Научная статья на тему 'Комплексные решения в системах ливневой канализации'

Комплексные решения в системах ливневой канализации Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
1214
178
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вестник МГСУ
ВАК
RSCI
Ключевые слова
ОТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА / ЛИВНЕВЫЕ ВОДЫ / СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА / ФАКТОРЫ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКОГО И АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГОРОДСКУЮ СРЕДУ / DIVERSION AND PURIFICATION OF SURFACE RUNOFF / STORM WATER / LIFE SUPPORT SYSTEMS OF URBAN ECONOMY / FACTORS OF NATURAL AND CLIMATIC AND ANTHROPOGENIC IMPACT ON THE URBAN ENVIRONMENT

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Пупырев Евгений Иванович

Предмет исследования: экологическое состояние селитебных территорий в целом зависит не только от состояния атмосферного воздуха, качества питьевой воды, степени очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, но и санитарного состояния территорий, которое включает в себя своевременную уборку твердых коммунальных отходов (ТКО), очистку территории, сбор и очистку поверхностного стока; для оценки экологической ситуации на территории важно иметь численные данные об уровне загрязнения территории и городского грунта, о доле воды, попадающей в грунт, воды, стекающей по поверхности, и доле воды, попадающей на очистные сооружения. В данной работе исследован поверхностный сток селитебной территории, описаны методы его сбора и очистки. Цели проводимого автором исследования определение приоритетных структурных связей в системе отведения и очистки поверхностного стока, оценка влияния их на работоспособность и устойчивость системы, разработка метода управления работой системы. Материалы и методы: использовались результаты теоретических исследований, экологического мониторинга, методы системного и факторного анализа, экспертных оценок технологий и сооружений очистки воды. Результаты: предложена методика и даны рекомендации по составлению территориальной схемы отведения поверхностного стока. Предложена формула для оценки и расчета параметров резервуара и очистных сооружений. Приведены характеристики очистных сооружений разных типов. Выводы: показаны области дальнейшей систематизации результатов: разработка методики построения баланса поверхностных вод на территории, каталогизация технологий очистки поверхностных вод, разработка и оценка комбинированных схем сбора и очистки поверхностного стока с оценкой их экологической эффективности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Пупырев Евгений Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INTEGRATED SOLUTIONS IN STORM SEWER SYSTEMS

Subject: ecological condition of residential areas as a whole depends not only on the state of atmospheric air, the quality of drinking water, the degree of purification of household sewage, but also on the sanitary condition of territories, which includes the timely cleaning of solid municipal waste (SMW), cleaning of the territory, collection and cleaning of surface runoff. To assess the environmental situation in the territory it is important to have numerical data on the level of pollution of the territory and urban soil, the proportion of water entering the ground, water flowing over the surface and the proportion of water entering the water treatment plant. In this paper, the surface runoff of a residential area has been studied, and methods for its collection and purification have been described. Research objectives: the author of the study pursued the following goals determination of priority structural links in the system of diversion and cleaning of surface runoff, assessment of their influence on operability and stability of the system, development of a method for controlling the operation of the system. Materials and methods: results of theoretical studies, environmental monitoring, methods of system and factor analysis, expert assessments of technologies and water treatment facilities were used. Results: a technique is proposed and recommendations are given on drawing up a territorial scheme for diversion of surface runoff. A formula for estimating and calculating parameters of reservoir and water treatment facilities is proposed. The characteristics of treatment facilities of different types are given. Conclusions: areas of further systematization of the results are highlighted: development of a methodology for constructing a balance of surface waters in the territory, the cataloging of surface water treatment technologies, and development and evaluation of integrated schemes for collecting and cleaning surface runoff with an assessment of their ecological efficiency.

Текст научной работы на тему «Комплексные решения в системах ливневой канализации»

УДК 696.136 Б01: 10.22227/1997-0935.2018.5.651-659

КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Е.И. Пупырев

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Предмет исследования: экологическое состояние селитебных территорий в целом зависит не только от состояния атмосферного воздуха, качества питьевой воды, степени очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, но и санитарного состояния территорий, которое включает в себя своевременную уборку твердых коммунальных отходов (ТКО), очистку территории, сбор и очистку поверхностного стока; для оценки экологической ситуации на территории важно иметь численные данные об уровне загрязнения территории и городского грунта, о доле воды, попадающей в грунт, воды, стекающей по поверхности, и доле воды, попадающей на очистные сооружения. В данной работе исследован поверхностный сток селитебной территории, описаны методы его сбора и очистки.

Цели проводимого автором исследования — определение приоритетных структурных связей в системе отведения и очистки поверхностного стока, оценка влияния их на работоспособность и устойчивость системы, разработка метода управления работой системы.

