Разработка системы утилизации снега

Введение

Актуальность исследования. Природно-климатические условия значительной части территории России характеризуются большим количеством осадков в зимний период. Поэтому одной из важнейших задач городского хозяйства является уборка снега с городских магистралей в зимний период.

Современные транспортные нагрузки на дороги даже в сельской местности требуют постоянного ухода за дорожным полотном в зимний период. Если же рассматривать крупные города, то зимнюю уборку магистралей смело можно сравнивать с ликвидацией последствий стихийного бедствия. Сильный снегопад и гололедные явления способны привести город к состоянию коллапса, когда «пробки» образуются на всех дорогах и даже специальный транспорт не в состоянии проехать к месту назначения.

Отличие зимней уборки городских магистралей от уборки дорог за пределами города заключается в отсутствии мест для складирования снега. Современная мощная дорожная техника способна сдвинуть снег к лотковой части дороги и отбросить его на необходимое расстояние за обочину. Однако на городской магистрали сразу за лотковой частью идет тротуар для прохода пешеходов, а за ним – дома. Поэтому снег с городских магистралей необходимо вывозить, а это – процесс дорогостоящий.

Применительно к Москве уборка магистралей города и вывоз загрязненного снега в места его утилизации обходится в несколько миллиардов рублей за зимний сезон. Увеличение плеча перевозки снега на 10 километров по стоимости сравнимо с затратами на топливо, требующимися для плавления такого же количества снега. Кроме того, перевозка снега автотранспортом приводит к дополнительной экологической нагрузке на воздушную среду города за счет загрязнения ее выхлопными газами. Поэтому целесообразно иметь сеть утилизирующих снег сооружений, относительно равномерно распределенных по территории города. При решении этой проблемы необходимо учитывать целый ряд факторов, как экономических, так и экологических.

Цель исследования: разработать проективный метод и подобрать и оборудование для утилизации снегоуборки.

Согласно цели исследования были сформулированы следующие задачи:

1. Определить экологическое значение и применение водоотводящий систем и сооружений.

2. Рассмотреть технологии переработки убираемого снега.

3. Проанализировать программу строительства снегоплавилбьных пунктов.

4. Обозначить технологии, типы и конструктивные решения стационарных сооружений.

5. Рассмотреть виды и сравнить принцип работы отечественных и зарубежных передвижных снегоплавильных установок.

6. Описать Программы модернизации систем утилизации городского снега в Москве

7. Сравнить технико-экономических показателей различных типов сооружений по переработке снега.

8. Модернизировать структуру организационных мероприятий для комплексного улучшения экологической ситуации в городе и решения проблемы уборки снежной массы.

9. Провести технико-экономический расчет по содержанию и эксплуатации снегосплавных пунктов.

Практическая значимость заключается в разработке методов модернизации систем и сооружений по утилизации снегоуборки в г.Москве. Данные подкреплены технико-экономическими показателями, служащими наглядными расчетами для внедрения и оптимизации предложенного снегоуборочного процесса.

В данном дипломном проекте рассмотрены решения ряда этих вопросов, в частности модернизации систем утилизации городского снега на передвижных снегосплавных пунктах, достигнуты высокие технико-экономические показатели. Также рассмотрены предыдущие опыты оптимизации систем утилизации городского снега, заимствован опыт работы зарубежных стран.

1. Экологическое значение и применение водоотводящий систем и сооружений 1.1 Система водообеспечения и водоотведения г. Москвы

Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных.

Основным источником водоснабжения в Московском регионе служат поверхностные воды. Московский регион имеет густую гидрографическую сеть, включающую более 2-х тысяч рек, речек и ручьев, множество озер и водохранилищ. Не считая Волги, которая заходит в пределы северной части Московской области небольшим отрезком, в Подмосковье протекают три главные реки: Ока в среднем течении, Клязьма и Москва. Клинско-Дмитровская гряда является важным водоразделом, разделяющим реки области на два основных бассейна: волжский (15% площади региона) и окский (85% площади региона); к последнему принадлежат бассейны рек Москвы и Клязьмы.

Поверхностные воды города Москвы включают реку Москву и более 70 малых рек и ручьев общей протяженностью 165 км. Полностью открытое русло, кроме самой реки Москвы, имеют ее притоки - Яуза, Сетунь, Сходня, Раменка, Очаковка, Ичка, Чечера. Остальные реки частично или полностью заключены в коллекторные системы и служат для отведения поверхностного стока с территории города, что отрицательно сказывается на качестве их воды.

Несмотря на обилие водных объектов и кажущееся изобилие воды, потребности огромного мегаполиса в воде чрезвычайно велики и все время растут. Уже сейчас проблема количественного и качественного состояния водных ресурсов в московском регионе стоит очень остро. Москва - крупнейший водопотребитель в России. Не случайно крупнейшие водохранилища региона, а также канала имени Москвы ориентированы на водоснабжение города.

