.
Категории сайта

Сточные системы морских судов

Снабжение морских судов пресной питьевой и мытьевой водой является сложной технической задачей. Из всех имеющихся на земном шаре запасов воды около 94 % составляет соленая и лишь 6 % – пресная вода.

Прием пресной вода на всю автономность плавания приводит к значительному уменьшению полезной грузоподъемности судов и, кроме того, требует дополнительной саниристарной обработки воды при длительных сроках ее хранения.

Получение пресной воды путем опреснения забортной также имеет свои трудности.

Основные понятия

Назначение, классификация и состав сточных систем

Группа сточных систем предназначена для сбора и удаления с судна сточных, хозяйственно-бытовых вод, а также воде, попавшей на открытые палубы при волнении на море, от атмосферных осадков и т. п.

В состав этой группы входят:

  • Санитарные системы буксирных судовсточная система, предназначенная для сбора, обработки и удаления с судна сточных вод из туалетов, Медицинских помещений и помещений для перевозки животных;
  • система хозяйственно-бытовых вод, задачей которой является сбор и удаление с судна хозяйственно-бытовых вод из умывальных, бань, прачечных, камбузов и других подобных помещений;
  • шпигаты открытых палуб, отводящих за борт воду, попавшую на эти палубы при волнении на море, от атмосферных осадков, при тушении пожаров, мытье палуб и т. д.

Сточные системы по устройству могут подразделяться на следующие:

  • системы со сбором сточных вод, предназначенные для сбора и накопления сточных вод в сборных цистернах с последующей передачей этих вод на берег или в плавучий сборщик;
  • системы с обработкой сточных вод на судне, предназначенные для сбора и обработки сточных вод в специальных установках с последующим сбросом стоков за борт, а также сбора шлама с последующим его уничтожением или передачей на берег;
  • системы с рециркуляцией смывкой жидкости, предназначенные для сбора, обработки и повторного использования смывной жидкости.

Разновидностью систем со сбором сточных вод является вакуумная система, в которой транспортировка стоков осуществляется за счет создания в системе разряжения (0,5 атм). Использование этого способа транспортировки стоков позволяет резко сократить количество промывочной жидкости. Применяются и комбинированные системы.

Например, на некоторых судах в состав сточных систем входят и установка для обработки стоков, и сборная цистерна.

Сточные системы в зависимости от устройства состоят из цистерн сбора и накопления стоков, насосов и эжекторов, трубопроводов, контрольно-измерительных приборов. Кроме того, в системах используются установки для обработки стоков, цистерны сбора шлама.

Состав, количество и загрязненность сточных вод

Сточные, хозяйственно-бытовые воды, а также мусор образуются при эксплуатации судов как результат жизнедеятельности людей и являются одним из источников загрязнения окружающей среды с судов.

Под сточными водами понимаются стоки из всех типов туалетов, писсуаров, унитазов; стоки из медицинских помеценяй (амбулатории, лазареты и т. д.); стоки из помещений, в которых перевозятся животные, а така прочие сточные воды, если они смешаны с перечисленными выше стоками.

Под хозяйственно-бытовыми водами понимаются стоки из камбузов, буфетов, бань, душевых, прачечных, умывальников и т. д. Считается, что эти воды в эпидемиологическом отношении менее опасны, чем сточные воды.

Мусор – это все виды пищевых, бытовых и эксплуатационных отходов, которые образуются в процессе нормальной эксцлуатации судна (твердая фаза) и подлежат удалению с него.

Судовые системы бытового водоснабженияЭффективность очистки сточных вод оценивается следующими показателями:

  • болезнетворность;
  • биохимическая потребность кислорода;
  • содержание взвешенных веществ;
  • содержание остаточного свободного хлора.

Болезнетворность — показатель, который говорит о наличии в сточной воде болезнетворных микробов и бактерий. Болезнетворность сточных вод оценивается количеством коли-бактерий (колииндексом), присутствующих в единице объема вода. Коли-бактерии — общий термин, применяемый для групп бактерий, в состав которых входят штаммы, как правило, фекального происхождения. Большая часть этих штаммов безвредна для человека, но они могут указывать на наличие вредных патогенов, причем количество болезнетворных бактерий связано определенной зависимостью с общим количеством колибактерий. Колииндекс определяется с помощью специальной пробы.

Биохимическая потребность кислорода (БПК) характеризует способность стоков поглощать из вода кислород. ВПК оценивается количеством кислорода, необходимым бактериям для стабилизации органических веществ в пробе сточных вод при аэробных условиях в течение заданного времени при определенной температуре.

Содержание взвешенных веществ — характеризует наличие в сточной воде не растворившихся, находящихся во взвешенном состоянии или плавающих на поверхности частиц органических веществ, огромного количества бактерий, бумажных волокон и т. д. Концентрация взвещашенных веществ определяется их количеством в единице объема воды, фильтрацией пробы сточных вод и последующим взвешиванием остатков.

Содержание остаточного свободного хлора характеризует наличие в удаляемой за борт воде свободного хлора, оставшегося после обезараживания сточных вод.

Физико-химический состав загрязнений сточной и хозяйственно-бытовой воды довольно сложен. Он включает в себя минеральные, органические и биологические загрязнения, находящиеся в стоках в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях.

Минеральные загрязнения состоят в основном из солей, кислот, щелочей, растворенных газов, нерастворимых частиц.

Органические загрязнения состоят из веществ растительного и животного происхождения. К ним можно отнести остатки растений, плодов, бумаги, остатки мышечных тканей людей и животных и т. д. Разложение органических веществ приводит к истощению запасов растворенного в воде кислорода и возникновению неприятного запаха, связанного с развитием водорослей и микроорганизмов. Последние могут существовать без кислорода и выделять метан и другие вредные вещества.

Биологические загрязнения состоят из различных микроорганизмов, дрожжевых и плесневых грибков, бактерий и вирусов, в том числе болезнетворных.

Кроме того, в сточных водах могут содержаться взвешенные твердые частицы, Загрязнение океановнефтепродукты, стойкие вещества (синтетические моющие средства и т. д.).

Примерное содержание загрязнений в сточных и хозяйственно-бытовых водах приведено в табл. 1.

Таблица 1. Физико-химический состав загрязнений в сточных и хозяйственно бытовых водах
Наименование загрязнений, мг/лСодержание загрязнений
в сточных водахв хозяйственно-бытовых водах
Минеральные вещества600-700100-400
Органические вещества800-1 400
Биологические вещества108-1014103-106

Основные технические требования к сточным системам, их характеристикам установлены специальными документами, основными из которых являются Международная конвенция МАРПОЛ 73/78, Правила Регистра по предотвращению загрязнения с судов, Санитарные правила для морских судов, руководящие документы на правила и нормы проектирования сточных систем.

В соответствии с требованиями МАРПОЛ 73/78 сброс в море необработанных сточных вод запрещается.

Исключение составляют следующие случаи.

  1. Судно сбрасывает измельченные и обеззараженные сточные воды на расстоянии более 4 морских миль от ближайшего берега, используя устройство, одобренное Регистром. Или сбрасывает не измельченные и не обеззараженные сточные воды на расстоянии более 12 морских миль от ближайшего берега, причем в обоих случаях накопленные в сборных танках сточные воды сбрасываются с судна постепенно при скорости судна не менее 4 уз;
  2. На судне действует установка для обработки сточных вод, которая имеет свидетельство Регистра о соответствии ее эксплуатационно требованиям. Результаты испытаний этой установки заносятся в выданное судну Международное свидетельство. Сброс сточных вод не должен приводить к появлению плавающих твердых частиц и вызывать изменения цвета окружающей вода.

Если Судовые системы и трубопроводысточные воды смешаны с отходами или с другими использованном водами, сброс которых запрещен или ограничен, то применяются более строгие требования.

Требования Конвенции распространяются на суда, валовой вместимостью более 200 рег. т, а также на суда валовой вместимостью менее 200 рег. т или суда с неустановленной валовой вместимостью, на которых разрешается перевозка более 10 чел.

Необходимо обратить внимание на то, что требования МАРПОЛ 73/78 не распространяются на хозяйственно-бытовые воды. Эти воды в эпидемиологическом отношении менее опасны, чем сточные, однако, учитывая их отрицательное влияние на морскую флору и фауну, можно считать актуальным решение проблемы обеззараживания хозяйственно-бытовых вод.

