На Курьяновских очистных сооружениях впервые при перекачке сточных вод использовано принципиально новое техническое решение. В его основу легла незатейливая «операция»: миллионы водителей во всем мире на автотрассах с помощью вдоха через трубку переливают бензин из одного бака в другой. Оказалось, точно так же, через «вакуум», можно перегонять и миллионы кубометров сточных вод, поступающих на сооружения от Центрального, Западного, Юго-Западного и Южного округов столицы.
Необходимость создания такой установки возникла в ходе уникальной реконструкции целого участка городской канализации. Почти полвека в районе Коломенского сточные воды транспортируются на Курьяновские очистные сооружения по 16 стальным дюкерным переходам, проходящим под Москвой-рекой. Для увеличения срока их службы Мосводоканал использовал бестраншейный метод их ремонта – «труба в трубе». Однако при такой технологии ремонта пропускная способность этих дюкерных переходов уменьшается на 35 %. Чтобы восполнить эту разницу, пришлось построить новый компенсационный дюкер большего диаметра – три метра
В конце прошлого года для подсоединения такого дюкера к существующим трубопроводам, подводящим стоки на очистные сооружения, необходимо было смонтировать совместную камеру. Для ее строительства понадобилось вывести из работы часть действующих подводящих трубопроводов. С этой целью сточные воды со стороны Коломенского были пущены по компенсационному дюкеру в сторону очистных сооружений. В мае была смонтирована установка по вакуумной перекачке стоков из компенсационного дюкера на очистные сооружения.
Еще вчера для решения такой задачи предприятию понадобилось бы сооружать дополнительные обводные каналы, строительство которых явилось бы делом весьма затратным и долговременным. В результате поиска технических решений по заданию Мосводоканала подрядная организация «Метапласт-С» при участии Института «Каналстройпроект» разработала установку по вакуумной перекачке стоков.
Она представляет собой комплекс сооружений, состоящий из пяти стальных трубопроводов диаметром 1 400 мм, а также станции, в состав которой входят вакуумные насосы.
По словам генерального директора ООО «Метапласт-С» Р. Ишмуратова, стояла задача по пяти трубопроводам (диаметром 1 400 мм) перекачать объем сточных вод (до 1 200 000 м³ в сутки).
«В обычном режиме, когда применяются водонапорные насосы, всю поступающую на сооружения воду необходимо «проталкивать» по трубам, одновременно создавая напор и перемещая этот объем, – пояснил Ишмуратов. – То есть, фактически все эти перекачиваемые сточные воды играют роль поршня, который убирает «воздушную пробку» в трубопроводах и тем самым создает движение водяных масс.
Система вакуумной перекачки работает совсем по другому принципу. Она убирает воздух из трубопровода, заставляя воду заполнять разряженное пространство, как известно – «природа не терпит пустоты», – и тем самым позволяет не затрачивать лишней энергии на переброску стоков.
Безусловно, выглядит это очень просто, но во многих случаях такую систему применить будет нельзя в силу различных обстоятельств. Однако, то, что это одна из эффективных энергосберегающих технологий, которая требует пристального изучения и активного применения, – это факт».
За первый месяц эксплуатации установки израсходовано всего 350 кВт электроэнергии, что сопоставимо с ежемесячными затратами на электроэнергию нескольких московских семей. Новый метод перекачки сточных вод – не единственное новшество, которым могут похвастаться на Курьяновских очистных сооружениях. В начале этого года здесь была запущена в работу мини-теплоэлектростанция, работающая на биологическом газе. Прежде, чем рассказать о принципах работы новой мини-ТЭС, следует обратиться к истории Курьяновских очистных сооружений.
Проектирование Курьяновских очистных сооружений (КОС) (изначально Курьяновской станции аэрации) производительностью 500 тыс. м³/сут. осуществлялось в период с 1936 по 1938 годы. В 1939-м были начаты подготовительные работы, прерванные Великой Отечественной войной. Строительство станции возобновилось уже после войны, в 1947 году.
