От точности проведения расчета зависят подбор оборудования, схема очистки,
стоимость строительства и стабильность работы ЛОС.
Расчет может показать, как будет вести себя система очистки в периоды
ливневых дождей, активного таяния снега и на промышленных объектах с загрязненным поверхностным стоком.
Влияние расчета ЛОС на работу всей системы
Если при расчете производительности ливневых очистных сооружений была допущена ошибка, то система не будет справляться с пиковыми расходами, либо будет работать некорректно.
Недостаточная производительность приведет к переполнению системы и, в следствии этого, к аварийным сбросам. Загрязненная вода уйдет в природный водоем или на рельеф вместе с нефтепродуктами и взвесями, что нарушит природоохранные требования и приведет к штрафам.
Избыточная производительность, также имеет свои недостатки. Потребуется оборудование больших габаритов, оно станет сложнее в обслуживании и дороже.
Исходные данные для расчета ливневых очистных сооружений
Любой расчет начинается с исходных данных. Для ливневых стоков важны:
1. Водосборная площадь. Считают площади кровель, дорог,
стоянок, производственных площадок. Участки с разными покрытиями
(асфальт, бетон, плитка, грунт, газон) учитывают отдельно.
2. Типы покрытий и коэффициент стока.Коэффициент показывает,
какая часть осадков превращается в поверхностный сток. Асфальт и бетон
почти не впитывают воду — коэффициент порядка 0,6–0,9. Газон и грунт,
наоборот, задерживают влагу, коэффициент около 0,1–0,2.
3. Климатические данные Берут из СП 32.13330.2018 и
климатических справочников. Учитывают интенсивность дождя, максимальный
суточный слой осадков, данные по талым водам.
4. Режим работы объекта. Для круглогодичных объектов считают и
дожди, и снеготаяние. Для сезонных корректируют годовой объем стока. На
промышленных площадках учитывают пиковые нагрузки: мойку техники,
технологические операции на открытом воздухе.
5. Состав поверхностных стоков. От состава поверхностных
вод зависят способы их очистки. На жилых, инфраструктурных и
логистических объектах обычно встречаются нефтепродукты и взвешенные
вещества. В промышленных зонах в стоки могут быть загрязнены
поверхностно-активными веществами (ПАВ), тяжелыми металлами и другими
специфическими загрязнениями.
6. Требования к сбросу. Очищенная вода может быть направлена в
водоем, распределена по рельефу, отправлена в городскую сеть или
использована повторно. Для водоемов, предназначенных для
рыбохозяйственных целей, предельно допустимая концентрация (ПДК)
нефтепродуктов составляет 0,05 мг/дм³. В случае культурно-бытового
водопользования показатель смягчается до 0,1 мг/дм³. Эти значения влияют
на выбор технологической схемы и подбор необходимого оборудования.
Как определяется производительность ливневых очистных сооружений
Производительность (л/с) — это объем воды, который установка очищает за единицу времени. Расчет ведут в несколько этапов.
Wоч=10hₐ×Ψₘᵢₔ×F
где:
- hₐ — суточный слой осадков, принимаемый на очистку (мм).
Значение берут из климатических справочников или карт районирования в СП 32.13330.2018. - Ψₘᵢₔ — средневзвешенный коэффициент стока. Если на участке есть и
асфальт, и кровли, и газон, то Ψₘᵢₔ считают как среднее арифметическое, взвешенное по площади каждого покрытия. - F — площадь территории (га).
- 10 — поправочный коэффициент для перевода слоя осадков в объем (1 мм осадков с 1 га дает 10 м³ воды).
2. Максимальный суточный слой осадков
Для учета редких, но сильных ливней рассчитывают максимальный суточный слой осадков:
- Hₚ = Hₘᵢₔ×(1+Cᵥ×Ф)
где:
- Hₘᵢₔ — средний максимум осадков для региона (по многолетним наблюдениям)
- Cᵥ — коэффициент вариации, показывает, насколько осадки скачут от года к году
- Ф — поправка на отклонение от средней (зависит от расчетного периода и асимметрии распределения)
Этот параметр дает запас надежности.
3. Средневзвешенный коэффициент стока
Для каждого типа покрытия есть табличный коэффициент. Средневзвешенный считают так:
Например, у вас 2 га асфальта (коэффициент 0,7) и 1 га газона (коэффициент 0,1).
Тогда Ψₘᵢₔ= (0,7×2 + 0,1×1)/3 = 0,5.
4. Производительность для накопительной схемы
В случае аккумулирующей схемы очистки воду сначала накапливают в
резервуарах, а потом равномерно подают на очистку. Производительность
ЛОС будет ниже пикового расхода, потому что установка работает дольше.
где:
- Wоч — объем сточных вод от расчетного дождя (м³)
- Wтп — объем технических стоков, возникающих при обслуживании, например, при промывке фильтров
- Tотст — минимальное время отстаивания, если есть отстойник
- Tтп — перерывы в работе, например, на техобслуживание
- 3,6 — коэффициент перевода из м³/час в л/с.
5. Итоговая производительность для проточной схемы.
В проточных системах (без накопителя) производительность определяют как предельный расход, который поступает на очистку.
Qₗᵢₘ = K₁ × K₂ × Qᵣ
где:
- K₁, K₂ — поправочные коэффициенты, учитывающие климат и неравномерность стока. Их берут из таблиц СП 32.13330.2018
- Qᵣ — расчетный расход дождевых вод в подводящем коллекторе (л/с).
Объекты, которые требуют расчета очистных сооружений ливневых стоков
ЛОС нужны там, где поверхностный сток содержит загрязнения или может попасть в окружающую среду:
- промышленные предприятия;
- логистические комплексы;
- АЗС и автосервисы;
- торговые центры;
- жилые кварталы;
- дороги и парковки;
- порты, терминалы, аэропорты.
У каждого объекта свой характер загрязнений, поэтому расчет всегда делают индивидуально.
Влияние состава поверхностных стоков на подбор очистных сооружений
Состав стоков определяет, какие элементы войдут в схему очистки и
какую эффективность они должны давать. Разные загрязнения удаляют
по‑разному, поэтому подбор ЛОС всегда начинают с анализа воды.
Если в стоке много взвешенных веществ и песка, нужно снизить скорость
потока, чтобы частицы успели осесть. Для этого ставят пескоуловители.
Крупный мусор задерживают решетки и корзины.
При наличии нефтепродуктов обязательны нефтемаслоуловители с
коалесцентными модулями. Они укрупняют капли топлива и масел, ускоряя их
всплытие. Если нужно довести концентрацию до нормативов, добавляют
сорбционные фильтры.
Если в стоке есть ПАВ, тяжелые металлы, растворенная органика,
стандартной механики недостаточно, потому что такие загрязнения не
оседают и не всплывают. Применяют сорбционные загрузки (активированный
уголь, цеолиты, специализированные сорбенты) или реагентную обработку,
при которой происходит укрупнение эмульгированных и тонкодисперсных
веществ, что делает возможным их задержание в отстойниках и фильтрах.
На территориях с растительностью или органическими отходами в стоке
может быть органика и биологические примеси. В таких случаях используют
сорбционные материалы с каталитическим эффектом или биофильтры.
Нормативы для расчета ливневых очистных сооружений
Основные документы:
- СП 32.13330.2018 — расчет расходов дождевых и талых вод, коэффициентов стока и производительности ЛОС.
- СП 131.13330.2018 — климатические условия.
- СанПиН 2.1.3684-21 — нормы качества воды для водоемов культурно-бытового назначения.
- СНиП 2.04.02-84 — стандарты для систем водоснабжения и водоотведения.
- Рекомендации НИИ ВОДГЕО — расчет поверхностного стока.
- Водный кодекс РФ — правила сброса очищенной воды в водные объекты.
- Постановление Правительства РФ № 644 регулирует сброс вод в централизованные системы водоотведения.
- Приказ Минсельхоза России № 552 — ПДК для рыбохозяйственных водоемов.
При необходимости дополнительно используют отраслевые стандарты для
АЗС, промплощадок, складов и других специализированных объектов.
Влияние материалов на надежность ливневых очистных сооружений
Материал корпуса влияет на срок службы ЛОС, устойчивость к коррозии и удобство монтажа.
Стеклопластик — не корродирует, выдерживает агрессивные среды,
легкий, не требует спецтехники при монтаже, служит до 50 лет. Подходит
для любых объектов.
Полипропилен — легкий и химически стойкий, но менее жесткий.
Используют в компактных установках там, где нет высоких грунтовых
нагрузок.
Железобетон — прочный, но тяжелый, требует подъемной техники,
подвержен коррозии. Применяют реже из‑за сложности монтажа и
обслуживания.
Проектирование и производство ливневых очистных сооружений от Аргель
Мы проектируем и выпускаем ЛОС для площадок АЗС, автодорог, мостов,
промзон, складов и жилых кварталов. Корпуса делаем из армированного
стеклопластика. Они не ржавеют, выдерживают нагрузки грунта и служат
много лет.
Для большинства объектов подходят типовые установки серии «Векса-М»
(производительностью от 2 до 400 л/с). В составе установки
пескоуловитель, тонкослойный отстойник, коалесцентный сепаратор и
сорбционный фильтр.
Если в стоках есть ПАВ, эмульгированные примеси или растворенные
металлы, стандартной механики недостаточно. В таких случаях
технологическую схему дополняют реагентной обработкой (коагулянты,
флокулянты).
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
- Как климат региона влияет на расчет ливневых очистных сооружений?
Количество осадков и частота дождей определяют объем поверхностного
стока. В снежных и дождливых регионах ЛОС должны быть более
производительными.
- Почему для разных объектов требуются разные схемы очистки ливневых стоков?
Состав сточных вод зависит от объекта. На заправках и парковках много
нефтепродуктов — там нужны нефтеловушки. На складах, стройплощадках и в
логистических центрах преобладают песок, пыль и крупный мусор — их
задерживают пескоуловители и решетки. На промышленных предприятиях в
стоках встречаются ПАВ, тяжелые металлы, эмульгированные масла — здесь
не обойтись без сорбционных фильтров или реагентной обработки.
- Можно ли увеличить производительность существующих ливневых очистных сооружений?
Как правило, это осуществляется установкой дополнительных блоков очистки в параллельную работу.
- Как тип покрытия территории влияет на объем поверхностного стока?
Чем меньше поверхность впитывает воду, тем выше коэффициент стока и
расход. Асфальт и бетон дают максимальный сток, грунтовые поверхности —
минимальный.
- Какие загрязнения чаще всего учитываются при проектировании ливневых ЛОС?
Диктующими (целевыми) показателями при проектировании новых объектов являются взвешенные вещества, нефтепродукты, БПК и ХПК.