В целом 58% водообеспечения города Москвы приходится на волжскую воду, поступающую из Иваньковского водохранилища по сложной системе канала им. Москвы и входящих в его состав водохранилищ. 34% общего объема водоснабжения Москвы обеспечивается водой реки Москвы с помощью сложной водохозяйственной системы, включающей водохранилища на самой реке и ее притоках: Истринское, Можайское, Рузское, Озернинское, а также водохранилища Яузское и Вазуское.

Около 7% воды город Москва получает из подземных источников. Ежегодное потребление свежей воды в Москве и Московском регионе составляет не менее 200 м3/с. из них за счет рек региона - 60 м3/с, привлеченного речного стока из других регионов - 100 м3/с, подземных вод - 40 м3/с.

Потребление воды в городе Москве с учетом промышленности, теплоэнергетики, транспорта, уборки улиц, полива зеленых насаждений составляет более 700 л/сут. на одного жителя. Это в два раза больше, чем в Лондоне, и превышает удельное водопотребление в таких городах, как Париж, Рим, Нью-Йорк и др. В современной величине фактического водопотребления присутствуют большие непродуктивные потери, особенно в городских, внутрицеховых и внутридомовых подводящих и распределительных сетях.

Следует признать, что до сих пор основным действенным, но крайне неэкономичным средством, компенсирующим эти потери, служит нахождение новых источников водных ресурсов и увеличение подачи воды. Это вынужденная мера, но нельзя такой способ использования дефицитной питьевой воды планировать на перспективу, тем более что это влечет за собой соответствующее увеличение расхода энергии и других ресурсов.

1.2. Состояние поверхностных вод в черте города Москвы

Контроль за источниками загрязнения водоемов города, осуществляемый Госинспекцией Москомприроды, позволил установить следующее. По сравнению с предыдущими годами гидрохимический состав воды реки Москвы и ее притоков по отдельным показателям улучшился, по большинству остался стабильным, по ряду показателей ухудшился.

Наиболее напряженным участком реки Москвы в черте города остается район сброса сточных вод городских станций аэрации (юго-восточный округ).

Гидрохимический режим малых рек Москвы не соответствует установленным нормативам по нефтепродуктам, железу, фосфатам, азотистым соединениям, меди. Установлено. Что наибольшее количество загрязняющих веществ из обследованных притоков Москвы-реки приносят Яуза, Филька, Пресня, Котловка, где фиксируются специфические загрязнения.

Произведенные наблюдения позволили выделить основные источники загрязнения водоемов города.

Прежде всего это городские станции аэрации. В силу своей маломощности и применяемых технологий не справляющиеся с задачей полной очистки огромных объемов стока многомиллионного промышленного города и сбрасывающие свои недостаточно очищенные сточные воды в реку Москву.

Следующим источником загрязнения реки является поверхностный сток с промплощадок. Поверхностный сток с территории города формируется за счет талых снеговых и дождевых вод, а также поливомоечных вод. Поверхностный сток с территории города не очищается от загрязнений и напрямую попадает в водные объекты, неся с собой большое количество органических, взвешенных веществ и особенно нефтепродуктов.

Анализ состояния реки Москвы, проведенный на основе данных различных организаций, показал, что нефтепродукты и бактериальные загрязнения в наибольшей степени превышают нормативные значения и являются наиболее опасными загрязнителями, деформирующими экосистему реки. Значительная часть загрязнения речных вод нефтепродуктами в зимнюю межень привносилась со сбросами сильно загрязненного снега на восьми речных снегосвалках. Кроме того, сплав снега загрязнял реку крупнодисперсным мусором и оседающими веществами.

Не лучше обстояло дело с местами «сухого» складирования снега. В подавляющем большинстве случаев это были необорудованные площадки, весенний сток с которых попадал в водные объекты города или загрязнял подземные водные горизонты.

По распоряжению мэра Москвы с зимы 2007 г. в столице запрещено складирование сухого снега, следовательно, снежных свалок больших объёмов в городе не должно быть, но соответственно встает вопрос о разработках других способов утилизации вывозимого снега, более экологичных.

Отмечается, по сравнению с предыдущими годами количество загрязняющих веществ, поступающих с поверхностным стоком, несколько снизилось, что объясняется в основном сокращением производств, а также вводом на целом ряде промышленных объектов водоочистных сооружений.

Современные экологические проблемы Москвы в настоящее время требуют специального изучения и принятия самых срочных и радикальных мер для их разрешения.

1.3 Формирование стока на городских территориях

Система водоотведения города – комплекс сооружений, предназначенный для приема и отведения сточных вод всех категорий. Удаление сточных вод за пределы населенных пунктов и промышленных предприятий осуществляется, как правило, самотеком по трубам и каналам, поэтому их прокладывают с уклоном. В современных городах устраивают централизованную систему водоотведения, состоящую из внутренних и наружных водоотводящих сетей, насосных станций и очистных сооружений.

Выделяют три основные системы водоотведения: