Строительство биологических очистных сооружений канализации в с. Красный Бор Агрызского района РТ производительностью 150 м3/сут

Основные технические решения

Система автоматизации состоит из датчиков, приборов учета, исполнительных механизмов, шкафов автоматики с сенсорной панелью оператора и удаленного автоматизированного рабочего места АРМ с установленным специализированным программным обеспечением.

Технологический процесс очистки сточных ввод оснащается комплексной системой автоматизации и функционирует автономно под контролем оператора с периодическим сервисным обслуживанием технологического оборудования. Мониторинг и управление объектом возможно осуществлять локально с Touch панели оператора в составе шкафа автоматики ША-1, а также дистанционно через сеть Интернет на прикладном ПО с WEB-интерфейсом. WEB-интерфейс позволяет получить доступ к объекту с любой точки с наличием интернета, ПК либо планшета. Доступ надежно защищен системой верификации.

Система диспетчеризации обеспечивает:

• представление показаний датчиков pH, расходомеров, датчиков уровня осадка;
• информирование о состоянии оборудования;
• сигнализация аварийного уровня;
• сигнализация об отсутствии электропитания в шкафах и наличия сигнала «общая авария» шкафа;
• архивирование показаний датчиков pH, расходомеров и представление их в виде графиков;
• архивирование аварийных сигналов, ведение журнала аварий;
• вывод рекомендуемых действий в случае нарушения уровня pH или наличия осадков на основной мнемосхеме.

Автоматизированная система управления состоит из следующих технологических блоков:

1) Колодец с решеткой;

Колодец отстойник.

Сточные воды поселка поступают на колодец с решеткой, который выполняет функцию очистки сточных вод от крупного мусора. Колодец с решеткой оборудован шнековой решеткой. Сточные воды поступают по трубопроводу в приемный колодец и подаются непосредственно внутрь барабанной решетки. Стоки фильтруются через решетку наружу в приемный колодец, на поверхности решетки, в зависимости от размеров фильтрующих отверстий, задерживаются крупные механические загрязнения. Удаление отбросов из барабана решетки и их транспортировка на поверхность осуществляются прочным шнеком из нержавеющей стали. Для автоматизации данного процесса в приходящую трубу устанавливается сигнализатор уровня, при срабатывании которого подается сигнал о засорение фильтра.

Датчики и исполнительные механизмы:

• сигнализатор уровня песка/ила LC2-1;

2) Усреднитель – емкости объемом 50 м3.

Из колодца отстойника стоки самотеком поступают в емкость-усреднитель. Емкость оборудована системой аэрации (против осаждения примесей), двумя перекачивающими насосами, погружным датчиком уровня (гидростатического давления столба жидкости) и двумя поплавковыми сигнализаторами аварийного уровня. Датчик уровня непрерывно отслеживает уровень стоков в емкости, позволяя отслеживать статистику наполнения емкости и обеспечивает эффективное управление насосами. Насосы перекачивают стоки по заданному уровню. Дальнейший процесс очистки сточных вод проходит в производственном здании.

Датчики и исполнительные механизмы:

• аэрационный трубопровод;
• насосы – 2шт.;
• погружной датчик уровня;
• поплавковыми сигнализаторами аварийного уровня – 2 шт.

3) Узел измерения расхода.

На входе в производственное здание установлен расходомер поступающих стоков. Расходомер используется АСУТП для технического учета стоков и регулировки тех. процесса.

4) Песколовка

Песколовка предназначена для удаления из состава сточных вод песка и прочих минеральных взвесей, так как попадание песка в аэротенки ухудшает его работу и повышает зольность активного ила. Для работы песколовки в автоматическом режиме устанавливаются оптические сигнализаторы уровня, при срабатывании которых открываются электрифицированные задвижки на выходе со дна емкости.

Датчики и исполнительные механизмы:

• сигнализатор уровня песка/ила LC2-1 – 2шт.;
• электрифицированная задвижка – 2шт.
• рН-метр;
• датчик температуры жидкости;

5) Денитрификатор - 2шт.

