Инновации в строительстве. Наружная вакуумная канализация//Журнал «Инженерные системы», 2014, №3

Р. Р. Рыбаков, технический директор ООО СП «Интар», заместитель председателя Совета СРО НП «Союзпетрострой-проект»

Настоящая статья носит информационный характер и ставит своей целью  привлечь внимание технической общественности и органов власти к проблеме отведения хозяйственно-бытовых  стоков в поселках малоэтажного строительства с использованием вакуумной  технологии транспортировки, широко  распространенной в странах Европы.

Учитывая, что, несомненно, данная  технология является огромным достижением современной науки и техники  и что совершенно очевидна насущность  ее применения в условиях Российской  Федерации, хотелось бы надеяться на  снижение административных барьеров при внедрении новых технологий в  строительстве и на скорейшее создание систем наружной вакуумной канализации хозяйственно-бытовых стоков  на базе современного оборудования  отечественного производства. 

Одним из приоритетов Правительства Российской Федерации, имеющим  самое широкое одобрение, является  малоэтажное строительство — наиболее перспективная форма решения задачи обеспечения граждан доступным,  удобным, экологичным и комфортным  жильем. По некоторым данным, до 20%  населения городов хотело бы постоянно  или периодически проживать вне города в поселках индивидуального жилищного строительства (ИЖС) при условии  сбалансированного развития инженерной и социальной инфраструктуры,  включая сети хозяйственно-бытовой  канализации, обычно создающие при  строительстве наибольшие трудности  из всех видов инженерно-технического обеспечения. 

Задачу экологичного и комфортного  жилья решает и развитие территорий  поселков, включенных в черту городов  и застроенных домами сельского типа.  Для абонентов существующих и вновь  строящихся поселков хозяйственно-бытовая канализация имеет специфические  особенности, заключающиеся в малых  расходах, недостаточной ширине существующих и экономии территории строящихся внутрипоселковых дорог, больших глубинах заложения трубопроводов  самотечной канализации. 

В настоящее время в Санкт-Петербурге в рамках Постановлений Правительства Санкт-Петербурга «О Программе комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры Санкт-Петербурга до 2015  года» и «Утверждение региональной программы «Чистая вода Санкт-Петербурга»  ведется проектирование водоснабжения  и отведения хозяйственно-бытовых стоков ряда поселков, входящих в границы  города Санкт-Петербурга. 

Программа «Чистая вода Санкт-Петербурга» направлена на повышение качества работы централизованных систем  коммунального водоснабжения и водоотведения Санкт-Петербурга, предоставление доступных услуг водоснабжения и канализования, обеспечивающих  достойное качество жизни потребителям, создание условий для устойчивого  развития Санкт-Петербурга, сохранение  бассейна Балтийского моря. Программа реализуется по двум направлениям:  развитие систем водоснабжения по разделу «Чистая вода для города» и развитие систем канализования по разделу «Чистая вода для Балтики». 

Целями программы по разделу «Чистая вода для города» являются: 

— обеспечение гарантированно безопасной питьевой водой населения  Санкт-Петербурга; 

— бесперебойность предоставления  услуг водоснабжения потребителям; 

— повышение энергетической эффективности объектов системы водоснабжения и внедрение политики энергосбережения в сфере водоснабжения; 

— обеспечение населению Санкт-Петербурга доступа к услугам централизованного водоснабжения. 

Целями программы по разделу «Чистая вода для Балтики» являются: 

— снижение негативного воздействия на окружающую среду объектов системы канализации; 

— бесперебойность предоставления услуг канализации потребителям;

— повышение энергетической эффективности объектов канализации и  внедрение политики энергосбережения в сфере канализования; 

— обеспечение населению Санкт-Петербурга доступа к услугам централизованной канализации. 

Большинство поселков вокруг Санкт-Петербурга располагаются на территориях  равнинного типа, имеют систему отведения дождевых стоков канавами, хаотичную застройку с причудливой конфигурацией улиц и проездов, проложенных  без проектов горизонтальной и вертикальных планировок, не имеющих укрепленных обочин, не подпадающих ни под  какие категории дорог и недостаточных  в поперечнике для нормативного размещения инженерных сетей и сооружений.  Кроме того, выполненное в первую очередь инженерно-технического обеспечения газоснабжение поселка не учитывает  комплекса сетей, и подземные газопроводы проложены практически по осям  проездов. К этому необходимо добавить  разветвленные сети электроснабжения и связи преимущественно в воздушном исполнении, развешенные на столбах, которые расставлены в произвольном порядке в местах, где удается их удержать без фундаментов почти  в вертикальном положении. Нельзя забывать особенности геологии и гидрогеологии территорий расположения старых сохранившихся поселков вокруг Санкт-Петербурга с их слабыми  грунтами, высокими уровнями грунтовых вод и слабоукрепленным культурным слоем. Можно для полноты картины добавить,  что поселки вокруг Санкт-Петербурга либо располагаются у водоемов, либо имеют на территории водоемы, либо и то и другое, ограничивая применение самотечной канализации, которая не должна находиться в водоохранной зоне. 

К этому следует добавить особенности строительства и  эксплуатации самотечной канализации: 

— при плоском рельефе возникают трудности прокладки  вследствие заглубления, которое может достигать 6–8 метров для соблюдения нормативных уклонов; 

— диаметры трубопроводов самотечной канализации в  соответствии с требованиями СНиП должны быть не менее  250 мм, что требует соответствующей ширины траншеи при  строительстве и соблюдения нормативного расстояния между сетями и другими сооружениями; 

— в случае применения напорной канализации возникает необходимость установки насосных станций (КНС), что  влечет за собой подключение к электроэнергии, необходимость регулярного обслуживания и, соответственно, увеличение эксплуатационных расходов; 

— любые подземные препятствия и пересечки с инженерными сетями и сооружениями вызывают большие  сложности, связанные чаще всего с изменением планового положения и продольного профиля на больших участках  прокладываемых сетей; 

— для эксплуатации устанавливается большое количество колодцев, которым почти всегда сопутствуют неприятные запахи, что особенно ощущается в загородном воздухе; 

— при аварийных ситуациях с повреждением трубопроводов самотечной канализации возможна инфильтрация  грунтовых вод в канализацию и появляется дополнительное влияние на окружающую среду из-за возможных утечек сточных вод; 

— и самое существенное — при малых расходах хозяйственно-бытовых стоков от сельского дома или малоквартирного коттеджа и при сезонной загруженности практически невозможно выбрать диаметр трубы и уклоны, чтобы  достичь соответствующей нормативам скорости сточных  вод и избежать заиливаемости. 

В этой ситуации наиболее оптимальным было бы использование зарубежного опыта отведения бытовых сточных вод с  применением вакуумной системы транспортирования. Вакуумные системы с наружными сетями находят широкое применение  в Германии, Чехии, Словении, Голландии, Малайзии, Арабских  Эмиратах, Китае. В России до настоящего времени накапливался  только опыт монтажа и эксплуатации внутренних вакуумных сетей на транспорте (самолетах, судах, поездах повышенной комфортности, причалах и вокзалах) и для отведений сточных вод  радиологических отделений медицинских учреждений. 

По некоторым источникам, история технологии сбора  сточных вод с вакуумным побуждением начинается с 1866  года. Накоплен обширный опыт в решении проблем, связанных с охраной окружающей среды, создано и апробировано  в сфере вакуумных технологий в течение последних более  40 лет необходимое оборудование, применяемое при проектировании и строительстве систем вакуумной канализации. 

Принцип работы уже распространенных в мире вакуумных  систем (в настоящее время установлено более 1000 вакуумных систем, более 60 000 единиц сборных камер) следующий. 

Сточные воды от каждого жилого строения самотеком попадают в сборную камеру, установленную вне здания. Когда в накопительной емкости интерфейсного колодца собирается определенный объем сточных вод, гидростатическое  давление активирует пневматический регулятор, который  открывает вакуумный клапан, и весь объем сточных вод за  счет разницы между атмосферным давлением и разрежением, создаваемым в системе трубопроводов, сбрасывается  в линии вакуумного трубопровода по направлению к вакуумной станции. Атмосферный воздух впускается в систему  через вакуумные клапаны в точках, расположенных на удалении от вакуумной станции, и поток сточных вод с высокой  скоростью проходит через линии трубопровода к центральной вакуумной станции. Все линии трубопроводов системы  вакуумной канализации соединяются с вакуумным накопительным резервуаром, установленным в центральной вакуумной станции, где при помощи вакуумных насосов создается требуемое отрицательное давление (приблизительно  0,6 бар). Вакуумный накопительный резервуар, объемом от  1 до 27 м3, может быть расположен внутри вакуумной станции либо снаружи под землей. Далее по мере заполнения  емкости фекальные насосы отправляют сточные воды из накопительного резервуара на очистные сооружения или в магистральный коллектор городской самотечной канализации. 

Преимущества применения вакуумной системы канализации очевидны и при проектировании, и при строительстве, и при эксплуатации канализационных сетей. 

Система позволяет при проектировании меньше акцентировать внимание на такие осложняющие строительство моменты, как высокое расположение грунтовых вод, плоский  ландшафт без естественных уклонов, наличие препятствий  и подземных инженерных сетей. На этапе строительства использование полиэтиленовых труб небольших диаметров (80–250 мм), соединяемых на сварке, и возможность  прокладки в одной траншее с водопроводом (в связи с отсутствием возможности загрязнения сточными водами  места возможной аварии) уменьшает  объемы земляных работ и время монтажа, поскольку трубопроводы прокладываются на нормативной глубине (вне  зоны промерзания) с минимальным  уклоном 0,002 и повторяют рельеф (с  учетом ограничения максимального перепада между крайним абонентом сети и вакуумной станцией, который не  должен превышать 5–6 метров). При  эксплуатации обеспечивается снижение расходов за счет более низкого  потребления электроэнергии вакуумной насосной станцией по сравнению  с обычными КНС (примерно 15–25 кВт  на человека в год) и за счет минимального технического обслуживания (вакуумная насосная станция работает без  постоянного присутствия обслуживающего персонала, а вакуумные трубопроводы по принципу своей работы самоочищающиеся и не подвержены засорам  и заиливанию). 

Целесообразно отметить особенности мест и районов применения вакуумных систем канализации: 

— невысокая плотность населения; 

— сезонная загруженность канализации (туристические и дачные районы);  — территории с любым рельефом  местности; 

— стесненные условия по трассе  канализации (районы с высоким инженерным насыщением и значительным насыщением подземных сетей и  сооружений); 

— природоохранные зоны и районы с высокими требованиями к охране окружающей среды; 

— необходимость прокладки канализации вдоль рек или морских берегов,  а также в водоохранных зонах; 

— неблагоприятные геологические  условия.  Окончательно суммируем преимущества вакуумной канализации по сравнению с самотечной (гравитационной):  — отсутствуют осаждения (нет заиливания) вследствие высоких скоростей даже в случае переменного количества стоков; 

— система полностью герметична,  без утечек и запаха; 

— система постоянно находится под вакуумом, что исключает: загрязнение почвы и грунтовых вод из-за протечек (в случае повреждений  трубопроводов система «всасывает  окружающий воздух») и распространение в ней паразитов; 

— применение вакуумных трубопроводов меньших диаметров (от 80 до  250 мм), которые укладываются «пилообразным» способом на глубинах меньших, чем для самотечной канализации  (но ниже уровня глубины промерзания),  по рельефу местности с минимальными уклонами, при этом прокладка пилообразным способом позволяет поднимать трубопровод и снова идти на  минимальном уклоне; 

— возможность прокладки в одной  траншее с водопроводом; 

— гибкость трассировки канализации, возможность обхода препятствий  по вертикали и горизонтали;  — отсутствие необходимости в канализационных колодцах и, соответственно, в их обслуживании, при этом  инспекционные трубы позволяют вести  полный контроль трубопроводов; 

— отсутствие застоя воды и, соответственно, невозможность замерзания системы; 

— сравнительно низкие приведенные  затраты (суммарные затраты на строительство и эксплуатацию). 

Таким образом, даже поверхностный взгляд на проблемы отведения  хозяйственно-бытовых стоков существующей малоэтажной застройки доказывает, что вакуумные системы канализации являются верным и надежным  решением проблемы. 

Необходимо отметить недостаточность нормативной базы, не позволяющей органам надзора и экспертизы  при проектировании и строительстве  контролировать надежность и безопасность этих систем. 

Рассматриваемые системы не упоминаются и в неполной мере могут быть отнесены к действующему  СП 32.13330.2012 (актуализированная  редакция СНиП 2.04.03-85*) «Канализация. Наружные сети и сооружения»,  хотя отклонения носят чисто конструктивный характер в части диаметров  применяемых трубопроводов, их уклонов при прокладке, отсутствия колодцев на присоединениях и в части взаимного расположения по горизонтали  с другими сетями. Эти отклонения не  касаются безопасности и надежности,  более того, не противоречат требованиям разделов СНиП 2.04.03-85*, включенным в Распоряжение Правительства  РФ от 21 июня 2010г. № 1047, и при  этом вакуумные системы по своей специфике (как и показано выше) имеют  значительные преимущества. 

Технология транспортировки стоков  с применением вакуума соответствует европейским стандартам EN 1091 и  DWA-ATV 116 и рекомендуется к применению многими европейскими организациями. Предполагается на первых системах использовать зарубежное  оборудование по согласованию с производителями, с которыми достигнуто  соглашение об участии в проектировании и монтаже. 

В настоящее время Правительством  РФ проводится целый ряд мероприятий по ускорению внедрения инновационных технологий в строительстве  (в частности, мероприятия, записанные в решениях по итогам заседания  4 марта 2014 президиума Совета при  Президенте Российской Федерации по  модернизации экономики и инновационному развитию России «О применении  инновационных технологий в строительстве»), которые позволяют надеяться,  что проектирование и внедрение инновационной технологии по вакуумным  системам канализации в Санкт-Петербурге будут осуществлены. 

Дата публикации: 21/10/2014 14:34

Дата последнего обновления: 21/10/2014 14:34