Материалы и методы: использовались результаты теоретических исследований, экологического мониторинга, методы системного и факторного анализа, экспертных оценок технологий и сооружений очистки воды. Результаты: предложена методика и даны рекомендации по составлению территориальной схемы отведения поверхностного стока. Предложена формула для оценки и расчета параметров резервуара и очистных сооружений. Приведены характеристики очистных сооружений разных типов.

Выводы: показаны области дальнейшей систематизации результатов: разработка методики построения баланса поверхностных вод на территории, каталогизация технологий очистки поверхностных вод, разработка и оценка комбинированных схем сбора и очистки поверхностного стока с оценкой их экологической эффективности.

КЛЮчЕВыЕ СЛОВА: отведение и очистка поверхностного стока, ливневые воды, системы жизнеобеспечения городского хозяйства, факторы природно-климатического и антропогенного воздействия на городскую среду

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Пупырев Е.И. Комплексные решения в системах ливневой канализации // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 5 (116). С. 651-659. DOI: www.dx.doi.Org/10.22227/1997-0935.2018.5.651-659

INTEGRATED SOLUTIONS IN STORM SEWER SYSTEMS

E.I. Pupyrev

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation

Subject: ecological condition of residential areas as a whole depends not only

of drinking water, the degree of purification of household sewage, but also on the sanitary condition of territories, which p

includes the timely cleaning of solid municipal waste (SMW), cleaning of the territory, collection and cleaning of surface H

runoff. To assess the environmental situation in the territory it is important to have numerical data on the level of pollution of U

the territory and urban soil, the proportion of water entering the ground, water flowing over the surface and the proportion of ^

water entering the water treatment plant. In this paper, the surface runoff of a residential area has been studied, and methods m

for its collection and purification have been described. r

Research objectives: the author of the study pursued the following goals - determination of priority structural links in the Q

system of diversion and cleaning of surface runoff, assessment of their influence on operability and stability of the system, X

development of a method for controlling the operation of the system. T

Materials and methods: results of theoretical studies, environmental monitoring, methods of system and factor analysis, O expert assessments of technologies and water treatment facilities were used.

Results: a technique is proposed and recommendations are given on drawing up a territorial scheme for diversion of surface ^ runoff. A formula for estimating and calculating parameters of reservoir and water treatment facilities is proposed. the

characteristics of treatment facilities of different types are given. 00

Conclusions: areas of further systematization of the results are highlighted: development of a methodology for constructing £

a balance of surface waters in the territory, the cataloging of surface water treatment technologies, and development and 3

evaluation of integrated schemes for collecting and cleaning surface runoff with an assessment of their ecological efficiency. C

X

KEY WORDS: diversion and purification of surface runoff, storm water, life support systems of urban economy, factors of 5 natural and climatic and anthropogenic impact on the urban environment

FOR CITATION: Pupyrev E.I. Kompleksnye resheniya v sistemakh livnevoy kanalizatsii [Integrated solutions in storm sewer systems]. Vestnik MGSU [Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering]. 2018, vol. 13, issue 5 (116), pp. 651-659. DOI: www.dx.doi.org/10.22227/1997-0935.2018.5.651-659

© E.H. nynupeB 651

ВВЕДЕНИЕ

Экологическое состояние селитебных территорий в целом зависит не только от состояния атмосферного воздуха, качества питьевой воды, степени очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, но и санитарного состояния территорий, которое включает в себя своевременную уборку мусора, очистку территории, сбора и очистку поверхностного стока. Объемы образования поверхностного стока зависят от количества атмосферных осадков, возможных утечек из инженерных систем, от частоты и интенсивности поливомоечных работ. Источники загрязнения поверхностного стока — выбросы от транспорта и промышленных предприятий, продукты эрозии почв, продукты истирания и разрушения дорожных покрытий, утечки из системы канализации, городской мусор, загрязненные строительные площадки. В городах и грунтовые воды изначально загрязнены стихийными городскими свалками, существовавшими в прошлые века и закрытыми грунтом и новыми постройками. Поверхностный сток даже с запечатанных территорий не весь попадает в систему сбора поверхностных вод. Весь поверхностный сток на территории разделяется на три части. Часть поверхностного стока попадает в грунтовые воды, частично фильтруется и уходит в водные объекты на территории, часть поверхностного стока попадает в те же водные объекты, просто стекая по территории, наконец, часть стока попадает в водосборные сети, на очистные сооружения и после очистки сбрасывается в водные объекты на территории. Для оценки экологической ситуации на территории важно иметь численные данные об уровне загрязнения территории и городского грунта, о доле воды, попадающей в грунт, воды, стекающей по поверхности, и доле воды, попадающей на очистные сооружения.

Используя эти данные, можно вычислить уро-т- вень загрязнения и количество загрязняющих веществ, попадающих в водные объекты. Качество •Л очистки поверхностного стока диктуется нормати-^ вами, определяется технологиями, оборудованием ^ и материалами. Работы по комплексному анализу — систем сбора, транспортировки и очистки поверх-Ю ностного стока практически отсутствуют. Данная РО работа призвана восполнить этот недостаток.

§ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

н

^ Поверхностному, а особенно ливневому, стоку посвящено относительно много работ. Эта область 2 включает в себя нормативные документы по расчету £ объемов образования стока, условиям его транспортировки, требованиям к его очистке1. Очевидно, что

н

о -

® 1 СП 32.13330-2012. Канализация. наружные сети и со-ш

оружения.

поверхностный сток оказывает заметное влияние на экологию урбанизированных территорий [1] и на состояние водных объектов на территории [2]. В условиях городской среды поверхностный сток оказывает заметное влияние и на работу инженерных городских систем и дорожной сети [3, 4].

При анализе территории основным вопросом является расчет объемов и динамики ливневого стока. Упрощенный расчет описывается известной формулой

Q = ч^Р,

где д20 — интенсивность осадков, л/сек, на 1 Га (Га = = 10 000 м2); F — расчетная площадь стока, м2; р — коэффициент, водопоглощения (запечатанность) поверхности покрытия. Предлагаются и более сложные и точные методы расчета динамики ливневого стока [5].

Для общего годового отчета об объемах образования ливневого стока достаточно знать годовые характеристики (табл. 1).

Объем поливочных вод также определяется по указанным выше нормативам. Используя эти расчеты и зная размер утечек из инженерных сетей, можно рассчитать общий объем поверхностного стока.

Поверхностный сток на селитебных территориях загрязнен и представляет экологическую опасность для окружающей среды, и задача заключается в том, чтобы минимизировать объем загрязненного стока, попадающего в водные объекты. Известны попытки разработать общую концептуальную модель управления качеством очистки [6, 7]. Но для таких моделей необходимы детальные данные об объемах, динамике и качестве стока на водосборных участках территории.

Например, в Москве запечатанность почв достигает 50 %. Интенсивность осадков в Москве 80 л/с на га. Площадь старой Москвы 1091 км2. Официальное население 11,912 млн чел. В старой Москве выпадает ежегодно 600...800 млн м3 воды, из них около 50 % остается на поверхности. Утечки из водопроводной сети добавляют 110 млн м3, на полив тратится приблизительно 5 млн м3 в год. Итого в старой Москве ежегодно образуется 515 млн м3 поверхностных стоков в год. Среднегодовой объем поверхностного стока, поступающего в сети ГУП «Мосводосток», составляет 580 млн м3. Но ливневый сток, который загрязняется, когда выпадает

Территориальные строительные нормы дождевая канализация. организация сбора, очистки и сброса поверхностного стока. ТСН 40-302-2001 Московской обл.

СанПиН 2.1.5.980. Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения.

Методические указания по расчету объемов принятых (отведенных) поверхностных сточных вод: утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 17 октября 2014 года № 639/пр.

Табл. 1. Годовые характеристики климата Table 1. Annual climate characteristics

Город / City Температура июля, °С / July temperature, °С температура января, °С / January temperature, °С Кол-во осадков, мм / Amount of precipitation, mm Испарение, мм / Evaporation, mm Коэффициент увлажнения, К / Humidity factor, K

Москва / Moscow 15 -10 600 600 1

Санкт-Петербург / St. Petersburg 15 -5 600 300 2

Екатеринбург / Ekaterinburg 15 -15 600 400 1,5

Казань / Kazan 15 -10 600 500 1,2

Архангельск / Arkhangelsk 10 -10 600 300 2

на загрязненную московскую территорию, только на 50 % попадает в систему ливневой канализации, а как минимум 400 млн м3 загрязненного поверхностного стока каждый год стекает в реку Москву. Кроме того, эти обобщенные данные не описывают отдельные участки территории Москвы, где возможен дефицит производительности очистных сооружений. Для расчетов параметров водосборной коллекторной сети необходимы также данные о динамике ливневого стока, параметрах работы городских инженерных систем.

Общие сведения о коллекторных сетях приведены в работе [8]. Хорошо проработаны методы расчета коллекторной сети, даны технологии и конструкции ливневых очистных сооружений (ЛОС) в работе [9].

На российском рынке оборудование для очистки поверхностных сточных вод предлагают десятки фирм («Хеликс», «Тверь», «Топас», «Аква-строй», «Экос», «Альта-групп», «НПФ Экотранс», «Юни-лос», «Векса», «Аквабиом», «Биоксика», «НПО Агростройсервис», «Промстоки-М», «Композитные технологии России», «Родник (Волна)», Flotenk, Eco-Potential, City-project, «Эко-система» (Валдай), AQUACRAT, «Промсити», «Волгосток» и др.). Проектирование систем ливневой канализации без подробных расчетов и технологических рекомендаций описано в статьях [10, 11].

материалы и методы

Использовались результаты теоретических исследований, экологического мониторинга, методы системного и факторного анализа, экспертных оценок технологий и сооружений очистки воды.

РЕЗУльТАТЫ ИССлЕДОВАНИя

Первый этап системного анализа — это составление территориальной схемы стока поверхностных вод с территории. Цель составления территориальной схемы — определение узлов водосборного бас-

сейна, в которых необходимо строить ЛОС. Она строится на водосборных бассейнах с использованием данных Росгидромета, данных по характеристикам территории, включая географические. Территориальная схема включает составление водного баланса территории. Составление водного баланса территории необходимо для определения производительности очистных сооружений, помогает определить предпочтительные места их размещения. Баланс состоит из вычисления количества поверхностной воды, попадающей на селитебную территорию, включая атмосферные осадки, поливочные воды, утечки из инженерных сетей. Водный баланс учитывает запечатанность почв, которая увеличивается при промышленном и гражданском строительстве на исследуемой территории.

Методика составления территориальной схемы включает в себя топографическое зонирование территории на водосборные участки внутри водосборных бассейнов. Для каждого участка считаются водные характеристики: естественное обводнение, ливневые воды, утечки инженерных систем. Это неформальный эвристический процесс, на- до правленный на получение примерно одинаковых С по характеристикам водосборных участков, что н позволяет применять однотипные технические решения и эффективно использовать финансовые ^ и технические ресурсы. Результатом первой части Г системного анализа являются территориальная схе- С ма и территориальный баланс, включающие описа- Я ние водосборных бассейнов, их водные статические О и динамические данные, вычисленные дефициты 2 существующих ЛОС для очистки ливневой воды. 1 На этом этапе оценивается объем неочищенного Я стока, попадающего в водные объекты, и может ы быть рассчитан экологический ущерб.

На втором этапе анализа на территории рас- С считываются коллекторные сети, их расположение, Я их протяженность и диаметры по известным мето- Я дикам с возможным использованием программного 1 обеспечения [16]. На выбранных узлах водосбор- 6 ных бассейнов необходимо выбрать места строи-

<0

X

О >

С

10

<0

2 о

н >

О

X S I h

О ф

to

тельства регулирующих водоемов и резервуаров и рассчитать производительность очистных сооружений. С учетом времени добегания рассчитываются емкости регулирующих прудов или резервуаров.

Определение оптимальной производительности ЛОС в сочетании с оптимальной емкостью регулирующих резервуаров зависит от размера водосборного бассейна, интенсивности и частоты повторения дождей. Слишком маленькая производительность ЛОС увеличит время очистки и размеры резервуара, слишком большая — потребует дорогих ЛОС, при этом размеры ЛОС также будут велики. Методам точного расчета объемов поступления сточных вод на ЛОС посвящено несколько работ, например [17]. Учитывая принципиальную неточность гидрометеорологических данных, данных по проницаемости почв и утечкам, предлагаем простое соотношение интенсивности поступления воды и времени очистки, позволяющее сбалансировать размеры накопительного резервуара и производительности ЛОС:

v - v

t =-i—t,

c r >

vo

где t — время задержки всего пришедшего дождевого стока в резервуаре; t — время дождя с учетом добегания; vo — удельный объем дождевого потока, втекающего в резервуар; l/c, vo — удельный объем дождевого потока, вытекающего из резервуара в ЛОС, l/c. Удельный объем потока v фактически показывает производительность ЛОС. Меняя его, можно подобрать подходящий объем резервуара. Использование системного подхода позволяет уменьшить стоимость системы ливневой канализации при сохранении, а возможно, и при повышении качества очистки воды.

Наконец, на третьем этапе выбираются технологии и проектируются ЛОС. Ливневые стоки по составу существенно отличаются от хозяйственно-бытовых и производственных стоков прежде всего неравномерностью, повышенным содержанием взвешенных веществ, нефтепродуктов. В отличие от хозяйственно-бытовых сточных вод, детальных исследований состава поверхностных стоков, их клас-

Табл. 2. Примеси сточных вод Table 2. Waste water impurities

сификации проведено не было. В табл. 2 приведены данные по составу примесей хозяйственно-бытовых сточных вод и ориентировочные данные по поверхностному стоку.

Коэффициент неравномерности для поверхностного стока приводится в статье [7] и является существенным фактором при проектировании и строительстве ЛОС.

В России десятки предприятий производят ЛОС. На рис. 1-3 приведены некоторые конкретные технологические схемы [14-16]. На рис. 4 приведена типовая технологическая схема очистки ливне-стоков, она включает в себя регулирующий резервуар, песколовку, нефтеловушку, абсорбционные или адсорбционные фильтры.