После прохождения через песколовки стоки поступают в емкости денитрификатора, оборудованную электрифицированной мешалкой. В денитрификаторе происходит денитрификация подаваемой из аэробной зоны нитратосодержащей иловой смеси. Эффективность удаления азота определяется рециркуляцией нитратов. Денитрифицирующие бактерии при биологической очистке сточных вод интенсивно окисляют углеродосодержащую органику (углеводы, органические кислоты, спирты), используя нитратный кислород. При этом снижается БПК, повышается щёлочность и рН среды. Максимальная интенсивность процесса достигается при рН 7,0-8,2. При значениях рН 6,1 и выше 9,6 процесс полностью затормаживается. Для поддержания уровня pH устанавливается стационарный pH-метр. Повышение температуры и присутствие легко окисляемых органических веществ интенсифицируют процесс. Для этого в денитрификатор подаётся активный ил из двух вторичных отстойников. Регулировка подачи ила со вторичных отстойников производится автоматически при помощи электрифицированных клапанов при этом закрываются клапаны линии подачи на минерализатор-стабилизатор. Для эффективной работы денитрификатора, помимо уровня рН, контролируется также температура жидкости и уровень кислорода.

Датчики и исполнительные механизмы:

• датчик растворенного кислорода;
• привод мешалки;

6) Аэротэнки – 2 линии.

Далее стоки поступают на две линии аэротенков, в каждой по три ёмкости. Каждая ёмкость снабжена аэрационной установкой. На аэротенках смесь сточной воды и или аэрируется воздухом, при этом концентрация кислорода при этом не должна превышать технологические приделы. Производительность и режима работы линии регулируется электрифицированной задвижкой.

Датчики и исполнительные механизмы на одну линию:

• датчик температуры жидкости;
• датчик растворенного кислорода;
• электрифицированный клапана

7) Вторичный отстойник – 2 шт.

После аэротенков стоки поступают на вторичные отстойники. Вторичные отстойники очистных сооружений биологической очистки сточных вод предназначены для выделения очищенной сточной воды от активного ила из поступающей смеси.  Активный ил оседает на дно отстойника, откуда избыточный объем удаляется эрлифтами. Эрлифт управляется электрифицированной задвижкой и уровнемером.

Датчики и исполнительные механизмы на одну линию:

• датчик уровня 
• насос дозатор

8) Блок с модулем биозагрузки – 2шт.

Блок с модулем биозагрузки предназначен для очистки воды с помощью коагуляции мелких частиц. Состоит из емкости, в котором протекает реакция, системы подачи коагулянта, состоящей из насоса дозатора, бака хранения коагулянта и эрлифта. Эрлифт предназначен удаления осадков из емкости.

Датчики и исполнительные механизмы на одну линию:

• насос дозатор коагулянта;
• электрифицированный клапан управления аэрацией;
• датчик уровня.

9) Третичный отстойник – 2 шт.

После Блок с модулем биозагрузки стоки поступают на третичные отстойники. Третичные отстойники очистных сооружений биологической очистки сточных вод предназначены для выделения очищенной сточной воды от активного ила из поступающей смеси.  Активный ил оседает на дно отстойника, откуда избыточный объем удаляется эрлифтами. Эрлифт управляется электрифицированной задвижкой и уровнемером.

Датчики и исполнительные механизмы на одну линию:

• датчик уровня 
• насос дозатор

10) Скорый фильтр – 2шт.

Скорый фильтр предназначен для доочистки воды с помощью пескового фильтра. Производительность потока воды через скорые фильтры регулируются с помощью электрифицированных задвижек. Для управления системой очистки фильтров предусмотрена запорная арматура и датчики уровня.

Датчики и исполнительные механизмы:

• - гидростатический датчик уровня – 2 шт.;
• электрифицированная задвижка – 10 шт.

10) Обеззараживающее устройство УФО – 1 шт.

Обеззараживающее устройство УФО предназначено для обеззараживания очищенной сточной воды до нормативного качества по микробиологическим показателям.

Датчики и исполнительные механизмы:

• оптический датчик контроля интенсивности излучения.

11) Резервуар очищенных сточных вод (КНС-2).

Резервуар очищенных сточных вод предназначен для хранения очищенной воды и обеззараживание её посредством добавления гипохлорида натрия. Дозирование вещества происходит с помощью насоса дозатора. Часть очищенной воды используется для промывки фильтров.