Количество сточных и хозяйственно-бытовых вод на судах зависит от многих факторов: численности экипажа и пассажиров состояния санитарно-технического оборудования, района плавания, наличия на судне круглогодичной системы кондиционирования воздуха и т. д. При плавании в южных широтах количество сточных вод увеличивается на 15-20 %, в высоких — уменьшается на 5-10 %. По данным финских специалистов концерна “Вяртсиля“, на пассажирском судне, имеющем на борту 2 200 чел, количество сточных и хозяйственно-бытовых вод может достигать 600 м³ в сутки.

На судне, имеющем экипаж и обслуживающий персонал численностью 100 чел, в сутки скапливается 5 440 л сточных вод. В соответствии с нормативными документами расчетное количество сточных вод, образующихся на судах, составляет 50 л/чел в сутки, а смеси сточных и хозяйственно-бытовых вод – 200-250 л/чел в сутки.

Режим поступления стоков на судах неравномерен во времени и имеет в течение суток несколько пиков. Эти пики приходятся на время смены вахт, прием пищи и т. д. При стоянке в порту поступление сточных вод в 2-3 раза меньше, чем в рейсе.

Судовые сточные и хозяйственно-бытовые воды по своему составу существенно отличаются от береговых коммунальных стоков. Концентрация загрязнений в судовых сточных водах в 2-3 раза выше, чем в коммунальных стоках (табл. 2). Солевой состав судовых стоков зависит от минерализации промывочной воды. На судах, где для промывки используется Судовые системы бытового водоснабжениязабортная вода, содержание минеральных солей в стоках зависит от района плавания и изменяется в пределах от 0,6 до 35 г/л, а для смеси сточных и хозяйственно-бытовых вод – от 0,2 до 20 г/л. При использовании на судах пресной воды минерализация сточных и хозяйственно-бытовых вод значительно ниже и изменяется от 0,2 до 2,0 г/л.

Таблица 2. Загрязненность судовых и коммунальных сточных вод
Тип сточной системы суднаКонтролируемый показательРазмерностьСудовые сточные водыКоммунальные сточные воды
ГравитационнаяКолииндексшт/л1014-10161010-1014
Взвешенные веществамг/л500-1 000200-400
Биохимическая потребность кислорода за 5 сутмг O2/л500-800200-400

В соответствии с Международной конвенцией МАРПОЛ 73/78 обработке должны подвергаться только сточные воды. В мире действуют нормы, согласно которым очистке и обеззараживанию должны подвергаться как сточные, так и хозяйственно-бытовые воды.

На морских судах качество обработанных сточных вод должно соответствовать следующим нормам (10):

  • колиинекс — не более 2 500 шт/л;
  • взвешенные вещества — не более 100 мг/л сверх содержащихся в промывочной воде;
  • биохимическая потребность кислорода за 5 суток (ПБК5) — не более 50 мг/л;
  • остаточный активный хлор — не более 5 мг/л.

Основное оборудование сточных систем

Установки для обработки сточных и хозяйственно-бытовых вод

В сточных системах с обработкой стоков сточные воды подвергаются предварительной обработке, затем из них извлекаются нерастворимые примеси, осветленная сточная жидкость обеззараживается и сбрасывается за борт или поступает в санузлы. Извлеченные примеси либо сжигаются в установке для обработки твердых отходов, либо поступают в накопительную емкость и затем передаются в береговые очистные сооружения, либо сбрасываются в разрешенных районах. В общем виде технологическая схема обработки судовых сточных вод показана на рис. 1.

Схема обработки судовой воды
Рис. 1 Технологическая схема обработки судовых сточных и хозяйственно-бытовых вод.
1 – поступление стоков; 2 – сброс за борт или на рециркуляцию; 3 – сжигание остатков; 4 – сброс за борт остатков или сдача на берег

Судовые и специальные устройства плавучей буровой установкиСудовые установки для обработки стоков должны удовлетворять следующим требованиям:

  1. обеспечивать обработку стоков с постоянным качеством очищенной воды независимо от интенсивности поступления сточных вод и концентрации в них загрязнений, в том числе крупно-фракционных;
  2. на качество очистки не должна влиять переменная соленость и температура сточных вод;
  3. возможность отключения не длительный период;
  4. включаться в работу за минимально возможное время;
  5. надежно работать в условиях качки крена до 15°, вибрации;
  6. иметь минимально возможные массу и габариты;
  7. быть автоматизированными.

Применяемые в настоящее время на судах установки для обработки стоков могут быть разделены на две группы:

  • установки, действие которых основано на биологическом (биохимическом) принципе;
  • установки с физико-химическим (электрохимическим) принципом действия.

Установки для обработки сточных вод и обслуживающие их насосы устанавливаются в газонепроницаемых выгородках, имеющих вытяжную вентиляцию, обеспечивающую 15-кратный обмен воздуха в час. Должна предусматриваться возможность осушения этих выгородок насосндаи средствами сточных систем. Подключение установок в систему сточных вод необходимо выполнять так, чтобы имелась возможность отвода стоков непосредственно за борт, минуя установки.

Установки с биологическим (биохимическим) принципом действия

Биологический метод очистки основан на создании и поддержании оптимальных условий существования бактерий, перерабатывающих содержащиеся в сточных водах вредные вещества в продукты безвредные для окружающей среда — двуокись углерода и воду с неорганическими примесями. Для этой цели используются аэробные бактерии, потребляющие кислород из аэрированной вода.

Процесс включает в себя измельчение отходов, аэрирование жидкости, ее отстаивание от активного ила, химическое обеззараживание (хлорирование). Обеззараживанию подвергаются также хозяйственно-бытовые воды, которые не проходят очистку. Смесь сточных и хозяйственно-бытовых вод после обеззараживания сбрасывается за борт. Активный или содержащий бактерии, собирается и возвращается в аэрационную цистерну.

Технологическая схема обработки стоков в установке биологического действия приведена на рис. 2.

Биологическая обработка воды
Рис. 2 Технологическая схема биологической обработки судовых сточных и хозяйственно-бытовых вод.
1 – поступление сточных вод; 2 – подача обеззараживающего агента; 3 – поступление хозяйственно-бытовых вод; 4 – сброс за борт

Преимуществами установок, основанных на биологическом принципе, являются следующие:

  • простота конструкции и обслуживания;
  • малый расход химических реагентов.

Недостатки этих установок:

  • чувствительность к солености воды;
  • потребность в сравнительно длительном времени на ввод установки в действие после значительных перерывов в работе;
  • чувствительность к наличию в сточных водах поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Такие установки находят наибольшее распространение на пассажирских судах, для которых важно полностью исключить необходимость в сдаче сточных вод на берег, что связано со значительными затратами времени и средств.

Предлагается к прочтению: Эксплуатация плавучей буровой установки

Примером установки, основанной на биохимическом метода очистки, могут служить установки типа “ЛК” производства польского предприятия “Варма“. Принципиальная схема установки приведена на рис. 3.

Установка для очистки сточных
Рис. 3 Принципиальная схема судовой установки для очистки сточных и хозяйственно-бытовых вод типа “ЛК” с биологическим принципом действия:
I – предварительная камера; II – камера аэрирования; III – камера осаждения; IV – камера обеззараживания.
1 – вход сточных вод; 2 – решетка; 3 – цистерна гипохлорита натрия; 4 – дезаратор; 5 – вход хозяйственно-бытовых вод; 6 – верхний датчик уровня; 7 – нижний датчик уровня; 8 – откачивающий насос; 9 – слив очищенной воды за борт; 10 – воздуходувка; 11 – перфорированная трубка; 12 – циркуляционный насос; 13 – щит управления

Установка состоит из последовательно расположенных четырех камер, облицованных внутри эпоксидным покрытием. В предварительной камере 1 на входе сточных вод установлена решетка 2, при помощи которой задерживаются крупные частицы. Непрерывная промывка решетки осуществляется циркуляционным насосом 12 путем подачи воды через специальные сопла. Периодическое удаление оставшихся на решетке частиц производится вручную через люк. В камере аэрирования II расположены перфорированные трубы 11, с помощью которых обеспечивается непрерывное направленное движение обрабатываемой вода и необходимая степень аэрации. Воздух на аэрацию подается специальными воздуходувками 10. Нижняя часть камеры осаждения III выполнена в форме воронки. В дне камеры имеется засасывающая воронка рециркуляционного трубопровода, по которому оседающий активный ил может возвращаться в камеру аэрирования. В камере III предусмотрен специальный поплавок, с помощью которого мелкие плавающие на поверхности частицы собираются и возвращаются в камеру аэрирования. Пройдя последовательно через упомянутые три камеры, очищенные сточные воды попадают в камеру обеззараживания IV, куда также поступают хозяйственно-бытовые воды.

