Обеспечение пожаровзрывобезопасности объектов воздухоочистки систем водоотведения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.03, кандидат наук Смирнова Антонина Михайловна

• Смирнова Антонина Михайловна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Смирнова Антонина Михайловна

Введение

Глава 1 Анализ работы канализационных коллекторов. Образование газовоздушной смеси

1.1 Транспортировка сточных вод, колебания расхода и формирование осадка

1.2 Образование газовоздушной среды внутри канализационного коллектора и ее совместное движение со сточными водами

1.3 Движение газовоздушной смеси в канализационных коллекторах

1.4 Физико-химические характеристики газовоздушной смеси

1.5 Существующие методы очистки газовоздушных смесей

1.6 Аварии на объектах системы водоотведения

1.7 Требования к обращению горючими газами

Выводы к главе

Глава 2 Методики исследования количественного и качественного состава газовоздушной смеси

2.1 Определение примесей метана

2.2 Определение примесей летучих органических соединений (ЛОС)

2.3 Определение примесей сероводорода

2.4 Определение примесей диоксида серы, аммиака и монооксида углерода

Выводы к главе

Глава 3 Образование и накопление газовоздушной смеси внутри системы водоотведения

3.1 Модель образования и накопление опасных компонентов газовоздушной смеси

3.2 Исследования количественного состава газовоздушной смеси системы водоотведения

3.3 Результаты исследования газовоздушной смеси системы водоотведения

Выводы к главе

Глава 4 Оценка пожаровзрывобезопасности объектов воздухоочистки систем водоотведения

4.1 Анализ работы системы воздухоочистки главного канализационного коллектора Северной части Санкт-Петербурга

4.2 Анализ безопасности эксплуатации установки воздухоочистки

4.3 Возможные аварийные ситуаций на объектах воздухоочистки

4.4 Численное моделирование аварийных ситуаций, на основе газодинамической программой autodyn

4.5 Оценка взрывопожарной и пожарной опасности цеха воздухоочистки

4.6 Меры по обеспечению безопасной эксплуатации системы воздухоочистки92

4.7 Обоснование эффективности предложенных мер

Выводы к главе

Заключение и выводы

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обеспечение пожаровзрывобезопасности объектов воздухоочистки систем водоотведения»

Введение

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Централизованная система водоотведения поселения или городского округа представляет собой комплекс технологически связанных инженерных сооружений, предназначенных для водоотведения с последующей очисткой и обеззараживанием. Её неотъемлемой частью, являются насосные станции, шахтные сооружения, соединяющие их между собой канализационные сети мелкого и глубокого заложения, установки очистки воздушной среды, поступающей из канализационного коллектора и другие процессы и сооружения направленные на совершенствование системы.

В настоящее время численность населения городов (и, в частности, Санкт-Петербурга) постоянно растет. Вследствие быстрого роста и расширения границ городов вчерашние окраины становятся застроенными жилыми районами, где промышленные производства соседствуют с жилыми постройками с численностью населения за сотни тысяч.

Сложность процессов очистки обусловлена многокомпонентным составом сточных вод, который, в свою очередь связан с тем, что 70% стоков поступают в общесплавную канализацию, предназначенную для совместного отведения и очистки всех видов сточных вод, включая городские и поверхностные. Ряд проблем, возникших при эксплуатации систем водоотведения в Санкт-Петербурге, связан с большим расходом сточных вод и высокой степенью изношенности сети. Организационно-техническая и просветительская работа ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» по учёту расходов питьевой воды абонентами привела к положительным результатам, а именно более бережному отношению к водным ресурсам, т.е. снижению водопотребления. Так, например, в 2021 году оно составило 130 л/сут. на человека, в то время как в 2014 г. - 140 л/сут, а в 2010г. - 189 л/сут. Однако такая экономия имеет обратную сторону: снижение

скорости транспортирования, образование иловых отложений, засорение коллекторов, интенсивное газообразование и т.п.

Образование газов внутри водоотводящей сети хорошо известная проблема. Несмотря на контроль загазованности, который осуществляется специализированными бригадами, существует вероятность накопления этих газов. Рост давления внутри сети приводит к их вытеснению, что подтверждается срывом крышек шахтных сооружений.

Аварии на объектах водоотведения и связанными с ним процессами, говорят о необходимости рассмотрения новых источников опасности влияющих на их бесперебойную и безаварийную работу. Образованию газов внутри водоотводящей сети уделялось внимание лишь с точки зрения коррозионного разрушения сводов канализационных коллекторов [1 - 4], однако вместе с сероводородом образуются и другие пожаровзрывоопасные газы [5, 6], которые становятся причиной взрывов, разрушений зданий и смежных сооружений системы водоотведения, где протекают процессы перекачки, воздухоочистки и т.п. Поэтому, разработка мер направленных на снижение выбросов газовоздушной смеси из канализационного коллектора является актуальной задачей.

Цель исследования

Обеспечение пожаровзрывобезопасности объектов воздухоочистки систем водоотведения.

Задачи исследования

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

1. Изучен процесс формирования газовоздушной среды внутри канализационного коллектора;

2. Проведен анализ состава газовоздушной среды;

3. Оценена возможность достижения пожаровзрывоопасных концентраций газовоздушной среды;

4. Определены сценарии развития аварийных ситуаций и вероятности их реализации, обусловленные формированием опасной газовоздушной среды;

5. Разработаны мероприятия направленные на снижение пожаровзрывоопасности эксплуатации объектов воздухоочистки.

Объектом исследования являются главный канализационный коллектор Санкт-Петербурга и расположенные на нём станции воздухоочистки.

Предмет исследования: аварийные ситуации, связанные с образованием, распространением и очисткой опасных газовоздушных смесей.

Научная новизна

Научная новизнаработы заключается в достижении следующих результатов:

- разработана модель накопления опасных компонентов газовоздушной смеси в канализационных коллекторах, подтверждающая образование внутри них пожаровзрывоопасной среды;

- выявлена функциональная зависимость между интенсивностью выделения компонентов газовоздушной смеси и параметрами работы канализационного коллектора, обуславливающая возможность образования внутри него пожаровзрывоопасной среды;

- установлены основные причины, приводящие к возникновению аварий на объектах воздухоочистки;

- доказана необходимость оценки пожаровзрывоопасности объектов воздухоочистки систем водоотведения.

Теоретическая и практическая значимость работы

Теоретическая значимость работы: Разработана модель, позволяющая расчетным путем прогнозировать накопление пожаровзрывоопасных компонентов газовоздушной смеси за счет повышения интенсивности процессов газовыделения в канализационном коллекторе.

Практическая значимость работы: На основании результатов исследований выявлены критерии отнесения объектов воздухоочистки к пожаровзрывоопасным, что позволяет конкретизировать требования к их конструкционному оформлению и эксплуатации.

Методология и методы диссертационного исследования

В диссертационной работе использованы: основные научные положения теории выделения и смешения газов, а также их распределение внутри канализационных коллекторов; методы отбора проб, газовой хроматографии и математического моделирования развития аварийных ситуаций, на основе газодинамической программы autodyn в 3D.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Условия достижения пожаровзрывоопасных концентраций газовоздушной смеси, образующейся и накапливаемой внутри канализационного коллектора;

2. Развитие аварийных ситуаций связанное с поступлением на объекты воздухоочистки многокомпонентных газовоздушных смесей с концентрацией, соответствующей концентрационным пределам распространения пламени;

3. Опасности, способные привести к взрывам на объектах воздухоочистки, связанные с образованием пожаровзрывоопасной газовоздушной среды.

Степень достоверности результатов исследования

Достоверность результатов обеспечена использованием современных средств научных исследований, в том числе, высокоточного оборудования при проведении натурных экспериментов; применением средств численного математического моделирования, соответствием их результатов данных натурных экспериментов и исследованиям других авторов.

Апробация результатов работы

Основные научные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных и научно-методических конференциях: научной конференции, посвященной 186-й годовщине образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета), СПбГТИ(ТУ), 2-3 декабря 2014г.; II Международной научно-методической конференции «Безопасность в строительстве», СПбГАСУ, 27-28 ноября 2014г.; III Всероссийской научно-методической конференции «Актуальные проблемы охраны труда», СПбГАСУ, 26 - 27 ноября 2015г.; III Всероссийской научно-технической конференции с участием молодых ученых «Инновационные материалы и технологии в дизайне» СПбГИКиТ, 23-24 марта 2017г.; Международной научно-практической конференции «Экологическая безопасность: современные проблемы и пути решения», СПбГУТ им. Бонч-Бруевича, 12 - 13 апреля 2018 г,на заседании рабочей группы ФГУП «Водоканал» по выяснению причин инцидентов в 2020 году.

Структура диссертации: Диссертация содержит введение, четыре главы с выводами, заключение, список литературы из 117 наименований и три приложения; изложена 121 странице, включает 25 рисунков, 33 таблицы.

Глава 1 Анализ работы канализационных коллекторов. Образование

газовоздушной смеси

Одним из источников экологической [7], пожарной и промышленной опасности является выделение,и распространениегазовоздушной смесииз канализационного коллектора и смежных с ним сооружений [8, 9].

В такоминженерном сооружении как канализационный коллектор есть множество факторов определяющих движение жидкостных и газовых потоков. Сложность и поэтапное строительство каждого из участков приводит к различиям в конструкционном исполнении, а неравномерная загруженность абонентами вызываетколебания расхода. Все это является определяющими факторами, которые характеризуютпараметры движения сточных вод и газовоздушной среды внутри канализационного коллектора и на смежных процессах очистки [10].

Режимы движениясточных вод зависят от конструкционного исполнения коллекторов (диаметра, уклона и т.д.) и смежных с ним сооружений. При постоянном диаметре коллектора, именно расход задает значениескорости транспортировки и его степени заполнения, последнее определяет свободное пространство коллектора.

Сточные воды, поступающие внутрь канализационного коллектора, содержат большое количество различных загрязнителей органического и неорганического происхождения [11 - 13]. При низких значениях расхода происходит их осаждение и образование осадка на дне коллектора.

В результате химических и химико-биологических процессов разложения, протекающих внутри осадка,образуется широкий диапазон газов,среди которых есть и пожаровзрывоопасные.