Датчики и исполнительные механизмы:

• датчик уровня гипохлорида натрия;
• гидростатический датчик уровня воды;
• датчик растворенного кислорода;
• насос дозатор;
• насосы (2шт.) перекачки воды.

12) Компрессорная станция.

Компрессорная станция отвечает за подачу сжатого воздуха на усреднители, аэротенки, эрлифты, стабилизатор – минерализатор, песчаные и сорбционные фильтры, контактные резервуары. Система автоматизации предусматривает контроль и управление электроприводами компрессоров.

Пояснительная записка БОС Красный Бор

1 Основание для разработки проектной документации

Настоящий проект разработан на основании технического задания на проектирование, технических условий, технических решений, принятых в смежных разделах проектной документации, в соответствии с действующими нормами и правилами.

Проектная документация разработана в соответствии с заданием на проектирование, техническими регламентами, в том числе устанавливающими требования по обеспечению безопасной эксплуатации зданий, строений, сооружений и безопасного использования прилегающих к ним территорий, и с соблюдением технических условий.

Исключительное авторское право, в соответствии с ГК РФ, на данную подготовленную рабочую документацию (результат интеллектуальной деятельности) принадлежит ООО «ИВЦ «Технологика». Тиражирование и передача другим организациям данной рабочей документации без письменного разрешения ООО «ИВЦ «Технологика» запрещается.

Изобретения и результаты проведенных разработчиком патентных исследований в проекте не использованы.

Проектная документация раздела «Автоматизация» разработана авторским коллективом специалистов ООО «ИВЦ «Технологика» следующего состава:

Генеральный директор - Гайнуллин М. Д.;

Главный инженер проекта - Рыскаль В. А.;

Руководитель группы проектировщиков - Хамидуллин Д. Н;

Инженер-проектировщик – Моисеев Р.А.

Предусмотренные проектом мероприятия, разработаны на основании требований следующих нормативных документов:

• ГОСТ 21.208-2013 "Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах";
• ГОСТ 21.210-2014 "Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах";
• ГОСТ 21.408-93 «Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов»;
• ПУЭ "Правила устройства электроустановок. Издание 7";
• СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование";
• СНиП 3.05.07-85 (с изм. 1 1990) «Системы автоматизации».
• СП 7.13130.2013 "Свод правил. Противопожарные требования. Отопление, вентиляция и кондиционирование".
• СП 6.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности»
• СП 118.13330.2012 «Общественные здания и сооружения»;
• ГОСТ 21.1101-2013 «СПДС. Основные требования к рабочей и рабочей документации». 

2 Общие положения

Настоящим проектом предусматривается автоматизация технологического процесса очистки сточных вод Q=300м3/сут в н.п. Чернышевка Высокогорского муниципального района РТ.

Исходными данными для разработки являются:

• согласованное техническое задание на проектирование систем автоматизации;
• архитектурно-строительные решения;
• технические решения, принятые в смежных разделах проектной документации.

Данным проектом предусматривается:

• комплексная автоматизация очистных сооружений в производственном помещении;
• автоматизация емкостей КНС-2, КНС-3;
• диспетчеризация смежных систем электроснабжения, отопления, вентиляции;
• мониторинг и управление объектом локально с Touch панели оператора в составе шкафа автоматики ША-1;
• мониторинг и управление объектом дистанционно через Интернет (WEB).

3 Основные технические решения

Система автоматизации состоит из датчиков, приборов учета, исполнительных механизмов, шкафа автоматики ША-1 с сенсорной панелью оператора и удаленного автоматизированного рабочего места АРМ с установленным специализированным программным обеспечением.

Технологический процесс очистки сточных ввод оснащается комплексной системой автоматизации и функционирует автономно под контролем оператора с периодическим сервисным обслуживанием технологического оборудования. Мониторинг и управление объектом возможно осуществлять локально с Touch панели оператора в составе шкафа автоматики ША-1, а также дистанционно через сеть Интернет на прикладном ПО с WEB-интерфейсом IntraHouse. WEB-интерфейс позволяет получить доступ к объекту с любой точки с наличием интернета, ПК либо планшета. Доступ надежно защищен системой верификации.

