Направление 2. Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса

_______________________________________________________________________________________

УДК 372

ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ СНЕЖНЫХ МАСС В ЗИМНИЙ ПЕРИОД В ОМСКЕ

А.П. Бархатова, студентка группы ЗОСб-18Д1;

О.В.Плешакова, кандидат технических наук, доцент

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)», Омск, Россия

Аннотация. Представлены данные о загрязнение снегав г. Омске, основные загрязняющие вещества и способы загрязнения. Рассмотрено применение «снежных» полигонов как способа утилизации снега в г. Омске. Проанализировано применение различных снегоплавильных установок, их преимущества и недостатки. Дана экономическая оценка способов утилизации снега и предложено оптимальное решение данной проблемы.

Ключевые слова: снег, «снежные» полигоны, стационарные снегоплавильные установки, снегосплавильные пункты (ССП), мобильные снегоплавильные установки (МСПУ).

DISPOSE OF SNOW MASSES IN THE WINTER IN THE OMSK

A. P. Barkhatova, student ZOSb-18D1;

O.V.Plehakova,Сand. Sc. (Technical), associate professor

Federal State Budget Educational Institution of Higher Education

«The Siberian State Automobile and Highway University», Omsk, Russia

Annotation.Data on the pollution of precipitation (snow) in cities, the main pollutants and methods of pollution are presented. The use of "snow" polygons as a method of snow utilization in the city of Omsk is considered. The use of various snow melting plants, their advantages and disadvantages are analyzed. An economic assessment of snow disposal methods is given and an optimal solution to this problem is proposed.

Keyword: snow,"snow" polygons, stationary snow melting plants, snow melting point( SMP), mobile snow melting plants (MSMP).

Введение

Решение проблемы утилизации снежных массв зимний период является актуальным для регионов Российской федерации, в особенности для регионов Сибири. Наледи или снежные наносы на дорогах, заваленные снегом пешеходные зоны и крыши домов представляют дискомфорт и в крайних случаях опасность для жителей населенных пунктов страны в зимний и весенний периоды, когда данные осадки начинают утилизироваться естественным путем [1]. Поэтому уборка и вывоз снега является одним из вопросов жизни любого города.Но, к сожалению, зачастую данные мероприятия выполняются несвоевременно, что приводит к затруднениям для пешеходов и для автомобильного транспорта. Вследствие этого во-время и после снегопадов движение в городах замедляется, а то и вовсе останавливается в огромных пробках.

Круговорот воды в природе осуществляется за счет её испарения и осаждения в виде атмосферных осадков (снега, дождя, града). Снег очищает атмосферу от механических и химических загрязнений. После снегопада над городами пропадает смог, в состав которого входят кислотные пары, выхлопные газы, аэрозоли и радионуклиды в различных формах [2]. Весной снег тает и загрязняющие вещества поступают в землю.

Существенными являются загрязнения отпротивогололедных смесей. Химические способы противогололедной реагентной обработки автомагистралей предусматривают использование в качестве противогололедного материала химических веществ, обладающих способностью плавить лед в широком диапазоне отрицательных температур. По физико-химическим свойствам и техникоэкономическим показателям наиболее пригодными для борьбы с гололедными явлениями в зимний период являются соли хлористого натрия, калия, кальция и магния, относящихся к классу хлоридов.

Снег, лежащий на улицах в сугробах и поступающий на утилизацию сильно загрязнен нефтепродуктами, твердыми коммунальными отходами, в которые входят упаковочные материалы, пищевые отходы, волокнистые материалы, изделия из резины (износ шин), продукты разрушения дорожных покрытий[3].

