Горбунова Т.П., к.т.н. Андрианов А.П.

Московский государственный строительный университет

Сбор, очистка и использование поверхностных стоков в малоэтажном строительстве.

С середины 90-х годов и по сегодняшний день наблюдается большой рост малоэтажного строительства возле крупных городов. Как правило, под строительство выбираются наиболее живописные места – участки, приближенные к водоемам, к лесному массиву, вдали от городского шума. К сожалению, красота природы и тишина загородной жизни имеют один существенный недостаток – это удаленность от централизованных инженерных систем. За время эксплуатации подобных поселков были выявлены наиболее часто возникающие проблемы инженерной инфраструктуры. В первую очередь, сложности возникают из-за недостаточной мощности водозаборных узлов и невозможности законного сброса ливневого стока по экологическим причинам. Естественно большинство застройщиков при строительстве стараются как можно больше сократить свои затраты и получить максимальную прибыль, что негативно сказывается в дальнейшем на эксплуатации инженерных систем.

В частности это относится и к водоснабжению. В исходной разрешительной документации застройщики указывают потребителей с наименьшим удельным водопотреблением (для уменьшения производительности сети и диаметров трубопроводов), в то время как по факту водопотребление для малоэтажных домов приблизительно соответствует потреблению воды в жилых домах повышенного благоустройства. Так же при составлении баланса водопотребления совершенно не учитывается расход воды на полив, в связи с тем, что полив из подземных источников запрещен [1, 2]. Все это приводит к тому, что после заселения подобных поселков жителями катастрофически не хватает мощности водозаборного узла. Владельцы домов вынуждены бурить дополнительные скважины непосредственно у себя на участках. Учет воды по частным и нелегальным скважинам никак не производится, и потребитель расходует ровно столько воды, сколько ему нужно, в обход узлов учета. Бурение и эксплуатация дополнительных скважин в области депрессионной воронки общего водозаборного узла (ВЗУ) сказывается негативно на его работе – на общем ВЗУ падает дебит. Как следствие, водозаборный узел, и так работающий на пределе своей производительности, подает все меньше воды.

Еще одна проблема малоэтажного строительства в Подмосковье – ливневая канализация. Основная причина возникновения данной проблемы – отсутствие городских очистных сооружений в Подмосковье и удаленное расположение коттеджных поселков от крупных городов. Вновь строящимся объектам просто некуда девать стоки для централизованной очистки, а удаленное расстояние от городов делает ливневую канализацию очень дорогой в строительстве и в эксплуатации. Поэтому на большинстве поселков строятся локальные очистные сооружения поверхностного стока. Однако и тут возникают проблемы. Куда девать стоки после очистки?

Сброс в водоем не всегда возможен. Получить официальное разрешение на сброс стоков в водоем рыбохозяйственного назначения практически невозможно. Связано это с тем, что второй пояс санитарной защитной зоны водозаборных узлов редко когда официально определен, и разрешить сброс в водоемы не могут [4]. В случае если поблизости отсутствуют водоемы, стоки обычно несанкционированно сбрасывают в ближайший ручей. Однако мощность ливневой канализации, как правило, в десятки раз превышает расход воды в подобных водотоках, что приводит к загрязнению водоемов, в которые впадают указанные ручьи, и даже к образованию болот.

И еще одна проблема локальных очистных сооружений, это то, что они попросту не работают или работают неудовлетворительно. Для сброса пиковых расходов ливневых вод разрешается устраивать обводную линию на очистных сооружениях и сбрасывать эти «условно чистые» стоки без очистки. Этим часто и пользуются – направляют весь поступающий поверхностный сток на сброс без очистки. В результате все загрязнения, содержащиеся в поверхностных сточных водах (нефтепродукты, взвешенные вещества, соли и т.д.), попадают в ближайший водоем.

Одним из возможных решений описанных проблем может стать: разделение сбора поверхностных сточных вод с твердых покрытий и зеленых насаждений, использование очищенных и аккумулированных дождевых сточных вод.

Устройство открытых водоотводящих канав для отведения талого стока и устройство закрытой ливневой канализации для отведения стока с твердых покрытий позволит уменьшить производительность локальных очистных сооружений ливнестока (ЛОС) и разделить стоки по концентрациям загрязняющих веществ. На ЛОС при устройстве только закрытой системы ливневой канализации направляется на очистку: талый - 100% и очищается в течении 1-х суток, дождевой сток в количестве 1/3 от максимального ливня и обрабатывается в течении 3-х суток. В среднем площадь зеленых насаждений в малоэтажных поселках составляет 80% от общей площади всего поселка. Талый сток с этой площади в среднем составляет 50-60% от годового стока территории. Соответственно применение раздельного сбора и отвода поверхностного стока позволит на 50-60% снизить нагрузку на ЛОС и сократить их производительность.

Однако применение такой схемы приведет к увеличению расстояния между участками под застройку, а в настоящее время застройщики максимально экономят на ширине проезжей части между участками, и не решаются устраивать дополнительные сооружения для разделения и отвода поверхностных вод.

Так же использовать сточные воды возможно для следующих целей: для пожаротушения; полива асфальтовых покрытий, зеленых насаждений, цветников и газонов; технические нужды (мытье полов, автомобилей и пр.).

Сточные воды после очистки аккумулируются в искусственных водоемах и далее по мере необходимости расходуются потребителями.

Пожарный объем воды для пожаротушения согласно [2] допускается хранить в водоемах. Устройство пожарных водоемов позволит сократить расходы на устройство и обслуживание пожарных насосов, необходимости устройства пожарных гидрантов и уменьшить диаметр разводящих сетей водоснабжения, а также позволит уменьшить подводимую мощность электроснабжения.

Объем воды на полив асфальтовых покрытий, зеленых насаждений, цветников и газонов также допускается хранить в водоемах. Возможно аккумулирование воды для полива в одном месте и устройство одной повысительной установки для полива. Учитывая то, что полив осуществляется только в теплое время года, то целесообразно прокладывать так называемый «летний водопровод», т.е. нет необходимости укладывать трубопровод ниже глубины промерзания грунта. Общий объем воды на полив за летний сезон составит почти полный годовой объем дождевых или талых вод, поступающих с территории водосбора.

Подобные водоемы, возможно оформить не только в виде технического сооружения, но и в качестве архитектурного элемента и общественных зон отдыха (лодочные станции, катки, искусственные водоемы для украшения ландшафта, рыбалка), что значительно повысит привлекательность инфраструктуры поселка.

Учитывая то, что аккумулированный ливневой сток с территории коттеджного поселка по составу загрязнений приближен к воде поверхностных источников, то его очистка для указанных выше технических целей сводится к осветлению и, при необходимости – обеззараживанию. Это возможно реализовать с помощью ультрафильтрационных модулей и бактерицидных ламп. Схема подобной установки представлена на рис. 1. Предполагается, что основная масса взвешенных веществ будет задерживаться в накопительных баках 1, которые играют роль отстойников и оснащены системой удаления (откачки) осадка. При недостаточной времени отстаивания с целью увеличения срока службы и снижения объема промывных вод установки ультрафильтрации возможно оборудование этих баков-отстойников тонкослойными модулями.

Рис. 1. Технологическая схема очистки ливневых вод для их повторного использования

1 – баки сточной воды (или отстойники с тонкослойными модулями); 2 – бак очищенной воды; 3 – насос; 4 – мембранные аппараты; 5 – магнитные клапаны промывки; 6 – регулировочные вентили; 7 – отстойник

При необходимости получения более высокого качества воды или при повышенном солесодержании стока используют нанофильтрационные модули. В этом случае концентрат после мембранных аппаратов не сбрасывается полностью в канализацию, большая его часть возвращается в накопительные баки, т.е. установка работает в циркуляционном режиме, что дает возможность сократить объем сбросных вод. При работе в таком режиме происходит повышение концентрации солей в исходной ливневой воде и в фильтрате, однако качество фильтрата остается на приемлемом для технических нужд уровне.

Использование очищенных стоков привет к тому, что жители будут заинтересованы в качестве очищенной воды на ЛОС. Кроме того, эксплуатационные расходы на централизованный источник воды ниже затрат на эксплуатацию всех частных скважин по отдельности. Применение подобных схем повторного использования воды позволит сберечь запасы подземных источников воды.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации по государственной поддержке молодых российских ученых-кандидатов наук МК-5757.2012.8.

Литература

1. СНиП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий.

2. СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

3. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения.

4. СанПиН 2.1.4.1110-02 Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения.

5. Постановление Главы Администрации МО от 01.07.1996 N 298-ПГ.

6. Первов А.Г., Андрианов А.П. Метод ультрафильтрации в современном водоснабжении: проблемы и перспективы // Сантехника, 2006, №5, с. 12-20.