Система диспетчеризации обеспечивает:

• представление показаний датчиков pH, расходомеров, датчиков уровня осадка;
• информирование о состоянии оборудования;
• сигнализация аварийного уровня;
• сигнализация об отсутствии электропитания в шкафах и наличия сигнала «общая авария» шкафа;
• архивирование показаний датчиков pH, расходомеров и представление их в виде графиков;
• архивирование аварийных сигналов, ведение журнала аварий;
• вывод рекомендуемых действий в случае нарушения уровня pH или наличия осадков на основной мнемосхеме.

Автоматизированная система управления состоит из следующих технологических блоков:

1) Колодец с решеткой       

Колодец отстойник.

Сточные воды поселка поступают на колодец с решеткой, который выполняет функцию очистки сточных вод от крупного мусора. Колодец с решеткой оборудован шнековой решеткой. Сточные воды поступают по трубопроводу в приемный колодец и подаются непосредственно внутрь барабанной решетки. Стоки фильтруются через решетку наружу в приемный колодец, на поверхности решетки, в зависимости от размеров фильтрующих отверстий, задерживаются крупные механические загрязнения. Удаление отбросов из барабана решетки и их транспортировка на поверхность осуществляются прочным шнеком из нержавеющей стали. Для автоматизации данного процесса в приходящую трубу устанавливается сигнализатор уровня, при срабатывании которого подается сигнал о засорение фильтра.

Датчики и исполнительные механизмы:

• сигнализатор уровня песка/ила LC2-1;

2) Усреднитель – емкости объемом 50 м3.

Из колодца отстойника стоки самотеком поступают в емкость-усреднитель. Емкость оборудована системой аэрации (против осаждения примесей), двумя перекачивающими насосами, погружным датчиком уровня (гидростатического давления столба жидкости) и двумя поплавковыми сигнализаторами аварийного уровня. Датчик уровня непрерывно отслеживает уровень стоков в емкости, позволяя отслеживать статистику наполнения емкости и обеспечивает эффективное управление насосами. Насосы перекачивают стоки по заданному уровню. Дальнейший процесс очистки сточных вод проходит в производственном здании.

Датчики и исполнительные механизмы:

• аэрационный трубопровод;
• насосы – 2шт.;
• погружной датчик уровня;
• поплавковыми сигнализаторами аварийного уровня – 2 шт.

3) Узел измерения расхода.

На входе в производственное здание установлен расходомер поступающих стоков. Расходомер используется АСУТП для технического учета стоков и регулировки тех. процесса.

4) Песколовка

Песколовка предназначена для удаления из состава сточных вод песка и прочих минеральных взвесей, так как попадание песка в аэротенки ухудшает его работу и повышает зольность активного ила. Для работы песколовки в автоматическом режиме устанавливаются оптические сигнализаторы уровня, при срабатывании которых открываются электрифицированные задвижки на выходе со дна емкости.

Датчики и исполнительные механизмы:

• сигнализатор уровня песка/ила LC2-1 – 2шт.;
• электрифицированная задвижка – 2шт.
• рН-метр;
• датчик температуры жидкости;

5) Денитрификатор - 2шт.

После прохождения через песколовки стоки поступают в емкости денитрификатора, оборудованную электрифицированной мешалкой. В денитрификаторе происходит денитрификация подаваемой из аэробной зоны нитратосодержащей иловой смеси. Эффективность удаления азота определяется рециркуляцией нитратов. Денитрифицирующие бактерии при биологической очистке сточных вод интенсивно окисляют углеродосодержащую органику (углеводы, органические кислоты, спирты), используя нитратный кислород. При этом снижается БПК, повышается щёлочность и рН среды. Максимальная интенсивность процесса достигается при рН 7,0-8,2. При значениях рН 6,1 и выше 9,6 процесс полностью затормаживается. Для поддержания уровня pH устанавливается стационарный pH-метр. Повышение температуры и присутствие легко окисляемых органических веществ интенсифицируют процесс. Для этого в денитрификатор подаётся активный ил из двух вторичных отстойников. Регулировка подачи ила со вторичных отстойников производится автоматически при помощи электрифицированных клапанов при этом закрываются клапаны линии подачи на минерализатор-стабилизатор. Для эффективной работы денитрификатора, помимо уровня рН, контролируется также температура жидкости и уровень кислорода.