443

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

_______________________________________________________________________________________

Вывоз снега и его последующая утилизация

Средняя продолжительность снежного покрова в нашей местности составляет более шести месяцев. Он появляется преимущественно в начале октября, а начинает разрушаться в середине марта и в среднем за зимний период выпадает 400 мм[5]. снегаДля того чтобы определить уровень загрязнения снежного покрова на территории г. Омска, был проведен качественный органолептический (прозрачность,запах,кислотность,взвешенные частицы) и химический (органические вещества,ионы Fе,Cu,Cl,сульфатов) анализ талого снега в пяти округах города (Октябрьском, Кировском, Советском, Центральном, Ленинском).Результаты анализа приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 – Органолептический состав снега г. Омска

На основании полученных данных можно сделать вывод, что снег города загрязнен в большей степени взвешенными частицами. Так как основными источниками загрязнения атмосферного воздуха, а в дальнейшем и снега, являются тепловые электростанции и автотранспорт, то во взвешенные частицы входятне только пылеватые частицы природного происхождения (песок, глина, грунт и т.д.), нои сажа. Для определения процентного содержания сажи в каждом округе взяли по четыре пробы снега, отбор проб производилсясогласно РД 52.04.186 в середине февраля.Результаты измерений и анализа занесены в таблицу 3[4].

444

Направление 2. Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса

_______________________________________________________________________________________

Таблица 3–Cодержание твердых частиц в снеге

Результаты измерений и анализа снега выявили большое количество сажи в пробах.

При сильном снеготаянии в связи с отсутствием в некоторых районах г. Омска ливневой канализации возрастает нагрузка на канализационные сети ОАО «ОмскВодоканал». Это может привести к обрушению коллекторов и выходу стоков на поверхность с последующим затоплением территории.

Согласно классификации ГОСТа, снег относится к группе отходов четвертого класса опасности. Поэтому хранить такой снег необходимо на специальных полигонах.

Для очистки города от снежных наносов коммунальные службы города Омска проводят следующий комплекс мероприятий: заключают договора на вывоз снега, расчищают городские территории, осуществляют транспортировку снежных масс на специальные полигоны. В ходе уборки снежных масс с автомагистралей и близлежащих территорий службы города сталкиваются с необходимостью вывоза значительных объемов загрязненного снега. При решении этой проблемы необходимо учитывать целый ряд факторов. Основным экономическим фактором является стоимость перевозки снега. Стоимость перевозки снега до полигонов за каждые 10 километров сравнима с затратами на топливо, требующегося для плавления такого же количества снега.

Экологическим фактором является предотвращение воздействия загрязняющих веществ,содержащихся в снежных массах на окружающую среду[5].

В настоящее время в городе Омске осуществляется единственный способ утилизации снежных масс это«снежные» полигоны. «Снежные» полигоны являются сложными гидротехническими сооружениями и должныудовлетворять соответствующим нормативным документам(СНиП 2.06.01-86, СНиП 2.02.02-85, СНиП 2.06.08-87). Полигон должен быть гидроизолирован, попаданиеталых вод в почву не допускается. В связи с загрязненностью талых вод р ядом с полигонами должны находиться очистные сооружения с технологией двухступенчатой фильтрации, а степень очистки талой воды определяться условиями приема воды в системы водоотделения – водосточную или канализационную.

Вывоз снега производится контейнером или при помощисамосвальной техники. Поскольку цена на вывоз снега формируется, учитывая расходы на еготранспортировку, а полигонынаходятся в загородной зоне, то с цельюминимизации транспортировочных затрат рационально использовать максимально объемныеконтейнеры и самосвалы[6]. В Омске на данный момент функционируют пять «снежных» свалок, которые находятся в загородной зоне(рисунок 1).

445

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

_______________________________________________________________________________________

Рисунок 1 – Карта «Снежных» свалок города Омска.

Площади данных гидротехнических сооружений хватает для вывоза снега в зимний период в г. Омске, но, к сожалению, данные объекты не оборудованы очистными сооружениями и системами водоотведения(рисунки 2,3).

Рисунок 2 – «Снежная» свалка Центрального округа города Омска.

446

Направление 2. Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса

_______________________________________________________________________________________

Рисунок 3 – «Снежная» свалка Октябрьского округа города Омска.

Исходя из этого, следует сделать вывод, что городские службы нуждаются в более экологичных и экономичных способах утилизации снежных масс в городе в зимний период.

