От простого – к сложному, от дешевого – к дорогому

От простого - к сложному, от дешевого - к дорогому
О первоочередных мерах по преодолению кризиса в водопроводно-канализационном хозяйстве России

     С учетом нынешнего состояния российской экономики планы по кардинальной модернизации водопроводно-канализационного хозяйства страны, причем в короткие сроки, представляются трудно осуществимыми. В то же время в ближайшие годы возможна реализация простейших мероприятий, что позволит заметно повысить эффективность ВКХ. Они по силам большинству организаций отрасли и их собственникам, так как не требуют значительных материальных и финансовых затрат. После этого можно было бы широко развернуть работы по постепенной замене изношенных сетей и сооружений, внедрению автоматизации производства, компьютеризованных информационно-управляющих систем, техническому перевооружению и реконструкции водопроводных станций канализационных очистных сооружений.
     До недавнего времени все, что относилось к водопроводно-канализационному хозяйству (ВКХ) населенных пунктов, было в муниципальной или государственной собственности. Большая часть имущества ВКХ принадлежала органам местного самоуправления, а остальное находилось в ведении различных министерств и ведомств. Так как собственник предприятий был изначально определен, то и вопросы, связанные с развитием, расширением, реконструкцией и техническим перевооружением предприятий ВКХ, решались за счет средств из федерального или муниципальных бюджетов. Объём выделяемых средств не всегда был достаточным, но предприятия отрасли могли функционировать и развиваться, хотя и отставали от мирового уровня.
     В конце прошлого века, с началом перехода экономики страны на рыночные взаимоотношения, положение в отрасли постепенно начало ухудшаться. Бюджетные средства практически не выделялись, техника устаревала и изнашивалась, возрастала ее аварийность, ухудшалось качество питьевой воды и качество обработки городских сточных вод и их осадков. В то же время тарифная политика государства не давала возможности поднимать тарифы до уровня, который позволил бы учесть не только минимум текущих потребностей отрасли, но и решить задачи технического перевооружения, реконструкции и развития отрасли. В результате отрасль ВКХ достигла кризисного состояния, и если бы не начали приниматься меры по выходу из сложившейся ситуации, то в дельнейшем это могло бы обернуться катастрофическими последствиями, как для населения, так и окружающей среды.
     Одним из путей выхода из кризиса стало создание частных компаний-операторов, таких как ОАО «Российские коммунальные системы», ОАО «Евразийское водное партнерство», ГК «РОСВОДОКАНАЛ», ОАО «Региональный Водоканал «Дон ВК Юг», ЗАО «Водоканал» (г. Новокузнецк), ОАО «Единые коммунальные системы» (г. Южно-Сахалинск) ООО «Горводоканал» (г. Пенза) и др. Однако на сегодняшний день значительная часть предприятий ВКХ по-прежнему остается в муниципальной и государственной собственности. Надо сказать, что многие города в разных странах мира решение проблем в ВКХ также пытаются найти путем привлечении частных фирм, заключая с ними договоры на долгосрочную аренду или концессию с тем, чтобы с их помощью резко поднять технический уровень и экономическую эффективность городских систем водоснабжения и канализации. В конце 90-х годов к такой практике обратились несколько городов Восточной Европы, в том числе Будапешт, Бухарест, София, Таллин и др. 
     Исходя из сложившегося на тот период времени положения в отрасли, Госстрой России выступил инициатором разработки «Концепции развития ВКХ в новых экономических условиях». Данная концепция должна была дать ответ на то, как при ограниченных возможностях страны остановить нарастание кризиса, выйти из него и за 30 - 35 лет достичь мирового уровня в области ВКХ. Впрочем, в развитых зарубежных странах также отмечается необходимость совершенствования ВКХ. Например, в США в ближайшие 20 лет на развитие ВКХ потребуется ежегодно расходовать 46 млрд. долларов. И это при том, что текущие расходы составляют около 23 млрд. долларов в год или 85 долларов на человека в год. Для сравнения: в России в 1990-х годов эти затраты составляли 35 млрд. руб. в год или 330 руб. (порядка 11 долларов) на человека в год.
     Несмотря на ситуацию в отечественном ВКХ, зарубежные компании-инвесторы и международные финансовые институты все же проявляют интерес к российскому коммунальному сектору. Так, при поддержке Международного банка реконструкции и развития (МБРР) в России реализуется проект «Городское водоснабжение и канализация». Кредит в объеме 122,5 млн. долларов выдан на 17 лет с пятилетним льготным периодом. Заемные средства предоставлены муниципальным предприятиям водоснабжения и канализации под гарантии органов местного самоуправления и органов исполнительной власти субъектов РФ. Данный проект направлен, прежде всего, на реконструкцию существующих городских систем водоснабжения и канализации с целью повышения качества услуг, предоставляемых потребителям, создание «прозрачной» финансовой системы на муниципальных предприятиях водоснабжения и канализации, открытой для контроля расчетов и т.д.