Датчики и исполнительные механизмы:

• датчик растворенного кислорода;
• привод мешалки;  

6) Аэротэнки – 2 линии.

Далее стоки поступают на две линии аэротенков, в каждой по три ёмкости. Каждая ёмкость снабжена аэрационной установкой. На аэротенках смесь сточной воды и или аэрируется воздухом, при этом концентрация кислорода при этом не должна превышать технологические приделы. Производительность и режима работы линии регулируется электрифицированной задвижкой.

Датчики и исполнительные механизмы на одну линию:

• датчик температуры жидкости;
• датчик растворенного кислорода;
• электрифицированный клапана

7) Вторичный отстойник – 2 шт.

После аэротенков стоки поступают на вторичные отстойники. Вторичные отстойники очистных сооружений биологической очистки сточных вод предназначены для выделения очищенной сточной воды от активного ила из поступающей смеси.  Активный ил оседает на дно отстойника, откуда избыточный объем удаляется эрлифтами. Эрлифт управляется электрифицированной задвижкой и уровнемером.

Датчики и исполнительные механизмы на одну линию:

• датчик уровня
• насос дозатор

8) Блок с модулем биозагрузки – 2шт.

Блок с модулем биозагрузки предназначен для очистки воды с помощью коагуляции мелких частиц. Состоит из емкости, в котором протекает реакция, системы подачи коагулянта, состоящей из насоса дозатора, бака хранения коагулянта и эрлифта. Эрлифт предназначен удаления осадков из емкости.

Датчики и исполнительные механизмы на одну линию:

• насос дозатор коагулянта;
• электрифицированный клапан управления аэрацией;
• датчик уровня.

9) Третичный отстойник – 2 шт.

После Блок с модулем биозагрузки стоки поступают на третичные отстойники. Третичные отстойники очистных сооружений биологической очистки сточных вод предназначены для выделения очищенной сточной воды от активного ила из поступающей смеси.  Активный ил оседает на дно отстойника, откуда избыточный объем удаляется эрлифтами. Эрлифт управляется электрифицированной задвижкой и уровнемером.

Датчики и исполнительные механизмы на одну линию:

• датчик уровня
• насос дозатор

10) Скорый фильтр – 2шт.

Скорый фильтр предназначен для доочистки воды с помощью пескового фильтра. Производительность потока воды через скорые фильтры регулируются с помощью электрифицированных задвижек. Для управления системой очистки фильтров предусмотрена запорная арматура и датчики уровня.

Датчики и исполнительные механизмы:

• гидростатический датчик уровня – 2 шт.;
• электрифицированная задвижка – 10 шт.

10) Обеззараживающее устройство УФО – 1 шт.

Обеззараживающее устройство УФО предназначено для обеззараживания очищенной сточной воды до нормативного качества по микробиологическим показателям.

Датчики и исполнительные механизмы:

• оптический датчик контроля интенсивности излучения.    

11) Резервуар очищенных сточных вод (КНС-2).

Резервуар очищенных сточных вод предназначен для хранения очищенной воды и обеззараживание её посредством добавления гипохлорида натрия. Дозирование вещества происходит с помощью насоса дозатора. Часть очищенной воды используется для промывки фильтров.

Датчики и исполнительные механизмы:

• датчик уровня гипохлорида натрия;
• гидростатический датчик уровня воды;
• датчик растворенного кислорода;
• насос дозатор;

насосы (2шт.) перекачки воды.    

12) Компрессорная станция.

Компрессорная станция отвечает за подачу сжатого воздуха на усреднители, аэротенки, эрлифты, стабилизатор – минерализатор, песчаные и сорбционные фильтры, контактные резервуары. Система автоматизации предусматривает контроль и управление электроприводами компрессоров.

4 Требования по монтажу и прокладке кабелей

Для электрических проводок цепей питания и управления используются кабели марок ВВГнг(А)-LSLTx, КВВГнг(А)-LSLTx, КПСВВнг(А)-LSLTx, КПСВЭВнг(А)-LSLTx, КВПЭфнг(С)-LSLTx-5e, ВВГнг(А)-FRLSLTx.