Биосфера океанов и развитие промышленной марикультурыОбеззараживание сточных вод производится концентрированным раствором гипохлорида натрия, поступающим в камеру IV из специальной цистерны через дозатор. В этой камере установлены датчики уровни 6 и 7, которые управляют насосом 8, откачивающим очщенкне и обеззараженные сточные воды.

В настоящее время разработаны установки трех типоразмеров: ЛК-30, ЛК-50, ЛК-100 для судов с количеством экипажа и пассажиров соответственно 30 , 50 и 100 чел.

Основные технические характеристики наиболее известных установок биохимического принципа действия приведены в табл. 3.

Таблица 3. Основные технические характеристики наиболее известных установок биохимического принципа действия
Тип установки, странаМодельПропускная способность, м3/сутГабариты, ммМасса, кгПотребляемая мощность, кВтУдельная металлоемкость, кг/м3/сут
ДлинаШиринаВысота
ЛК (ПНР)LK-302,01 8001 8002 0202 0505,01 025
LK-503,33 0001 7202 3302 7205,0992
LK-1006,59 7002 6302 2505 2005,0800
Супер Трайдент
(Великобритания)
T2 S/L1,61 2501 1502 0001 4253,0890
T4 S/L3,011 4001 6002 2251 9504,2648
T6 S/L4,551 6001 7002 7002 1404,2470
T8 S/L6,01 8001 7003 0002 9854,5498
Супер Трайдент
(Япония)
ST-21,42 1841 5811 3501 6002,71 143
ST-42,82 4061 6011 8002 0502,85732
ST-64,22 8841 7601 9002 4003,8571
ST-85,63 1841 9602 0002 7503,8491
ST107,03 5842 1602 0003 0504,5436
ST1510,53 8842 6602 3004 4006,0419
ST-2014,04 8042 6602 3005 0006,0357
Унекс-Био
(Финляндия)
201,62 0001 8001 9505 4003,23 380
403,22 4502 1002 3006 9004,02 190
604,82 4502 4002 50010 3004,52 180
806,43 0002 4002 50014 0005,02 170
Био-Компакт
(ФРГ)
KSA-S101,751 7201 5401 4501 1005,1628
KSA-S152,621 6801 5151 7301 2005,9475
KSA-S203,51 9901 6451 7601 4206,5406
KSA-S254,372 2701 8451 7601 6706,9382
KSA-S355,02 2702 0852 0802 1008,8420
KSA-S508,752 2702 6902 0802 72511,9311
KSA-S7513,123 2802 7602 1103 45018,5263
KSA-S10017,53 8802 7002 2904 10024,3234
KSA-S12521,83 9802 9902 2904 62528,4211
KSA-S15026,24 0703 3902 2905 10033,9194
Фаст
(США)
500,571 7509901 8301 1002,51 930
1201,42 1101 1401 9601 5002,51 071
1802,02 2601 3002 1301 6002,5800
2502,82 8701 6002 1302 0003,0714
4004,53 0201 8302 1802 5003,5556
5005,713 0201 8502 9002 7003,5473
6006,83 4802 1302 3402 9004,5423
8009,13 8102 3402 6203 0004,5330
1 00011,04 1102 6602 6903 3006,0300

Установки с физико-химическим принципом действия.

Эти установки, как правило, очищают и обеззараживают как сточные, так и хозяйственно-бытовые воды, образующиеся на судах. Для эгой цели используются химическая обработка, реагентная коагуляция, осаждение взвеаенных и скоагулированных загрязнений, флотация, фильтрование, окисление загрязнений и др. Установки физико-химической обработки имеют более сложные технологические схемы и конструкцию по сравнению с установками биологической очистки. Однако скорость процессов обработки стоков в них в 10-20 раз выше, что обусловливает меньшие габариты и массу. Загрязнение океановТехнологическая схема обработки судовых сточных и хозяйственно-бытовых вод о использованием физико-химических методов приведена на рис. 4.

Обработка судовых сточных вод
Рис. 4 Технологическая схема физико-химической обработки судовых сточных и хозяйственно-бытовых вод.
1 – поступление сточных и хозяйственно-бытовых вод; 2 – подача раствора коагулянта; 3 – подача обеззараживающего агента; 4 – сброс за борт или на рециркуляцию

К достоинствам этих установок можно отнести высокую производительность, быстрое включение в работу, небокьаие габариты и массу, малую зависимость от солености и температуры стоков, возможность автоматизации. Недостатками установок являетси более низкое, чем в биологических установках, качество очистки, значительное количество влама, – образующееся при работе. К наиболее известным установкам физико-химического принципа действия следует отнести установки типа “Нептуматик” (Швеция). Принципиальная схема установки представлена на рис. 5.

Очистка сточных и бытовых вод
Рис. 5 Принципиальная схема установки для очистки сточных и хозяйственно-бытовых вод типа “Нептуматик” (Швеция) с физико-химическим принципом действия:
I – усреднительная емкость; II – расширительный бак; III – напорная емкость; IV – флотационная емкость; V – емкость для сбора очищенной воды; VI – емкость для сбора шлама.
1 – вод сточных и хозяйственно-бытовых вод; 2 – трубопровод вентиляции; 3 – крупноячеистая сетка; 4 – датчик уровня; 5 – сетка для отделения крупнофракционных загрязнений; 6 – перекачивающий насос; 7 – циркуляционный насос; 8 – эжектор; 9 – скребковый транспортер; 10, 11 – дозирующие насосы коагулянта и обезображивающего вещества; 12 – насос остаточного шлама; 13 – насос откачки очищенной воды; 14 – вход воздуха; 15 – откачка шлама; 16 – откачка очищенной воды

Установка работает следующим образен. Сточные воды через крупноячеистую сетку 3 поступают з усредиительную емкость I , откуда перекачивающим насосом 6 через сетку дли отделения нераз дробленных крупиофракционких загрязнений 5 подаются в расвмритвжьный бак II, а циркуляционным насосом 7 направляются в напорную емкость III, где создается поименное давление для образовании пересеченного растворе воздуха.

Из напорного бака III часть жидкости через эжектор, подающий в обрабатываемые стоки воздух, возвращается в растворительную емкость II, а часть сточных вод направляется во флотационную емкость IV. Перед поступлением стоков во флотационную емкость в них дозирующими насосами 10 и 11 впрыскивается реактив для коагуляции коллоидных загрязнений (хлорное железо) и, обеззараживающий реактив (гипохлорид кальция или гипохлорид натрия). Во флотационной емкости IV при снижении давления происходит процесс флотации скоагулированных коллоидных и взвешенных загрязнений пузырьками воздуха, выделяющимися из пересыщенного раствора, при этом одновремзнно осуществляется Санитарные системы буксирных судовпроцесс обеззараживания сточных вод.

Загрязнения, удаленные из стоков, образуют на поверхности жидкости пену, которая афебковым транспортером 9 направляется в шламовую емкость VI. Очщекная вода самотеком поступает в сборную емкость для очилеиной воды V, откуда насосок 13 откачивается за борт судна. Шлам, скопившийся в установке, насосом откачивается в сборную цистерну судна.

В России разработаны и освоены промышленностью установки типа ЭОС, основанные на электрохимическом принципе действия.

Серийно выпускаются установки двух типоразмеров: ЭОС-6 в ЭОС-15 производительностью соответственно 5 и 15 м3/сут.

Принципиальная схема установки представлена на рис.  6. Установка полностью автоматизирована и работает следующим образом.