Способы утилизации снежной массы

В настоящее время существует четыре базовых типа снегоплавильных установок:

1.Транспортабельный: тип установок, изначально предназначенный для переработки снежных масс на точках сбора, то есть транспортировочный снегоплавильный комплекс, не имеющий точки

постоянного базирования и легко перевозящийся с места на место в контейнерах типа мультилифт. Данный тип установок плавит около 90 м3/час. Именно такие установки распространены в качестве аппаратов для очистки снега по всему миру. Среднее время работы такой установки без подзаправки около восьми часов.

2.Стационарный: тип установок, предназначенный в основном для обслуживания определенных

мест, т.е это аппарат для постоянного обеспечения чистоты на конкретных точках. Установка такого типа в среднем плавит снежную массу объемом до 300 м3/час.

3.Малогабаритный: такие установки являются транспортабельными и используются преимущественно в случаях ручной загрузки снега, без специальных машин. Установки такого типа также помещаются на крыши зданий и подключаются к местной канализационной системе.

4.Мобильный (или самоходный) — такие установки перемещаются при помощи особых шасси, могут также использоваться населением в качестве бытовых.

Технология снегоплавильных установок предполагает различную компоновку внутренней конфигурации установки.В компоновку чаще всего входит:

•фильтровальный отсек, состоящий из дробилки и сепаратора;

•плавильная камера;

•двигатель;

•дренажные трубы.

Плавильные камеры данных установок должны обладать гидравлическим и термическимпотенциалом, способным быстро утилизировать значительный объем снежной массы.Снегосплавные камеры можно подразделить на:

1)Камеры со свободным таянием снега и снежно-ледяных образований в водном потоке;

2)Снегосплавные камеры с использованием оборотной воды;

3)Снегосплавные камеры с подачей снежно-ледяных образований через молотковую дробилку;

4)Снегосплавные пункты работающие на газе или дизельном топливе с погружными горелками в камерах для таяния снега.

Рассмотрев и проанализировавтипы снегоплавильных установоквыявлен ряд недостатков и преимуществ.

447

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

_______________________________________________________________________________________

Стационарные снегоплавильные установки или снегосплавный пункт (ССП) – это комплекс инженерных сооружений, расположенный наканализационных или водосточных сетях, имеющий приёмную камеру (камеры), энергетическоеи насосное оборудование, систему трубопроводов и затворов, обеспечивающих круглосуточныйприем и плавление снега с отведением талых вод в снегоплавильные пункты на топливе. ССПв зависимости от принудительного способа таяния снега делятся на: однокоридорные ССП на коллекторах канализации; ССП на сбросных водах ТЭЦ; ССП на топливе.Широкое применение для плавления снега получили стационарные ССП на топливе.Достоинство способа – невысокие затраты и наименьшее загрязнение водных объектов вчерте города. Недостаток сооружений – «парение» теплых канализационных вод в открытыхкамерах и периодическое создание санитарно-опасной обстановки на площадке при разгрузке-выгрузке осадка камеры, а также возможность проявление негативного влияния неочищенныхталых вод на элементы канализационной сети. Применение других видов ССП оправдано лишьв случаях, когда по конкретным местным условиям затруднена организация ССП наканализационных коллекторах: отсутствуют сети с требуемыми параметрами; отсутствуютсвободные площади для размещения камер и удобные подъезды транспорта. Также данный способ утилизации снежной массы не решает проблемы связанной с перевозкой снежных масс к данным пунктам.

