Рис. 1. Зависимость вероятности засорения от значения свободного прохода
Как правило, осадки, выпавшие за зиму, отправляются на специальные площадки, а зачастую просто на свалки, где происходит естественное таяние. Мало того, что скопления серого снега выглядят неэстетично — вся грязь, которая накопилась за зиму в снежных отвалах, в конечном итоге попадает в почву и водоемы. И экологическую ситуацию это, естественно, не улучшает.
Поэтому сегодня власти стараются найти альтернативные, более современные способы утилизации снега. Самым большим опытом в решении данной проблемы обладает Москва — уже более 10 лет в городе функционируют снегоплавильные пункты. В прошлом зимнем сезоне подобные сооружения начали свою работу также и в Северной столице.
Для ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» стационарные снегоплавильные пункты (ССП) являются новым направлением деятельности. В 2012–2013 годах в Питере начали работать шесть пунктов общей производительностью 35 тыс. м3 снега в сутки. Снег плавился на Октябрьской набережной, проспекте Стачек, Петергофском шоссе, Краснопутиловской улице, Рижском проспекте и в подмосковном городе Колпино (улица Севастьянова). К утилизации снега в сезоне 2013–2014 годов уже готов стационарный снегоплавильный пункт на Волхонском шоссе, ведутся работы по строительству ССП на Рыбинской и Мебельной улицах, а также на Кушелевской дороге.
Что такое снегоплавильные пункты
Предшественниками снегоплавильных пунктов были так называемые «снеготаялки». Такая установка эксплуатировалась в начале XX века в Китай-городе (один из районов Москвы). Она работала за счет тепла пара котельной, обслуживающей два больших дома по улице Ильинка. В среднем производительность снеготаялки составляла 8,6 м3 снега в час при расходе угля 100 кг/ч.
Современный ССП на Октябрьской набережной (город Санкт-Петербург) за час утилизирует 292 м3 снега. По сравнению с началом прошлого столетия этот показатель увеличился в 34 раза. Столь ощутимые изменения обусловлены не только развитием техники и строительства, но и принципиально другим способом утилизации зимних осадков. Сегодня таяние снега происходит благодаря теплу… канализации.
И это вполне обоснованно, ведь средняя температура стоков даже зимой составляет +16…+18 °C. Процесс утилизации выглядит следующим образом: машина со снегом заезжает на площадку и высыпает груз на специальные дробилки. На этом этапе происходит измельчение снега и отсеивание крупного мусора. Далее снег поступает в плавильную камеру, где и тает под воздействием тепла сточных вод. После образовавшаяся жидкость через песколовки отправляется в приемную камеру, где происходит дополнительная стадия очистки.
Плавающий мусор собирается специальными устройствами, погружается в контейнеры и утилизируется. После этого смесь талой воды поступает в канализационный коллектор, и по нему на очистные сооружения, где, перед тем как быть «сброшенной» в водоем, проходит полный цикл очистки. Одним из сюрпризов первого сезона работы стационарных снегоплавильных пунктов стало огромное количество мусора (в том числе и крупных предметов), который попадает на ССП вместе со снежной массой.
«Всего за сезон 2012–2013 годов с территории стационарных снегоплавильных пунктов было вывезено 219 кубометров крупногабаритного мусора. А из песколовок извлечено 5185 кубометров песка и осадка. Изначально мы планировали, что очищать песколовки придется раз в месяц. Однако некоторые снегоплавильные пункты приходилось останавливать для комплексных работ по очистке в среднем раз в семь-десять дней.
Фактически за неделю работы песколовки превращались в аналог мусорных контейнеров, — рассказывает Олег Жантиев, заместитель технического директора по оперативной работе филиала “Водоотведение” петербургского “Водоканала”. — Без стационарных снегоплавильных пунктов этот мусор мог оказаться в том числе в водных объектах. Конечно же, в воду бы попали вместе со снегом разнообразные химические загрязнения. Утилизация снега на ССП позволяет значительно уменьшить негативное воздействие на окружающую среду».
Откуда стоки?
У Санкт-Петербурга есть отличительная особенность, влияющая на функционирование ССП. Дело в том, что для оптимальной работы снегоплавильных пунктов необходим определенный объем сточной жидкости (на 1 м3 снега — 5 м3 сточных вод). Учитывая это, в некоторых случаях ССП построены с учетом возможности забора стоков из канализационных тоннельных коллекторов.
В Северной столице они проложены на большой глубине — 20–50 м. Это означает, что для поднятия теплых сточных вод в снегоплавильные камеры необходимо использовать специальное оборудование, а именно насосы. И от перекачивающих канализационных агрегатов во многом зависит работа всего ССП. На стационарных снегоплавильных пунктах в Санкт-Петербурге установлены погружные канализационные насосы серии S производства компании Grundfos (кстати, оборудование этого производителя также установлено на канализационных очистных станциях острова Белый, на защитных сооружениях Северной столицы от наводнений и т.д.). Существует несколько критериев, которым должны удовлетворять канализационные насосы для перекачки стоков:
1. Коррозионная и абразивная стойкость корпуса насоса, его узлов и деталей. Основным конструкционным материалом для изготовления корпуса канализационных насосов является чугун. Погружные насосы для использования в агрессивных жидкостях также могут изготавливаться полностью из нержавеющей стали. Эти материалы способны долгие годы выдерживать воздействие воды и абразивных примесей (например, песка), содержащихся в стоках.
2. Свободный проход (максимальный размер твердых включений, который может перекачивать данный тип насоса). Из рис. 1, отображающего зависимость между вероятностью засорения и значением свободного прохода, видно, что для надежной работы перекачивающих агрегатов последний должен быть 80 мм и более. На снегоплавильных пунктах СанктПетербурга установлены насосы серии S со свободным проходом 100 и 120 мм.
3. Герметичность электродвигателя насоса. Водонепроницаемость электродвигателя обеспечивается герметичностью кабельного ввода. Применяемые для него резиновые уплотнительные кольца сжимаются соединяемыми деталями, чем и достигается высокая степень защиты от проникновения воды.
В перспективе
Для ГУП «Водоканал» снегоплавильные пункты — новое направление деятельности, его специалисты находятся в процессе совершенствования технологий работы. В частности, рассматривается возможность оптимизации процесса подачи сточной жидкости в снегоплавильные камеры. Речь идет о технологии, при которой путем регулирования объема подаваемых стоков контролируется и меняется режим плавления.
Если снега нет или его очень мало, то подается ровно тот объем воды, который позволит избежать промерзания, а если, напротив, осадков выпало много, этот поток увеличивается. В результате получается избежать лишних затрат, которые возможны, если объем сточных вод фиксированный. «Добиться вышеописанного эффекта можно, если применять специальные шкафы управления канализационными насосами, — рассказывает Дмитрий Рыженков, ведущий инженер санкт-петербургского филиала компании Grundfos. — Например, шкаф Сontrol DC, дополнительно оборудованный частотными преобразователями, может управлять работой от одного до шести агрегатов для дренажа и канализации. При помощи частотных преобразователей плавно меняется производительность системы. Смена агрегатов происходит автоматически и зависит от нагрузки, наработки и технических неисправностей».
Снегоплавильные пункты Санкт-Петербурга — это опыт новый, но весьма показательный. Другим городам тоже пора задуматься о рациональной, экологичной и энергоэффективной утилизации снега.
Санкт-Петербургский зимний сезон в цифрах
Прошлой зимой в Северной столице самым снежным днем стало 13 декабря 2012 года — тогда за сутки утилизировали 21 046,5 кубических метров снега. В декабре, самом снежном месяце прошлой зимы, было принято 389 165 кубометров снега. Всего за время эксплуатации шести снегоплавильных пунктов в 2012–2013 годах утилизировали 727 тыс. кубических метров снега.