Очистка хозяйственно-бытовых вод
Рис. 6 Принципиальная схема установки для очистки сточных и хозяйственно-бытовых вод ЭОС с электрохимическим принципом действия.
I – узел отделения и сбора крупнофракционных загрязнений; II – усреднительная емкость; III – узел злектрохимической очистки и обеззараживания сточных вод; IV – емкость для сбора очищенной воды; V – блок питания электродов.
1 – перекачивающий насос; 2 – насос откачки очищенной воды; 3 – прибор контроля качества очищенной воды; 4 – датчики уровня; 5 – электроды флотаторов; 6 – электроды коагулятора; 7 – привод сетки отделителя; 8 – вентилятор; 9 – центробежная сетка — отделитель крупнофракционных загрязнений; I0 – измельчитель шлама; 11 – вход от воздуха; 12 – поступление сточных и хозяйственно-бытовых вод; 13 – выход воздуха; 14 – промывка сетки; 15 – осушение судовыми средствами; 16 – откачка шлама; 17 – откачка очищенной воды

Сточные воды от санитарно-технических устройств судна через сетку 9 для отделения крупно-фракционных загрязнений поступают в усреднительную емкость II. Регенерация сетки отделителя производится под действием центробежных сил при ее вращении. Дополнительно предусмотрена промывка сетки отделителя обратным потоком забортной вода. Регенерация сетки отделителя производится после прохождения через нее 300 л сточных вод. Включение сетки осуществляется от датчиков уровня 4 в усреднительной емкости II. Из усреднительной емкости II очищенные от крупно-фракционных загрязнений воды перекачивающим насосом I подаются в узел электрохимической очистки, где расположены блок растворимых электродов 6 и три блока инертных электродов 5. Прохода последовательно через блоки электродов, на которые подается постоянное напряжение, обесценивавшее номинальный ток, сточные вода подвергается электрохимической очистке коагуляцией коллоидных загрязнений на растворимых электродах 6 и электрофлотацией коллоидных и взвешенных веществ на нерастворимых электродах 5.

Одновременно с процессом электрохимической флотации происходит процесс обеззараживания сточных вод.

Обеззараживание сточных вод обусловлено совместным действием следующих процессов:

  • обработки воды с помощью активного хлора, электрохимически выделяющегося на электродах в результате окисления хлоридов;
  • изменения pH в анодном и катодном пространствах блоков электродов;
  • прямой инактивации бактерий на электродах;
  • воздействия электрического поля в межэлектродном пространстве.

Очищенные и обеззараженные стоки поступает в сборную емкость IV, откуда насосом 2 откачиваются за борт судна. Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря – МАРПОЛЗагрязнения, удаленные из сточных вод, образующиеся на поверхности жидкости пену, которая подается в шламовую емкость 1. Из шламовой емкости пена вместе с загрязнениями, задержанными на сетке 9, через измельчитель 10 насосом 16 откачивается в сборную цистерну сточной системы или подается на сжигание в инсинератор. Основные технические характеристики наиболее известных установок физико-химического принципа действия приведены в табл. 4.

Таблица 4. Основные технические характеристики наиболее известных установок физико-химического принципа действия
Тип установки, странаМодельПропускная способность, м3/сутГабариты, ммМасса, кгПотребляемая мощность, кВтУдельная металлоемкость, кг/м3/сут
ДлинаШиринаВысота
123456789
Нептуматик МОК
(Швеция)
MOC-44,02 5001 2501 9501 7006.5425
MOC-1212,02 8001 2501 9001 9006,5158
MOC-2020,03 1501 2502 0002 0006,5100
MOC-2828,03 2501 7002 4002 4006,585
ЭОС
(Россия)
ЭОС-58,01 5801 3201 6601 2002,0150
ЭОС-1518,02 0601 6601 7502 3003,4128
Атлас
(Дания)
AWWU15,01 8201 3452 1151 5003,0100
Дженирал Электрик
(США)
15,02 4404 2701 83012 6008,6364
Омнипурс
(США)
4M312-101,151 1705702 0704002,77263
6M412-43,041 9806902 0704803,27157
8M616-145,41 1807502 0906006,27111
12M812-2714,42 4001 2003 6007208,7750
ТММ
(Великобритания)
TMM-311,42 0501 3101 7001 1307,2100
Аква-Санз
(Япония)
A2,33 2051 2001 5605506,0235
AB15,73 4601 2001 5607406,35130
AB25,73 6351 1801 5008106,35144
B19,05 4151 2001 7308308,6544
C38,06 1801 20502 030238013,0163
Пуритек
(США)
301,51 6801 2301 530386,810,4257
452,25 1 8301 2301 680463,313,4205

Цистерны сбора сточных вод и шлама, насосы, трубопроводы, арматура

Одним из основных элементов сточных систем являются сборные цистерны сточных вод и шлама. Эти цистерны выполняются герметичными с наружной системой набора. Внутренние их поверхности (днище и вертикальные стенки) должны быть гладкими, защищенными антикоррозионными покрытиями, устойчивыми к воздействию сточных вод и шлама. Днище цистерн должно иметь уклон в сторону приемного трубопровода откачивающего насоса. Минимальный уклон составляет не менее 50 мм на 1 м длины, что обеспечивает полное опорожнение цистерн. Сборные цистерны оборудуются горловиной для доступа и очистки, устройством дм промывки и пропаривания, воздушной трубой, устройствами для разрыхления осадков, для визуального наблюдения за уровнем в цистерне, автоматическим датчиком верхнего уровня, сигнализирующим о заполнении цистерны на 80 %.

Разрыхление осадков производится сжатым воздухом или забортной водой, которые подаются в нижнюю часть цистерн.

Воздушные трубы сборных цистерн выводятся из самой верхней их части, из места, наиболее удаленного от наполнительных труб, на открытую палубу. Воздушные трубы стараются выводить как можно выше (к мачтам, дымовым трубам), в места, удаленные от жилых и общественных помещений, а также приемников систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Число и места размещения воздушных труб определяются в зависимости от формы и размеров цистерн так, чтобы в них не образовывались воздушные мешки при крене и дифференте судна. Суммарная площадь сечения воздушных труб определяется расчетом. Для цистерн, заполняемых самотеком, она должна быть не менее 0,25, а для цистерн, заполняемых насосами, – 1,25 площади приемных или наполнительных трубопроводов, в зависимости от того, какая из них больше.

Цистерны сбора сточных вод и шлама изготавливаются, как правило, вкладными. Цистерны сбора сточных вод можно выполнять и встроенными в Принципы проектирования конструкций корпуса суднакорпус судна, однако, переборки и днище таких цистерн не должны являться частью наружной обшивки корпуса судна.

Сборные цистерны сточных вод и шлама, а также обслуживающие их насосы, устанавливаются в газонепроницаемых выгородках, оборудованных вытяжной вентиляцией. В выгородках должен обеспечиваться 15-кратный обмен воздуха я час. Сборные цистерны не должны быть смежными с цистернами питьевой воды, с провизионными кладовыми, над ними или под ними. При размещении сборных цистерн надо учитывать необходимость свободного доступа к ним для осмотра и ремонта. Подключение в систему цистерн сточных вод обычно осуществляется так, чтобы можно было производить откачку стоков непосредственно за борт, минуя цистерну.

Опорожнение цистерн сбора сточных вод и шлама производится специальными насосами. Кроме основных насосных средств, предусматривают резервные: насос или водоструйный эжектор. При расположении цистерн выше ватерлинии можно осушать их самотеком.

В системе хозяйственно-бытовых вод сборных цистерн обычно не предусматривается. Хозяйственно-бытовые воды откачиваются непосредственно за борт. Иногда осуществляется их сбор в цистерну сточных вод или в установку пс обработке сточных вод.

Производительность насосных средств должна обеспечивать осушение цистерн сбора сточных вод за время не более одного часа. В качестве основных насосов в сточных системах обычно используются центробежно-вихревые электронасосы ЭСН 14/П с производительностью 28 м³/ч при напоре 15 м вод. ст. Резервным средством в этих системах чаще всего являются водоструйные эжекторы ВЭЖ.

Трубопроводы сточных систем не должны прокладываться через жилые и общественные помещения, помещения медицинского назначения, пищеблоки, провизионные кладовые, радиорубки, аккумуляторные, цистерны пресной воды, производственно-технологические помещения и рыбные трюмы. Прокладку трубопроводов через сухогрузные трюмы, цистерны топлива, масла, технической воды разрешается производить в специальных туннелях или в толстостенных трубах. Трубопроводы сточных систем располагаются обычно в пределах обслуживаемого ими отсека.

Количество проходов через водонепроницаемые переборки и палубы должно быть минимальным. Эти трубопроводы прокладываются с уклоном к выходному отверстию, с минимальным числом изгибов и соединений. В помещениях, где не допускается отпотевание трубопроводов, последние изолируются. Санитарно-технические помещения на судах, цистерны сбора стоков и установки для их обработки должны размещаться таким образом, чтобы трубопровода системы не имели протяженных горизонтальных участков. Цистерны, трубопроводы и электрооборудование судовТрубопроводы выдачи сточных вод и шлама выводятся на оба борта. Выходные патрубки располагаются в местах, удобных для присоединения шлангов, и имеют фланцы международного образца. При расположении трубопроводов сточных систем следует обращать внимание на необходимость обеспечения удобства обслуживания и возможности ремонта. Трубопровода сточных систем изготавливают из стальных оцинкованных бесшовных или электросварных труб, в труднодоступных местах используют медные трубы, арматура стальная.