Существует два подхода к нормированию сбросов очищенных сточных вод в водный объект. Первый требует, чтобы качество очищенной воды непосредственно в точке сброса ее в водный объект строго соответствовало нормам. Второй подход — это так называемый принцип технологического нормирования, в соответствии с которым качество очищенной сточной воды для сброса в водный объект нормируется с учетом характеристик этого объекта, таких как качество воды, его водность, скорость течения и т.п. Учитывается также назначение объекта, виды хозяйственной деятельности в его бассейне и т.д.

ЛОС отличаются разнообразием. Если перед ними находятся пруды-отстойники, то поступающая на ЛОС вода будет иметь меньше взвешенных веществ. В другом случае приходится применять более сложные многоступенчатые технологические схемы, учитывающие состав сточных вод [17, 18]. Системный анализ показывает, что применение проточных ЛОС допустимо только в узком диапазоне колебания интенсивности поступающей в ЛОС воды — не более 30 %. В табл. 3 приведены показатели качества поступающей и очищенной сточной воды, заявляемые фирмами-производителями ЛОС.

Но эти данные представляются сомнительными. В частности, декларируемая степень очистки по нефтепродуктам в 99,95 % для абсорбирующего

Ингредиент / Ingredient Хозяйственно-бытовые сточные воды, мг/л / Household waste water, mg/l Максимальные концентрации в ливневых сточных водах, мг/л / Maximum concentrations in storm sewage, mg/l

Взвесь / Slurry 200 2000

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

БПК/BOD 200 50

ХПК/COD 50 30

Нефтепродукты / Petroleum products 20 110

Азот аммонийный / Ammonia nitrogen 30 2...12

Фосфор общий / Phosphorous total 15 0,1...1

Коэффициент неравномерности, разы / Unevenness factor, times 2 120

Рис. 1. Схема ЛОС: 1 — приемный колодец; 2 — аккумулирующий резервуар; 3 — установки «КЛЮЧ» или «ФАВО-РИТ-АКВА» наземного исполнения; 4 — колодец очищенных стоков

Fig. 1. Diagram of Storm WTF: 1 — receiving well; 2 — accumulating tank; 3 — "KEY" or "FAVORITE-AQUA" plants produced on the ground; 4 — well of treated wastewater

Рис. 2. Схема ЛОС НПО «Экосистема»: 1 — вход загрязненных сточных вод; 2 — утепленный блок-контейнер; 3 — тонкостенный отстойник; 4 — фильтр-сорбер; 5 — угольный адсорбер; 6 — ультрафиолетовый стерилизатор; 7 — выход очищенных сточных вод; 8 — сорбирующие боны; 9 — люк для обслуживания; 10 — ограждение Fig. 2. Diagram of Storm WTF from the "Ecosystem" scientific and production association: 1 — entry of contaminated waste water; 2 — insulated block-container; 3 — thin-walled sump; 4 — sorbent filter; 5 — carbon adsorber; 6 — ultraviolet sterilizer; 7 — output of treated waste water; 8 — sorbent booms; 9 — service hatch; 10 — fence

фильтра без реагентов представляется недостижимой. Стоимость локальных очистных сооружений даже при одной и той же производительности существенно меняется в зависимости от изготовителя оборудования.

При этом колебания удельной цены значительно больше, чем для канализационных очистных сооружений (КОС). Если для КОС удельная стоимость сооружений падает с ростом производительности в два-три раза, то для ЛОС поставщики в некото-

рых случаях декларируют с ростом производительности падение удельной цены в пять-шесть раз. Можно было бы ожидать, что стоимость ЛОС будет составлять 50...60 % от стоимости КОС такой же производительности, но по коммерческим источникам она составляет 10...15 % от стоимости КОС, причем разброс цен на рынке существенно больше, чем на рынке КОС. Многообразие технологических и конструктивных решений вызвано многообразием условий реализации систем сбора и очистки по-

00

Ф

0 т

1

s

*

о

У

Т

0 s

1

W

В

г

3 У

о *

5

Рис. 3. Ливневые очистные сооружения «Юнилос»: 1 — распределительный колодец; 2 — пескоотделитель; 3 — мас-ло-бензоотделитель; 4 — сорбционный фильтр; 5 — колодец для отбора проб

Fig. 3. Storm water treatment facilities "Yunilos": 1 — distribution well; 2 — sand separator; 3 — oil-gas separator; 4 — sorbent filter; 5 — sampling well

Рис. 4. Обобщенная технологическая схема ЛОС Fig. 4. General technological diagram of Storm WTF

Табл. 3. Показатели качества поступающей и очищенной сточной воды Table 3. Indicators of quality of incoming and treated wastewater

Показатель / Indicator Концентрация, мг/л / Concentration, mg/l

в исходной воде / in incoming water в очищенной воде / in treated water

Взвешенные вещества / Suspended substances 2000 3,0

бпк5 /bod5 50 3,0

Нефтепродукты / Petroleum products 110 0,05

no2--n Следы / Traces 0,1

p-po4 0,1 0,1

(O

X

О >

с во

M ^

S о

H >

О

X

s

I h О Ф 10

верхностных вод. Для КОС, учитывая единообразие состава поступающих стоков и единые требования к качеству очищенных стоков, показатели также единообразны (табл. 4) [19].

Если сравнивать ценовые показатели ЛОС и КОС, то для ЛОС производительностью 20 м3 в сутки удельная стоимость сооружений составляет 12 000 руб. и более на м3 суточной производительности. При суточной производительности около 1000 м3 удельная стоимость составит около

2000 руб. на м3 суточной производительности. Но правильнее считать удельную стоимость в расчете на литры в секунду. Тогда удельная стоимость будет колебаться от 130 тыс. руб. за 1 л/с на малых ЛОС до 17 000 руб. за 1 л/с на больших ЛОС. В табл. 5 приведены показатели удельной стоимости ЛОС различной производительности.

Производители оборудования зачастую не приводят данные по установленной удельной мощности. Системы, оборудование, оборудование очистки

Табл. 4. Показатели КОС

Table 4. Sewage Treatment Facilities (TF) characteristics

Производительность КОС / Performance of Sewage TF Удельные капитальные затраты, руб./м3 / Specific total costs, rub./m3 Площадная нагрузка, м3/м2 / Area load, m3/m2 Установленная мощность, кВт/м3 / Installed power, kW/m3

До 10 м3/сут / Up to 10 m3/day 50 000...70 000 0,5...1 0,7

500...1000 м3/сут / 500...1000 m3/day 23 000...40 000 2...2,5 0,04

5000...20 000 м3/сут / 5000...20 000 m3/day 25 000...30000 3...5 0,018

Табл. 5. Показатели ЛОС

Table 5. Characteristics of Storm Water Treatment Facilities (WTF)

Порядок производительности / Order of performance Удельные капитальные затраты, руб./л / Specific total costs, rub./l Емкость ЛОС без резервуара, м3 / Capacity of Storm WTF without reservoir, m3

Единицы литров в секунду/ Several liters per second 80 000...130 000 7...9

десятки литров в секунду/ Dozens of liters per second 40 000...60 000 30...40

Сотни литров в секунду/ Hundreds of liters per second 17 000...25 000 90...120

поверхностных вод нуждается в систематизации по географическим характеристикам, признакам селитебных зон, параметрам состава поверхностных сточных вод.

Основными задачами проектирования системы сбора и очистки поверхностного стока являются расчеты объемов поверхностных вод, поступающих в водоемы через грунтовые воды, через утечки на запечатанных территориях. По результатам расчета определяется возможный объем поступления поверхностного стока на очистные сооружения. Необходимо также определить важные для практики проектирования характеристики технологических схем и провести классификацию технологий очистки поверхностных сточных вод с учетом наилучших доступных технологий и разработать математический аппарат для моделирования технологических схем очистных сооружений, как это делается для хозяйственно-бытовых стоков [20].

ВЫВОДЫ

1. Предложена методика и даны рекомендации по составлению территориальной схемы отведе-

ния поверхностного стока. Территориальная схема сбора и очистки поверхностного стока должна учитывать все его составляющие включая грунтовые воды, ливневой сток, не попадающий на очистные сооружения, и очищенный ливневой сток.

2. Предложена формула для оценки и расчета параметров резервуара и очистных сооружений. Простое соотношение интенсивности поступления воды и времени очистки позволяет сбалансировать размеры накопительного резервуара и производительности ЛОС.

3. Даны сравнительные характеристики ЛОС и КОС. Если для КОС удельная стоимость сооружений падает с ростом производительности в два-три раза, то для ЛОС поставщики в некоторых случаях декларируют с ростом производительности падение удельной цены в пять-шесть раз.

4. Показаны области дальнейшей систематизации результатов: это, прежде всего, разработка методики построения баланса поверхностных вод на территории, каталогизация технологий очистки поверхностных вод, разработка и оценка комбинированных схем сбора и очистки поверхностного стока с оценкой их экологической эффективности.

m

ф

0 т

1

s

*

о

У

Т

0 s

1

W

В

г

литература

1. Экология, охрана природы, экологическая

безопасность / под ред. А.Т. Никитина, С.А. Степа-

нова. М. : Изд-во МНЭПУ, Новь, 2000. 648 с.

2. Гринев В.П., Громов К.А., Иванченко В.Н. и др. Пруды Москвы (прошлое и настоящее) / под ред. С.В. Крючкова. М. : Галерея, 2017. 173 с.

У

О *

5

3. Пупырев Е.И. Системы жизнеобеспечения городов. М. : Наука, 2006. 246 с.

4. Немчинов М.В., Рудакова В.В., Силкин В.В., Систер В.Г. Охрана окружающей природной среды при проектировании и строительстве автомобильных дорог. М. : Изд-во АСВ, 2009. 277 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Палагин Е.Д., Быкова П.Г., Шувалов М.В. и др. К расчету схем регулирования поверхностного стока (в порядке обсуждения) // Водоснабжение и санитарная техника. 2015. № 12. С. 73-80.

6. Садчиков П.Н., Давыдова Е.В. Определение параметров концептуальной модели управления качеством очистки поверхностных сточных вод // Вестник МГСУ. 2017. № 12. С. 1408-1414. Б01: 10.22227/1997-0935.2017.12.1408-1414

7. Рушников А.Ю. Оценка значения притока дождевых вод на очистные сооружения // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2014. № 1. С. 36-41.

8. Ницкая С.Г., Сперанский В.С. Формирование поверхностного стока. Челябинск : Издательский центр ЮУрГУ, 2009. 37 с.

9. Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. М. : МГСУ, Изд-во АСВ, 2006. 702 с.

10. Степанов М.А., Примин О.Г., Верещагина Л.М., Швецов В.Н. Разработка Региональной программы по охране водных объектов города Москвы от загрязнения поверхностными сточными водами // Водоснабжение и санитарная техника. 2017. № 7. С. 4-11.

11. Борткевич В.С., Миркис В.И., Драчи-ков С.А., Удовиченко Р.А. Развитие системы до-

ждевой канализации на примере города Тюмени // Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение. 2017. № 12. С. 44-52.

12. Актуальная программа расчета дождевых вод с территории // ЦЕНТР ПСС — разработка проектов водоснабжения и канализации. Режим доступа: http://www.center-pss.ru/rdv.htm.

13. Палагин Е.Д., Быкова П.Г., Шувалов М.В. и др. К расчету схем регулирования поверхностного стока // Водоснабжение и санитарная техника. 2015. № 12. С. 73-80.

14. Производственно и санитарная компания «ПромКанал». Режим доступа: http://www. ршткала1.т_

15. НПО Экосистема. Режим доступа: Ьйр://есо-systema.com

16. Юнилос. Режим доступа: http://www. uni-los.ru

17. Павлов Д.В., Вараксин С.О., Колесников В.А., Васильев Р.Н. Универсальная технология очистки сточных вод от нефтепродуктов // Сантехника. 2011. № 3. С. 22-23.

18. Сергеев В.В. Папурин Н.М. Очистка сточных вод, отводимых с автомагистрали // Экология производства. 2012. № 3. С. 75-77.

19. Пупырев Е.И., Шеломков А.С. Экономическое обоснование экологически безопасных технологий очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2014. № 1. С. 5-13.

20. Баженов В.И., Эпов А.Н.,Носкова И.А. Ма-тематическое.моделирование объекта очистки сточных вод // Экологический вестник России. 2011. № 4. С. 1-35.

Ш X

о >

с

10

<0

2 о

н >

О

X S I h О Ф 10

Поступила в редакцию 29 марта 2017 г. Принята в доработанном виде 28 апреля 2017 г. Одобрена для публикации 20 апреля 2018 г.

Об авторе: Пупырев Евгений Иванович — доктор технических наук, профессор, президент Межрегионального союза проектировщиков, профессор кафедры гидроэнергетики и использования водных ресурсов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; e.pupyrev@gmail.com.

references

1. A.T. Nikitin, S.A. Stepanov eds. Ekologiya, okhrana prirody, ekologicheskaya bezopasnost' [Ecology, nature protection, environmental safety]. Moscow, Izd-vo MNEPU, Nov' Publ., 2000. 648 p. (In Russian)

2. Grinev V.P., Gromov K.A., Ivanchenko V.N. et al. Prudy Moskvy (proshloe i nastoyashcheee) [Ponds of Moscow (past and present)]. Moscow, Galereya Publ., 2017. 173 p. (In Russian)

3. Pupyrev E.I. Sistemy zhizneobespecheniya goro-dov [Life support systems for cities]. Moscow, Nauka Publ., 2006. 246 p. (In Russian)

4. Nemchinov M.V., Rudakova V.V., Silkin V.V., Sister V.G. Okhrana okruzhayushchey prirodnoy sredy pri proektirovanii i stroitel'stve avtomobil'nykh dorog [Protection of the environment in the highways design and construction]. Moscow, Izdatel'stvo Assotsiatsiya stroitel'nykh vuzov Publ., 2009. 277 p. (In Russian)

5. Palagin E.D., Bykova P.G., Shuvalov M.V. et al. K raschetu skhem regulirovaniya poverkhnostnogo sto-ka (v poryadke obsuzhdeniya) [Revising the calculation of schemes for regulating surface runoff (pilot scheme)]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Technique]. 2015, no. 12, pp. 73-80. (In Russian)

6. Sadchikov P.N., Davydova E.V. Opredele-nie parametrov kontseptual'noy modeli upravleniya kachestvom ochistki poverkhnostnykh stochnykh vod [Determination of the parameters of the conceptual model for quality control of surface wastewater treatment]. Vestnik MGSU [Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering]. 2017, no 12, pp. 14081414. DOI: 10.22227/1997-0935.2017.12.1408-1414 (In Russian)

7. Rushnikov A.Yu. Otsenka znacheniya pritoka dozhdevykh vod na ochistnye sooruzheniya [Evaluation of the value of the influx of rainwater into the treatment plant]. Santekhnika, otoplenie, konditsionirovanie [Plumbing, Heating and Air Conditioning]. 2014, no. 1, pp. 36-41. (In Russian)

8. Nitskaya S.G., Speranskiy V.S. Formirovanie poverkhnostnogo stoka [Formation of the surface runoff]. Chelyabinsk: Izdatel'skiy tsentr YuUrGU, 2009. 37 p. (In Russian)

9. Voronov Yu.V., Yakovlev S.V. Vodootvedenie i ochistka stochnykh vod [Wastewater and wastewater treatment]. Moscow, MGSU, Izdatelstvo Assotsiatsii stroitel'nykh vuzov Publ., 2006. 702 p. (In Russian)

10. Stepanov M.A., Primin O.G., Vereshchagi-na L.M., Shvetsov V.N. Razrabotka Regional'noy pro-grammy po okhrane vodnykh ob"ektov goroda Moskvy ot zagryazneniya poverkhnostnymi stochnymi vodami [Development of the Regional program of protecting Moscow water bodies from pollution with surface runoff]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Technique]. 2017, no. 7, pp. 4-11. (In Russian)

11. Bortkevich V.S., Mirkis V.I., Drachikov S.A., Udovichenko R.A. Razvitie sistemy dozhdevoy kanali-zatsii na primere goroda Tyumeni [Development of rainwater sewerage system on the example of the city of Tyumen]. Vodoochistka, vodopodgotovka, vo-

Received March 29, 2017.

Adopted in final form on April 28, 2017.

Approved for publication on April 20, 2018.

dosnabzhenie [Water Purification, Water Treatment, Water Supply]. 2017, no 12, pp. 44-52. (In Russian)

12. Aktual'naya programma rascheta dozhdevykh vod s territorii [Actual program for calculating rainwater from the territory]. TSENTR PSS — razrabotka proektov vodosnabzheniya i kanalizatsii [TSENTR PSS — development of water supply and sewerage projects]. Available at: http://www.center-pss.ru/rdv.htm. (In Russian)

13. Palagin E.D., Bykova P.G., Shuvalov M.V. et al. K raschetu skhem regulirovaniya poverkhnost-nogo stoka [Revising the calculation of schemes for regulating surface runoff]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Technique]. 2015, no. 12, pp. 73-80. (In Russian)

14. Proizvodstvenno-stroitel'naya kompaniya «PromKanal» [Production and construction company "PromKanal"]. Available at: http://www.promkanal.ru. (In Russian)

15. NPO Ekosistema. Available at: http://eco-sys-tema.com. (In Russian)

16. Yunilos. Available at: http://www.uni-los.ru. (In Russian)

17. Pavlov D.V., Varaksin S.O., Kolesnikov V.A., Vasil'ev R.N. Universal'naya tekhnologiya ochistki stochnykh vod ot nefteproduktov [Universal technology of wastewater treatment from oil products]. Santekhnika [Sanitary Engineering]. 2011, no. 3, pp. 22-23. (In Russian)

18. Sergeev V.V., Papurin N.M. Ochistka stochnykh vod, otvodimykh s avtomagistrali [Purification of sewage discharged from the highway]. Ekologiya proiz-vodstva [Ecology of production]. 2012, no. 3, pp. 75-77. (In Russian)

19. Pupyrev E.I., Shelomkov A.S. Ekonomicheskoe obosnovanie ekologicheski bezopasnykh tekhnologiy ochistki stochnykh vod [Economic justification for ecologically safe technologies of wastewater treatment]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika [Water Supply and Sanitary Technique]. 2014, no 1, pp. 5-13. (In Russian)

20. Bazhenov V.I., Epov A.N., Noskova I.A. Matematicheskoe modelirovanie ob"ekta ochistki stochnykh vod [Mathematical modeling of the wastewater treatment plant]. Ekologicheskii vestnikRossii [Ecological Herald of Russia]. 2011, no. 4, pp. 1-35. (In Russian)

About the author: Pupyrev Evgeniy Ivanovich — Doctor of Technical Sciences, Professor, President of the Interregional Union of Designers, Professor of the Department of Hydropower and Water Resources, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation, e.pupyrev@gmail.com.

m

ф

0 т

1

s

*

о

У

Т

о 2

(л)

В

г

3

у

о *

5

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.