     Следует отметить, что еще в советский период по заданиям различных плановых органов был разработан ряд прогнозов и программ развития ВКХ на перспективу с определением материальных и финансовых затрат. Однако ни одна из этих разработок не была реализована, главным образом из-за отсутствия необходимых средств и недооценки вероятных последствий нараставшего кризиса в ВКХ.
     В таком же положении оказалась и разработанная в середине 90-х годов федеральная целевая программа (ФЦП) «Обеспечение населения России питьевой водой». В 1998 году Правительство Российской Федерации утвердило лишь концепцию этой программы, поручило разработать на ее основе региональные программы и с их учетом доработать ФЦП. Однако из-за неудовлетворительного выполнения региональных программ и отсутствия необходимого финансирования эта программа до сих пор не готова.
     Три года назад партия «Единая Россия» выступила инициатором разработки государственной программы «Чистая вода». Данная инициатива, направленная на обеспечение населения страны доброкачественной питьевой водой, несомненно, заслуживает самой действенной поддержки, в особенности среди специалистов, которые не понаслышке знают состояние отрасли и осознают опасность, которой в этой связи подвергается здоровье россиян. Положения, прописанные в программе, предполагают создание системы эффективного управления в секторе водоснабжения и водоотведения, формирование системы государственных обязательств по обеспечению потребителей услугами водоснабжения и водоотведения, оказание финансовой помощи в реализации инвестиционных проектов в отрасли и т.д. На реализацию данной программы правительство планирует потратить до 2020 года 15 трлн. руб. В настоящее время начали разрабатываться региональные (Волгоградская, Ростовская, Челябинская области, Красноярский край и др.) и городские (Москва, Санкт-Петербург, Волгоград, Великий Новгород и др.) программы «Чистая вода».
     Однако при разработке региональных программ, на наш взгляд, необходимо учитывать выполнение первоочередных мероприятий, не требующих существенных затрат. В ближайшие годы основной задачей должно быть выполнение мероприятий, повышающих эффективность эксплуатации систем и сооружений без их кардинальной реконструкции и расширения. Принципиальные же изменения технологии и техники в ВКХ, требующие существенных затрат, можно отнести на перспективный период.
     Как нам представляется, комплекс первоочередных мероприятий по предотвращению углубления кризиса в городском водопроводном хозяйстве, осуществляемых на местном уровне должен быть, прежде всего, направлен на повышение санитарной и технологической надежности водопроводных сооружений и сетей и всемерную экономию воды.
     В первую очередь, по нашему мнению, требуется создание надежных зон санитарной охраны (ЗСО) объектов водоснабжения, начиная с водозаборных сооружений, с учетом требований СанПиН 2.1.4. 1110-02 и защита этих объектов от вандализма и терроризма.
     С этой целью рекомендуется создать под председательством органов местного самоуправления специальные комиссии по обследованию ЗСО водозаборных сооружений, прежде всего, первого и второго поясов этих зон для выяснения их состояния и выявления фактических или потенциальных источников загрязнения. В каждую комиссию должны быть включены представители организации ВКХ, Роспотребнадзора, Росприроднадзора и ведущих предприятий, загрязняющих окружающую природную среду.
     По результатам обследования орган местного самоуправления принимает соответствующее постановление, по которому предприятия, ответственные за загрязнения, должны в установленные сроки их ликвидировать или осуществить комплекс простейших мероприятий (обвалование, дамбы, отведения загрязняющих стоков ниже водозабора и т.п.). Организациям ВКХ подлежит обеспечить благоустройство зоны строго режима и ее охрану с учетом потенциальной опасности терроризма.
     В организациях ВКХ под руководством главного инженера целесообразно, на наш взгляд, создать рабочие группы с целью выявления «узких мест» в системе водоснабжения, разработки и последующей реализации мероприятия по их ликвидации. К числу таких мероприятий рекомендуется отнести следующие:
1. Проверка (с выполнением необходимых замеров и анализов) эффективности работы водозаборных сооружений, смесителей воды с реагентами, отстойных и фильтровальных сооружений, резервуаров чистой воды, насосного оборудования, систем подачи и распределения воды.
2. Проверка на водозаборных сооружениях следует степени заиления, эффективности промывки сеток и фильтровальных элементов, а в реагентном хозяйстве - состояния оборудования и приборов, фактических доз реагентов.
3. Измерение в гидравлических смесителях и камерах хлопьеобразования гидравлических градиентов и распределения реагента (хлопьев) в массе воды, а в отстойниках (осветлителях с взвешенным осадком) - проверка отсутствия выноса хлопьев, коэффициента объемного использования сооружения, распределения осадка по днищу, горизонтальности кромок желобов.
4. Проверка на фильтровальных сооружениях отсутствия смешения слоев загрузки, ее гранулометрического состава, горизонтальности желобов, интенсивности и продолжительности промывки, расширения загрузки при промывке, состояния КиП и автоматики.
5. Проверка резервуаров чистой воды на предмет коэффициента объемного использования при разных уровнях воды, защиты от загрязнения, степени заиления.
6. Проверка на водопроводной сети расхода и напора воды у насосного оборудования и в диктующих точках, уточнение тупиковых линий, определение участков труб малых диаметров и участков, где наиболее часто происходят повреждения.
7. Проверка в жилых зданиях, оборудованных водосчетчиками, фактического удельного водопотребления и ночных расходов воды.
     Результаты проверки следует занести в банк данных. На основании полученных данных можно сформировать комплекс мероприятий по ликвидации недостатков, который может включать в себя следующие действия:
- увеличение интенсивности промывки водоприемных устройств, оборудование их рыбозащитными кассетами;
- восстановление фильтров буровых скважин;
- устройство струенаправляющих перегородок в емкостных сооружениях для повышения коэффициентов их объемного использования;
- реконструкция фильтрующей загрузки, в том числе с использованием местных фильтрующих материалов;
- оптимизация промывки фильтровальных сооружений (интенсивность, продолжительность, сроки);
- проведение манометрической съемки и гидравлических расчетов сети при разных режимах;
- уточнение зонирования сети с установкой редукционных и обратных клапанов;
- уточнение эксплуатационных норм водопотребления населением (ЭНВН) для жилых домов без водосчетчиков.
     К выполнению некоторых из этих мероприятий целесообразно привлечь сотрудников ВУЗов, научно-исследовательских, проектных и наладочных организаций на договорной основе.
     Особо следует подчеркнуть важность поиска и ликвидации нерациональных расходов и утечек воды, причем не только в уличной сети, но и во внутриквартальной водопроводной сети, поскольку известно, что частота повреждений трубопроводов возрастает с уменьшением их диаметра. Общая протяженность внутриквартальной сети в Российской Федерации составляет более 40 тыс. км или более 30 % протяженности уличной водопроводной сети, а диаметры трубопроводов внутри кварталов обычно не превышают 150 мм. По исследованиям, проведенным в США, зависимость частоты отказов n, ед./год, от диаметра трубопроводов d, мм, выражается формулой:
n = 2,002 - 0,0064d.

     Результаты подсчета частоты повреждений по формуле (1) приведены в таблице 3.

Таблица 3. Частота повреждений трубопроводов в зависимости от их диаметра

     Из таблицы 3 следует, что частота повреждений и, следовательно, вероятность утечек из трубопроводов диаметром до 100 мм примерно в два-четыре раза выше, чем на трубопроводах диаметром 200 - 250 мм, характерных для многих линий уличной сети. Поиск утечек из наружной сети нужно осуществлять в ночные часы на основе известного балансового метода и использования электронно-акустических приборов.
     Для снижения и постепенной ликвидации нерациональных расходов воды у абонентов, особенно в жилищном фонде, следует устанавливать и регулярно уточнять эксплуатационные нормы водопотребления населением (ЭНВН) и лимиты водопотребления у прочих абонентов. Установленные ЭНВН нужно также рассматривать как своего рода лимиты водопотребления для населения. К сожалению, население не привыкло экономить воду, что, в сочетании с неудовлетворительным качеством санитарно-технической арматуры и отсутствием надлежащего учета воды в большинстве жилых зданий, приводит к нерациональному расходованию воды, которое у нас в два-три раза больше, чем в городах Западной Европы.
     Поэтому организациям ВКХ совместно с администрацией жилищного фонда необходимо регулярно контролировать соблюдение лимитов и ЭНВН и одновременно проводить соответствующую работу среди населения. Для этого имеет смысл создать группы контроля и связи с общественностью. В обязанность последних должно входить обучение населения рациональному водопользованию, прежде всего у детей и домохозяек.
     В организациях ВКХ рекомендуется создать фонд сбережения, накапливаемый за счет снижения эксплуатационных затрат по расходу реагентов и электроэнергии. Этот фонд целесообразно использовать на развитие хозяйства и премирование работников.
     В последующие пять-семь лет комплекс мероприятий, осуществляемых организациями ВКХ и их собственниками, должен закрепить результаты, полученные при выполнении первоочередных задач и дополнительно обеспечить:
- внедрение средств контроля и автоматизации работы сооружений и сети;
- создание компьютеризованных информационных систем, охватывающих сооружения и сеть и заменяющих планшеты, чертежи и записи в различных журналах;
- расширение использования подземных источников водоснабжения, защищенных от загрязнения, прежде всего в крупных городах, базирующихся на использовании преимущественно поверхностных вод и расположенных в районах с необходимыми утвержденными запасами подземных вод;
- совершенствование водозаборных сооружений из поверхностных источников, в том числе с внедрением рыбозащитных кассет на водоприемниках и устройств для биологической очистки воды с помощью прикрепленной микрофлоры на подходах к ним;
- разделение водопроводной сети на водоизмерительные зоны, охватывающие микрорайоны с населением от 10 до 20 тыс. человек, c установкой на питающих линиях камер с водомерами для контроля водопотребления;
- расширение масштабов использования процессов озонирования и сорбции при обработке поверхностных вод и удаления железа, фтора и других примесей при заборе подземных вод;
- реновацию и замену дефектных участков сети путем протяжки пластмассовых лейнеров и цементно-песчаной облицовки. Объем работ должен исходить из того, чтобы в течение 20 - 25 лет заменить всю ветхую сеть;
- регулирование напоров в диктующих точках водопроводной сети ( внедрение регулируемого электропривода к насосам, обеспечивающего снижение нерациональных расходов воды и утечек на 10-15 %; внедрение регулируемого электропривода к насосам на ЦТП и устройству индивидуальных тепловых пунктов в крупных жилых домах);
- комплексное использование информационных технологий, включая ГИС, моделирование потокораспределения в водопроводных сетях и автоматизированное управление режимами подачи и распределения воды;
- внедрение домовых и квартирных водосчетчиков.
     Следующим этапом должны стать работы, направленные на:
1. Обеспечение дальнейшего расширения использования подземных вод, в том числе за счет береговой инфильтрации и искусственного пополнения запасов подземной воды.
2. Повышение санитарной и технологической надежности водоочистных станций за счет устройства прибрежных (наливных) водохранилищ, внедрения двухступенчатого фильтрования воды, озонирования, сорбции, мембранной технологии на конечных этапах ее обработки, обеззараживания новыми реагентами и автоматизации всех технологических процессов обработки.
     На фильтрах первой ступени рекомендуется использовать двухслойную загрузку из песка и местных пористых материалов, на второй ступени - загрузку из гранулированного активного угля по слою кварцевого песка. Введение озона следует осуществлять перед фильтрами первой и второй ступеней, чтобы обезвредить вирусы и обеспечить на угольных фильтрах биологическое окисление задержанного осадка. При этом срок регенерации угольной загрузки возрастает от 5 до 10 лет. Применение мембранной технологии с использованием ультра- и нанофильтровальных устройств позволит удалять из воды остаточные микроскопические частицы взвеси, в том числе бактерии, вирусы и тем самым уменьшить дозу обеззараживающего агента, требуемого для поддержания надлежащего санитарного состояния водопроводной сети.
3. Осуществление широкого внедрения механического обезвоживания водопроводных осадков и их утилизации в строительной индустрии.

     В сфере водоотведения одним из важнейших первоочередных мероприятий следует считать выявление и ликвидацию «узких мест» в каждой канализационной системе. Эти мероприятия не требуют больших затрат, поэтому доступны большинству организаций ВКХ .
     С этой целью в каждой организации ВКХ рекомендуется создать рабочую группу во главе с главным инженером, которой надлежит тщательно обследовать все элементы системы с производством необходимых замеров и испытаний - от присоединений к уличным коллекторам до очистных сооружений и выпусков в водные объекты.
     На сети необходимо определить дефектные участки, объемы поступления поверхностного стока в колодцы, объемы инфильтрации и эксфильтрации, уточнить поступление загрязняющих веществ от промышленных абонентов. Все эти данные следует ввести в компьютеризованный банк данных. Если такой банк данных отсутствует, его необходимо создавать одновременно с выполнением указанных мероприятий как составную часть информационной системы. Эта система, известная как географическая информационная система (ГИС), в качестве основы использует планшеты с нанесением коммуникаций, а также чертежи и другие данные, необходимые для эксплуатации. ГИС широко распространена за рубежом, а также применяется российскими предприятиями ВКХ (Москва, Санкт-Петербург, Уфа, Барнаул, Нижний Новгород и др.).
     На насосных станциях необходимо проверить эффективность и режимы работы оборудования, уточнить графики притока сточных вод и работы насосов, определить удельные расходы электроэнергии на перекачку сточных вод при изменении режимов и выявить оптимальный режим. Для этого на очистных сооружениях следует проверить эффективность работы решеток и песколовок и степень их заиления. При отсутствии комминуторов и дробилок нужно уменьшить зазоры в решетках и по результатам проверки установить ряд необходимых параметров, таких как:
- равномерность отбора воды по сечению отстойников;
- равномерность распределения воздуха в аэротенках;
- эффективность удаления и обработки осадка;
- правильность доз обеззараживающих реагентов или эффективность обеззараживания УФ-облучением;
- рассеяние очищенных сточных вод на выпуске в водный объект.
     Все полученные данные следует также внести в банк данных или ГИС.
     По результатам обследования, замеров и выявления «узких мест» рекомендуется разработать и осуществить соответствующие мероприятия. Это - уменьшение объема инфильтрации в сеть, восстановление наиболее дефектных участков сети, устранение дефектов в работе оборудования и сооружений. Целесообразно также уточнить лимиты на прием сточных вод и загрязняющих веществ для промышленных абонентов, руководствуясь инструкцией.
     Другим первоочередным мероприятием должно быть снижение и прекращение сброса неочищенных городских сточных вод с сильной концентрацией загрязняющих веществ в водные объекты. Прежде всего, владельцам ГКХ необходимо с помощью органов местного самоуправления построить комплексы механической очистки, желательно с реагентной обработкой сточных вод в отстойниках. При этом количество сбрасываемых загрязняющих веществ по взвешенным веществам уменьшится более чем вдвое, а по БПК - на одну треть, причем построить эти комплексы можно будет в относительно короткие сроки и затраты на них будут в три раза ниже, чем на комплексы с полной биологической очисткой.
     Рекомендуемый комплекс мероприятий:
- реновация дефектных участков уличных и внутриквартальных коллекторов закрытым способом с разрушением труб и проталкиванием пластмассовых лейнеров и др., замена отдельных участков особо изношенных уличных коллекторов;
- замена изношенных решеток и дробилок на станциях перекачки;
- строительство сооружений механической очистки сточных вод общей производительностью до 80 % объема неочищенных сточных вод, сбрасываемых в настоящее время;
- совершенствование работы отстойников путем установки тонкослойных модулей;
- интенсификация работы аэротенков за счет прикрепленной микрофлоры и совершенствования аэрации (равномерность подачи воздуха, применение мелкопузырчатой аэрации);
- расширение сооружений доочистки сточных вод: на крупных станциях - фильтрованием, на небольших станциях в малых городах и поселках - на биологических прудах;
- восстановление и интенсификация работы сооружений и оборудования по обработке осадка: метантенков, иловых площадок, площадок компостирования, сгустителей, фильтр-прессов, центрифуг (режимы напуска и отведения иловой воды, применение эффективных флокулянтов и добавок, удаление и утилизация);
- благоустройство территорий очистных сооружений и санитарно-защитные зоны.
     В последующие годы необходимо учитывать ожидаемое уменьшение объемов городских сточных вод в связи с уменьшением численности городского населения и снижения водопотребления вследствие выполнения мероприятий по экономии воды.
     В дальнейшем эти мероприятия должны быть продолжены. В дополнение к ним рекомендуется:
- достройка комплексов механической очистки с сооружениями полной биологической очистки;
- широкое внедрение средств автоматизации и контроля технологических процессов и работы оборудования, автоматизация отбора и анализа проб;
- установка насосов с регулируемым числом оборотов;
- реконструкция и строительство аэротенков с использованием прикрепленной микрофлоры, создание аэробных и анаэробных зон для удаления биогенных веществ биологическим методом;
- создание и использование новых типов биологических и биолого-химических реакторов;
- использование в малых городах и поселках очистных установок заводского изготовления;
- увеличение объемов доочистки сточных вод различными методами, включая мембранную технологию;
- расширение масштабов обеззараживания очищенных сточных вод УФ-облучением, внедрение обеззараживания быстрыми электронами и с помощью нанофильтрации.
     Таким образом, реализация первоочередных мероприятий, не требующая больших затрат, позволит заметно повысить эффективность ВКХ и создать своего рода стартовую площадку для коренной модернизации отрасли.