Отливные отверстия сточных систем должны быть расположены на борту, противоположном тому, на котором разметены приемные отверстия систем водоснабжения, балластной, противопожарной и др.

Отливные отверстия располагаются в корму по отношению к приемным отверстиям, на возможно большем расстоянии от площадок трапов и мест спуска шлюпок. Отливные отверстия могут быть расположены и зале, и ниже ватерлинии. Отверстия, расположенные выше ватерлинии, должны находиться на расстоянии не более 300 мм от нее.

Отливные отверстия для опорожнения сборных цистерн сточных вод и шлама непосредственно за борт располагаются ниже ватерлинии. На каждом отливном отверстии должен устанавливаться невозвратно-запорный клапан с управлением с палубы переборок. Если расстояние по вертикали от летней грузовой ватерлинии до открытого конца сточной трубы внутри судна превышает 0,01 длины судна, то на сточной трубе может быть установлено два невозвратных клапана, при этом один клапан размещается у борта, а другой – выше самой высокой ватерлинии в соленой воде. Если это расстояние превышает 0,02 длины судна, то на судах, не имеющих в символе класса знака деления на отсеки, отливное отверстие может быть снабжено одним невозвратным клапаном.

На подобных судах в случае, когда отливные отверстия сточных систем находятся в пределах машинных помещений с постоянной вахтой, разрешается устанавливать захлопки с принудительным закрытием, имеющие местное управление, или клинкеты с местным управлением и невозвратные захлопки. На отливных отверстиях трубопроводов, отводящих сточные воды от насосов за борт, размешаются клинкет и захлопка. При этом арматура должна быть приспособлена для опломбирования. На патрубках задачи сточных вод на берег необходимо устанавливать клинкет. Бортовая арматура сточных систем оборудуется системой продувания паром или сжатым воздухом. Кроме того, должен предусматриваться обогрев этой арматуры, если она может обмерзать.

Характерной арматурой сточных систем являются впитать, через которые вода из помещений попадает в спускные трубы. Шпигаты из помещений, в которых должна обеспечиваться газонепроницаемость или вода бывает периодически (при уборке помещений, тушении пожаров и т. д.), а также шпигаты, трубы от которых проходят через неотапливаемые помещения, должны иметь запор, позволяющий держать их закрытыми и открывать только в случае необходимости. Трубопроводы шпигатов из внутренних помещений, отводящих сточные и хозяйственно-бытовые воды, не допускается присоединять к шпигатам открытых палуб.

Если эти Энергетическая установка, системы и трубопроводы плавучей буровой установкитрубопроводы отводят воду из помещений, расположенных ниже падубы надводного борта, и проходят через водонепроницаемые переборки, то на них должны быть установлены клинкетные задвижки с управлением, выведенным выше палубы переборок — для судов, имеющих в символе класса знак деления на отсеки, и выше палубы надводного борта — для прочих судов.

Проектирование сточных систем

Основные правила и нормы проектирования сточных систем

Выбор типа сточной системы, ее компоновки и состава производится с учетом класса и назначения судна, его валовой вместимости, района плавания, численности экипажа и пассажиров, размещения на судне санитарно-технического оборудования длительности пребывания в зонах, где отвод необработанных сточных вод за борт запрещен.

В настоящее время на отечественных судах и судах зарубежной постройки нашли применение два основных типа систем, в равной мере удовлетворяющих существующим международным и национальным требованиям по предотвращению загрязнения моря с судов.

Системы со сбором сточных вод в сборах цистернах. Этот тип системы является наиболее простым (рис. 7). Основной элемент системы — сборная цистерна. В нее осуществляется сбор сточных вод. Сбор хозяйственно-бытовых вод в сборную цистерну не предусматривается ввиду их значительных количеств и отсутствия строгих ограничений по их сбросу. На морских судах, как правило, осуществляется отвод этих вод непосредственно за борт.

Схема судовой сточной системы
Рис. 7 Принципиальная схема сточной системы со сбором сточных вод.
1 – патрубок с фланцем международного образца; 2 – умывальник; 3 – управляемый шпигат с водяным затвором; 4 – унитаз; 5 – писсуар; 6 – воздушная труба; 7 – трубопровод откачки сточных вод за борт; 8 – захлопка с принудительным закрытием; 9 – запорный клапан с дистанционным управлением; 10 – насос; 11 – сборная цистерна; 12 – перфорированные трубы; 13 – эжектор; 14 – трубопровод от системы водотушения; 15 – трубопровод от системы хозяйственного пароснабжения; 16 – трубопровод от системы сжатого воздуха

В сборную цистерну стоки поступают самотеком. Откачка их на берег или в плавучий сборщик осуществляется специальным насосом или эжектором. Сборные цистерны, как правило, выполняются вкладными и оборудуются всеми необходимыми устройствами в соответствии с требованиями Конвенции МАРПОЛ 73/78. Достоинством такой системы является простота ее конструкции и обслуживания. К недостаткам системы можно отнести необходимость периодической передачи стоков в приемные береговые сооружения, а также необходимость иметь цистерну значительного объема при длительном пребывании в районах с запрещенным сбросом.

Система с обработкой сточных вод в специальных установках. Эти системы являются более перспективными, чем предыдущие, так как они обеспечивают возможность сбрасывать очищенные сточные воды в любых акваториях, включая районы портов и прибрежные воды. На рис. 8 приведена типовая схема системы с обработкой стоков. В установках предусматривается обработка как сточных, так и хозяйственно-бытовых вод, что в наибольшей степени удовлетворяет современным требованиям по охране окружающей среды. В установках производится очистка и обеззараживание сточных вод.

Обработка сточных вод на судне
Рис. 8 Принципиальная схема сточной системы с обработкой сточных вод.
1 – патрубок с фланцем международного образца для выдачи сточных вод на берег или в плавучий сборщик; 2 – думевая сетка; 3 – управляемый шпигат с водяным затвором; 4 – ванна; 5 – раковина; 6 – унитаз; 7 – писсуар; 8 – патрубок для промывки коллектора; 9 – клинкетная задвижка; 10 – клапан запорный с дистанционным и управлением; 11 – невозвратно-запорный клапан; I2 – трубопровод от системы водотушения; 13 – трубопровод от системы хозяйственного пароснабжения; 14 – установка очистки сточнык вод; 15 – трубопровод для отбора проб; 16 – насос откачки очищенной воды; 17 – насос откачки шлама; 18 – трубопровод для откачки шлама в сборную цистерну или инсинератор; 19 – захлопка с принудительным закрытием, которое пломбируется в зоне с запрещенным сбросом

Обработанные стоки отводятся за борт, а образующийся шлам собирается и затем либо сжигается на судне в инсинераторах, либо передается на берег, либо в плавучий сборщик. На отечественных судах находят применение установки типа “ЛК” биохимического принципа действия, поставляемые польским предприятием “Варма“, шведские установки “Нектуматик” физико-химяческого принципа действия. Разработана и освоена промышленностью установка типа ЭОС, действие которой основано на электрохимическом принципе. Установка “ЛК” обрабатывает только сточные воды, а установки “Нептуматик” и ЭОС — как сточные, так и хозяйственно-бытовые.

Читайте также: Флот освоения континентального шельфа

Системы с рециркуляцией смывной жидкости. На небольших судах с динамическими принципами поддержания используются системы с рециркуляцией смывной жидкости (рис. 9). Эти системы осуществляют сбор только сточных вод, их обработку, включающую в себя отделение твердой фазы, очистку, обеззараживание и повторное использование смывной жидкости. Преимуществом таких систем является возможность многократного использования смывной жидкости вместе с жидкой фазой сточных вод по замкнутому цинку, т.е. без сброса в окружающую среду. Это снижает потребность в дополнительных цистернах для жидкости и уменьшает расход воды по судну в целом, ограниченный ресурс смывной жидкости, ее значительные расходы и высокая стоимость не позволяют применять этот тип системы на судах с накоплением сточных вод более 500-1 000 л/сут.