18 декабря 1950 года первые кубометры сточных вод поступили на сооружения механической очистки, а в 1952-м – заработали биологические сооружения. На сегодняшний день Курьяновские очистные сооружения являются крупнейшим в Европе природоохранным комплексом, занимающим территорию 160 га. Его проектная мощность составляет 3 млн 125 тыс. м³ сточных вод в сутки, поступающих с северо-западной, западной, юго-западной, южной, юго-восточной частей Москвы и прилегающей территории Подмосковья. Такая мощность сооружений позволяет предоставлять услуги в сфере водоотведения 6 млн жителей.
В настоящее время реализованные на станции проектные решения 40–70-х годов прошлого века не позволяют обеспечивать стабильное выполнение ужесточившихся природоохранных нормативов. В этой связи Генеральной схемой развития водоснабжения и канализации Москвы на период до 2020 года, утвержденной постановлением Московского правительства № 176 от 14 марта 2006 года, предусматривается поэтапная рекон струкция Курьяновских очистных сооружений. Она включает в себя внедрение современных технологий удаления из сточных вод биогенных элементов, ультрафиолетовое обеззараживание, очистку воздуха от дурнопахнущих веществ, термическую утилизацию осадков.
В течение последних 10 лет серьезное внимание уделялось повышению эффективности сооружений обработки осадка – метантенков. На КОС имеется 24 метантенка суммарным объемом
Итогом выполнения вышеперечисленных мероприятий явилось то, что на станции стал образовываться переизбыток биогаза. С целью решения вопроса полной утилизации биогаза и параллельно обеспечения должной энергонезависимости от сетей Мосэнерго было принято решение о строительстве на территории Курьяновских очистных сооружений мини-ТЭС электрической мощностью 10 мегаватт. За короткий срок на станции был выполнен большой объем работ, включая строительство самого блока мини-ТЭС и реконструкцию трех трансформаторных подстанций.
Мини-теплоэлектростанция была запущена в январе этого года. Впервые не только в Москве, но и в России биологический газ, получаемый способом анаэробного сбраживания осадков сточных вод, используется для выработки электроэнергии. Сегодня весь мир переориентируется на применение именно таких технологий, позволяющих сберегать природные ресурсы за счет использования альтернативных возобновляемых источников энергии, к которым относится и биологический газ. Мини-ТЭС также обеспечивает бесперебойное снабжение электроэнергией очистных сооружений города.
Отправной точкой для начала работ по созданию мини-ТЭС явилось постановление правительства Москвы №588 «Об аварийном отключении 24-26 мая 2005 года электроснабжения в г. Москве и мерах по совершенствованию системы городского энергоснабжения». Оно вышло вскоре после нашумевшего массового отключения электроэнергии в Москве, когда перерыв в энергоснабжении чуть не привел к экологической катастрофе. На Курьяновских очистных сооружениях было решено построить мини-ТЭС, которая стала бы независимым от городской энергосистемы источником энергоснабжения.
Инвестором проекта выступил крупный известный австрийский концерн «EVN» со своим подразделением ВТЕ Вассертехник ГМбХ. Он приступил к строительным работам в 2007 году. Имея опыт создания подобных объектов, фирма-инвестор сделала упор на широко применяемую во многих зарубежных странах технологическую схему утилизации биогаза с выработкой электроэнергии и получением тепла.
По данной схеме биогаз, образующийся в сооружениях анаэробного сбраживания осадка сточных вод (в метантенках), по газовой сети Курьяновских очистных сооружений поступает на очистку и подается к двигателям внутреннего сгорания, где он сжигается. Образуемая в результате электроэнергия направляется на трансформаторные подстанции и далее – к турбовоздуходувкам, которые обеспечивают подачу воздуха для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов, используемых на этапе биологической очистки воды.
Мини-ТЭС на Курьяновских очистных сооружениях на сегодняшний день является одним из важнейших экологических проектов в водопроводно-канализационной отрасли России. В последнее десятилетие это направление широко развивается во всем мире в связи с сокращением запасов невозобновляемых источников энергии и обострением проблемы антропогенного потепления климата. В ряде западноевропейских стран, например в Германии, приняты законодательства, предоставляющие значительные льготы предприятиям, использующим для выработки электроэнергии топливо на основе биогаза. В России пока отсутствует законодательство, стимулирующее предприятия к применению подобных технологий.
Строительство аналогичной мини-ТЭС планируется и на Люберецких очистных сооружениях. Каждая теплоэлектростанция будет вырабатывать 10 МВт электроэнергии и 8 МВт тепла, что позволит обеспечить до 50 % от общей годовой потребности этих двух крупнейших очистных сооружений столицы и снизить нагрузку на городскую энергосистему Москвы.
О. ИСАЕВА
Фото С. МИХЕЕВА
Необходимость создания такой установки возникла в ходе уникальной реконструкции целого участка городской канализации. Почти полвека в районе Коломенского сточные воды транспортируются на Курьяновские очистные сооружения по 16 стальным дюкерным переходам, проходящим под Москвой-рекой. Для увеличения срока их службы Мосводоканал использовал бестраншейный метод их ремонта – «труба в трубе». Однако при такой технологии ремонта пропускная способность этих дюкерных переходов уменьшается на 35 %. Чтобы восполнить эту разницу, пришлось построить новый компенсационный дюкер большего диаметра – три метра
В конце прошлого года для подсоединения такого дюкера к существующим трубопроводам, подводящим стоки на очистные сооружения, необходимо было смонтировать совместную камеру. Для ее строительства понадобилось вывести из работы часть действующих подводящих трубопроводов. С этой целью сточные воды со стороны Коломенского были пущены по компенсационному дюкеру в сторону очистных сооружений. В мае была смонтирована установка по вакуумной перекачке стоков из компенсационного дюкера на очистные сооружения.
Еще вчера для решения такой задачи предприятию понадобилось бы сооружать дополнительные обводные каналы, строительство которых явилось бы делом весьма затратным и долговременным. В результате поиска технических решений по заданию Мосводоканала подрядная организация «Метапласт-С» при участии Института «Каналстройпроект» разработала установку по вакуумной перекачке стоков.
Она представляет собой комплекс сооружений, состоящий из пяти стальных трубопроводов диаметром 1 400 мм, а также станции, в состав которой входят вакуумные насосы.
По словам генерального директора ООО «Метапласт-С» Р. Ишмуратова, стояла задача по пяти трубопроводам (диаметром 1 400 мм) перекачать объем сточных вод (до 1 200 000 м³ в сутки).
«В обычном режиме, когда применяются водонапорные насосы, всю поступающую на сооружения воду необходимо «проталкивать» по трубам, одновременно создавая напор и перемещая этот объем, – пояснил Ишмуратов. – То есть, фактически все эти перекачиваемые сточные воды играют роль поршня, который убирает «воздушную пробку» в трубопроводах и тем самым создает движение водяных масс.
Система вакуумной перекачки работает совсем по другому принципу. Она убирает воздух из трубопровода, заставляя воду заполнять разряженное пространство, как известно – «природа не терпит пустоты», – и тем самым позволяет не затрачивать лишней энергии на переброску стоков.
Безусловно, выглядит это очень просто, но во многих случаях такую систему применить будет нельзя в силу различных обстоятельств. Однако, то, что это одна из эффективных энергосберегающих технологий, которая требует пристального изучения и активного применения, – это факт».
За первый месяц эксплуатации установки израсходовано всего 350 кВт электроэнергии, что сопоставимо с ежемесячными затратами на электроэнергию нескольких московских семей. Новый метод перекачки сточных вод – не единственное новшество, которым могут похвастаться на Курьяновских очистных сооружениях. В начале этого года здесь была запущена в работу мини-теплоэлектростанция, работающая на биологическом газе. Прежде, чем рассказать о принципах работы новой мини-ТЭС, следует обратиться к истории Курьяновских очистных сооружений.
Проектирование Курьяновских очистных сооружений (КОС) (изначально Курьяновской станции аэрации) производительностью 500 тыс. м³/сут. осуществлялось в период с 1936 по 1938 годы. В 1939-м были начаты подготовительные работы, прерванные Великой Отечественной войной. Строительство станции возобновилось уже после войны, в 1947 году.
18 декабря 1950 года первые кубометры сточных вод поступили на сооружения механической очистки, а в 1952-м – заработали биологические сооружения. На сегодняшний день Курьяновские очистные сооружения являются крупнейшим в Европе природоохранным комплексом, занимающим территорию 160 га. Его проектная мощность составляет 3 млн 125 тыс. м³ сточных вод в сутки, поступающих с северо-западной, западной, юго-западной, южной, юго-восточной частей Москвы и прилегающей территории Подмосковья. Такая мощность сооружений позволяет предоставлять услуги в сфере водоотведения 6 млн жителей.
В настоящее время реализованные на станции проектные решения 40–70-х годов прошлого века не позволяют обеспечивать стабильное выполнение ужесточившихся природоохранных нормативов. В этой связи Генеральной схемой развития водоснабжения и канализации Москвы на период до 2020 года, утвержденной постановлением Московского правительства № 176 от 14 марта 2006 года, предусматривается поэтапная рекон струкция Курьяновских очистных сооружений. Она включает в себя внедрение современных технологий удаления из сточных вод биогенных элементов, ультрафиолетовое обеззараживание, очистку воздуха от дурнопахнущих веществ, термическую утилизацию осадков.
В течение последних 10 лет серьезное внимание уделялось повышению эффективности сооружений обработки осадка – метантенков. На КОС имеется 24 метантенка суммарным объемом
Итогом выполнения вышеперечисленных мероприятий явилось то, что на станции стал образовываться переизбыток биогаза. С целью решения вопроса полной утилизации биогаза и параллельно обеспечения должной энергонезависимости от сетей Мосэнерго было принято решение о строительстве на территории Курьяновских очистных сооружений мини-ТЭС электрической мощностью 10 мегаватт. За короткий срок на станции был выполнен большой объем работ, включая строительство самого блока мини-ТЭС и реконструкцию трех трансформаторных подстанций.
Мини-теплоэлектростанция была запущена в январе этого года. Впервые не только в Москве, но и в России биологический газ, получаемый способом анаэробного сбраживания осадков сточных вод, используется для выработки электроэнергии. Сегодня весь мир переориентируется на применение именно таких технологий, позволяющих сберегать природные ресурсы за счет использования альтернативных возобновляемых источников энергии, к которым относится и биологический газ. Мини-ТЭС также обеспечивает бесперебойное снабжение электроэнергией очистных сооружений города.
Отправной точкой для начала работ по созданию мини-ТЭС явилось постановление правительства Москвы №588 «Об аварийном отключении 24-26 мая 2005 года электроснабжения в г. Москве и мерах по совершенствованию системы городского энергоснабжения». Оно вышло вскоре после нашумевшего массового отключения электроэнергии в Москве, когда перерыв в энергоснабжении чуть не привел к экологической катастрофе. На Курьяновских очистных сооружениях было решено построить мини-ТЭС, которая стала бы независимым от городской энергосистемы источником энергоснабжения.
Инвестором проекта выступил крупный известный австрийский концерн «EVN» со своим подразделением ВТЕ Вассертехник ГМбХ. Он приступил к строительным работам в 2007 году. Имея опыт создания подобных объектов, фирма-инвестор сделала упор на широко применяемую во многих зарубежных странах технологическую схему утилизации биогаза с выработкой электроэнергии и получением тепла.
По данной схеме биогаз, образующийся в сооружениях анаэробного сбраживания осадка сточных вод (в метантенках), по газовой сети Курьяновских очистных сооружений поступает на очистку и подается к двигателям внутреннего сгорания, где он сжигается. Образуемая в результате электроэнергия направляется на трансформаторные подстанции и далее – к турбовоздуходувкам, которые обеспечивают подачу воздуха для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов, используемых на этапе биологической очистки воды.
Мини-ТЭС на Курьяновских очистных сооружениях на сегодняшний день является одним из важнейших экологических проектов в водопроводно-канализационной отрасли России. В последнее десятилетие это направление широко развивается во всем мире в связи с сокращением запасов невозобновляемых источников энергии и обострением проблемы антропогенного потепления климата. В ряде западноевропейских стран, например в Германии, приняты законодательства, предоставляющие значительные льготы предприятиям, использующим для выработки электроэнергии топливо на основе биогаза. В России пока отсутствует законодательство, стимулирующее предприятия к применению подобных технологий.
Строительство аналогичной мини-ТЭС планируется и на Люберецких очистных сооружениях. Каждая теплоэлектростанция будет вырабатывать 10 МВт электроэнергии и 8 МВт тепла, что позволит обеспечить до 50 % от общей годовой потребности этих двух крупнейших очистных сооружений столицы и снизить нагрузку на городскую энергосистему Москвы.
О. ИСАЕВА
Фото С. МИХЕЕВА