Мобильные снегоплавильные установки (МСПУ) – один из наиболее перспективныхспособов утилизации снега. Для работы МСПУ нужна площадка, где есть выход вканализационную систему, а также достаточно места для разгрузки снега прибывающимисамосвалами, т.к. они самостоятельно не смогут перегружать снег в снеготаялки. Это будетделать фронтальный погрузчик. Разработаны технологии уборки снега с одновременнымплавлением. Для этого используют передвижные и самоходные установки мобильныеснеготаялки, использующие дизельное топливо для плавления снега.Преимуществом МСПУ являются: относительно невысокая стоимость утилизации снега;сезонность размещения; сохранение дорогих городских земель для использования;возможность работы независимо от времени суток и погодных условий; упрощение выбораместа расположения машины для работы; повышение производительности и безопасностипроводимых работ; снижение техногенной нагрузки на окружающую среду в ночное время;сокращение количества мест с ограниченными условиями скоростногорежима движения транспорта. Также при добавлении к данным установкам резервуара для талой воды, данная технология станет независимой от наличия канализационной системы при плавлении снежной массы. Из недостатков можно отметить возникновение дополнительных дорожных помех инеобходимость использования топлива, что компенсируется снижением плеча перевозки.

Втаблице 4 и 5 приведенытехнико-экономические показатели рассмотренных выше установок и стоимость утилизации 1м3 снега с учетом стоимости перевозки[7, 8, 9].

Таблица 4 –Экономические показатели установок

448

Направление 2. Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса

_______________________________________________________________________________________

На основании анализа снегоплавильных установок для г. Омска Установлено, что более рациональным является применение мобильных снегоплавильных установок, таких как «ТОТЕМ» СПУ-10, с использованием дополнительных резервуаров для талой воды.

Заключение

Снегоплавильное оборудование очень востребовано во многих крупных городах России в зимнийпериод с большим объемом снега и высокой интенсивностью жизни города.В Москве для утилизации снега задействовано уже более 200 снегоплавильных машин. Мобильные снеготаялки применяют в Санкт-Петербурге, Казани, Самаре, Челябинске, Новосибирске.Применение такого оборудованиягарантирует оперативность при утилизации снега(скорость очищения и разгребания снежных куч, по сравнению с обычными методамивывоза снега, увеличивается в 2-3 раза).Также снегоплавильные установки являются более экономичными и экологичными технологиями утилизации снега по сравнению со «снежными» полигонами.

В городе Омске более рациональным является применение мобильных снегоплавильных установок, таких как «ТОТЕМ» СПУ-10, с использованием дополнительных резервуаров для талой воды.

Библиографический список

1.Комплексный справочник. Особо опасные гидрометеорологические явления / Сахалинская область. – ЮжноСахалинск: СахУГМС, 1973.– 174 с.

2.Водный кодекс Российской Федерации. Новая редакция. – М.: Юрайт-Издат, 2006.– 47 с.

3.Лобкина, В. А. Экологические аспекты размещения снежных полигонов на урбанизированной территории (г. Южно-Сахалинск) / В.А.Лобкина, Ю.В. Генсиоровский// Сб. трудов IIIМеждунар. экол. конгр. «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов». –Т. 6.– Тольятти; Самара, 2011. – С. 253-257.

4.Шаповалова, Е. В. Интегральная оценка загрязнения городской среды Омска по состоянию снежного покрова / Е.В.Шаповалова, О. В. Плешакова // Материалы YII Всероссийской научно-технической конференции ФГБОУ ВПО СибАДИ «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования». – Книга 1. – Омск: CибАДИ, 2012.– С. 196-201.

5.Шамсутдинов, Р.Г. Необходимость применения снегоплавильных станций с целью улучшения экологической обстановки г. Омска / Р.Г.Шамсутдинов, И.А. Троценко //Экологические проблемы региона и пути их решения: материалы Национальной научно-практической конференции с международным участием,

6.Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов от 10 июня 1996 г. № 01-8/17-11. – М., 1996.– 16 с.

7.Снегоплавильные пункты ОСА-80 – характеристики: [сайт]. – URL: http://металлист-оса.рф/osa80.html

8.Снегоплавильная установка СПУ-150: [сайт]. –URL: http://www.vtk-prom.ru/catalog/snegoplavilnye-ustanovki/spu-150/

9.Снегоплавильная установка СПУ-10: [сайт]. – URL: http://www.vtk-prom.ru/catalog/snegoplavilnye-ustanovki/spu-10/

449