Проектирование и строительство очистных сооружений является неотъемлемой частью комплекса работ по возведению жилых, общественных и промышленных объектов. К ним относятся системы по очистке водопроводных вод, ливневых, бытовых и промышленных стоков.
Все работы начинаются с разработки проекта, в рамках которого проводятся необходимые инженерные изыскания, экономические обоснования, подготавливается проектная документация. О том, из каких этапов состоит проектирование и строительство очистных сооружений, какие документы и виды работ необходимы, вы узнаете из нашего материала.
Необходимость строительства очистных сооружений
Любая урбанизированная или промышленная территория нуждается в очистных сооружениях. Рост промышленности и уровня урбанизации неизбежно приводит к повышению потребления водных ресурсов, а значит увеличивается и объем сточных вод, загрязняющих близлежащие водоемы и почву, разрушающих биоценоз в данной местности.
Минимизировать негативное воздействие стоков на окружающую среду позволяет комплекс мероприятий по строительству специальных сооружений. Благодаря этому удается значительно снизить объемы загрязнений от хозяйственной и производственной деятельности, а также от ливневых стоков.
Очищенная в таких сооружениях вода возвращается обратно в цикл использования, тем самым сокращается водопотребление предприятиями.
По назначению выделяют:
- водопроводные ОС;
- канализационные ОС.
Каждая категория в свою очередь включает в себя подгруппы в зависимости от технологии очистки, применяемых составов, особенностей сооружений.
Проектирование водопроводных очистных станций обязательно учитывает состав поступающей воды и требования к очищенному продукту. Технологический процесс в этом случае состоит из трех этапов: обеззараживание, осветление и обесцвечивание.
Перед каждой операцией исходная вода проверяется на соответствие санитарным требованиям. В случае удовлетворения этим требованиям соответствующий технологический этап пропускается.
В категории канализационных очистных станций существуют следующие подгруппы:
- городские (районные) ОС
Предназначены для очистки стоков, соответственно, города или района. Городские населенные пункты помимо жилых зданий включают в себя промышленные предприятия и медицинские учреждения. Поэтому бытовые сточные воды в городах и поселках смешиваются с производственными.
- промышленные ОС
Возводятся для очистки токов от специфических загрязнений. Очищенная вода затем направляется на городские и районные станции.
- локальные ОС
Служат для очистки сточных вод индивидуального жилья. Представляют собой септики, накопители и обычные выгребные ямы.
- ливневые ОС
С помощью этих сооружений поверхностная дождевая вода очищается от вредных примесей и затем выводится в ближайший водоем. Осадки загрязняются именно при соприкосновении с асфальтовым и иным покрытием, смывая с этих поверхностей песок, нефтепродукты и мелкий мусор.
Ливневые очистные сооружения представляют собой последовательную систему отстойников, тонкослойных модулей и специальных волокнистых фильтров. Таким образом обеспечивается механическая очистка поверхностной дождевой влаги. В отстойниках происходит разделение дождевой воды и крупных мусорных фрагментов, которые оседают на дне. Далее тонкослойные модули, состоящие из гидрофобных пластин, улавливают нефтепродукты и масла. Окончательную очистку частиц нефти менее 0,2 мм обеспечивают сорбционные угольные фильтры.
8 этапов проектирования очистных сооружений
Проектирование перед строительством очистного сооружения является своего рода основой. На этой стадии должны быть учтены особенности размещения установок и технология комплекса очистки. К данным моментам предъявляются соответствующие требования.
На этапе проектных работ разрабатываются специальные материалы, требующиеся для создания очистной станции.
В ходе проектирования специалисты руководствуются нормативами из СНиПов и СанПиНов. Основным документом считается СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения», где определено минимально допустимое расстояние до жилой зоны. Это очень важный показатель, влияющий на размещение установок очистки. В свою очередь СанПиН 2.1.5.980-00 содержит гигиенические требования к проектированию и реконструкции ОС, способные повлиять на сохранность поверхностных водоемов.
Для грамотного подбора и проектирования очистной установки, а также для достижения наилучшего результата в максимально короткие сроки требуется тщательная проработка перечисленных нормативных актов и выбор оптимального решения.
Весь процесс проектирования делится на 8 главных этапов.
Этап 1: Подготовка исходно-разрешительных материалов
Подготовительные работы начинаются со сбора исходной информации, требуемой для получения разрешения на строительство. Собранные сведения затем обрабатываются и анализируются. В частности, изучают генеральный план участка строительства, технические условия на подведение инженерных сетей, результаты проведенных ранее инженерных изысканий, ситуационный план местности.