Рециркуляция смывной жидкости на судне
Рис. 9 Принципиальная схема сточной системы с рециркуляцией смывной жидкости.
1 – унитаз; 2 – патрубок с фланцем международного образца для выдачи сточных вод на берег или в плавучий сборник; 3 – клапан запорный с дистанционным управлением; 4 – захлопка с принудительным закрытием, которая пломбируется в зоне с запрещенным сбросом; 5 – клапан запорный; 6 – задвижка клинкетная; 7 – трубопровод от системы водотушения; 8 – перфорированная труба; 9 – трубопровод для налива смывной жидкости; 10 – сборная цистерна; 11 – эжектор; 12 – фильтр; 13 – клапан невозвратно-запорный; 14 – трубопровод от системы водоснабжения; 15 – насос

Вакуумные, стачные системы. Разновидностью системы со сбором сточных вод является вакуумная сточная система. Используемые на судах гравитационные системы хотя и отличаются простотой, однако имеют значительные габариты и массу, должны удовлетворять определенным требованиям. Например, сборные цистерны должны располагаться под санитарными помещениями.

Трубы необходимо прокладывать без поворотов с определенным уклоном. Системы имеют большую металлоемкость и стоимость. Значительным является расход промывочной воды. В сточных системах вакуумного типа транспортировка стоков осуществляется под действием разрежения, создаваемого в системе. Использование этого способа транспортировки позволяет резко сократить количество промывочной жидкости. Так, по сведениям специалистов концерна “Вяртсиля“, на судне, имеющем на борту 2 200 пассажиров и оборудованном обычной гравитационной сточной системой, может быть до 600 м³, а при наличии вакуумной сточной системы — только 22 м³ сточных вод в сутки. Это объясняется тем, что в первом случае на одно промывание унитаза расходуется около 100 л. воды, во втором – только 1,2 л, что соответствует дневному накоплению приблизительно 10 л. сточных вод на человека.

Характерным является “гибкий” монтаж вакуумной системы, позволяющий располагать трубы без уклонов, по самым коротким направлениям, делать обводы оборудования. Относительное расположение санитарно-технического оборудования и цистерн может быть произвольным. Цистерны могут находиться выше отдельных смывных точек, что дает возможность уменьшить габариты системы. Судовые системы и трубопроводыДиаметры трубопроводов гравитационных систем составляют 100 мм и больше, в то время как в вакуумных не превышают 40-50 мм. Возможно использование не металлических, а полиэтиленовых труб. Все это позволяет уменьшить массогабаритные характеристики сточных систем. Так, разница в массе гравитационной к вакуумной систем компании “Электролюкс” для автомобильно-пассажирского парома составляет около 45 т.

Вакуумные сточные системы прошли уже определенный путь развития. На рис. 10 приведена принципиальная схема одной из первых модификаций этой системы. Сточная вода собирается в сборную цистерну 1, в которой вакуумные насосы 3 поддерживают разрежение около 0,5 атм. В системе используется не менее двух вакуумных насосов водокольцевого типа, которые снабжены общей емкостью 4 для уплотнительной воды. Цистерна обычно изготавливается из стали, внутренняя поверхность ее окрашивается эпоксидной краской. Цистерна имеет сигнализаторы уровней. Санитарно-технические приборы через автоматически действующие клапаны соединяются с трубопроводами системы, находящимися под разрежением. Откачка стоков из цистерны осуществляется насосом 6.

Вакуумная сточная система судна
Рис. 10 Принципиальная схема вакуумной сточной системы с вакуумными насосами.
1 – вакуумная цистерна; 2 – санитарно-технические приборы; 3 – вакуумные насосы; 4 – емкость для воды; 5 – циркуляционный насос с измельчителем; 6 – насос сточных вод

Для обеспечения его надежной работы твердые компоненты сточных вод перед откачкой проходят процесс измельчения, который осуществляется в циркуляционном насосе 5, снабженном дробильным устройством. Если на судне имеется установка для обработки сточных вод, то сборной цистерны не требуется. Вакуумная сточная система соединяется через специальное выпускное устройство непосредственно с установкой. Выпускное устройство крепится к ней при помощи фланцев и обеспечивает подачу в установку сточной воды небольшими порциями.

Рассмотренная вакуумная система при всех своих достоинствах имеет ряд существенных недостатков. Прежде всего, это наличие в системе вакуумной цистерны и большого количества механизмов. Вакуумная цистерна работает под постоянным разрежением, что требует ее повышенной прочности и увеличивает стоимость. Специалисты отмечают сложность и низкую надежность комплекса цистерна – вакуумные насосы, что предопределяет большой объем ремонтных работ и затрат труда на техническое обслуживание. Другим характерным недостатком этой части системы являются неплотности насосов и присоединяемых к ним трубопроводов. Это приводит к снижению вакуума и ухудшению работоспособности всей системы, а также к появлению протечек и запаха в помещениях судна. Такие недостатки потребовали усовершенствования системы. Вакуумные насосы были заменены эжектором, работающим от водяной противопожарной системы (рис. 11). За счет этого повысилась надежность системы, уменьшился объем профилактических и ремонтных работ.

Вакуумная сточная система с эжектором
Рис. 11 Принципиальная схема вакуумной сточной системы с эжектором, создающим разрежение в цистерне.
1 – вакуумная цистерна; 2 – санитарно-технические приборы; 3 – трубопровод системы водотушения: 4 – эжектор; 5 – циркуляционный насос измельчителем; 6 – насос сточных вод

Эжектор может служить не только для создания вакуума в цистерне, но и для аварийной откачки стоков из нее в случае выхода из строя откачивающего насоса и переполнения цистерны. Однако система имеет недостатки, связанные с необходимостью обеспечивать прочность и поддерживать вакуум в сравнительно крупногабаритной вакуумной цистерне сложной конструкции. Другим недостатком является то, что рабочая вода для эжектора поступает от водяной противопожарной системы. Технико-эксплуатационные характеристики морских судов и плавучих сооруженийСвязь между пожарной и сточной системами нежелательна, так как может ограничиваться использование систем, снижается экономичность и ухудшаются массогабаритные характеристики пожарной системы.

Указанные недостатки отсутствуют в системах, разработанных компанией “Электролюкс” (Швеция) и отделением “Эвак” концерна “Вяртсиля“. Принципиальная схема такой системы приведена на рис. 12.

Судовые вакуумные сточные системы
Рис. 12 Принципиальная схема вакуумной сточной системы с эжектором, создающим разрежение в сборной трубе.
1 – вакуумная цистерна; 2 – санитарно-технические приборы; 3 – невозвратный клапан; 4 – эжектор; 5 – клапан откачки сточных вод; 6 – циркуляционный насос

Основное преимущество этой системы состоит в том, что вакуум (400-510 мм рт. ст.) поддерживается только в трубе, с которой соединены санитарно-технические приборы 2. Поддерживать вакуум в этом небольшом объеме легче, чем в большой цистерне 1. Вакуум создается эжектором 4, как и в предыдущей модификации. Однако в качестве рабочей вода используется сточная вода, которая откачивается из цистерны насосом сточных вод 6 и через эжектор возвращается в цистерну, совершая постоянную циркуляцию и обеспечивая . дополнительную аэрацию стоков. Сборная цистерна находится под атмосферным давлением. Это повышает ее надежность, позволяет без специальных устройств соединять с установками по обработке стоков, оснащать надежными средствами измерения уровня сточных вод. Давление в сборных трубах системы “Эвак” составляет 40-55 кПа. В системах “Электролюкс” вакуум в трубах — около 100 кПа, в результате чего исключаются засорения сливных трубопроводов, отходящих от санитарно-технического оборудования.

Вакуумные сточные системы “Эвак” и “Электролюкс” нашли широкое распространение на судах, в том числе и плавающих под флагом России.

Основные правила и нормы проектирования гравитационных сточных систем. При проектировании сточных систем необходимо исходить из суточной нормы сточных вод на одного человека и одного животного, если последние перевозятся на судах, а так-же из расчетных расходов сточных вод от санитарно-технического оборудования. По действующим санитарным нормам расчетное количество сточных вод для транспортных судов I категории рекомендуется принимать не менее 50 л на одного человека в сутки. Расчетные расходы от санитарно-технического оборудования приведены в табл. 5, а коэффициенты его одновременности действия – в табл. 6. Расчетные расхода, не приведенные в табл. 6, должны приниматься по нормативно-технической документации.