Количество газов зависит от количества осадка, а оно в свою очередь определяется устройством канализационных сетей и параметров движения потока. Поэтому для оценки количества образующихся газов необходимо провести анализ этих параметров.

Газы, образующиеся и содержащиеся в осадке,высвобождаютсяиз него под действием различных сил, колебаний расхода и других процессов.Из осадка онипоступают в поток сточных вод и далее в свободное пространство коллектора, где и формируется газовоздушная среда. Её поведение внутри коллектора определяетсясокращением свободного пространства коллектора, естественной тягой, вентиляцией и другими факторами.

Содержание газов в газовоздушной смеси зависит от особенностей устройства и эксплуатации систем водоотведения, в связи с этим необходим их подробный анализ.

Основанием для проведения исследования послужили аварии, произошедшие на станциях воздухоочистки расположенных на участке продолжения Главного канализационного коллектора Санкт-Петербурга. Причинами аварий послужило вытеснение газовоздушной смеси из канализационного коллектора, сопровождающиесялокальными возгораниями.

1.1 Транспортировка сточных вод, колебания расхода и формирование осадка

Одним из элементов водоотводящей сети являются канализационные коллектора, предназначены для приема и удаления сточных вод. Они же являются источником среды для других, смежных процессов связанных с очисткой и т.п.

Транспортировка сточных вод от мест образования осуществляется по сети канализационных коллекторов представляющих собой трубы большого диаметра и протяжённости, находящихся на большой глубине.

Максимальная пропускная способность коллекторов(расход), наступает при уровне их наполнения равного 95%. На рисунке 1 [14] представлены кривые изменения скорости и расхода в трубах круглого сечения в зависимости от степени наполнения.

Ыё С|тах

И

О 0,2 0.4 0.6 0,0 1 q:v

Рисунок 1 - Зависимость расхода (д) и скорости (у) от степени наполнения При проектировании водоотводящих сетей ставится задача обеспечения самотечного транспортирование сточных вод. Удаляемые от места образования, они перемещаются за счет перепадов давления, что обусловлено наличием уклонов. При проектировании водоотводящих сетей в первую очередь рассматривают безнапорный (самотечный) режим с частичным заполнением труб, схема такого режима представлена на рисунке 2.

В свободной от сточных вод части труб движется воздух, обеспечивающий вентиляцию сети и удаляющий образующиеся в осадке газы, представляющие опасность для её функционирования. Схема вентиляции, представлена на рисунке

Рисунок 2 - Схема безнапорного режима движения потока,

3.

1 - приточный колодец (шахта); 2 - вытяжной колодец (шахта.) Рисунок 3 - Схема движения воздуха в канализационной сети при естественном

воздухообмене

Вентиляция водоотводящей сети осуществляется за счет увлекающей способности сточных вод, естественной тяги [15,16] иза счет разности высот приточного и вытяжного колодцев (шахт). Подобные мероприятия применяются также и в горных выработках для обеспечения вентиляции шахт [17].

Для создания необходимого воздухообмена необходимого определить объем воздуха проходящего по различным участкам коллектора [18]. Использование этих формул рекомендовано для сооружений большого диаметра и длины, т.е. подходит для оценки условий в канализационных коллекторах.

Оценить естественную тягу можно по следующим уравнениям [18]:

1,1рв• (нв.к+ив.т.-/" к'/вк+ •Окол+'и.)

1 Га \ в.к. "в.т. О / Ч'кол 'н.в.У /1\

АРе =-—-2---, (1)

'кол+'н.в.

где рв - плотность воздуха в коллекторе; Нв.к.- глубина шахты; Нвт. - высота вытяжной трубы; 7п.к и 7в.к - геодезические отметки земли у приточного и вытяжной шахт, соответственно; ц и 1' - уклон и длинна участка коллектора соответственно; 'кол - температура воздуха в коллекторе; 'нв- температура наружного воздуха;

Уравнение описывает естественную тягу между шахтами коллектора, которая возникает за счет разности давлений и плотностей наружного воздуха и газовоздушной смеси внутри коллектора.

АРе

где - длина вентилируемого участка коллектора; п - количество участков.

Уравнение описывает удельную величину естественной тяги приходящейся на единицу длины коллектора

Ре'узл = АРеуд • 1', (3)

Уравнение описывает естественную тягу в узлах шахты.

АРеуд = ^г ■ (2)

Р = Рв'^Т'^+Е (4)

где 1в.есг.— скорость воздуха за счет естественной тяги; £ сумма коэффициентов аэродинамического сопротивления по пути движения воздуха; - коэффициент сопротивления движения воздушного потока на участке коллектора.

Уравнение описывает потери давления при движении воздуха по участкам коллектора.

За счет скорости движения воздуха происходит разбавление газов образующихся внутри канализационного коллектора. Значение скоростей могут бытьрассчитаныпо следующим формулам [18].

Принимая потери давления равным потерям давления при движении воздуха по участкам коллектора, можно определить скорость воздуха за счет естественной тяги:

^в.ест.

2 • P

2 Pl (5)

Рв •ЕГ

м

Скорость воздуха, возникающая под действием движущего потока жидкости:

(°,4-p + 0,82)^.„ (6)

Квув 2,8 • FrB-0 6 + 1 ,

где h/D - степень заполнения коллектора; - поверхностная скорость сточных вод в коллекторе; Frв - параметр кинетичности; h - высота подсводного пространства над жидкостью в коллекторе.

Расчетная скорость потока воздуха на участке коллектора с учетом естественной тяги и увлекающей способности сточных вод:

.ест

^в = ^в.ест + ^в.ув • (1 - ^^ ) (7)

Расход газовоздушной смеси проходящей через участок коллектора:

& = ¿в • Кв, (8)

где 8в - площадь подсводного пространства в коллекторе.

Данные уравнения позволяют определить расход газовоздушной смеси, движущейся по участкам канализационного коллектора. Их использование имеет узкие границы и ряд ограничений. Это связано с тем, что они не учитывают ряд параметров, например, таких как вязкость и т.д., что делает их ограниченно применимыми для расчета участков сети.Средние значения скоростей представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Средние значения скоростей

Средняя скорость сточных вод, м/с 1,8

Средняя скорость ГВС над сточными водами за счет естественной тяги, м/с 1,7

Средняя скорость ГВС над сточными водами за счет их увлекающей способности, м/с 0,2

Средняя расчетная скорость ГВС в подсводном пространстве, м/с 1,9

Снижение средней расчетной скорости газовоздушной смеси по отношению к значению скорости за счет естественной тяги связано с изменением значения расхода и сокращением подсводного пространства коллектора. Представленные значения скоростей не противоречат значениям, представленным в [19].

Представленные значения не учитывают различные схемы подключений к коллектору,перепадов и условия течения в них сточных вод.

Соответствие канализационных коллекторов гидравлическим характеристикам обеспечивает их пропускную способность при заданном уклоне и площади сечения, они же обеспечивают не заиливание водоотводящих сетей.

Расход сточных вод носит переменный характер и изменяется в течение суток, кроме того расход увеличивается в связи с выпадением атмосферных осадков и началом отопительного сезона. Почасовые колебания расхода сточных вод поступающих в канализационный коллектор с осадками и без, представлены на рисунке 4 [20].

■ Минимальный расход сточных вод, м^/с ■ Максимальный расход сточных вод, м^/с Рисунок 4 - Почасовые колебания расхода сточных вод

Почасовые колебание расхода сточных вод в первую очередь, связанны с жизненным циклом потребителя, согласно [21] в среднем большая часть абонентов ложиться спать в 23:00 часов и встает в 06:00-07:00 часов утра. Устойчивый рост сточных вод наблюдается в период с 18:00 до 23:00 часов, минимальное количество сточных вод (2,7 м /с) поступает в 05:00 часов, а максимальное (6 м3/с) в 22:00 часов.

Изменение расхода сточных вод влечет изменение скорости их движения, что может способствовать осаждению содержащихся в сточных водах загрязнителей и формированию из них осадка на дне канализационного коллектора.

Сточные воды состоят в основном из воды, доля которой составляет 99,9% и загрязнителей, доля которых 0,1% [22]. Следует отметить, что состав осадков сточных вод непостоянен, важную роль играет степень их загрязнения, характер загрязнителей, а также сезонность и интенсивность.

Сточные воды содержат широкий диапазон загрязнителей. В качестве основных показателей характеризующих степень их загрязненности

рассматривают: взвешенные вещества; биохимическое потребление кислорода (БПКполн); азот общий; азот аммонийный; фосфор общий; фосфор фосфатов; фенол; нефтепродукты [18,23].

Именно осаждение взвешенных веществ (частиц) приводит к формированию осадка на дне коллектора.

Сам поток сточных вод, содержащий взвешенные вещества, можно рассматривать как взвесенесущий.

Чтобы препятствовать осаждению взвешенных веществ, необходимо обеспечить достаточную скорость движения сточных вод.

Поведение взвешенных веществ определяется характером их взаимодействия с потоком сточных вод. В зависимости от этого частица может изменять свое движение в различных направлениях. Кроме этого расчет скорости осаждения усложняется наличием сопротивления, которое зависит от режима течения.

Ввиду существенного различия формы и размера частиц оценку их физико-механических свойств целесообразно проводить на основе эквивалентного диаметра. При анализе, также необходимо учесть степень заполнения коллектора и особенности взаимодействия частиц между собой.

Так как взвешенныевещества (частицы) стеснены занимаемым объемом, который напрямую зависит от расхода и соответственно степени заполнения коллектора.

С учетом выше сказанного, скоростьосаждение частицы будет определяться балансом силы тяжести, выталкивающей силы и силы сопротивления среды и примет следующий вид:

N

4^^экв(Рч-Аж)

З^Рж

где g - ускорение свободного падения; рч - плотность частицы; рж - плотность жидкости; йэкв - эквивалентный диаметр частицы взвешенного вещества; £ -коэффициент сопротивления.

Размер оседающих частиц взвешенного вещества можно оценить по следующему выражению:

где М - масса частицы;

d = 1 24

экв '

N

М

Рч'

На основании экспериментальных данных усредненного количества загрязнителей, содержащихся в сточных водах различного происхождения, оценили количество образующегося осадка. Представленные в таблицах 2-3 показатели характеризуют степень загрязненности сточных вод.

В таблице 2 представлены данные для бытовыхсточных вод от жилого фонда в г. Санкт-Петербурге [24].

Таблица 2 - Усредненная концентрация загрязнителей бытовых сточных вод от

жилого фонда

3

Наименование показателя Концентрация, мг/л

Жилой фонд

Взвешенные вещества 150

БПКполн 400

Азот общий -

Азот аммонийный 18

Фосфор общий -

Фосфор фосфатов 3,8

Фенол 0,06

Нефтепродукты 1,4

Так как в г.Санкт-Петербурге общесплавная система водоотведения, к бытовым стокам следует прибавить промышленные и поверхностные (атмосферные) стоки. Данные представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Усредненная концентрация загрязнителей сточных вод от промышленных и атмосферных стоков

Наименование показателя Концентрация, мг/л

Атмосферный сток Промышленные стоки

Взвешенные вещества 60 119

БПКполн 47 521

Азот общий 7,4 -

Азот аммонийный 3,5 14,6

Фосфор общий 0,78 -

Фосфор фосфатов 0,48 2,74

Фенол 0,0036 0,14

Нефтепродукты 1,23 2,09

В таблице 2 и 3 представлена концентрация загрязняющих веществ бытовых, атмосферных и промышленных сточных вод. Из анализа представленных данных видно, что основным источником загрязняющих веществ являются бытовые сточные воды.

Сравним значения, представленные в таблицах 2 и 3 с результатами измерения на входе в очистные сооружения (таблица 4).

Таблица 4 - Усредненная концентрация загрязнителейсточных вод в зависимости

от групп и на входе юго-западные очистные сооружения

Наименование показателя Концентрация, мг/л

От мест образования На входе очистные сооружения

Взвешенные вещества 329 233

БПКполн 968 277

Фосфор общий 0,78 5

Азот общий 7,4 31

Азот аммонийный 36,1 17

Фосфор фосфатов 7,02 2,5

Фенол 0,2036 0,0036

Нефтепродукты 4,72 1,5

Анализ данных таблицы 4 показывает, что значительная часть загрязнителей не доходит до очистных сооружений и остается внутри канализационных коллекторов их количество составляет около 30%.

Увеличение некоторых показателей представленных в таблице 4 можно объяснить постоянно фиксирующимисяфактами несанкционированных сбросов неизвестных веществ. Их основная опасность отсутствие информации о содержащихся загрязнителях. Кроме того они могут оказывать побуждающие действие для химических и биологических процессов протекающих в осадке сточных вод.

Осадок формируется на дне канализационного коллектора при низких значениях расхода, и соответственно скорости сточных вод, а при увеличении осадок приходит в движение, образуя слой в виде непрерывных гребней, которые движутся в направлении потока сточных вод со скоростью меньшей, чем скорость потока. Схема непрерывного передвижения отложений приведена нарисунке 5.

При достижении максимальных значений расхода верхний слой осадка переходит во взвешенное состояние и транспортируется вместе со сточными водами. Такая периодичностьобеспечивает не заиливание канализационного коллектора.

^ .

| - < оЦММ 1 — | 1 < 12мм_ 1

/ VI

L___________

чшшшшшшшшшшшшшш/а

100-200мм

Рисунок 5 - Схема непрерывного передвижения отложений в водоотводящей сети

[25]

1.2 Образование газовоздушной среды внутри канализационного коллектора и ее совместное движение со сточными водами

Осадок на дне канализационного коллектора, формируется из веществ органического и неорганического происхождения поступающих вместе со сточными водами. Они представляют собой мелкие и тонкодисперсные частицы, которые подразделяются на оседаемые и неоседаемые. Большую часть составляют оседаемые, примерно, 60 - 75% от всего количества взвешенных веществ, поступающих в водоотводящую сеть. В наибольшем количестве они содержаться в бытовых сточных водах [14, 26].

Процессы распада органических соединений протекают не только в осадке, но и вовремяих движения в сточных водах, в результате этого происходит гидролиз углеводов и их превращение в растворимые сахара, распад белков на аминокислоты и жиров на жирные кислоты с короткой углеродной цепью [27].

Пребывающий в состоянии покоя осадок приобретает студнеобразную структуру и относится к аномальным (структурным) жидкостям [28]. В осадок входят различные соединения, в том числе и простейшие бактерии, вследствие чего в нем протекают химические, физико-химические и биологические реакции с образованием различных газов, таких как сероводород, углекислый газ, метан, аммиак и др. [29- 33]. Газовые соединения поступают в свободное от сточных вод пространство коллектора, где они формируют газовоздушную среду.

К условиям протекания этих реакций относятся: температурный режим, уровень водородного показателя, уровень влажности и отсутствие солнечного света [13].

Оптимальной температурой процесса образования метана является 37°С, однако наблюдалось весьма значительное образование метана и при 5°С [34]. Среда канализационного коллектора характеризуется полным отсутствием солнечного света и постоянной температурой обеспечивающейся за счет глубокого заложения канализационной сети и температуры поступающих сточных вод. Средняя температура внутри канализационного коллектора составляет от 18 - 22 °С круглогодично.

Механизмы образования газа из органических соединений хорошо известны. Так как количество растворенного кислорода в сточных водах

невелико, в надводном пространстве канализационного коллектора преобладают продукты анаэробного распада [27]. В процессе распада органических соединений происходит образование органических кислот, спиртов и других соединений, а также углекислого газа и метана [29, 30, 35]. В общем виде процессы образования газов внутри осадка канализационного коллектора можно представить в следующем виде:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Смирнова Антонина Михайловна, 2022 год

Список литературы

1. Дрозд, Г.Я. Коррозионное разрушение, прогнозирование степени агрессивности эксплуатационной среды и обеспечение надежности канализационных коллекторов на стадии проектирования // Вода и экология. Проблемы и решения.

- 2013. - № 1. - С. 40 - 56.

2. Васильев, В.М. Проблемы эксплуатации сетей канализации и пути их решения/ В.М. Васильев, Г.В. Морозов, С.В. Жуков//Водоснабжение и санитарная техника.

- 2018. - № 7. - С. 44-50.

3.Дрозд, Г. Я. Методика определения качества эксплуатационной среды канализационных коллекторов / Г. Я. Дрозд, М. Ю. Хвортова // Агротехника и энергообеспечение. - 2015. - № 5(9). - С. 77-84.

4.Юрченко, В.А. Образование экологически опасных газообразных соединений при транспортировании сточных вод канализационными сетями /В.А. Юрченко, А.Н. Коваленко//Коммунальное хозяйство городов. - 2007.-№ 74. - С.68 - 73.

5. Смирнова, А.М. Оценка пожаровзрывоопасности газовоздушной среды канализационных коллекторов и смежных с ними сооружений/ А.М. Смирнова, А.С. Мазур, С.В. Савонин //Проблемы управления рисками в техносфере. - 2021.

- №2 (58). - С. 27-32.

6. Смирнова, А.М. Опасность образования газообразных веществ внутри канализационных сетей /А. М. Смирнова, А. С. Мазур, И. Г. Янковский, Т. В. Украинцева// Инновационные материалы и технологии в дизайне: сборник тезисов докладов III Всероссийской научно-технической конференции с участием молодых ученых. СПб, 23-24 марта 2017 года: Сборник докладов, Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения, 2017. - С. 96.

7. GlobalMethanelnitiative: [сайт]. - 2021. - URL: https: //www.globalmethane.org/documents/ww_fs_rus .pdf (дата обращения: 01.12.2021г.). - Текст: электронный

8. Панкова, Г. А., Опыт эксплуатации канализационных тоннелей Санкт-Петербурга/ Г.А. Панкова, М.Н. Клементьев // Водоснабжение и санитарная техника. - 2015. - № 3. - С. 55-61.

9. Орлов, В. А. Изучение процесса появления дурно пахнущих запахов в канализационных сетях и анализ средств их удаления / В.А. Орлов, А.В. Саймуллов, О.В. Мельник // Вестник МГСУ. - 2020. - Т. 15. - № 3. - С. 409-431.

10. Васильев, В.М. Главный коллектор севера. Защита водного бассейна Санкт-Петербурга от загрязнений/В.М. Васильев, Ф.В. Васильев//Бестраншейные технологии. - 2009. - №01(09) - С. 2-6.

11. Хисамеева, Л.Р., Обработка осадков городских сточных вод: учебное пособие / Л. Р. Хисамеева, А. С. Селюгин, Р. Н. Абитов [и др.]. - Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2016. - 105 с.

12. Зубрилов, С. П. Охрана вод. Ч. 1. Очистка сточных вод: Учебное пособие / С. П. Зубрилов, Н. В. Растрыгин. — СПб: СПГУВК, 2001. — 124 с.

13. Евилевич, А. З. Осадки сточных вод. Удаление, обработка, использование / А. З. Евилевич./ — Ленинград: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1965. — 324 с.

14. Воронов, Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод / Ю.В. Воронов, С.В. Яковлев. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. - 704 с.

15. Ручкинова, О. И. Оценка естественной тяги в коллекторе водоотводящей сети / О. И. Ручкинова, П. П. Дьяков, В. Ю. Россихин // Сопв1шс1:юпапёОео:есЬтс8. -2020. - Т. 11. - № 2. - С. 78-87

16. Малков, А. В. Теоретическое исследование, расчет количества газообразной среды, движущейся в самотечном канализационном коллекторе глубокого заложения под действием разности давления на концах расчетного участка (естественная тяга) /А.В. Малков // Вестник гражданских инженеров. - 2016. - № 4(57). - С. 140-144.

17. Порцевский, А.К. Вентиляция шахт аэрология карьеров / А.К. Порцевский. -М.: Московский Государственный Открытый Университет, 2014. - 71 с.

18. Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга : сборник / Водоканал СПб ; общ.ред. Ф. В. Кармазинов. - 2-е изд., доп. и перераб. - СПб. : Новый журнал, 2002. - 683 с.

19. Малков А. В. Расчет количества газообразной среды, движущейся в самотечных канализационных коллекторах глубокого заложения под действием увлекающей способности жидкости/А. В. Малков//Вестник гражданских инженеров. - 2017. - №3 (62). - С. 160 - 165.

20. Оказание услуг по анализу условий безопасности Главного канализационного коллектора и расположенного на нём оборудования, на участок от Финляндского моста до Северной станции аэрации, и оценка эксплуатации коллектора при различных режимах работы [Текст]: отчет о НИР (заключит.): - СПб.: СПбГТИ(ТУ); рук. Мазур А.С.; исполн: Самонин В.В. [и др.]. - 2014. - 113 с.

21. TheVillage: [сайт] . - 2021. - URL: https://www.the-village.ru/village/city/news-city/344287-son (дата обращения: 01.09.2021г.). - Текст: электронный

22. Рандольф, Р. Что делать со сточными водами. / Пер. с нем. И.Б. Палееса; Под редакцией канд. гехн. наук Т.А. Карюхиной, - 2-е изд., доп. - М.: Стройиздат, 1987. - 120 с.

23. Прозоров, И.В. Гидравлика, водоснабжение и канализация городов / И.В. Прозоров, Г.И. Николадзе, А.В. Минаев. Москва: Высш. школа, . - 422 с.

24. Рублевская, О. Н. Состояние водной системы Ладожское озера - река Нева -Финский залив / О. Н. Рублевская. - Текст: непосредственный // Деятельность ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» по защите Балтийского моря. - Санкт-Петербург: ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», 2015. - С. 15-20.

25. Канализация / С. В. Яковлев, Я. А. Карелин, А. И. Жуков, С. К. Колобанов. -Москва: Стройиздат, 1975. - 632 с.

26. Курганов, А. М. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации / А. М. Курганов, Н. Ф. Федоров. - Ленинград: Стройиздат (Ленинградское отд-ие), 1973. - 408 с.

27. Малков, А. В. Предотвращение коррозии конструкционных материалов в системах водоотведения на основе организации газообмена: специальность

05.23.04 «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов»: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Малков Антон Владимирович ; С.-Петерб. гос. архитектур.- строит. ун-т. -Санкт-Петербург, 2017. - 179 с.

28. Голубовская, Э. К. Биологические основы очистки воды / Э. К. Голубовская. -Москва: Высшая школа, 1978. - 268 с.

29. Дмитриева, Е. Ю. Микроорганизмы-биодеструкторы подземных канализационных сооружений / Е. Ю. Дмитриева // Вода и экология. Проблемы и решения. - 2013. - №1.- С. 20 - 44.

30. Линевич, С. Н. Очистка природных и сточных сероводородных вод / С. Н. Линевич. - Новочеркасск: НПИ, 1979. - 51 с.

31. Васильев, В.М. Влияние массообменных процессов на загрязненность воздуха в канализационных коллекторах / В.М. Васильев, О.М. Ильина, В.П. Верхотуров // Вестник гражданских инженеров - 2007. - №2(11). - С. 80-82.

32. Ботук, Б. О. Очистка бытовых сточных вод / Б. О. Ботук. — Москва; Ленинград: Госстройиздат, 1938. — 367 с.

33. Yiwen Liu, Keshab R. Sharma, Bing-Jie Ni, Lu Fan, Sudhir Murthy , Gene Q. Tyson, Zhiguo Yuan. Effects of nitrate dosing on sulfidogenic and methanogenic activities in sewer sediment // Water Research. Volume 74, 2015, P.155-165

34. Ножевникова, А.Н. Образование и окисление метана в иловых чеках при пониженной температуре / А.Н. Ножевникова, В.К. Некрасова, О.Р. Коцюрбенко // Труды института микробиологии им. С.Н. Виноградского ФИЦ Биотехнологии РАН, 2006 - С. 42

35. Телятникова, А.М. Мониторинг санитарно-экологической обстановки на канализационной сети/А.М. Телятникова, С.В, Федоров, М.И. Алексеев//Вестник гражданских инженеров. - 2020. - № 5(82). - С. 173-180

36. Федорова, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: учебное пособие /А.И. Федорова, А.Н. Никольская - М.:Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003. - 288 с.

37. Никитина, А. А. Биотехнологические аспекты и микробиологические аспекты термофильной анаэробной переработки коммунальных органических отходов при высокой нагрузке по субстрату: специальность 03.02.02 «Микробиология», 03.01.06 «Биотехнология ( в том числе бионанотехнология)»: диссертация на соискание ученой степени кандидата биолологических наук / Никитина Анна Александровна ; Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского ФГУ «ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН . — Москва, 2019. — 163 с.

38. BITECO: [сайт] . - 2021. - URL: https://biteco-energy.com/ru/ (дата обращения: 20.10.2020г.) . - Текст : электронный

39. Миндубаев, А.З. Метаногенез: биохимия, технология, применение / А.З. Миндубаев, Д.Е. Белостоцкий, С.Т. Минзанова, В.Ф. Миронов, Ф.К. Алимова, Л.Г. Миронова, А.И. Коновалов // Ученые записки казанского государственного университета. - 2010. - Т. 152. - № 2. -С. 178-191

40. Kendall K., Finnerty C.M., Saunders G., Chung J.T. Effects of dilution on methane entering an SOFC anode // J. Power Sources. - 2002. - V. 106, No 1-2. - P. 323-327.

41. Van Herle J., Marechal F., Leuenberger S., Favrat D. Energy balance model of a SOFC cogenerator operated with biogas // J. Power Sour. - 2003. - V. 118, No 1. - P. 375-383

42. Huang J., Crookes R.J. Assessment of simulated biogas as a fuel for the spark ignition engine // Fuel. - 1998. - V. 77, No 15. - P. 1793-1801.

43. Francese A.P., Aboagye-Mathiesen G., Olesen T., Cordoba P.R., Sineriz F. Feeding ap- proaches for biogas production from animal wastes and industrial effluents // World J. Microbiol. Biotechnol. - 2000. - V. 16, No 2. - P. 147-150.

44. Kim J., Park C., Kim T.H., Lee M., Kim S., Kim S.W., Lee J. Effects of various Pretreat- ments for Enhanced Anaerobic Digestion with Waste Activated Sludge // J. Biosci. Bio- eng. - 2003. - V. 95, No 3. - P. 271-275.

45. Чижик, К.И. Микробиологическая коррозия канализационных камер и коллекторов / К.И. Чижик, К.В. Семенов, Н.В. Белоокая // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2014. - №11(94). - С. 180-183.

46. Васильев, В.М. Влияние массообменных процессов на загрязненность воздуха в канализационных коллекторах / В.М. Васильев, О.М. Ильина, В.П. Вехотуров // Вестник гражданских инженеров. - 2007. - № 2(11). - С.80-82

47. Guisasola, A., de Haas, D., Keller, J., Yuan, Z., 2008. Methane formation in sewer systems. Water Res. 42 (6-7), 1421-1430.

48. Filidei S., Masciandaro G., Ceccanti B. Anaerobic digestion of olive oil mill effluents: evaluation of wastewater organic load and phytotoxicity reduction // Water, Air, Soil Pollut. - 2003. - V. 145, No 1-4. - P. 79-94.

49. Michael D. Short, Alexander Daikeler, Kirsten Wallis, William L. Peirson, Gregory M. Peters,Dissolved methane in the influent of three Australian wastewater treatment plants fed by gravity sewers,Science of The Total Environment,Volumes 599-600,2017, Pages 85-93,

50. Чугаев, Р. Р. Гидравлика / Р.Р. Чугаев. - 4-е изд. перераб. и доп. - Л.: Стройиздат, 1982. - 672 с.

51. Мойка 78: [сайт] . - 2021. - URL: https://moika78.ru/news/2020-07-29/453698-tseh-po-ochistke-vozduha-vodokanala-ne-spravilsya-s-mesyachnoj-normoj-osadkov/ (дата обращения: 01.09.2021г.) . - Текст : электронный

52. Малков, А. В. Определение мест выброса агрессивных газов из канализационной сети на поверхность и условия их образования / В.М. Васильев, А.В. Малков, Г.А. Панкова, М.Н. Клементьев // Водоснабжение и санитарная техника. - 2016. - №10. - С. 59-66.

53. Васильев В. М.Газовыделение в перепадных устройствах и участках коллектора при движении по ним сточной жидкости //Подземное пространство мира. 1995. № 1. 35

54. Васильев В. М., Панкова Г. А., Столбихин Ю. В. Разрушение канализационных тоннелей и сооружений на них вследствие микробиологической коррозии // Водоснабжение и санитарная техника. - 2013. - № 9. - С. 55-61.

55. Васильев, В. М. Отчет о результатах обследования дублера канализационного коллектора в районе площади Мужества [Текст] / В. М. Васильев [и др.]; СПб.: ООО «ПИБ "Инженерные Экосистемы"», 2010. - 188 с

56. Васильев, В. М. Газовыделение в перепадных устройствах и участках коллектора при движении по ним сточной жидкости / В. М. Васильев, О. М. Ильина // Новые технологии и материалы в подземном строительстве: альманах научно-технической информации. - 1995. - Вып. 1. - С. 3-7.

57. Васильев, В. М. Массообменные кислородные процессы на трубчатых перепадах при вентиляции канализационного коллектора и их влияние на коррозию бетона / В. М. Васильев, О. М. Ильина // Новые технологии и материалы в подземном строительстве: альманах научно-технической информации. - 1995. - Вып. 1. - С. 8 -12.

58. Foster, A. Air flow in sewers approach to design sewers for both air and water / A. Foster, Jr. McMasters // OWEA 2012 - Collection Systems Specialty Conference. -Columbus, Ohio, USA. - 2012. - May, 10.

59. Witherspoon, Jay. Collection System Ventilation Research Report / J. Witherspoon, D. Apgar, M. Ward. - 2009. - Р. 123

60. Стромберг, А. Г. Физическая химия : учебник для вузов / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко; под ред. А. Г. Стромберга. - изд. 7-е, стер. — М.: Высш. шк., 2009. — 526с.

61. James, P. Ventilation, Odor and Corrosion Control for Large Diameter Collection Systems / P. James, J. James. - / - 2012. - St 6. - Р. 1-32.

62. Joyce, James. Implementing Vapor Phase Odor Control on Large Diameter Interceptor Systems / J. Joyce, Ch. Hunniford, A. Plummer // Biosolids and Odor and Corrosion, Conference & Expo. - 2013. - Р. 1-31.

63. Стукалина, Ю. Н. Анализ методов удаления запахов на сооружениях очистки сточных вод /Ю.Н. Стукалина, Л.В. Боронина, И.В. Лукичева// Перспективы развития строительного комплекса: Материалы XIII Международной научно -практической конференции профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и студентов, Астрахань, 29-31 октября 2019 года/Под общей редакцией В.А. Гутмана, Т.В. Золиной. - Астрахань: Астраханский государственный архитектурно-строительный университет, 2019. - С. 134-136.

64. Техническое задание на разработку очистителя воздуха «ПЛАЗКАТ-аэро» для установки очистки воздуха из шахты №441А и №415Б Заказчик: Ю.М. Попов, Ю.Ю. Павлович. Приложение №1 к договору подряда №11/12 от 07.12.2006, утвержденного директором ГУП "Ленгипроинжпроект" С.В. Ломбасом, и изменениями к Заданию, изложенными в дополнительном соглашении к договору подряда №11/12 №1 от 30.03.2007. - СПб., 2007 - 12 с.

65. Грани.ру - Происшествия [Электронный ресурс] // информационная статья. -Режим доступа: http://grani.rU/Events/m.111561.html (дата обращения: 21.03.2014 г)

- Главная версия взрыва в Павшино - слив горючей смеси в канализацию

66. Новости компании - [Электронный ресурс] // информационная статья. -Режим доступа: http://www.prom-bez.ru/news.php?id=2 (дата обращения: 21.03.2014 г) - 26/08/2008 - Взрыв на канализационной насосной станции

67. Русские новости - [Электронный ресурс] // информационная статья. - Режим доступа: http://www.russianews.ru/news/18300 (дата обращения: 21.02.2014 г) -Названа причина взрыва в Нижнем Тагиле, из-за которого пострадали четыре человека

68. Происшествия- [Электронный ресурс] // информационная статья - Режим доступа: http://www.pro-goroda.ru/proisshestviya/dvoe-slesarey-pogibli-kanalizacionnoy-shahte-20542 (дата обращения: 29.03.2014 г) - Двое слесарей погибли в канализационной шахте

69. Сибирское экологическое агенство- [Электронный ресурс] // информационная статья - Режим доступа: http://green.tomsk.ru/node/456 (дата обращения: 15.03.2014 г) - По факту взрыва на канализационно-насосной станции в Кемерово возбуждено уголовное дело

70. Национальный союз страховщиков ответственности - [Электронный ресурс] // информационная статья - Режим доступа: http://www.nsso.ru/chronicle/opo/detail.php?ID=1041(дата обращения: 20.03.2014 г)

- Возгорание газа в Белгороде

71. Национальный союз страховщиков ответственности - [Электронный ресурс] // информационная статья - Режим доступа:

http://www.nsso.ru/chronicle/opo/detail.php?ID=1069 (дата обращения: 20.03.2014 г)

- Взрыв в Щелково

72. Национальный союз страховщиков ответственности - [Электронный ресурс]// информационная статья - Режим доступа: http://www.nsso.ru/chronicle/opo/detail.php?ID=1196 (дата обращения: 20.03.2014 г)

- Авария на очистных сооружениях

73. Новостной портал - [Электронный ресурс] // информационная статья - Режим доступа: http://www.meta.kz/336057-na-zavode-kazazot-postradal-rabochijj.html (дата обращения: 20.03.2014 г) - На заводе "КазАзот" пострадал рабочий

74. Внешнеэкономические связи - [Электронный ресурс] // информационная статья - Режим доступа: http://www.eer.ru/a7article/15-07-2013/v-novgorodskoy-oblasti-na-nasosnoy-stancii-pogibli-pyat-rabochih (дата обращения: 15.04.2014 г) - В Новгородской области на насосной станции погибли пять рабочих

75. Грани.ру - Происшествия [Электронный ресурс] // информационная статья. -Режим доступа: http://grani.ru/Events/m.111561.html (дата обращения: 21.03.2014 г)

- Главная версия взрыва в Павшино - слив горючей смеси в канализацию

76. Arynews.lv: [сайт] . - 2021. - URL: https://arynews.tv/china-wuhan-sewer-gas-explosion-road-traffic-camera/ (дата обращения: 01.12.2021г.). - Текст : электронный

77. Todayonline.com: [сайт] . - 2021. - URL: https://www.todayonline.com/singapore/explainer-how-lightning-strike-can-lead-manhole-explosion (дата обращения: 01.12.2021г.). - Текст : электронный

78. Freep.com: [сайт] . - 2021. - URL: https://www.freep.com/story/news/local/michigan/2021/09/12/road-buckles-southwest-detroit-dte-water-officials-responding/8309644002/ (дата обращения: 01.12.2021г.). -Текст : электронный

79. Belsat.eu: [сайт] . - 2021. - URL: https://belsat.eu/en/news/29-10-2021-gas-explosion-on-polish-belarusian-border-leaves-person-injured/ (дата обращения: 01.12.2021г.). - Текст : электронный

80. 161.ru: [сайт] . - 2021. - URL: https://161.ru/text/incidents/2021/05/22/69928862/ (дата обращения: 01.12.2021г.). - Текст : электронный

81. Rostov.kp.ru: [сайт] . - 2021. - URL: https://www.rostov.kp.ru/daily/27280/4416672/ (дата обращения: 01.12.2021г.). -Текст : электронный

82. Телятникова, А.М. Мониторинг санитарно-экологической обстановки на канализационной сети / А.М. Телятникова, С.В. Федоров, М.И. Алексеев // Вестник гражданских инженеров. - 2020. - №5(82). - С. 173-180

83. Гарькуша, Д.Н. Эмиссия метана на основных этапах технологического цикла очистки сточных вод канализации ростовской станции аэрации / Д.Н. Гарькуша, Ю.А. Федоров, А.С. Плигин // Метрология и гидрология. - 2011. - № 7. - С. 40-48

84. Смирнова, А.М. Анализ аварийности, связанной с возникновением пожаров и взрывов на объектах водоотведения Санкт-Петербурга / А.М. Смирнова, А.С. Мазур, И.Г. Янковский, Т.В. Украинцева, Г.Г. Савенков // Известия СПбГТИ(ТУ). - 2015. - № 30(56) - С. 59-63

85. Томаков, М.В. Исследование причин и предупреждение гибели работников, обслуживающих системы канализации / М.В.Томаков, В.И.Томаков, Д.В. Бокинов, П.С. Богатырев // Известия Юго-Западного Государственного Университета. - 2012. - № 6(45) - С. 111 - 118

86. Закон Российской Федерации "N 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов"" от 21.07.1997 // Собрание законодательства Российской Федерации. - 1997 г. - № 30. - Ст. 3588 с изм. и допол. в ред. от 11.06.2021.

87. Розловский, А. Н. Научные основы техники взрывобезопасности при работе с горючими газами и парами / А. Н. Розловский. — Москва : Химия, 1972. — 368 с.

88. Rosbalt.ru: [сайт] - 2021. - URL: https://www.rosbalt.ru/piter/2013/07/22/1155328.html (дата обращения: 01.12.2021г.). - Текст : электронный

89. РД 03-357-00 Методические рекомендации по составления декларации промышленной безопасности опасных промышленных объектов [утвержден

постановлением Госгортехнадзора России от 26.04.2000 N 23] -Доступ из электронного фонда нормативно-технической и нормативно-правовой информации Консорциума «Кодекс» - Текст: электронный.

90. ПНД Ф 13.1.:2:3.23-98 Количественный химический анализ атмосферного воздуха и выбросов в атмосферу. Методики выполнения измерений массовых концентраций предельных углеводородов С1 -С5 и непредельных углеводородов (этена, пропена, бутенов) в атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах методом газовой хроматографии [утвержден Заместитель Председателя Государственного комитета РФ по охране окружающей среды А.А.Соловьянов 11 ноября 1998 г.] -Доступ из электронного фонда нормативно-технической и нормативно-правовой информации Консорциума «Кодекс» - Текст: электронный.

91. ГОСТ Р ИСО 16017-1-2007 Воздух атмосферный, рабочей зоны и замкнутых помещений. Отбор проб летучих органических соединений при помощи сорбционной трубки с последующей термодесорбцией и газохроматографическим анализом на капиллярных колонках. Часть 1. Отбор проб методом прокачки [утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 ноября 2007 г. N 335-ст] -Доступ из электронного фонда нормативно-технической и нормативно-правовой информации Консорциума «Кодекс» - Текст: электронный.

92. МУК 1643-77 Методические указания на фотометрическое определение сероводорода в воздухе. [утвержден ЗАМЕСТИТЕЛЕМ Главного государственного санитарного врача СССР А.И. Заиченко 16.04.199г. № 1643-77]-ЦРИА «Морфлот», 1981 - 252 с.

93.Моделирование эмиссии биогаза при различных способах депонирования осадка сточных вод/И. В. Галицкая, М. В. Лехов, В. С. Путилина [и др.]// Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2010. - № 3. -С. 243-254.

94. Бажин, Н. М. Метан в окружающей среде = Methaneintheenvironment : аналит. обзор / Учреждение Рос. акад. наук Гос. публич. науч.-техн. б-ка Сиб. отд-ния РАН. . Новосибирск : ГПНТБ СО РАН, - 2010. - Вып. 93 - 56 с.

95. Янин Е.П. Осадок водопроводных станций (состав, обработка, утилизация)//Экологическая экспертиза, 2010, № 5, с. 3-45.;

96. Евилевич, А.З. Осадки сточных вод/А.З. Евилевич - Лен.: Изд. Стройиздат, 165 - 324с; Евилевич, А.З. Осадки сточных вод/А.З. Евилевич - Лен.: Изд. Стройиздат, 165 - 324с.

97. БИОКОМПЛЕКС: [сайт] . - 2021. - URL: http://biogaz-russia.ru/proekt-biogazovojj-ustanovki/ (дата обращения: 01.09.2021г.) . - Текст : электронный

98.Ильгамов, М. А. Движение пузырька газа в жидкости с учетом искажения его сферической формы/М.А. Ильгамов, Л.А. Косолапова, В.Г. Малахов//Вестник Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета. - 2010. - № 3(21). - С. 38-44.

99. Степаненко, В.М. Моделирование эмиссии метана из озер вечной мерзлоты /В.М. Степаненко, Е.Е. Мачульская, М.В. Глагольев, В.Н. Лыкосов//Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 2011. - Т.47. - №2. - С. 275-288

100. Шеин, Е. В. Курс физики почв / Е. В. Шеин. — Москва : МГУ, 2005. — 432 c.

101. Попов, П.В. Диффузия: учебно-методическое пособие по курсу Общая физика / П. В. Попов. — М. : МФТИ, 2016. — 94 с.

102. Перельман, В.И. Краткий справочник химика/В.И. Перельман. М. : Изд. Химия, 1964 - 624 с.

103. Смагин, А.В. Газовая фаза почв / А.В. Смагин. - М.: Изд-во МГУ, 2005. -301 с.

104. Малков, А.В. Расчет количества газообразной среды, движущейся в самотечных канализационных коллекторах глубокого заложения под действием увлекающей способности жидкости/А.В. Малков//Вестник гражданских инженеров, 2017 - №3(62) - С. 160-165

105. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: : [В 2 кн.] / Под общ.ред. А. Н. Баратова, А. Я. Корольченко. - М. : Химия, , 1990.— 496 с.

106. СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. -Введ. 2021.03.01. - Доступ из электронного фонда нормативно-технической и нормативно-правовой информации Консорциума «Кодекс» - Текст: электронный.

107. Столбихин, Ю. В. Разработка методов предотвращения коррозии канализационных коллекторов и сооружений на основе. Совершенствования камер гашения напора: специальность 05.23.04 «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Столбихин Юрий Вячеславович ; ФГБОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет". — Санкт-Петербург, 2019. — 227 с.

108. РД Автоматизация технологических процессов. Корпус очистки воздуха. Узел шахт № 415. Руководитель А.С. Каранин и др. - Инв.№ 4449-4-3-АТХ. -СПб., 2012 - С. 34

109. Руководство по безопасности "Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах" [утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11.04.2016 г. N 144] -Доступ из электронного фонда нормативно-технической и нормативно-правовой информации Консорциума «Кодекс» - Текст: электронный.

110. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах [утверждена приказом МЧС РФ от 14.12.2010 г. № 404] -Доступ из электронного фонда нормативно-технической и нормативно-правовой информации Консорциума «Кодекс» - Текст: электронный.

111. Кондриков, Б. Н. Детонация. Учебное пособие / Б. Н. Кондриков. — Москва :Моск. хим.-технол. ин-т им. Д.И. Менделеева, 1980. — 80 с.

112. Разрушение разномасштабных объектов при взрыве/ Под. Общ. Ред. А.Г. Иванова, - Саоров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2001 - 482 с.

113. Чехов, А.П. Справочник по бетонам и растворам/А.П. Чехов, А.М. Сергеев//Киев «Буд1вельник»., 1972 - 192с.

114. Технический каталог [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://sendwichpanel.ru/teh-katalogi-pdf/tehnicheskii-katalog_Armax.pdf. - Дата доступа: 01.09.2021г.

115. Закон Российской Федерации "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" (с изменениями на 30 апреля 2021 года)" от 22.07.2008 № 123-Ф3 // Собрание законодательства Российской Федерации. - 2008 г. - № 30. -Ст. 3579 с изм. и допол. в ред. от 30.04.2021.

116. СП 12.13130.2009 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности [утвержден и введен в действие Приказом МЧС России от 25 марта 2009 г. N 182] -Доступ из электронного фонда нормативно-технической и нормативно-правовой информации Консорциума «Кодекс» - Текст: электронный.

117. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Глава 1.1 Общая часть (Издание седьмое) [утверждена Министерством энергетики Российской Федерации, приказ от 8 июля 2002 г. N 204.] -Доступ из электронного фонда нормативно-технической и нормативно-правовой информации Консорциума «Кодекс» - Текст: электронный.

Приложение А Акт внедрения

УТВЕРЖДАЮ

Акт

о внедрении результатов диссертационной работы Смирновой Антонины Михайловны на тему: «Научно-технические основы обеспечения пожаровзрывобезопасности систем водоотведения».

Комиссия в составе:

Рублевская Ольга Николаевна - директор Департамента анализа и технологического развития систем водоснабжения и водоотведения;

Леонов Леонид Владимирович - главный специалист по технологическому развитию Департамента анализа и технологического развития систем водоснабжения и водоотведения;

Селицкий Валерий Францевич - главный специалист по техническим разработкам Департамента анализа и технологического развития систем водоснабжения и водоотведения;

составили настоящий акт в том, что Смирновой A.M., в составе коллектива соисполнителей, проведены работы, связанные с анализом безопасности эксплуатации систем «ПЛАЗКАТ-АЭРО», смонтированных в цехах очистки загрязненного воздуха на узлах шахт №415 и №441 Продолжения Главного коллектора канализации Северной части города Санкт-Петербурга (далее - ПГКС).

В работе проведен анализ параметров выделения метана в осадке канализационного коллектора, изменения его концентрации, связанного с процессами накопления и распределения в объеме коллектора и смежных с ним объектов. Рассчитана вероятность возникновения технологических нарушений, связанных с потенциально возможным воспламенением газовоздушной смеси, по значениям возникающего избыточного давления выявлены параметры аварийного процесса.

На основании результатов исследований рекомендованы к внедрению мероприятия по повышению надежности работы ПГКС, позволяющие исключить или существенно снизить вероятность возникновения технологических нарушений при эксплуатации ПГКС.

Результаты диссертационной работы Смирновой A.M. рассмотрены специалистами ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» и учтены при подготовке и реализации мероприятий по модернизации установки очистки загрязненного воздуха и разработке оптимальных алгоритмов управления си щ узлах шахт №415 и №441 ПГКС.

Леонов Л.В.

Рублевская О.Н.

Селицкий В.Ф.

Приложение Б Акт технического расследования

.'1ч

АКТ

технического расследования дрнадн инцидента,

„гг, Происшедшего 22 июля 2013 г на объекте '

«Продолжаю« главного коллектооакян^ Л,

кор^гг^хгйхгСашсг -пиерб^-

ннженер 000 сл.

- За*. главного няжяаера по ГШ Звонов Г.М '

- И.О. Начальник ПТО Баранов М А

- Инженер по ОТ Кротов А.Д.

- Начальник участка № 1 Федоров М.С.

Шахе

3. «Корпус очистки воздуха» находится

та 441А по адресу: ул.Зольцая д 2 ла ^-РРигорвд строительной ллощадш

Гс^ЙГГ П?ВЫЙ * ЕТОРОЁ этаж воздуха»

^„Г ° технического персонала и адгвдстоз

08"°° Д0 1б*30 ^Р^ово™ работ - мастер ООО

Солона КЗ. и НкТ^т^V5™ой ^ ^ рабочих СДшнна Н.А,

продолжили монтаж Сбед™ иерернва в 13-00 рабочие

' «ершиный зщнш, В этоХ^ ^изво^Х, пЛГ 3° МЕВУТ раб°*1е (Мифах (металлические коп^а уст,™ Р В03Д;,ХйВ0ДОВ на метштичмщх у^штиро^^ т У°ТаН0ВГ<И °тасТКИ «ПлазкатАэро»}. В этот

- ' б^^Г™^™ тента обстоятельства;. .

шшчество коллекторе до среду йз

------* второе газов по трубопроводу з корпус ОЧИСТКЕ

превысила предельно допустимую конце! ._ тала <<х°Лодаал искра» возникшая при д

1550'ф. • ./;.....Р ' ^ ударе меташи о металл -достигает.

■.о/. Садами подразделений ООО «стог» —. .......

|ОШ зжноста д<?1 тореная инцидента предприняты меры по предотвращения

Все, работал® ознакомлены под я«*» ряятиями дакном объеме.

: йрчж едатель комиссии

! I 1

Ятся*: «вмпвше',......1-

■ 11-

организационно-технцческими

СЛ. Гладких '.М. Звонка МА. Бакланов - Кротов .С. Федоров

г»

Приложение В Протокол совещания

ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ВОДОКАНАЛ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА» (ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»)

заседания рабочей группы по выяснению причин инцидента, произошедшего 28.07.2020 на площадке узла шахт №415

Председательствующий - Волков С.Н. Секретарь - Селицкий В.Ф.

Присутствовали:

От ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»:

Баркевич A.A., Гвоздев В.А., Ерофеев В.В, Житенев А.И., Клементьев М.Н., Кузьмина Т.Н., Михайлов В. В., Пробирский М.Д., Рублевская О.Н.

Приглашенные:

От Санкт-Петербургского государственного унитарного предприятия «Проектный институт по проектированию городских инженерных сооружений «Ленгипроинжпроект» (ГУГ1 «Ленгипроинжпроект»):

Катунина Елена Александровна - и.о. начальника отдела тоннельных сооружений;

Мезенцев Андрей Федорович - главный специалист отдела перспективного развития водоснабжения

и водоотведения.

От Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) (СПб ГТИ (ТУ)):

Мазур Андрей Семенович - декан инженерно-технологического факультета; Смирнова Антонина Михайловна - преподаватель.

От ООО «Ассоциация инженеров и ученых по водоснабжению и водоотведению» (ООО «АВиВ»):

Игнатчик Виктор Сергеевич - технический директор.

1. «Действия персонала филиала «Водоотведение Санкт - Петербурга» в условиях нештатной ситуации и инцидента, произошедшего 28 июля 2020 года на площадке узла шахт 415». Доклад начальника территориального комплекса водоотведения «Север» филиала «Водоотведение Санкт-Петербурга» - Ерофеева В.В.

2. «Результаты гидравлического моделирования совместной работы Главного коллектора северной части города (ГККС) и Продолжения Главного коллектора северной части города (ПГКС) Правобережной части Санкт- Петербурга 28 июля 2020 года. Особенности расположения узла шахт 415, программа - методика гидравлического моделирования, результаты гидравлического моделирования и выводы с наиболее вероятным вариантом протекания событий 28 июля 2020 года на площадке узла шахт № 415. Доклад технического директора ООО «АВиВ» - Игнатчика B.C.

ПРОТОКОЛ

ПОВЕСТКА ДНЯ:

3. «Режимы подачи воздуха на очистку. Зависимость изменений направления воздушного потока от колебаний уровня воздуха в шахте. Движение потоком сточных вод сформировавшегося участка, заполненного воздухом (воздушного пузыря) в сторону шахты цеха очистки воздуха. Выход «воздушного пузыря» в шахтные сооружения, увеличение скорости его подъема, удар (гидроудар водо-воздушной среды о внутреннюю часть воздуховодов с достижением давления 100кг/см2)». Доклад декана инженерно-технологического факультета СПб ГТИ (ТУ) - Мазура A.C.

4. «Оценка возможных причин возникновения инцидента на узле шахт № 415 и рекомендации по повышению надежности и обеспечению безопасной эксплуатации оборудования узла шахт № 415 ПГКС». Доклад главного специалиста ГУП «Ленгипроинжпроект» - Мезенцева А.Ф., и.о. начальника отдела тоннельных сооружений ГУП «Ленгипроинжпроект» - Катуниной Е.А.

1. СЛУШАЛИ:

Всех участников рабочей группы - тексты докладов прилагаются. ВЫСТУПИЛИ:

Волков С.Н., Гвоздев В.А., Ерофеев В.В., Житенев A.A., Игнатчик B.C., Катунина Е.А., Мазур A.C., Мезенцев А.Ф., Михайлов В.В.

2. ОБСУЖДЕНИЕ - ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ: Вопрос Волкова С. Н.

Предусматривалось ли проектным решением пропуск воздуха через систему очистки воздуха в обратном направлении, т.е. в шахты при понижении уровня воды в них? Ответ Катуниной Е. А.

Проектную документацию производственного корпуса очистки воздуха разрабатывала наша субподрядная организация. Вопрос целесообразно задать им. Ответ Ерофеева В. В.

По показаниям расходомеров видно, что по факту расход воздуха в обратном направлении шел, показывая отрицательные значения. Ответ Игнатчика B.C.

Это должно быть предусмотрено, т.к. при понижении уровня воды в шахтах, например, после завершения дождя в шахтах не может и не должен образовываться вакуум. Если в проекте производственного корпуса очистки воздуха это не предусмотрено, то на этапе корректировки проекта необходимо предусмотреть, т.к. по факту это имеет место. Вопрос Волкова С. Н.

Какой расход воздуха является предельным для производственного корпуса очистки воздуха в соответствии с проектным решением?

Ответ Катуниной Е. А. Необходимо изучить проектную документацию. Вопрос Волкова С. Н.

Как при гидравлическом моделировании учитывался выпавший дождь? Ответ Игнатчика B.C.

Динамика выпадения дождя использовалась в качестве исходных данных в виде изменения во времени его интенсивности в разных точках города. В качестве второго вида исходной информации использовались время и степень закрытия шибера. Вопрос Гвоздева В.А.

Зачем осуществляется заполнение второй нитки дюкера? Какие риски могут возникать при исключении использования второй нитки ПГКС в периоды выпадения обильных дождей. Ответ Житенева А.И.

Для ограничения максимального уровня в главном канализационном коллекторе, при котором создается подпор на канализационных сетях в районе улицы Парашютной. Это одна из критических точек в системе водоотведения.

2

Ответ Игнатчнка B.C.

Такое переключение позволило снизить уровень воды в ГККС от 3-х до 5-ти метров. Это следует из результатов гидравлического моделирования, которое я представлял в докладе.

Вопрос Игнатчика B.C.

Почему подача ГНС ССА не превысила 80 тыс. м3/ч?

Ответ Житенева А.И.

После перехода на технологию глубокого удаления азота и фосфора производительность ССА снизилась. Это та максимальная нагрузка, которую мы можем подать на очистные сооружения без нарушения технологических процессов очистки сточных вод. С целью поддержания равномерной нагрузки на сооружения мы вынуждены сглаживать пиковые расходы за счет использования аккумулирующей емкости тоннельных коллекторов.

Ответ Ерофеева В. В.

У нас оставалось в резерве еще 2 насосных агрегата, но мы не могли их дополнительно запустить в работу по этой причине.

3. ВЫСТУПЛЕНИЯ В ПРЕНИЯХ

Волков С.Н. - председатель рабочей группы.

Отметил важность достоверности показаний узлов измерений расходов и давлений воздуха в подводящих воздуховодах к производственному корпусу очистки воздуха и непосредственно перед входными фильтрами. Поставил задачу уточнить сроки освидетельствования приборов контроля и выполнения их технического обслуживания, а также определить места установки дополнительных приборов контроля, необходимых для повышения надежности эксплуатации тоннельных коллекторов и систем очистки воздуха.

Баркевич A.A. - начальник Службы заказчика тоннельных коллекторов Управления заказчика объектов водоснабжения и водоотведения дирекции по строительству.

Сообщил об имеющейся заиленности (50% сечения тоннеля) в районе сопряжения шахты 440/1 со второй ниткой ПГКС и о необходимости при выполнении гидравлического моделирования совместной работы ГККС и ПГКС учитывать данный факт, а также с 2021 учитывать поступление дополнительного объема стоков с Охтинского ТКК в ПГКС.

Игнатчик В. С. - технический директор ООО «АВиВ».

При моделировании степень заиленности тоннелей учитывалась, поскольку модель позволяет проводить анализ при любой форме поперечного сечения коллектора. Однако, в какой степени оно было достоверным сказать трудно, т.к. информация о фактических уровнях заиленности по всей длине дюкера точно неизвестна. Надо рассматривать это, как погрешность. Но тем не менее раскрыть картину происшедшего она позволила. Результаты динамического моделирования на данный момент - это единственная количественная оценка происшедшего, а все остальное - это только гипотезы, не подтвержденные расчетами.

Для предотвращения подобных ситуаций в будущем необходимо предусмотреть выполнение следующих мероприятий:

- повышение надежности системы очистки воздуха при поступлении на очистку сверхнормативного расхода воздуха путем дооборудования производственного корпуса очистки воздуха системой защиты от избыточного давления, которое может появиться не только при переключениях, но и в результате быстрого роста уровня воды в шахтах при ливневых дождях. Для этого необходимо сформулировать требования к защитному устройству, а его конструктивные параметры обосновать расчетом и/или испытаниями;

- повышение управляемости системы транспортировки стоков путем:

- восстановления или доработки системы контроля уровнями сточных вод и управления щитами ПГКС;

- разработки и внедрения алгоритма управления в зависимости от динамики выпадения дождей и измеряемых уровней.

Мазур Андрей Семенович - декан инженерно-технологического факультета СПб ГТИ (ТУ).

На основании визуального осмотра производственного корпуса очистки воздуха и его оборудования специалистами СПб ГТИ (ТУ) сделано заключение об отсутствии признаков процессов горения (дефлаграции) и взрыва на всех стадиях инцидента. Отсутствие этих процессов подтверждается характером разрушения оборудования и элементов здания, а также отсутствием следов горения (копоти).

Анализ причин и развития инцидента проводился на основе материалов, представленных ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». В ходе анализа основное внимание уделено трем документально отмеченным особенностям:

- остановка движения воздуха в систему его очистки;

- обратный поток воздуха из системы очистки воздуха в шахту;

- достижение значения давления 100 кг/см2, что не может быть объяснено ни статическими процессами, ни движением водных потоков в канализационном коллекторе.

Проведенный анализ этих особенностей позволил сделать следующие выводы:

- остановка движения воздуха обусловлена полным заполнением канализационного коллектора и подъемом сточных вод в шахту №415;

- периоды обратного движения воздуха соответствовали процессу снижения уровня воды в шахте, при этом для компенсации возникающего разрежения воздух начинал двигаться через фильтры из атмосферы и поступал в свободный объем шахтных сооружений.

Величина давления 100 кг/см2, по нашему мнению, в данных условиях могла быть вызвана только высокоскоростными ударными процессами, т.е. гидроударом. При этом события развивались следующим образом. В условиях сильных осадков мощные водяные разнонаправленные потоки, поступающие в коллектор, привели к «запиранию» в нем крупных воздушных включений (пузырей воздуха). При движении по коллектору эти включения, достигнув шахтных сооружений, поступали в них и за счет подъёмной силы, обусловленной различием плотностей с возрастающей скоростью двигались (поднимались) по воздуховодам в сторону системы очистки. При резком изменении направления движения в участках, соответствующих входу в здание цеха очистки воздуха, возникали гидроударные процессы. Резкий скачок давления обусловлен суммированием отраженной при ударе волны давления с давлением основного потока водо-воздушной смеси, движущейся по инерции. Это экстремальное по величине пиковое значение давления зафиксировано в материалах ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Оно привело к отрыву перемычки, установленной между двумя воздуховодами и, в данном случае, сыграло роль сбросного устройства, существенно снизив возможные разрушения.

Катунина Е.А. - и.о. начальника отдела тоннельных сооружений ГУП «Ленгипроинжпроект», Мезенцев А.Ф. - главный специалист отдела перспективного развития водоснабжения и водоотведения, Ромашова М.А. - ГИП по объекту ПГКС.

Анализируя сложившуюся обстановку, ГУП «ЛГИП» как генеральный проектировщик объекта, считает.

При поступлении на очистку загрязненного воздуха суммарной производительностью с 6 ниток более 120тыс м3/час, должен производиться выброс неочищенного воздуха в атмосферу по байпасной линии (согласно разработанного институтом Регламента эксплуатации объекта «Приложение №5 к тому III- Инструкция по эксплуатации «ПЛАЗКАТ-аэро 15/10/18» и «Приложение №2 к тому III - Технологический регламент управления производственным процессом работы корпуса очистки воздуха на узле шахт № 415 ПГКС»).

Также ГУП «ЛГИП» считает необходимым проверить:

-герметизацию монтажных швов в подающих воздуховодах (от шахт дюкера) и работу каплеуловителя;

- техническое состояние задвижек на ПЛАЗКАТ-аэро15/10/18» и на подводящих воздуховодах.

4

Работа по управлению технологическим процессом очистки загрязненного воздуха и передачи информации должна производиться в соответствии с выпущенной рабочей документацией (том 93.2.3 - Корпус очистки воздуха. Узел шахт №415. АСУТП СПб. 2014г.) субподрядчик -ООО «ТЕЛРОС».

Необходимо проанализировать систему автоматического включения байпаса при превышении расчетного поступающего расхода воздуха на очистку. При необходимости, откорректировать и внести в схему изменения времени автоматического открытия байпаса, для чего необходимо обратиться к специалистам - разработчикам ООО «ТЕЛРОС» и для проведения модернизации цеха очистки воздуха необходимо обратиться к специалистам - изготовителям «ПЛАЗКАТ -аэро 15/10/18» ООО «Электроэкология».

По работе сооружений в периоды высокой интенсивности выпадения дождей на территории бассейна водоотведения ССА ГУП «ЛГИП» сообщает:

- расчетная схема работы ПГКС и ГККС разрабатывалась с учетом интенсивности выпадения осадков при ливневом дожде раз в 3 года;

- при дальнейшем повышении пьезометрической линии, срабатывают узлы аварийного перелива и ливнеспуски, что позволяет сбрасывать сточные воды в р. Нева (без подтопления территории);

- при избыточном расходе поступающей воды на ПГКС, разработан отдельный регламент на эксплуатацию сооружений аварийного водоотведения в общегородской системе водоотведения (наличие рабочих узлов аварийного перелива и камер аварийного перелива).

Проектное решение единого центра координации системы водоотведения предусматривает следующее:

- оперативное взаимодействие управления бесперебойной транспортировкой и перекачкой сточной воды должно осуществляться между персоналом КНС-6, ГНС ССА и УРС - 422 посредством телефонной, транкинговой (радио) и компьютерной связи (том II - Регламент эксплуатации объекта);

- структурная схема КТС (комплекса технических средств системы управления ГККС и ПГКС) разработана институтом и приводится в томе II «Регламент эксплуатации объекта».

В составе проектной документации институтом разработаны и переданы в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»» материалы по установке датчиков заиливания и измерения уровня воды в узлах шахт ПГКС, разработанные субподрядчиком ООО «ТЛАД» по Заданию ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». В 2014г. вышеупомянутые датчики были установлены на объекте и введены в эксплуатацию.

По результатам анализа предоставленных данных ГУП «ЛГИП» считает недопустимым эксплуатацию производственного корпуса очистки воздуха и открытие затвора в шахте № 415 «Д», идущую в отступление с разработанным институтом «Регламентом эксплуатации ГККС и ПГКС».

Обращаем внимание, что разрабатываемые ГУП «Водоканалом Санкт-Петербурга»» в процессе эксплуатации частные регламенты на эксплуатацию, не должны противоречить основному «Регламенту эксплуатации объекта».

Поскольку наличие сильных ливней и проливных дождей было не единственным в ходе эксплуатации объекта, целесообразно рассмотреть и другие сопутствующие процессы, приведшие к непредвиденной ситуации на узле шахт № 415:

- работу дистанционной системы управления затворами шахт, находящуюся на территории площадки узла шахт 415 (отдельно стоящая маслостанция);

- необходимость разработки дополнительных предохранительных клапанов на подающих воздуховодах;

- наличие установленного при эксплуатации дополнительного оборудования (перемычки между воздуховодами и т.п.) не согласованного в установленном порядке.

- необходимость заключения договора на техническое обслуживание ПЛАЗКАТ-аэро 15/10/18 и замену катализаторов (в соответствии с Паспортом установки).

Одновременно ГУП «ЛГИП» напоминает о необходимости строительства воздуховодов к распределительным шахтам ПГКС и систем очистки воздуха для осуществления воздухосброса попутных подключений на шахтах дюкера (I и II нитки) ПГКС. Строительство воздуховодов и систем очистки воздуха возможно реализовать по отдельному контракту.

Для кардинального улучшения существующей ситуации водоотведения города в генеральных схемах Ленинграда - Санki- Петербурга, а также в утвержденной в 201 Зг «Схеме водоснабжения и водоотведения Санкт - Петербурга», неоднократно указывалось на необходимость строительства 2-й очереди ГНС ССА и 2-й нитки ГККС для перекачки сточных вод (от узла шахт 415 до Ольгино).

Баркевич A.A. - начальник Службы заказчика тоннельных коллекторов Управления заказчика объектов водоснабжения и водоотведения дирекции по строительству.

Дополнительно сообщил, что филиалу «Водоотведение Санкт-Петербурга» необходимо представить информацию по режиму работы оборудования производственного корпуса очистки воздуха узла шахт № 415:

Режим автоматического управления (основной).

Локальный (дистанционный групповой пуск/остановка технологических линий газоочистки, режим регенерации катализатора). Осуществляется оператором с АРМа.

Режим местного управления - с постов местного управления каждой единицей технологического оборудования.

Данная информация необходима для оценки при режиме больших расходов, т.к. если расход из тоннельного коллектора превышал максимальную производительность для всех работающих (исправных) линий, то затвор К04 открылся в течение 3-4 мин на величину, обеспечивающую 0,95 от максимальной производительности наиболее загруженной линии и затвор становится регулирующим.

Если был включен автоматический режим, тогда операция по открытию затвора К04 должна была произойти автоматически, если были включены локальный, либо ручной режимы, тогда данная операция должна была произойти в ручном режиме.

Филиалу «Водоотведение Санкт-Петербурга» необходимо определить в каком режиме работало оборудование производственного корпуса очистки воздуха узла шахт №415 в момент инцидента.

4. В ХОДЕ ДИСКУССИИ ОПРЕДЕЛИЛИ:

4.1. Режим работы ГККС и ПГКС 28.07.2020 в Правобережной части Санкт- Петербурга можно охарактеризовать, как нештатный, поскольку вся площадь водосбора была охвачена ливневыми дождями;

4.2. Действия персонала эксплуатационных подразделений филиала «Водоотведение Санкт-Петербурга» 28.07.2020 осуществлялись на основании утвержденного Регламента, действия Службы оперативного управления и подразделений территориальных комплексов водоотведения Юг и Север при выпадении обильных осадков в виде дождя (далее - Регламент). При этом:

- увеличена подача ГНС ССА до предельной величины (80 тыс. м3/ч), определяемой пропускной способностью очистных сооружений. Несмотря на это рост уровня воды в ГККС и ПГКС продолжался;

- подключена для заполнения вторая нитка дюкера ПГКС, что позволило снизить темпы роста уровня воды в ГККС и не допустить подтоплений территорий. Подключение происходило в условиях отсутствия данных о фактических уровнях сточных вод в ПГКС.

Необходимо отметить, что работы по Регламенту выполнялись при отсутствии информации о фактическом положении щитового затвора в шахте №415 «Д» и уровнях сточных вод в узле шахт №415. При этом сроки выполнения отдельных действий и согласованность этих действий между отдельными подразделениями филиала «Водоотведение Санкт-Петербурга» требует детального уточнения.

4 3 Примерно через 2 часа после открытия шибера для заполнения второй нитки дюкера

6

через шахты 415 на производственный корпус очистки воздуха произошел выброс воздуха с расходом, создавшим предельное сопротивление, приведшее к повреждению воздуховодов и отдельных элементов фасада здания производственного корпуса очистки воздуха.

4.4. В результате гидравлического динамического моделирования установлено, что наиболее вероятной причиной поступления большого расхода воздуха (примерно 40 тыс. м3/ч) является его инжектирование на начальном этапе заполнения второй нитки дюкера (отрицательный расход) с обратным его выбросом (положительный расход) в результате вытеснения водой с наклонного участка дюкера. Возможно дополнительное воздействие гидравлического удара. Однако расчетами это не подтверждено, а эксплуатируемый датчик давления его зафиксировать не мог, т.к. для этого необходим специальный датчик, производящий измерения не менее 1000 раз в одну секунду.

4.5. Причины того, что зафиксированный расход воздуха (около 40 тыс. м3/ч при расчетной максимальной производительности в 120 тыс. м3/ч) оказался критическим для системы газоочистки не установлены, т.к. генеральный проектировщик не сформулировал предельный расход в зависимости от количества работающих фильтров. При этом очевидно, что система защиты от превышения предельного давления не предусмотрена. Обводная линия эту функцию выполнять не может, т.к. время открытия затвора на порядок больше требуемого.

4.6. Все действия осуществлялись в условиях отсутствия:

- единого центра управления АСУТП по эксплуатации систем очистки воздуха, ПГКС, ГККС, КНС-6, ГНС ССА и УРС - 422;

- данных о фактических уровнях сточных вод в ПГКС;

- аварийных предохранительных клапанов (за исключением обводной линии) на подающих воздуховодах в производственный корпус очистки воздуха;

- технического освидетельствования датчиков расхода и давления воздуха;

- информации по режиму работы оборудования производственного корпуса очистки воздуха узла шахт 415 при максимальных расходах воздуха.

5. РЕШЕНИЕ РАБОЧЕЙ ГРУППЫ.

5.1. Откорректировать Регламент с учетом организации единого центра для осуществления координации выполнения регламентных работ по управлению системами очистки воздуха и обеспечению бесперебойной транспортировки сточных вод по ПГКС, ГККС всеми задействованными подразделениями.

5.2. Обеспечить восстановление работоспособности имеющихся датчиков уровня сточных вод и эаиленности в шахтах ПГКС в соответствии с проектными решениями.

5.3. В дополнение к имеющейся обводной линии воздуховодов, выполнить корректировку проекта установки аварийных предохранительных клапанов на подающих воздуховодах в производственный корпус очистки воздуха с целью защиты оборудования и строительных конструкций.

5.4. Восстановить систему дистанционного управления щитовыми затворами узла шахт №415 ПГКС с УРС - 422.

5.5. Предусмотреть в п.8 Регламента управление сооружениями по транспортировке сточных вод в трех режимах, с указанием всех имеющихся факторов (прогнозы, уровни сточных вод, время открытий и закрытий щитовых затворов, контроль положения щитовых затворов, минимальные, номинальные и максимальные расчетные режимы работы оборудования очистки воздуха и т.д.):

- сухой период;

- дождь;

- период выпадения ливневых осадков.

5.6. Предусмотреть устройство ревизий на подающих воздуховодах в производственный корпус очистки воздуха для проведение периодической телевизионной диагностики состояния трубопроводов и запорных устройств.

5.7. Выполнить освидетельствование приборов контроля расхода и давления воздуха.

8