Внутри здания кабель прокладывается в металлических перфорированных кабельных лотках. Подвод кабелей к приборам и оборудованию выполняется в гибких гофрированных трубах и металлорукавах. Подвод кабелей к шкафам автоматизации организуется с помощью опусков в кабельных лотках. Проход между помещениями выполняется в отрезках стальных труб. Одиночные кабели крепятся скобами.

Линии электропитания выполнены самостоятельными кабелями. Не допускается совместная прокладка контрольных линий с линиями напряжением 110 В и более в одном коробе, строительной конструкции или на одном лотке.

Совместная прокладка указанных линий допускается в разных отсеках коробов и лотков, имеющих сплошные продольные перегородки с пределом огнестойкости 0,25 ч из негорючего материала. При параллельной открытой прокладке расстояние от проводов и кабелей до силовых и осветительных кабелей должно быть не менее 0,5 м.

Требования к прокладке и эксплуатации кабеля:

• не допускается натяжение проложенного кабеля.
• при прокладке кабеля в гофрированных трубах, последние должны крепиться к несущим конструкциям не реже, чем через каждый метр.
• крепление магистрального кабеля в вертикальных кабельных стволах не реже чем через 1,5 метра.
• средства поддержки кабеля (кабельные трассы, гофрированные трубы) запрещено крепить к элементам структуры фальш-потолка, его раме и элементам крепления; запрещено укладывать кабели непосредственно на плиты потолка или на его решетку.
• как минимум, 75 мм по вертикали должно быть обеспечено между потолком и трассами кабельной системы.

Кабельные трассы (металлические лотки) должны быть заземлены в соответствии с требованиями ПУЭ, гл. 1.7.

При производстве работ скрытым способом (прокладка кабеля в штрабленном канале, в пространстве между стенами - т.е. работы, которые будут скрыты последующими работами) необходимо оформлять "акт освидетельствования скрытых работ".

5 Электропитание и заземление

По степени обеспечения надежности электроснабжения электроприемники системы автоматизации водоснабжения к 1 и 2 категории, и питание установок следует осуществлять в соответствие с ПУЭ.

Для обеспечения безопасной эксплуатации системы, корпуса приемников подсоединить к контуру заземления. Величина переходного сопротивления заземления не должна превышать 4 Ом.

Необходимо помнить, что для проведения профилактических работ, связанных с отключением напряжения питания, нужно отключить все резервные источники питания.

6 Мероприятия по охране труда и технике безопасности

При производстве работ необходимо соблюдать требования:

• Руководящего документа РД 102-011-89 «Охрана труда»;
• Межотраслевых правил по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (ПОТ РМ-016-2001).

Организация участков работ и рабочих мест должна учитывать условия производства работ на действующем предприятии и обеспечивать безопасность труда работающих на всех этапах выполнения монтажных работ.

Электробезопасность на производственной площадке должна обеспечиваться в соответствии с требованиями СНиП 12-03-2001 "Безопасность труда в строительстве ", ПУЭ и ГОСТ 12.1.004-91* "Пожарная безопасность".

На стройплощадке должен быть работник из состава ИТР, ответственный за технику безопасности.

Работники, занятые на монтажных работах, должны пройти инструктаж по правилам безопасности труда и выполнять требования пожарной безопасности. Персонал должен быть обучен правилам и приемам оказания первой (доврачебной) помощи, обеспечен аптечкой с медикаментами и перевязочными материалами.

Производитель работ обязан проверить выполнение мер пожарной безопасности в пределах рабочей зоны.

Ответственность за соблюдение установленных противопожарных мероприятий на каждом рабочем месте возлагается на непосредственных исполнителей работ.

При производстве работ должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие безопасное проведение работ и полностью устранена возможность возникновения аварийных ситуаций.

При выполнении монтажных работ необходимо исключить допуск посторонних лиц в монтажную зону.

Зона производства работ должна быть обеспечена необходимыми средствами пожаротушения.

Защитное заземление и зануление технических средств системы выполнить в соответствии с ПУЭ и технической документацией на эти технические средства.

Перечисленные мероприятия подлежат дополнению и конкретизации в процессе производства работ.

7 Охрана окружающей среды

Технические средства системы автоматизации представляют собой механическое и электронно-вычислительное оборудование, функционирование которого не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.