Таблица 5. Расчетный расход от санитарного-технического оборудования
Наименование санитарно-технического оборудованияРасчетный расход, л/мин
Умывальник общего пользования10
Умывальник с самозапорным краном4
Ванна40
Раковина20
Унитаз100*
Писсуар20
Душевая сетка10
Биде10
Питьевой фонтанчик5
*При применении вакуумных способов перемещения сточных вод допускается обоснованное уменьшение указанной нормы.
Таблица 6. Рекомендуемое значение коэффициентов одновременности действия санитарно-технического оборудования
Наименование санитарно-технического оборудованияКоэффициент одновременности действия
Умывальник общего пользования0,60
Умывальник общего пользования с самозапорным краном0,40
Умывальник индивидуального пользования0,60
Умывальник индивидуального пользования с самозапорным краном0,30
Раковины0,50
Мойка0,50
Ванны и души индивидуального пользования0,30
Души общего пользования1,00
Бани0,50
Писсуары0,25-1,00
Унитазы0,05-1,00
Биде1,00

Трубопроводы гравитационных сточных систем должны прокладываться с определенным уклоном. Для магистральных трубопроводов нормальный уклон составляет 0,05, минимальный – 0,03. Минимально допустимые уклоны трубопроводов от санитарно-технического оборудования указаны в табл. 7.

Таблица 7. Рекомендуемые значения уклонов трубопроводов от санитарно-технического оборудования
Наименование санитарно-технического оборудованияУклоны
Индивидуальный умывальник0,02
Умывальник общего пользования0,03
Раковина0,03
Мойка0,04
Ванна0,04
Писсуар0,03
Биде0,03
Унитаз индивидуального пользования0,02
Унитаз общего пользования0,03

Ремонт систем трубопроводов и арматуры суднаДиаметр труб для отвода сточных вод от санитарно-технического оборудования должны приниматься в соответствии с табл. 8.

Таблица 8. Рекомендуемые значения диаметров труб отвода сточных вод от санитарно-технического оборудования
Наименование санитарно-технического оборудованияДиаметр труб, мм
Умывальник32
Ванна40
Мойка40
Раковина32
Писсуар32
Унитаз100
Питьевой фонтанчик25
Биде32

Системы отопления буксирных судовДиаметры магистральных труб для отдельных групп санитарно-технического оборудования можно принимать по данным табл. 9.

Таблица 9. Рекомендуемые значения диаметров магистральных трубопроводов от групп оборудования
Наименовани групп санитарно-технического оборудованияДиаметр отводящего трубопровода, мм
Число умывальников в группе:
1-432
5-1040
Число писсуаров в группе:
1-432
5-940
10 и более50
Число унитазов в группе:
1-10100
10 и более125

Не рекомендуется подключать к одной ветви трубопровода более 6 писсуаров. Максимальное число умывальников в одной группе при уклоне магистрали 0,03 не должно превышать 10 шт.

Для плавательного бассейна диаметры спускных труб должны быть не менее 100 мм.

Это интересно: Понятия и технология судовых электромонтажных работ

Расчетные расходы сточных вод в зависимости от условного прохода трубопроводов и их расположения в пространстве приведены в табл. 10.

Таблица 10. Расчетные значения расходов
Расположение трубопроводовУсловный проход, мм
3240506580100125150200
Расчетный расход, л/мин
12345678910
Вертикальный участок (стояк)1362133335628501 1302 0803 0005 300
Горизонтальный участок с уклоном 0,03 при полном наполнении2446841683025521 0041 6423 530
То же при половинном наполнении122342841512765028211 765
Горизонтальный участок с уклоном 0,04 при полном наполнении2852981963506401 1601 8964 076
То же при половинном наполнении142649981753205809482 038
Горизонтальный участок с уклоном 0,05 при полном наполнении32601082183907141 2982 1204 556
То же при половинном наполнении1630541091953576491 0602 278

Эти данные необходимо учитывать при определении диаметров трубопроводов. При этом для системы хозяйственно-бытовых вод требуется принимать полное наполнение, а для системы сточных вод — половинное. Для промежуточных наполнений расчетные расходы через трубопроводы следует определять по графику зависимости наполнения трубы (В) от расхода (рис. 13).

Наполнение труб водоснабжения
Рис. 13 Зависимость наполнения труб от расхода

Расход для вертикальных участков определен при условии присоединения отводящих труб к стояку под углом 135°.

Методика конструктивного и гидравлического расчетов сточных систем

Целью расчетов сточных систем является определение количества и вместимости сборных цистерн или количества и производительности установок для обработки сточных вод, диаметров трубопроводов системы, диаметров воздушных труб из сборных цистерн.

Для выполнения расчетов необходимо знать Планирование рейса судначисленность экипажа, пассажиров, количество перевозимых животных, а также общее расположение судна.

Вместимость и количество сборных цистерн или производительность и количество установок для обработки сточных вод определяются по районам пропорционально количеству единиц санитарно-технического оборудования, его расположению на судне, расчетным расходам, а также с учетом удобства размещения цистерн и установок на судне.

Общая вместимость V, л сборных цистерн сточных вод рассчитывается по формуяе

V=fnqt,

где:

  • f – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации судна;
  • n – по численность экипажа и пассажиров;
  • q – расчетная норыа сточных вод на одного человека в сутки,
    л/чел · сут;
  • t – время нахождения судна в зоне с запрещенным сбросом, сут.

При перевозке животных вместимость цистерн вычисляется по формуле

V=ft(ng+nжqж),

где:

  • nж – количество перевозимых животных;
  • qж – расчетная норма сточных вод от одного животного в сутки, л/жив · сут.

Коэффициент следует принимать:

  • f = 1 – для судов с продолжительностью рейса более 8 ч;
  • f = 0,2-0,5 – при продолжительности рейса от 2 до 8 ч;
  • f = 0,1 – при продолжительности рейса менее 2 ч.

Сборные цистерны должны заполняться не более чем на 80 % их объема. Исходя из этого условия, можно определить действительную вместимость цистерн Vg, л:

Vg=v/0,8.

Суммарная производительность установок Q, л/сут, для обработки сточных вод определяется по формуле

Q=nq,

где:

  • n– численность экипажа и пассажиров;
  • q – расчетная норма сточных вод на одного человека в сутки, л/чел · сут (по санитарным нормам для морских судов (q = 50 л/чел · сут).

При перевозке животных производительность установок рассчитывается по формуле

Q=nq+nжqж,

где:

Вместимость цистерн сбора шлама V′, л, вычисляется по формуле

V=qt,

где:

  • q′ – ежесуточное количество шлама, л/сут;
  • t′ – расчетное время сбора шлама, сут.

Эта цистерна должна заполняться не более чем на 80 %.

Расчет диаметров трубопроводов сточных систем производится с учетом расчетных расходов сточных вод от санитарно технического оборудования и коэффициентов их одновременности действия (см. табл. 5 и 6).

Расчет общесудовых систем морских судовДиаметры труб отвода сточных вод от санитарно-технического оборудования принимаются в соответствии с табл. 8.

Расчет диаметров магистральных труб отвода сточных вод производится исходя из рекомендуемых расчетных расходов сточных вод с учетом условных проходов, и расположения трубопроводов сточных систем, а таете рекомендаций по выбору диаметров магистральных труб отдельных групп потребителей в соответствии с табл. 9, 10.

Расчетные скорости течения сточных вод в магистральных трубопроводах должны приниматься не менее 0,7 л/с, так как при этом исключено выпадение осадков.

Диаметр воздушной трубы из сборной цистерны определяется исходя из известных расхода из цистерны, диаметра приемной трубы и высоты воздушной трубы.

Диаметры шпигатов открытых палуб d, см определяются по формуле

d=Fhk,

для шпигатов из помещений — по формуле

d=Q·103k,

где:

  • Q – расчетный расход воды, м³/ч;
  • F – площадь водосбора, м²;
  • h – расчетный слой осадков, принимаемый 200 мм/ч;
  • K – расчетный коэффициент, равный 438.

Оборудование для предотвращения загрязнения моря твердыми отходами

В соответствии с Международной конвенцией МАРПОЛ 73/78 запрещается сброс с судов всех видов пластмасс, включая синтетические тросы, синтетические рыболовные сети и пластмассовые мешки для мусора. Запрещается сброс мусора, обладающего плавучестью (обшивочные и упаковочные материалы и т. п.), на расстоянии менее 25 морских миль от ближайшего берега.

