Повышение эффективности работы систем водоотведения г. Санкт-Петербурга

В Санкт-Петербурге образуется в среднем 3 млн.м³ сточных вод в сутки. При этом по 370 прямым выпускам (166 выпусков ГУП "Водоканал СПб", 204 выпуска промпредприятий) в водоемы города по данным ТП “Водхоз” за 2006 г. сбрасывается около 500 тыс.м³/сутки неочищенных сточных вод. Кроме того, по 1086 дождевым выпускам в водоемы сбрасывается неочищенный поверхностный сток с территорий районов с раздельной канализацией [17].

Основными магистралями для транспортировки сточных  вод на канализационные очистные сооружения являются тоннельные коллекторы глубокого заложения, построенные в основном методом щитовой проходки. В коллекторах отсутствует вентиляция, и наличие газовой коррозии значительно сокращает срок их службы. Проведенные исследования показали, что около 16% тоннельных коллекторов требуют срочного ремонта. Следует отметить, что коллектора не имеют дублеров и их ремонт в условиях постоянного притока сточных вод крайне затруднителен.

Возрастной  состав тоннельных коллекторов следующий:

• 5 % до 10 лет; 
• 15% - от 10 до 20 лет; 
• 25% - от 20 до 30 лет; 
• 55 % - свыше 30 лет;

Аварии на коллекторах могут привести к значительному сбросу в течение длительного времени в водные объекты города неочищенных сточных вод. Также возможно образование больших просадок поверхности и повреждение жилых и административных зданий, разрушение транспортных и инженерных магистралей.

Таким образом, необходимо решить проблему приема на очистку расхода дождевых вод примерно равного расхода объема сточных вод в сухую погоду, при этом необходимо отметить, что существующие городские канализационные очистные сооружения не позволяют довести качество очищенных сточных вод до требуемого ХЕЛКОМ уровня и при этом обеспечить очистку поверхностного стока (в объеме принятого расчетного дождя с вероятностью выпадения 3 раза в год).

В настоящее  время в Санкт-Петербурге и пригородах работает ряд канализационных очистных сооружений, мелкие из которых подлежат закрытию, также в настоящее время выведена из работы Красносельская станция аэрации, подлежащая реконструкции. Таким образом, Генсхемой предусмотрены 14 площадок канализационных очистных сооружений, включая новое строительство канализационных очистных сооружений г.Ломоносова.

Общая протяженность канализационной  сети, находящейся на балансе ГУП "Водоканал СПб", составляет 7798,8 км. В настоящее время порядка 1300 км канализационных сетей находится в технически неудовлетворительном состоянии и с каждым годом протяженность таких сетей увеличивается, так как фактические темпы восстановления канализационных сетей составляют в настоящее время 25-30 км в год, в то время как необходимо восстанавливать 80 - 100 км в год. Затраты на реализацию мероприятий до перспективного 2025 года - 274,2 млрд. руб.

В настоящее  время для реализации вышеуказанных  проектов созданы и зарегистрированы три специальные целевые компании:

1. ООО «Юго-Восточные очистные сооружения Санкт-Петербурга»
2. ООО «Западные очистные сооружения Санкт-Петербурга»
3. ООО «Юго-Восточная водопроводная станция Санкт-Петербурга»

Единственным  учредителем и собственником 100% долей специальных целевых компаний является ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Специальные целевые компании будут осуществлять привлечение финансирования, реконструкцию, строительство и последующую эксплуатацию сооружений.

Источником  финансирования мероприятий Программы  являются собственные и привлеченные средства [17].

Таким образом, можно сделать вывод о том, что система водоотведения города Санкт-Петербург претерпевает такие проблемы в системе водоотведения как:

• сброс неочищенных сточных вод в водные объекты города;
• устаревшая система очистных сооружений;
• плохое техническое состояние канализационных сетей.

Решение этих проблем  связано с большими финансовыми  затратами. Но существует Генеральный план, основной целью которого является стабильное улучшение качества жизни всех слоев населения Санкт-Петербурга и формирование инженерной инфраструктуры Санкт-Петербурга как многофункционального города, обеспечивающего высокое качество среды жизнедеятельности и производства.

3 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

3.1 Обоснование  и выбор проектных решений 

Аналитические исследования был выявлен ряд  проблем, препятствующих эффективной  работе системы водоотведения Санкт-Петербурга. Для решения этих проблем предлагаются следующие мероприятия:

• прекращение сброса неочищенных сточных вод в водные объекты города. В Санкт-Петербурге образуется в среднем 3 млн. м³ сточных вод в сутки. При этом по 370 прямым выпускам  в водоемы города по данным ТП “Водхоз” за 2006 г. сбрасывается около 500 тыс. м³/сутки неочищенных сточных вод. Данное мероприятие направленно на снятие проблемы сброса неочищенных сточных вод в водные объекты города. Это позволит обеспечить очистку 95% сточных вод. Это решит проблему загрязнения водных объектов, в частности реки Нева.
• реконструкция тоннельных коллекторов. Данное мероприятие направленно на снятие проблемы с коллекторами, находящимися в аварийном состоянии. Это позволит предотвратить аварийные ситуации и повысить надежность работы тоннельных коллекторов.
• строительство и реконструкция очистных сооружений. Данное мероприятие направлено на снятие проблемы в канализационных сетях. Это позволит достичь показателей предъявленных Хелком и нормативов России и ЕС. По окончании проекта должен прекратиться сброс фосфора в Неву и Финский залив на 40 т в год.

 

 

3.2 Мероприятия по прекращению сброса неочищенных сточных вод в водные объекты города

В Санкт-Петербурге образуется в среднем 3 млн. м³ сточных вод в сутки. Решение проблемы по сбросу неочищенных сточных вод в водоемы Санкт-Петербурга может быть разделено на два направления:

1. Переключение прямых выпусков общесплавной системы водоотведения;
2. Локальная очистка поверхностных вод дождевых выпусков раздельной системы водоотведения.

В Генсхему составной  частью вошла "Программа прекращения  сброса сточных вод без очистки  в водные объекты Санкт-Петербурга", утвержденная КЭИО. Переключение прямых выпусков и прекращение сброса неочищенных  сточных вод в водотоки возможно при решении комплекса вопросов, связанных, прежде всего с завершением работ, обеспечивающих ввод в эксплуатацию продолжения Главного коллектора на участке от Финляндского моста до Кантемировской ул., а также со строительством и реконструкцией практически всех канализационных очистных сооружений Санкт-Петербурга.

Завершение  переключения прямых выпусков в зоне действия продолжения Главного коллектора позволит обеспечить очистку 95% сточных вод.

Для повышения этого показателя до 98% предлагается строительство тоннельного коллектора по набережной Робеспьера, переключение прямых выпусков Петроградского района, прокладка коллектора в районе реки Охты, а также строительство канализационных очистных сооружений в городе Ломоносове, поселках Металлострой и Молодежное.

Финансирование  программы осуществляется за счет городского и федерального бюджетов, собственных  средств ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», а также привлеченных внебюджетных средств.

3.3 Мероприятия по реконструкции тоннельных коллекторов

В настоящее время в городе построено и эксплуатируется 205 км канализационных коллекторов, на которых расположено более 1000 шахт и буровых скважин. В коллекторах отсутствует вентиляция, и наличие газовой коррозии значительно сокращает срок их службы. Проведенные исследования показали, что около 16% тоннельных коллекторов требуют срочного ремонта.

Для предотвращения аварийных ситуаций и повышения  надежности работы тоннельных коллекторов  разработана "Программа повышения  надежности работы тоннельных коллекторов". Эта Программа предусматривает мероприятия по реконструкции и строительству тоннельных канализационных коллекторов.

Для повышения  надежности и долговечности тоннельных коллекторов нужно провести работы по совершенствованию конструкций обделки тоннелей, провести работы по строительству дублеров и кольцеванию тоннельных коллекторов, а также усовершенствовать вентиляцию тоннелей. Найдены интересные решения по использованию для вентиляции перепадных устройств.

Большинство тоннельных коллекторов имеет первичную  обделку из железобетонных тюбингов. Есть тоннели с чугунной тюбинговой обделкой, а также из деревянных сегментов. Предлагается заменить чугунную обделку железобетонной. Отказ от чугунной обделки боковых тоннелей и среднего свода и замена их железобетонными дают экономию чугуна до 8 тыс. т на одну станцию. Обделка боковых тоннелей станции с плоским лотком сооружается из железобетонных тюбингов.

На некоторых  станциях предлагается внедрить армоцементные  водозащитные зонты. Армоцементные водозащитные зонты, монтируемые в виде самонесущих трехшарнирных арок, не связанных с основной несущей обделкой, обладают высокими технологическими и эксплуатационными качествами. Монтаж зонтов в эскалаторном тоннеле длиной около 100 м при нормальной организации работ продолжается 10 суток, а полная отделка занимает неделю. Кроме того, становятся ниже затраты труда на работы по ремонту и содержанию в период эксплуатации [21].  

 В Санкт-Петербурге проведены научно-исследовательские работы по перепадным устройствам на подключениях к тоннельным коллекторам. Результаты исследований оказались благоприятными для внедрения их в практику. Предполагается сооружение шахт и буровых скважин с трубчатыми перепадами, а также перепады с соударением потоков энергии падающей воды.

3.4 Мероприятия  по строительству и реконструкции очистных сооружений

Эти мероприятия  предполагают строительство и реконструкцию очистных сооружений с внедрением современных методов очистки сточных вод, гарантирующих достижение показателей Хелком и нормативов России и ЕС.

Таким образом, необходимо решить проблему приема на очистку расхода дождевых вод примерно равного расхода объема сточных вод в сухую погоду.

Для решения  проблемы очистки сточных вод  в 2015 году до требуемых нормативов и  приема части расчетного поверхностного стока с территорий города предлагаются установить  очистные сооружения хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод, установки «УБОС», производительностью от 10 до 5000 м^з/сут. Преимущества таких очистных сооружений таковы:

• современные методы и системы очистки сточных вод;
• низкая энергоемкость;
• минимальный обслуживающий персонал и простота эксплуатации;
• локальные очистные сооружения;
• комплексы полной биологической очистки;
• блоки удобны для транспортировки, быстро монтируются, просты и удобны в эксплуатации.

Разработчик и  производитель таких эффективных  компактных систем очистки сточных  вод является ООО «ЭКОС-С».

Установка «УБОС» предназначена для полной биологической  очистки хозяйственно-бытовых (коммунальных) и близких к ним по составу  производственных сточных вод, со снижением концентраций по БЛКП, взвешенным веществам, жирам, нефтепродуктам и другим загрязнителям до нормативов ПДК.

В установке  «УБОС» применена двухстадийная  биологическая очистка, причем вторая стадия осуществляется закрепленным биоценозом, что решает серьезный вопрос выноса активного ила и обеспечивается стабильность всего процесса очистки, в т.ч. сглаживает суточные колебания по объему стоков и концентрациям.

Использование усреднителя перед установкой «УБОС» делает систему устойчивой к значительным колебаниям концентраций загрязнений и объема сточных вод.

За счет рециркуляции активного ила и чередования  анаэробных и аэробных процессов  достигается высокая степень  снижения концентраций по аммонийному  азоту (процессы нитрификации и денитрификации) и фосфору (за счет увеличения числа бактерий, нуждающихся в данном элементе для построения клеток в процессе их жизнедеятельности).

Предполагается, что по итогам проекта сброс фосфора  в Неву и Финский залив сократится примерно на 40 тонн в год.

Затраты на реализацию мероприятий до перспективного 2025 года - 274,2 млрд.руб. Финансирование проекта будет вестись из нескольких источников. Это кредиты и гранты, предоставляемые международными организациями – Северной экологической финансовой корпорацией (НЕФКО), экологическим партнерством «Северное измерение» (НДЕП), Министерством окружающей среды Финляндии (МОСФ) и Фондом «План действий по Балтийскому морю».

Таким образом, Итогом проделанной работы стала разработка ряда проектных решений и рекомендаций по устранению основных проблем системы водоотведения города Санкт-Петербург:

1. Мероприятия по прекращению сброса неочищенных сточных вод в водные объекты города − завершение работ, обеспечивающих ввод в эксплуатацию продолжения Главного коллектора на участке от Финляндского моста до Кантемировской ул., а также со строительство и реконструкция практически всех канализационных очистных сооружений Санкт-Петербурга.
2. Мероприятия по реконструкции тоннельных коллекторов − кольцевание, строительство и реконструкция коллекторов и шахт, находящихся в критическом состоянии и в районах массовой жилой застройки.
3. Мероприятия по строительству и реконструкции очистных сооружений − строительство и реконструкция очистных сооружений с внедрением современных методов очистки сточных вод, гарантирующих достижение показателей Хелком и нормативов России и ЕС.