Кроме того, к исходной информации относятся данные по объемам сточных вод и характеристика этих стоков (нормы потребления воды, пиковый расход, степень благоустройства существующих строений, природно-климатические условия в данной местности, концентрации загрязняющих веществ и др.). Для строительства сточных очистных сооружений на данном этапе проектирования потребуются также принципиальные схемы поступления воды, ее отвода и методы очистки, согласованное с соответствующими ведомствами место слива очищенной воды в водоем. Методика водоочистки должна учитывать мероприятия по охране акваторий.
Далее на этапе подготовки необходимо проработать разбивку строительных работ на очереди, предполагающие постепенное повышение объемов водосбросов.
На подбор комплектующих для очистительной установки оказывают большое влияние состав бытовых и промышленных отходов, подаваемых на циклы очистки, а также пиковые и среднечасовые объемы сточных вод. Размеры ОС в свою очередь определяют площадь участка, выделяемую под строительство.
Этап 2: Обследование или выбор участка строительства
В данном случае конкретная деятельность определяется исходя из того, реконструируется ли существующее ОС или же возводится новое. Первый вариант (обследование) выполняется при реконструкции, второй (выбор размещения объекта) — при строительстве канализационных очистных сооружений.
Так как большая часть городских станций очистки была возведена давно, данные сооружения постепенно перестают удовлетворять актуальным требованиям к концентрациям вредных веществ в процессе сброса сточных вод. В современных очистных сооружениях используются усовершенствованные и энергоэффективные системы очистки, что позволяет реализовывать их реконструкцию, затрачивая на это минимум финансов и материалов.
Вариант реконструкции предполагает выезд технических специалистов на существующий объект с целью его полномасштабного обследования. При этом проводится оценка состояния несущих конструктивных элементов и фундамента, делаются необходимые замеры, проверяются действующие инженерные сети, оценивается возможность проводить химический анализ образцов стоков на входе и очищенной воды на выходе.
В случае строительства новой очистной станции заказчику нужно определиться с местоположением будущего сооружения. Окончательный вариант места затем проходит согласование у соответствующих органов.
Обследование существующего объекта для его модернизации начинается с визуального осмотра. Это позволяет сделать вывод о рациональности проведения реконструкции либо расширения очистного комплекса.
Этап 3: Инженерные изыскания
Проектирование объектов водоотведения, состоящих из очистных сооружений и связанных с ними канализационных сетей, предваряется комплексом изыскательских мероприятий. Результатом этих работ является подробный план местности. В процессе изысканий специалисты изучают грунты на площадке строительства, определяют рельеф местности, выясняют варианты подключения сооружения к канализационной сети.
Геологические изыскательские работы выполняются в соответствии с СП 11-105-97 и СП 47.13330.2012. Для проведения лабораторных испытаний руководствуются СП 11-105-97. Также необходимо следовать требованиям ГОСТ 25100-11, в котором даны сведения по классам грунтов, их составу и механическим свойствам. В процессе изысканий геологи также изучают почву на наличие карстов и определяют уровень грунтовых вод. Результаты работ оформляются в виде технического отчета, содержащего в себе физико-географические характеристики изученной территории, геология региона, а также влияние техногенного характера на местность.
Помимо геологических обязательно проводятся также геодезические изыскания, которые регулируются требованиями СП 11-104-97. Топографическую съемку осуществляют обычно в масштабе 1:500. Результат работ позволяет выяснить характер рельефа местности на участке и размеры этого участка.
Дополнительно могут проводиться экологические, гидрометеорологические и археологические изыскания. Их объем определен действующим законодательством:
- экологические изыскания: оценка состояния окружающей среды, прогноз вероятных изменений под влиянием техногенных факторов;
- гидрометеорологические изыскания: оценка климатических условий на изучаемой местности, прогноз вероятных изменений под влиянием техногенных факторов;
- археологические изыскания: выявление на участке объектов культурного наследия.
Необходимость в определенных видах изыскательских работ определяется требованиями государственной экспертизы в отношении проектной документации при строительстве очистных сооружений, а в некоторых случаях и требованиями заказчика.
Как итог, результаты инженерных изысканий предоставляют информацию о материалах и мероприятиях, требующихся в процессе работ по возведению комплекса очистки, а также разрешают либо запрещают обустройство инфраструктуры для отведения и очистки сточных вод.
Этап 4: Техническое задание на проектирование
На этом этапе начинается проработка конструкторских решений заказчиком на основе собранной ранее информации, формирование технического задания и выдача готового материала проектировщику.
Техзадание должно содержать: разработанное конструктивное решение; основные технико-экономические показатели; поэтапную разбивку конструкторской части; список требуемых проектно-изыскательских мероприятий; требования к качеству очистки сточных вод; список технологических процессов, подлежащих автоматизации; условия и источник инженерного обеспечения и др.
На основе исходных данных выполняются все необходимые расчеты, формируются материальные балансы, осуществляются проработка путей подключения трубопроводов и подбор оборудования, рассчитывается пропускная способность трубопроводов, составляются различные схемы и спецификации, создаются компоновочные чертежи и планы размещения инженерных сетей.
Все архитектурно-конструктивные решения по возводимому комплексу основываются на материалах технического задания.
Этап 5: Проектная документация
Проект ОС включает в себя комплект текстово-графической документации, которая должна определить архитектурные, технологические и инженерные решения для выполнения строительных работ. Весь этап может быть разбит на две стадии либо состоять лишь из одной. Одностадийный вариант заключается в одновременной разработке требуемой документации и рабочих чертежей. Обычно таким образом разрабатываются типовые проекты. При двустадийном проектировании сначала создается конструкторская, а затем на базе этого рабочая чертежная документация. Такая схема необходима в случае сложных проектов строительства очистных сооружений.
Стадия проектирования регулируется «Положением о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» №87, утвержденным 16.02.2008 соответствующим Постановлением Правительства РФ. Сформированная проектная документация позволяет заказчику пройти государственную экспертизу, если комплекс очистных сооружений строится с нуля. Также на основе ПД формируется смета строительно-монтажных работ.
По результатам экспертизы в случае успешного ее прохождения заказчик получает положительное заключение, а затем и разрешение на строительство очистных сооружений. Последний документ подтверждает соответствие проекта требованиям градостроительной документации. В случае выдачи отрицательного заключения необходимо устранить выявленные недостатки и повторно направить проект на экспертизу.
Этап 6: Прохождение экспертизы проектной документации
Этот этап лежит в основе обеспечения безопасности строящихся сооружений. Существует государственная и негосударственная экспертиза. Первый случай предполагает выделение средств на строительство из госбюджета на основании Постановления Правительства РФ №145 от 05.03.2007 (п. 13, пп. «г»). Негосударственная экспертиза осуществляется юридическим лицом, прошедшим аккредитацию, и финансируется самим заказчиком работ.
Стоит отметить, что официальное экспертное заключение выдается в обоих случаях — и после государственной, и после негосударственной экспертизы. И там, и здесь документ обладает юридической силой.
Прохождение негосударственных экспертных проверок регулируется 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.
Если возведение или реконструкция объекта не требует наличия соответствующего разрешения, экспертизу проектной документации не проводят.
Этап 7: Подготовка рабочей документации
Разработка рабочей документации осуществляется в объеме, достаточном для возведения комплекса очистных сооружений. При этом проектировщики руководствуются соответствующими пунктами ГОСТ.
Основой для разработки служат результаты предыдущей стадии, утвержденные заказчиком. В комплект данной документации включаются рабочие чертежи, по которым будут выполнятся все строительно-монтажные работы. К чертежам должны прилагаться ведомости, где указаны сведения об объемах СМР, о потребности в материалах для строительства. Также в комплект РД входят все необходимые спецификации. Проходить экспертизу рабочей документации не нужно.
Данный этап освещает все нюансы будущего строительства, не учтенные на стадии разработки проектной документации. В итоге построенный объект должен удовлетворять основным требованиям проекта.
Этап 8: Подготовка сметы
Составление сметной документации требуется с целью определения стоимости строительно-монтажных работ. В частности, на этом этапе формируются смета на возведение очистной установки и сводная смета на строительные работы. Последняя является основным документом для финансирования проекта. Стоимость строительно-монтажных, ремонтных и других работ, а также оборудования и материалов определяется соответствующей сметной документацией.
Состав СМР формируется принятыми проектными решениями по строительству очистных сооружений и систем. Кроме того, на этот перечень влияют экономические показатели по возведению, реконструкции и эксплуатации комплекса очистки стоков.
Состав проектной документации очистных сооружений
Перед началом проектирования заказчик должен подготовить исходные данные и технические условия. В данный комплект включаются:
- задание на проектирование;
- результаты инженерных изысканий;
- правоустанавливающая документация на реконструируемый или ремонтируемый объект;
- градостроительный план зарегистрированного земельного участка, утвержденный соответствующими службами;
- технические условия на подключение к электросетям.
Также в документальной форме отображаются следующие сведения:
- объем водоотведения, учитывающий расчетный баланс водопотребления;
- генеральный план развития, утвержденный соответствующей инстанцией;
- проект зон санитарной охраны в согласовании с Роспотребнадзором (если требуется);
- ситуационный план с указанием точки отвода очищенных стоков и ее координат, согласованный с администрацией населенного пункта и территориальным отделом Роспотребнадзора;
- протокол анализа сточных вод либо поквартальная оценка загрязнения за последние 3 года, выражаемая в миллиграммах на грамм;
- справка об отсутствии на данной площадке объектов культурного наследия и полезных ископаемых в недрах;
- справка о фоновом содержании загрязняющих веществ;
- информация для разработки инженерно-технических мероприятий гражданской обороны;
- справка о дальности перемещения грунта и строительного мусора на полигон твердых бытовых отходов;
- справка о времени прибытия пожарного расчета на территорию очистной станции;
- численность населения, подключенного к канализационной сети, с разбивкой домовладений по степени благоустройства;
- наличие промышленных предприятий, подключенных к канализации, с указанием качества, расхода и режима водосброса.
По назначению выделяют:
- Промышленные ОС
- Локальные ОС для очистки бытовых и промышленных стоков
- Ливневые ОС на промышленных объектах и для обслуживания ЖКХ
- Водозаборные узлы на промышленных объектах и для обслуживания ЖКХ (системы пожаротушения и водоочистки, насосные станции, емкостное хозяйство)
- Объекты химической очистки, водоподготовительные установки
- ОС мусороперерабатывающих заводов и полигонов твердых бытовых отходов
Работа по строительству очистных сооружений на этапе проектирования подразумевает повторное использование очищенной воды в технических целях. С учетом этого определяют метод и технологическую схему водоочистки в зависимости от требований к качеству очистки. Расчетными методами подбирают необходимое оборудование.
Проектирование состоит из двух стадий:
- стадия проекта (П)
- рабочая стадия (Р)
При выборе местоположения сооружения на генеральном плане специалисты учитывают розу ветров в данной местности. А именно, объекты располагают по отношению к жилым домам с подветренной стороны доминирующего направления ветра в теплое время года. Сброс очищенной воды проектируется в русло реки ниже по течению от населенного пункта. Также при выборе участка строительства учитываются уровни паводков и грунтовых вод. Исключаются варианты расположения на скальных и торфяных грунтах.
Этапы строительства промышленных очистных сооружений
В процессе проектирования очистных сооружений для промышленности в первую очередь разрабатывается технология очистки конкретных стоков. После этого ведутся расчет, разработка и реализация всего очистного комплекса, включая готовое к установке оборудование, отдельные специальные конструкции, специфичные для определенного типа объекта, стандартные сборочные узлы и инженерные сети.
После подготовки проекта и получения всех необходимых разрешений приступают непосредственно к монтажным работам. Все виды систем, начиная от дачного септика и заканчивая очистным комплексом для населенного пункта, отличаются сложностью монтажа, однако все они возводятся в несколько этапов.
На первой стадии подготавливается участок для размещения сооружения. Выкапывают котлован, дно которого бетонируется либо укладывается песком и трамбуется. Сооружение, предназначенное для очистки больших объемов стоков, обычно строится на поверхности земли. Для этого под будущую станцию очистки предварительно обустраивается фундамент.
Следующим этапом монтируют непосредственно само оборудование, которое затем подключается к необходимым сетям (канализации, водоотведения, электроэнергии). Здесь прежде всего важны опыт и знания исполнителей в области монтажа и настройки очистных сооружений. Зачастую именно ошибки, допущенные в процессе возведения оборудования, служат причиной неисправностей и поломок в дальнейшем.
На заключительной стадии объект проверяется контролирующими органами и сдается в эксплуатацию. В частности, оценивается качество очищенной воды, определяется способность оборудования работать при повышенных нагрузках. Далее осуществляется сдача объекта заказчику или его представителю и, при необходимости, прохождение государственной экспертизы.
План строительства очистных сооружений в общем случае выглядит следующим образом:
- Подведение к объекту внешних инженерных сетей либо прокладка новых коммуникаций
- Общестроительная часть, включающая демонтаж имеющихся конструкций с подготовкой помещения либо возведение нового сооружения
- Монтаж нового оборудования
- Этап подключения оборудования и настройка автоматизации
- Прокладка коммуникаций
Строительство ливневых очистных сооружений, а также станций очистки при промышленных предприятиях, как правило, предполагает наличие комплекса вспомогательного оборудования. Зачастую возведение этих объектов требует комплексного подхода. Помимо собственно монтажа технологического оборудования осуществляют подключение инженерных сетей, возводят вспомогательные постройки. При этом оформляется вся требуемая законодательством и текущим проектом документация, проходятся необходимые экспертизы и согласования.
Для заказчика распределение задач между несколькими узкоспециализированными исполнителями создает ряд проблем. Во-первых, усложняется управление проектом. Во-вторых, требуется координация действий подрядчиков, ведь необходимо вовремя предотвращать возможные нестыковки и устранять возникающие противоречия. А это в свою очередь ведет к дополнительным издержкам.
Нести ответственность за работу нескольких взаимосвязанных подрядчиков могут себе позволить лишь крупные организации, которые специализируются на реконструкции и строительстве очистных сооружений и обладают собственными проектно-инжиниринговыми ресурсами. Заказчик, стремясь снизить количество исполнителей до минимума, привлекает к работе именно компании, способные взять на себя полный спектр задач и ответственность за исполнение на всех этапах работ. Если у заказчика нет возможности воспользоваться услугами одной крупной организации, к работе привлекаются 2-3 исполнителя, каждый из которых будет выполнять ограниченный объем работ на наиболее сложных для выполнения несколькими участниками стадиях строительства.
Реконструкция и модернизация очистных сооружений
Множество очистных сооружений было возведено еще в советское время, когда требования к очистке стоков были совершенно другими. Сегодня эти комплексы уже не могут обеспечить требуемую современными реалиями производительность. С увеличением гидравлической нагрузки необходимо совершенствовать технологию переработки сточных вод. В некоторых случаях достаточно модернизировать и реконструировать устаревшие сооружения, однако в большинстве случаев целесообразно строить новые комплексы.
Все объекты водоотведения, включая и станции очистки, нуждаются в проведении сложных и высокотехнологичных исследований. Эти мероприятия обязательно проводятся перед предстоящей реконструкцией или ремонтными работами. По результатам исследований разрабатывается следующая стадия проекта.
В ходе реконструкции выполняется ряд действий по возобновлению работоспособности существующих сооружений. К примеру, ремонтируются конструктивные части зданий и оборудования с заменой узлов и деталей. Такая методика обычно требует наибольших затрат. В целом сокращение издержек не ведет к повышению показателей энергосбережения всего комплекса.
Модернизация отличается от реконструкции тем, что в процессе нее внедряются новые технологии, реализуются современные решения по оптимизации производства. При этом устаревшее оборудование меняется на новое, менее энергоемкое и более эффективное в работе. Например, замене могут подвергаться насосы, пневматические агрегаты, фильтрующие элементы, коммуникации из долговечных материалов. Модернизация очистных сооружений повышает их эффективность и при этом требует минимальных затрат.
К строительству городских очистных сооружений с нуля прибегают при устаревании и высокой степени износа оборудования, когда оно требует значительных затрат. В качестве примера можно назвать станции очистки, возведенные в 1970-е годы. Восстанавливать их для повышения эффективности уже нецелесообразно, поэтому чаще всего строят новые, более технологичные системы.
Стоимость строительства очистных сооружений
Суммарная стоимость работ по возведению ОС определяется несколькими факторами, наиболее важными из которых являются:
- стоимость земляных работ, зависящая в свою очередь от рельефа территории, характеристик грунта, способа прокладки трубопроводов;
- технология строительства;
- используемые в работе инструменты и оборудование;
- степень надежности и уровень автоматизации возводимого объекта.
Например, при проектировании инженерных коммуникаций в значительной мере опираются на технологию прокладки. Так, канализационные сети могут прокладываться внутри подземных коллекторов либо открытым способом, представляя собой самотечную или напорную систему.
Разрабатывая проект очистных сооружений, специалисты учитывают пожелания заказчика в отношении исполнения и конструктивных особенностей системы. Берутся во внимание и требования к стоимости работ. Например, выбор в пользу напорной системы снижает стоимость на 30%. Прокладка канализации открытым способом обеспечивает снижение сметы еще на 26%.
Геологические изыскания в Смоленске: ООО «ЗЕМЛЕМЕР»
+7 (920) 302-16-50
+7 (904) 361-04-03
+7 (4812) 24-43-50
244351@mail.ru