Запрещается сброс пищевых отходов и прочего мусора, включая изделия из бумаги, ветошь, стекло, металл, бутылки, черенки и другие аналогичные сбросы на расстоянии менее 12 морских миль от ближайшего берега. В особых районах, определенных Конвенцией (Балтийское, Черное и др. моря), запрещен сброс всех видов мусора за исключением пищевых отходов, которые допускается сбрасывать на расстоянии не менее 12 морских миль от ближайшего берега.

Исключение составляет случай, когда судно сбрасывает мусор, измельченный настолько, что его частицы проходят через решетку с ячейкой 25 мм, и судно находится на расстоянии не менее 3 морских миль от ближайшего берега.

Несмотря на то, что Конвенцией и национальными правилами не предусмотрено требование об обезвреживании мусора непосредственно в местах его образования (на судне), оно должно быть признано наиболее рациональным.

Самым распространенным способом обезвреживания мусора на судне является его сжигание в специальных установках инсинераторах, что позволяет превратить Предотвращение загрязнения моряопасные для морской среды вещества в безопасную золу.

За последние годы в России и за рубежом создан целый ряд инсинераторов — от малогабаритных для сжигания 5-10 кг мусора до универсальных высокопроизводительных автоматизированных установок, в которых сжигаются пищевые отхода, различный судовой мусор, отстой из установок для обработки сточных вод, нефтеотходы с производительностью до 500 кг/ч.

На рис. 14 приведена принципиальная схема судовой установки для сжигания отходов типа “OG-400” норвежской фирмы “Голар Металл“.

Судовая установка для сжигания отходов
Рис. 14 Принципиальная схема судовой установки для сжигания отходов типа “OG-400” (Норвегия).
1 – вытяжной вентилятор (дымосос); 2 – заслонка; 3 – термопара; 4 – электрощит управления; 5 – циркуляционный насос; 6 – шмламовая цистерна объемом 1,5-20 м3: 7 – камера сгорания; 8 на дизельного топлива; 9 – отвод газов в дымовую трубу; 10 – подача пара давлением 0. 0,5-0,8 МПа; 11 – подача нефтеостатков; 12 – подача шлама от установки для очистки сточных вод; 13 – подвод трехфазного тока; 14 – аварийный сигнал; 15 – подача питания к электродвигателю насоса; ———- – трубопроводы; – – – – – — электрическая цель

Относительно небольшие габариты печи достигнуты за счет оригинальной организации процесса горения, в ходе которого пламя от форсунки вращается по окружности, затем выходит на середину камеры сгорания. Образуется минимальное количество твердых частиц в уходящих газах, и дополнительная очистка последних не требуется.

В России были разработаны и серийно выпускаются два типоразмера судовых автоматизированных установок для сжигания отходов типа СП: СП-10 и СП-50. Установка СП-50 предназначена для термического уничтожения твердых и жидких отходов (рис. 15).

Установка для сжигания отходов типа СП
Рис. 15 Принципиальная схема судовой установки для сжигания отходов типа СП.
1 – горелка дизельного топлива; 2 – газоход; 3 – отвод газов; 4 – ввод топлива для дожигания; 5 – форсунка для подачи нефтеотходов и дизельного топлива; 6 – реактор для обработки жидких отходов; 7 – реактор первичной термической обработки мусора

Она состоит из коробчатого корпуса, внутри которого из огнеупорного кирпича выложена топка цилиндрической формы. Днище, наружные стенки и перекрытия — новые. Вентиляционно-вытяжной агрегат, входящий в состав установки, засасывает воздух из помещения и прокачивает его между футеровкой и стенками тапки. Это обеспечивает температуру наружных стенок инсинераторе не вше 60 °С. Из зарубашечного пространства воздух поступает в топку и обеспечивает полное сгорание отходов. Вентиляционный агрегат создает в топке разряжение, что исключает выброс пламени из топки при загрузке твердых отходов. В состав оборудования инсинератора входят горелка дизельного топлива 1 в камера обработки мусора 7, Форсунки с многодырчатыми распылителямифорсунки для подачи нефтеотходов и дизельного топлива 5 в камере обработки жидких отходов 6. Установке имеет загрузочное устройство, состоящее из внутренней и наружной дверей, блокирующего устройства, лотка и рукояток. Твердые отходы загружают в лоток, после чего закрывают наружную дверь, поворачивают рукоятки, открывающие внутреннюю дверь, и отходы сбрасывают в камеру сгорания.

Подача нефтешлама осуществляется дозирующим устройством. Время разогрева установки для сжигания твердых отходов составляет 15 мин, для сжигания нефтеостатков – 30 мин. Инсинератор снабжен системой автоматического управления и контроля.

Основные технические характеристики наиболее известных установок для сжигания отходов приведены в табл. 11.

Таблица 11. Основные характеристики судовых печей для сжигания отходов
Тип, странаПроизводительность, кг/чГабариты, ммМасса, кгУдельная масса, кг/кг/ч
по мусорупо нефтеотходамДлинаШиринаВысотапо мусорупо нефтеотходам
СП-10 (Россия)101 0509802 0201 400140,0
СП-50 (Россия)50501 7701 1701 8103 69573,973,9
VTH-50 (Япония)40848501 9002 0001 70042,520,2
VTH-100 (Япония)401651 1102 5002 3002 30057,513,9
VTH-50 (Япония)40847801 5002 5501 70042,520,2
HIMUT-30 (Япония)501 7801 1801 010
0-15 (Япония)15152 10070078065043,343,3
AS1-402 (Дания)101 7101 4402 1801 99019,9
ASW1-402A (Дания)351002 0001 4402 1803 20034,00,179
ASW1-402AC (Дания)501002 3651 4402 1803 40034,00,094
SH-20 SR (Норвегия)60502 6002 0001 4003 00059,571,4
OG-400 (Норвегия)45801 8001 7901 3002 60081,846,0
OG-100 (Норвегия)1381 9009729801 300100,0162,0
GS-500 (Норвегия)1351102 1002 3001 8005 50048,762,3
Тип 5 (Норвегия)70852 6502 7001 6004 50052,00,169
Тип 20 (Норвегия)3002003 3503 6001 9508 50042,50,118
F-2 (Финляндия)2001252 2302 4002 5004 25034,00,067

Шпигаты открытых палуб

Вода, попавшая на открытие палубы при волнении на море, от атмосферных осадков, при тушении пожаров, отводится за борт без применения насосов через трубы, приемные отверстия которых снабжены шпигатами. Шпигаты используются для защиты спускных труб от засорения.

Предлагается к прочтению: Краткие сведения по эксплуатации систем автоматики и тренажерам автоматизированных СЭУ

Трубопровода от шпигатов открытых палуб (надстроек, рубак, мостиков) выводятся за борт и прокладываются так, чтобы осуществлялся сток воды последовательно с вышележащих палуб на нижележащие и затем за борт. На открытых палубах применяются простые проходные шпигаты, устанавливаемые заподлицо палубой, не выступая над ней. Расстояние между шпигатами принимается не более 20 и, в местах возможного застоя вода устанавливается дополнительные шпигаты. Если поверхности перед ними имеет большие уклоны, то должны предусматриваться направляющие устройства. Трубопроводы шпигатов открытых палуб, проходящие через внутренние помещения, запрещается использовать для отвода вода при работе системы водяной защиты.

Условные обозначения, применяемые на схемах
Условное обозначениеНаименование обозначенийУсловное обозначениеНаименование обозначений
Клапан запорный проходнойКингстон приемный
Клапан невозвратный проходнойГоловка с поплавковым затвором на воздушную трубу
Клапан к манометрВтулка палубная наливной трубы
Клапан предохранительный угловойНасос ручной
Вставка амортизационнаяНасос центробежный с приводом от электродвигателя
Колонка указательнаяПневмоцистерна
Гусек воздушной трубыНагнетатель воды
Труба дырчатаяАппарат обеззараживания воды
Кран концевой водозаборныйФильт
Кран концевой самозапорный для умывальниковСетка приемная
СмесительПробка спускная
Смеситель с душевой сеткой
Манометр пружинныйШпигат с запором и водяным затвором
Моноваккумметр

Спускные трубопровода изготавливаются из стальных бесшовных оцинкованных труб, шпигаты — из цветных сплавов.

Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Декабрь, 04, 2021 1324 0
Добавить комментарий

Читайте также

Текст скопирован
Пометки
Избранные статьи
Loading

Здесь будут храниться статьи, сохраненные вами в "Избранном". Статьи сохраняются в cookie, поэтому не удаляйте их.

Статья добавлена в избранное! Перезагрузка...
Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить