединяются «окнами» 1000х1000 мм в разделительной стене с установкой на них двух глубинных шлюзовых затворов с электроприводом.
Глубинный шлюзовой затвор с прямоугольным сечением - AWTek (тип BV-E DN 1000х1000/18000, для бетонирования в штробу 300х200 мм). Версия - с одним невыдвижным шпинделем. Ширина щита - 1000 мм, высота щита - 1000 мм, рабочий ход затвора - 1010 мм. Затвор изготовлен из нержавеющей стали AISI 304 (1.4301), сталь после сварки пассивирована (обработана кислотой). Поставляются готовыми к эксплуатации (не требуют дополнительной сборки, настройки, тестирования). Четырехстороннее уплотнение EPDM на щите затвора обеспечивает двустороннюю герметичность согласно ГОСТ 9544-2005 класс «В», уровень протечек - менее 1%, малые поворотные моменты обеспечены благодаря направляющим из пластика. Рабочее давление - 1,4 бар (не менее 14 м в.с.). Комплект управления №22 для глубины установки до 30 м: редуктор AUMA GK 14.6 мощностью 15 кВт, телескопический шток из нержавеющей стали 1.4301, колонна управления для установки на край камеры, штурвал.
Для полного опорожнения мокрых отделений на случай ремонта или чистки дна от отложений в дне каждого отделения предусмотрен приямок. В каждом приямке устанавливается по одному погружному дренажному насосу Flygt (тип МP 3090 HТ 3~252, производительность каждого - Q=10 м3/час, напор - Н=35,0 м, мощность - N=4,3 кВт). Насосы работают в автоматиче-ском режиме по уровням воды, насосы поставляются в комплекте с приборами контроля и автоматизации.
На дне сухого отделения насосной станции в приямке устанавливаются погружные дренажные насосы (1 - рабочий, 1 - резервный) фирмы Flygt (тип NP 3127 SH 3~245, производительность- Q=25,0 м3/час каждый, напор - Н=35,0 м, мощность - N=7,4 кВт). Насосы включаются в работу в случае необходимости отведения воды из отделения при замене запорной арматуры. Насосы работают в автоматическом режиме по уровням воды. Насосы в приямке устанавливаются свободно, без пьедестала и без штанги.
На каждом напорном трубопроводе Ж600 мм от каждого насоса в наземной части НС-1 устанавливается обратный клапан и запорно-регулирующая арматура: фланцевый дисковый поворотный затвор с двойным эксцентриситетом «ТЕКВАТ» производства компании TECOFI (тип VP 4201-В04 DN600 Pу 10, корпус и диск из ковкого чугуна GGG-50 с антикоррозийным покрытием). Управление осуществляется с помощью электропривода Bernard (модель ASM 10, электродвигатель 0,5 кВт). Фланцевое разборное соединение (демонтажная вставка) - производства компании TECOFI (тип JT5200 DN600 Ру10, уплотнительное кольцо - ЭПДМЮ, корпус - углеродистая сталь S-235 JR). Фланцевый поворотный обратный клапан с наклонным седлом - производства TECOFI (DN600 Ру10). Шток - нержавеющая сталь, прокладка - ЭПДМ, корпус - углеродистая сталь S-235 JR.
Подающие трубопроводы в наземной части НС-1 объединяются в «флейту» с запорной арматурой, для выделения ремонтных участков, от которой отходят 2 напорных стальных трубопровода Ж800мм, каждый из которых рассчитан на 100% расхода насосной станции (материал трубопровода - сталь марки 09Г2С).
На трубопроводах на случай ремонта участков сети и отсечения промывного трубопровода устанавливается запорная арматура: фланцевый дисковый поворотный затвор с двойным эксцентриситетом «ТЕКВАТ» производства компании TECOFI (тип VP 4201-В04 DN800 Pу 10, корпус и диск из ковкого чугуна GGG-50 с антикоррозийным покрытием). Управление осуществляется с помощью электропривода Bernard (модель ASM 10, электродвигатель 0,5 кВт). Фланцевое разборное соединение (демонтажная вставка) - производства TECOFI (тип JT5200 DN800 Ру10, уплотнительное кольцо - ЭПДМ, корпус - углеродистая сталь S-235 JR).
На каждой ветке напорных трубо-проводов Ж800 мм устанавливается расходомер. Предусмотрены электромагнитные фланцевые расходомеры производства ООО «Эндресс+Хаузер» (тип Promag 50L8H DN800 32», марка 50L8H-1LR5/0 50L8H-U20A1AC2AEAW). Расходомеры поставляются в комплекте с ответными фланцами, шпильками и гайками.
От сборной напорной флейты в наземной части НС-1 выполняется ответвление трубопровода Ж600 мм, который подает воду на промывку приемной камеры и фильтрующих кассет в окнах.
На каждом промывном трубопроводе Ду600 мм устанавливается запорная арматура: фланцевый дисковый поворотный затвор с двойным эксцентриситетом «ТЕКВАТ» производ- ства компании TECOFI (тип VP 4201-В04 DN600 Pу 10, корпус и диск из ковкого чугуна GGG-50 с антикоррозийным покрытием). Управление осущест- вляется с помощью электропривода Bernard (модель ASM 10, электродвигатель 0,5 кВт). Вся запорная арматура устанавливается с демонтажной вставкой (фланцевое разборное соединение) производства компании TECOFI (тип JT5200 DN600 Ру10, уплотнительное кольцо - ЭПДМ, корпус - углеродистая сталь S-235 JR).
Для защиты водоприемных окон от шуги перед водоприемными окнами берегового водозабора предусмотрено применение «воздушной завесы». Две мелкоперфорированные трубы диаметром 200 мм из коррозионностойких материалов закрепляются на плите основания под водоприемными окнами на удалении от них 1200-2500 мм. Сжатый воздух от компрессоров (воздуходувок) подается из надземного здания к водоприемным окнам по воздухопроводам. Сжатый воздух, выходя в воду через мелкоперфорированные трубы, образует сплошную мелкопузырчатую завесу, создающую отбойный поток водных масс, направленный в противоположную сторону от водоприемных окон.
Компрессорное оборудование системы пневмозавесы: компрессор производства компании KAESER (тип DSD 172/3,5 бар Q=20,6 м3/мин, N=90 кВт, давление на выходе 35 м, n=1485 об/мин., электродвигатель Siemens (1 - рабочий и 1 - резервный). В случае, когда воздух необходимо будет подать к внешним водоприемным устройствам в ковше (в данном проекте не предусмотрены), в работу будут вводиться одновременно два компрессора - рабочий и резервный. Характеристики компрессора: удельная потребляемая мощность - 4,40 кВт/м3/мин., максимальное давление - 5,0 бар, передача прямая (1:1), количество оборотов электродвигателя - 1485 об/мин., количество оборотов винтового блока - 1485 об/мин., класс защищенности главного мотора - IP 55, ISO F), фланцевое соединение трубопровода сжатого воздуха Ж80 PN 16, размеры - 2690 x 1910 x 2140 мм, вес » 3950 кг, уровень звука - DIN 45635 (на расстоянии 1 м) 70 дБ (A); блок управления - SIGMA CONTROL 2 (промышленный бортовой компьютер на базе процессора Intel).
В комплекте поставки - циклонный сепаратор и электронный конденсатоотводчик (для сброса выпавшей каплеобразной влаги без потери давления).
Отметка верха водоприемного колодца совпадает с отметкой «0,000» наземной части сооружения и соответ- ствует 97,0 м БС77. Наземная часть НС-1, предназначенная для размещения технологического оборудования и систем управления - отапливаемая, прямоугольная с размерами в плане 18,3 м х 15,7 м из легких конструкций на основе металлокаркаса с ограждающими конструкциями из трехслойных сэндвич-панелей. Управление оборудованием производится как в автоматическом режиме, так и по месту в ручном режиме. Информация о режимах работы основного технологического оборудования выводится на рабочее место (АРМ) оператора в здании существующей насосной станции 2-го подъема. В наземной части сооружения предусмотрен санузел (унитаз, раковина) и шкаф для хранения одежды.
От насосной станции 1-го подъема речная сырая вода по 2 стальным водоводам Ж800 мм подается на две линии очистки водоочистной станции. Подача сырой воды на каждую технологическую линию контролируется расходомерами, установленными на каждом водоводе в насосной станции 1-го подъема.
В осветлители производится дозирование коагулянта и соды, а также гипохлорита натрия, подаваемого из электролизной. При этом дозирование гипохлорита натрия производится периодически для санации осветлителей и фильтров и постоянно в паводковый период в соответствии с регламентом эксплуатации.
Для смешивания воды с коагулянтом предусмотрены две камеры быстрого смешения, в которых установлены пропеллерные мешалки. Эффективный объем каждой камеры - 31,5 м3, эффективный размер каждой камеры - 2,2 х 2,2 х 6,5 м. Общий объем составляет 63 м3. Время пребывания - 49,5 сек.
Для смешивания воды с флокулянтом предусмотрена трехступенчатая система камер хлопьеобразования в условиях изменения энергии вертикальных лопастных мешалок малой турбулентности. Каждая из двух линий флокуляции состоит из первой камеры с одной установленной мешалкой, второй камеры с одной установленной мешалкой и третьей камеры с двумя установленными мешалками. Рабочий объем первой, второй и третьей камер хлопьеобразования составляет 234, 234 и 484 м3 соответственно. Время пребывания в первой и второй камерах - 6,1 мин. в каждой. Время пребывания в третьей камере хлопьеобразования - 12,7 мин. Общий эффективный объем камер составляет 1904 м3. Общее время пребывания в камерах хлопьеобразования - 24,9 мин.
Из третей камеры хлопьеобразования вода вместе с образовавшимися хлопьями поступает во входные каналы двух полочных отстойников, где происходит обесцвечивание и осветление воды. Внутренние размеры каждого резервуара полочного отстойника с встроенным уплотнителем осадка составляют 12,4 х 12,4 м, эффективная глубина - 6,5 м. В каждом полочном отстойнике имеется 2 боковых канала, 4 внутренних и 1 центральный канал. Между каналами располагается 6 рядов пластин по 153 в каждом ряду. Под зоной осветления с тонкослойными модулями располагается скребковый механизм для удаления осадка, который оборудуется частотным преобразователем для регулирования скорости вращения.
Осветленная вода по системе каналов подается в отделение фильтрации, которое состоит из двух параллельных линий скорых безнапорных двухслойных (песок-антрацит) фильтров (по 5 фильтров в каждой линии). Площадь каждого фильтра составляет 53 м2 поверхности фильтрации. Общая площадь фильтрации составляет - 530 м2. В качестве загрузки фильтров предусмотрены слой антрацита толщиной 0,5 м, слой песка - 0,8 м и подстилающий слой гравия - 0,2 м. Каждый фильтр состоит их двух половинных секций, расположенных по обеим сторонам центрального H-образного канала. Принятая скорость фильтрования в обычном режиме - 8,6 м/час, в форсированном - 9,5 м/час. Для водо-воздушной промывки фильтров используется очищенная вода, которая из резервуаров очищенной воды погружными насосами подается на промывку.
Очищенная вода самотеком поступает в емкость чистой воды и оттуда погружными насосами перекачивается в существующие резервуары чистой воды. Перед поступлением в РЧВ вода обрабатывается гипохлоритом натрия.
Растворы коагулянта, флокулянтов и карбоната натрия приготавливаются в здании реагентного хозяйства.
Промывная вода от обратной промывки фильтров поступает в бак обратной промывки, далее, погружными насосами перекачивается в накопительные баки сточных вод обратной промывки. Перед этим вода обеззараживаются гипохлоритом натрия. Накопившийся осадок перекачивается в промежуточный бак шлама, куда также поступает осадок из полочных отстойников. Шлам насосами подается на 2 декантерные центрифуги, где обезвоживается и вывозится автотранспортом на площадки для утилизации. Шламовая вода перекачивается в бак обратной промывки. Переливы со всех емкостей поступают в систему дождевой канализации.
Строительство нового водозабора и водоочистной станции будет завершено в 2018 году. Ввод в эксплуатацию этих объектов позволит улучшить качество подаваемой жителям г. Якутска питьевой воды и повысить надежность системы водоснабжения.
Вода Magazine февраль 2017 г.
