Полторацких Святослав

Пресная вода является самым ценным элементом жизни на Земле. Она крайне необходима для удовлетворения самых элементарных потребностей человека, здравоохранения, производства продуктов питания, выработки электроэнергии и поддержания региональных и глобальных экосистем. П о данным ЮНЕП, Россия обладает третьей частью всех мировых запасов пресной воды. Однако водные ресурсы распределены неравномерно: 80% населения России живет там, где сосредоточено всего 8 % воды. К тому же, с каждым годом обостряется дефицит экологически чистой воды, ухудшается ее качество. В этой работе описаны современные методы очистки воды, а так же другие современные экологичные методы в водоснабжении и водоотведении.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Современные экологичные технологии в водоснабжении и водоотведении.

Пресная вода является самым ценным элементом жизни на Земле. Она крайне необходима для удовлетворения самых элементарных потребностей человека, здравоохранения, производства продуктов питания, выработки электроэнергии и поддержания региональных и глобальных экосистем. Хотя 70 процентов поверхности Земли покрыто водой, лишь незначительная ее часть - 2,5 процента - это пресная вода, 70 процентов которой - это ледники. Остальная вода присутствует в качестве почвенной влаги. В результате, человек может пользоваться лишь менее 1 процента ресурсов пресной воды мира.

Россия обладает, по данным ЮНЕП, третьей частью всех мировых запасов пресной воды. Однако водные ресурсы распределены неравномерно: 80% населения России живет там, где сосредоточено всего 8 % воды. К тому же, с каждым годом обостряется дефицит экологически чистой воды, ухудшается ее качество.

Современная экологическая ситуация способствует более широкому использованию современные технологии в очистке воды.

К ним относятся:

1. озоносорбция - озонирования с последующей сорбционной очисткой на фильтрах с гранулированным активированным углем. Этот метод очистки показал значительное повышение эффективности очистки воды по органическим загрязнениям, снижение концентрации хлорорганических веществ, остаточного алюминия и запахов в питьевой воде.
2. мембранные технологии.

В мировой практике питьевого водоснабжения мембранные технологии в последние годы начинают занимать лидирующее положение благодаря универсальной способности повышать эффективность очистки по многим группам загрязнений, включая показатели эпидемической безопасности воды. Интерес к мембранным технологиям связан также с обеспечением максимальной компактности и автоматизации при минимуме вводимых в воду химических реагентов и гарантии высокой надежности функционирования сооружений.

Современные мембраны демонстрируют бесспорную эффективность и универсальность в очистке воды от различных видов загрязнений. Главной чертой современных мембранных технологий является их «экологическая» чистота - отсутствие потребляемых реагентов и, соответственно, опасных для окружающей среды сбросов и осадков, создающих проблему их утилизации.

Существуют технология нанофильтрации и ультрафильтрации .

Мембранные процессы ультрафильтрации и нанофильтрации давно привлекают внимание специалистов по водоснабжению благодаря своей «универсальности» - возможности одновременного удаления ряда загрязнений различной природы: биологических (бактерий и вирусов), органических (гуминовых кислот и др.), коллоидных, взвешенных, а также растворимых в ионном виде. Различия в мембранных процессах состоят в уровне очистки воды, зависящем от размера пор мембран.

Технология нанофильтрации которые известна достаточно давно и уже начинает применяться в питьевом водоснабжении благодаря эффективному снижению содержания органических соединений и железа, а также жесткости. Метод нанофильтрации уже широко применяется для очистки поверхностных и подземных вод, в том числе и на крупных городских сооружениях (например, на станциях в Париже - 10000 м 3 /ч и Нидерландах - 6000 м 3 /ч).

Однако применение ультрафильтрационных мембран (с размером пор 0,01-0,1 мкм) имеет весьма ограниченную область применения и не универсально при очистке вод различного состава. Поэтому в схемах очистки воды ультрафильтрация используется в сочетании с другими технологиями (коагуляционной и окислительно-сорбционной). Главными достоинствами ультрафильтрации является очень высокая удельная производительность и возможность проведения промывки мембран обратным током для удаления с мембран загрязнений.

Таким образом, пытаются создать тенологии, сочетающей эффективность нанофильтрации и простоту ультрафильтрации .

Для определения эксплуатационных характеристик мембранных схем с использованием аппаратов обратного осмоса и нанофильтрации разработана специальная компьютерная программа.

Описанные технологии применяются при разработке:

1. Систем очистки воды для централизованного водоснабжения.
2. Систем очистки воды для микрорайонов и комплексов промышленных и торговых зданий;
3. Систем улучшения качества водопроводной воды для отдельных жилых и офисных зданий;
4. Систем подготовки воды подпитки теплосетей и бойлеров жилых и промышленных зданий;
5. Систем улучшения качества питательной воды из технических водопроводов городских предприятий;

Бестраншейные методы ремонта и восстановления

Из-за неудовлетворительного состояния водоотводящих коммуникаций резко увеличилась потребность в модернизации и ремонте водоотводящих труб с акцентом на использование экономичных и оперативных бестраншейных технологий, а в условиях плотной городской застройки и заторов на дорогах экономически целесообразно применение бестраншейных методов ремонта и восстановления.

Последствиями негативных явлений на водоотводящих сетях является просачивание сточных вод в подземные горизонты, что приводит к загрязнению грунтовых вод, вымывание почв в затрубном пространстве и, как следствие, к провалам трубопроводов и других сооружений в образующиеся пустоты. В то же время, через имеющиеся дефекты в теле трубопровода могут проникать подземные воды, что отражается на увеличении общего расхода сточных вод, поступающих на очистные сооружения, и серьёзном нарушении режима их работы, что в конечном итоге ведёт к снижению эффективности очистки сточной жидкости.

Современные технология местного ремонта трубопроводов с использованием бестраншейных технологий, позволяют производить оперативный и эффективный ремонт трубопроводов в единичных и множественных местах нарушения стыков по трассе трубопровода, резко снижая потери транспортируемой жидкости.

На сегодняшний день применяются самые современные методы, в их числе:

• нанесение цементно-песчаного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода,
• протяжка сплошных полимерных рукавов,
• полиэтиленовых труб в существующий трубопровод,
• освоен метод ремонта трубопроводов большого диаметра "труба-в-трубе".

В качестве материалов для местного ремонта рекомендуется использовать отходы производства, в частности вышедшие из употребления изделия из полиэтилена, полипропилена, других полимеров, а также старые автомобильные покрышки.

Отходы подвергаются мелкому размолу и обработке связующими составами.

Эти технологии позволяет вернуть в активную эксплуатацию потерявшие работоспособность коммуникации, увеличить их срок службы минимум на 50 лет, увеличить пропускную способность, а для водопроводных сетей, что особенно важно, сохранить высокое качество транспортируемой воды, снизить количество аварий, минимизировать непроизводительные потери воды.

Современные технологии очистных сооружений

Основными направлениями развития канализационных очистных сооружений является их реконструкция с переходом на современные технологии удаления азота и фосфора и внедрение систем обеззараживания ультрафиолетом . Сочетание этих двух технологий позволяет сегодня возвращать в природу воду, которая полностью соответствует отечественным санитарно-гигиеническим требованиям и европейским стандартам.

Удаление биогенных элементов

Ультрафиолетовое обеззараживание сточных вод

Для анализа вышеперечисленного можно использовать ГИС

ГИС – географическая информационная система, основывается на базе данных характеристик качества в различных элементах пространственно-распределенной информации.

Например, используются ГИС для анализа качества питьевой воды, системы слежения за водой и стоком, оценки канализационных систем, для оценки текущих и будущих потребностей в водосточных и канализационных линиях. ГИС дает возможность каждой службе автоматически обновлять свои данные и поддерживать их целостность.

Водоканалы и ЖКХ применяют ГИС для идентификации коллекторов стока, насосных станций, напорных магистралей. После идентификации эти объекты и проекты картируются в единой системе.

ГИС помогают в идентификации и поиске мест повреждений сетей, возникших вследствие стихийных бедствий, например, землетрясения.

Ни для кого уже не секрет, что на российском рынке трубопроводов для водоснабжения диаметром внутреннего сечения до 40 мм пальма первенства принадлежит трубам из полимерных материалов.

За последнее время современные технологии в области трубной промышленности совершили большой рывок. Тенденция развития российского рынка инженерных систем свидетельствует об активном вытеснении пластиковыми трубопроводами стальных и в том числе чугунных трубопроводов, обилие которых в настоящее время в стандартной городской застройке является наследием прошлого века. Ни для кого уже не секрет, что на российском рынке трубопроводов для водоснабжения диаметром внутреннего сечения до 40 мм пальма первенства принадлежит трубам из полимерных материалов.

К ним относятся трубы из полипропилена (PP-R), полиэтилена (низкой, средней, высокой плотности), сшитого полиэтилена (PEX), высокотемпературного полиэтилена (PERT), поливинилхлорида (PVC), в том числе хлорированного (C-PVC), полибутилена (PB), акрилонитрилбутадионстирена (ABS), а также ряда экзотических видов полиолефинов. Безусловно, надо иметь в виду, что практически каждый из упомянутых видов пластиков может иметь трубные разновидности, армированные металлом или стекловолокном.

Большой выбор материалов и технологий изготовления труб создают проблему выбора. Что хорошо для индивидуального строительства, часто неприменимо в многоэтажном. Чтобы разобраться в новых технологиях требуется время, а цена неудачного выбора – потеря немалых денег. Ведь трубопроводная система, которую в российских специфических условиях будут использовать массово, должна обладать наилучшим соотношением «цена – качество».

При строительстве, проектировании и эксплуатации трубопроводов необходимо руководствоваться нормами и правилами СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» и 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Трубы, применяемые для горячего водоснабжения, рассчитываются на максимальную рабочую температуру 75°C, а для систем отопления применяют трубы с рабочей температурой 90°C. Рабочее давление до 0,6 МПа. Гарантийный срок эксплуатации – не менее 25лет.

По данным исследований полимерных трубопроводов, проведенным специалистами РХТУ им. Менделеева, полипропилен (PP-R) стал первым материалом, не удовлетворяющим требованиям серийного многоэтажного строительства по следующим причинам:

• Максимально допустимая температура для срока службы в 30 лет не может превышать 70˚С. При таких параметрах, требуется увеличение площади нагревательных приборов на 40% и увеличения объема теплоносителя в системе, что приведет к увеличению диаметров трубопроводов.
• Высокий коэффициент удлинения при нагреве приводит к необходимости устанавливать компенсационные петли, что исключает возможность скрытой прокладки трубопровода, т.е. разводка возможна только в нишах и за фальш-стенами.
• Сварка соединений требует наличия специальных навыков при работе с инструментом и не исключает нарушения технологии монтажа (перегрев, сужение диаметра).
• Разные коэффициенты линейного теплового расширения пластика и вваренной стальной втулки концевых фитингов (для подсоединения других частей системы через трубную резьбу) неизбежно приводят к нарушению целостности и, как следствие, к образованию течи.
• Трубы не изгибаются, что увеличивает количество немерных отходов, требует установки лишних соединений и создает неудобства при транспортировке и хранении.
• Трубопроводы из поливинилхлорида (ПВХ) имеют низкий коэффициент линейного удлинения, что позволяет обойтись без компенсационных петель, но при температуре 95˚С срок службы труб из ПВХ составляет 1 год.

Металлопластиковые трубы (PEX-Al-PEX) не применяются в многоэтажном строительстве так как:

• Неоднородность стенки композитных труб типа PEX-Al-PEX (металлопластик), в силу различных коэффициентов линейного теплового расширения, в процессе эксплуатации трубопровода ведет к расслоению составляющих её слоев и, соответственно, для таких труб невозможно рассчитать срок службы.
• Внутренний слой этих труб выполнен из ПЕКСа, но имеет толщину не более 0,8 мм, в отличие от положенных для расчетных нагрузок 2,2 мм, а это ведет к снижению допустимых в системе давлений в 3,5 – 4 раза, т.е. до 2 – 2,5 атм.
• Слой алюминиевой фольги толщиной до 0,4 мм не в состоянии противостоять давлению системы, и это при условии, что произведена идеальная сварка шва, а труба во время монтажа не подвергалась неоднократному изгибанию в одном и том же месте – здесь фольга просто вытянется, нарушится целостность.
• На сегодня не существует клея, который в состоянии сохранить эластичность и противостоять значительным нагрузкам, т.к. коэффициент линейного теплового удлинения полиэтилена в 7-10 раз превышает соответствующий коэффициент алюминия.
• Срез трубы необходимо обработать разверткой, т.к. он деформируется. При изгибании трубы обязательно использование специального оборудования, в противном случае, произойдет сужение условного прохода – он «захлопнется».
• Фитинг должен быть снабжен кольцевидными резиновыми прокладками (иначе не удастся обжать трубу на штуцере), а также диэлектрической прокладкой, предохраняющей контакт алюминиевой фольги и латунного тела фитинга – гальваническая пара.
• Низкая ремонтопригодность – не допускается повторная установка фитинга в одном и том же месте, невозможно произвести замену проложенного в гофре (канале) и впоследствии поврежденного участка трубы без вскрытия конструкции сооружения.

Единственным материалом, способным выдерживать требуемые нагрузки в течение длительного срока службы и обладающим свойствами, отвечающим требованиям, предъявляемым к системам отопления многоэтажных домов, назван молекулярно-сшитый полиэтилен (ПЕКС), у которого:

• Однородность стенки и прочностные характеристики материала позволяют монтировать системы водоснабжения и отопления, включая центральное, в домах повышенной этажности, с расчетным сроком службы не менее 50 лет. При этом допускается применять скрытую разводку, что соответствует современным эстетическим требованиям.
• Способность к восстановлению формы за счет «молекулярной памяти» позволяет восстановить трубопровод после «надлома» (чрезмерного изгиба») и эксплуатировать систему после размораживания.
• Механический обжим фитинга на трубе и «молекулярная память» материала, которая постоянно стремится вернуть стенку трубы к первоначальному положению, делают соединение исключительно надежным на весь срок эксплуатации системы. Допускается вторичная установка фитинга в одном и том же месте.
• Отсутствие уплотнений, диэлектриков или вваренных закладных деталей из разнородных материалов делает соединения исключительно надежными и уменьшает стоимость изделий и систем в целом.
• Разнообразие типов и большая номенклатура фитингов в сочетании с гибкостью и большой длиной намотки бухт позволяют минимизировать количество соединений и отходов трубы.
• Скрытая прокладка эластичного трубопровода в гофре (канале), в соответствии с требованиями СНиП, позволяет производить замену поврежденного участка трубы без вскрытия конструкции стены или пола.
• Гладкая внутренняя поверхность уменьшает коэффициент гидравлических сопротивлений на 25 – 30% и не позволяет твердым частицам «приставать» к стенкам – трубы «не зарастают».

Существует три способа образования трехмерных молекулярных связей, которые удовлетворяют целям промышленного производства: пероксидный (PEX-a), силановый (PEX-b) и радиационный (PEX-c). Прочностные характеристики материалов, в целом, соответствуют нормам ДИН, однако при их детальном изучении выясняется, что трубы, изготовленные из полиэтилена высокой плотности силановым методом, обладают повышенной устойчивостью к температуре и давлению при длительном сроке эксплуатации.

С целью производства и широкого внедрения современных систем полимерных трубопроводов для отопления и водоснабжения в России и СНГ, десять лет назад была создана корпорация Корпорация БИР ПЕКС, которая впервые в России развернула производство труб из молекулярно-сшитого полиэтилена ПЕКС-б на оборудовании и из сырья английского производства. Сейчас на этом предприятии освоено совместное производство фитингов напрессовочного и компрессионного типов по чертежам и под торговой маркой ИГЛ – БИР ПЕКС, осуществляется разработка и производство дополнительных элементов, крепежа, монтажных узлов, коллекторных шкафов и т.д.

Десятилетний опыт эксплуатации в самых высотных зданиях России (в настоящее время до 48 этажей), в элитном и муниципальном домостроении на практике доказали высокие эксплуатационные качества продукции и технологий монтажа трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения от корпорации БИР ПЕКС. В 2007 году системы БИР ПЕКС получили поддержку ЖКХ Республики Татарстан и были рекомендованы Государственным заказчикам министерств и ведомств РТ, Управляющим компаниям и проектным организациям к применению.

В 2010 году трубопроводы из силанольно-сшитого полиэтилена и фитинги марки БИР ПЕКС, включены в Реестр новой техники, применяемой в строительстве (реконструкции) объектов городского заказа г.Москвы и в Московский территориальный строительный каталог (МТСК – 8.18).

Сегодня корпорация БИР ПЕКС объединяет в себе компании, работающие в различных сферах производственной деятельности. Корпорация выполняет функции подрядчика по инженерным работам, инженерному обеспечению зданий и сооружений, кроме того имеет собственное проектное бюро способное выполнить задачу проектирования инженерного обеспечения любого комплекса застройки.

ООО «Компания БИР ПЕКС» предлагает комплексное решение вопросов по проектированию, монтажу и сдаче в эксплуатацию внутренних инженерных систем с выполнением горизонтальных систем отопления, горячего и холодного водоснабжения трубопроводами марки БИР ПЕКС из силанольно-сшитого полиэтилена, обеспечивающих срок службы более 50 лет при рабочем давлении 10 атм. и температурном режиме 70-90˚С.

В России в системах отопления многоквартирных домов до сих пор в подавляющем большинстве случаев используется однотрубная (реже – двухтрубная) система с верхним или нижним контуром разводки. По такой схеме отопительные приборы подключены последовательно, а теплоноситель в каждую квартиру подается по нескольким стоякам, из-за этого жители каждой из квартир высотных домов не могут независимо друг от друга изменять объем и скорость потока теплоносителя в системе отопления, а значит самостоятельно точно регулироватьтеплоотдачу отопительных приборов. В данном случае мы даже не говорим об отсутствии возможности вести независимый учет тепла отдельно в каждой из квартир.

Технические характеристики трубопроводов марки БИР ПЕКС из силанольно-сшитого полиэтилена позволяют проектировать и монтировать принципиально новую схему разводки – горизонтальную.

При применении горизонтальных систем в местах общего пользования прокладываются стальные стояки и на каждом этаже – поквартирные распределительные коллекторы, питающие квартиры, что при сопоставимой стоимости материалов обеспечивает следующие преимущества:

• Реализуется принцип поквартирного учета тепла и расхода воды, тем самым решаются вопросы энерго- и ресурсосбережения.
• Обслуживание и снятие показаний приборов учета осуществляется без доступа в жилые или служебные помещения.
• В сравнении с вертикальными системами разводки значительно сокращается количество стояков, приборов учета, КФРД и т.п.

Настроечный вентиль на обратной ветке системы отопления каждой квартиры обеспечивает необходимое количество тепла и защищает систему отопления от разбалансирования в результате несанкционированного вмешательства жильца при проведении работ по замене приборов отопления, трубопроводов, устройства водяных теплых полов и т.д.

Устройство единых стояков систем отопления, горячего и холодного водоснабжения из из стали обеспечивают их быструю замену без доступа в квартиры и нарушения внутренней отделки.

Горизонтально расположенные трубы из сшитого полиэтилена прокладываются в защитной гофре и могут быть скрыты в конструкции пола (в стяжке) или стены (в штробах), что повышает эстетику и снижает риск их повреждения. При невозможности скрытой прокладки в полу, возможно размещение в специальном плинтусе у пола или коробе под потолком.

Таким образом, система трубопроводов БИР ПЕКС повышает конкурентоспособность готового жилья, отличается высоким уровнем комфорта для конечного потребителя, отвечает последним требованиям и нормативам по энергосбережению, имеет срок службы в 3-4 раза больший, чем стальные системы трубопроводов и более низкие затраты на обслуживание.

Одним из факторов, сдерживающих широкое применение полимерных трубопроводов марки PEX-b (силановая сшивка) служило то, что по самому высокому пятому классу прочности ГОСТ Р 52134-2003, максимальная рабочая температура не может превышать 80˚С для непрерывной эксплуатации в течении 10 лет с давлением до 1,0 МПа. Это связано с тем, что Таблица классов прочности была взята из норм ИСО 15875-2003, которые написаны под стандарты теплоносителя Европы, где рабочая температура теплоносителя не превышает 70˚С. Получалось,что продукция, закладываемая в проект и соответствующая требованиям ГОСТ, не могла соответствовать параметрам теплоносителя, применяемого в России (90˚С или 95˚С).

Трубы БИР ПЕКС проходят сертификацию на соответствие указанному ГОСТу, а также техническим условиям ТУ 2248-03900284581-99 (НИИсантехники), требования которых значительно жестче и соответствуют критериям длительной (более 50 лет) эксплуатации при температуре 95˚С и рабочем давлении в системе 1 МПа. Соответствующие изменения были введены в ТУ после получения результатов исследования РХТУ им. Менделеева касательно повышенной долговечности при высоких температурах эксплуатации для труб из сшитого различными методами полиэтилена.

Знаете ли Вы, что каждый десятый житель планеты не получает обычную питьевую воду в достаточном количестве. Для решения этой самой насущной проблемы человечества лучшие инженеры по всему земному шару разработали широкий спектр больших и малых, устройств, производящих чистую воду. Ежегодно появляется множество инноваций, упрощающих и удешевляющих эти процессы, и оборудование становится компактней и дешевле. На сегодняшний день во всём мире от нехватки питьевой воды страдают не менее 663 миллионов человек, и решение этой задачи с каждым годом становится всё актуальней.

Для получения пресной воды используются разные технологии - от конденсации воды из разряжённого воздуха и опреснения солёной морской воды до водяных чипов с ультрафиолетовой очисткой, которые можно применять в домашних условиях. Конечно, не все из существующих технологий вышли за пределы лабораторий, но те из них, которые были внедрены, уже позволили получить миллиарды литров чистой воды.

Башня по сбору питьевой воды Warka Water

Разработчикам понадобилось несколько лет для создания башни Warka Water, и в прошлом году первая опытная установка, способная получать чистую воду прямо из воздуха, всё-таки заработала в эфиопской деревушке. Уникальный проект, заслуживший награду, основан на концепции сбора воды из тумана.

Конструкция представляет собой огромный цилиндр из сплетенных бамбуковых прутьев, внутри которого натягивается ячеистая сетка. Башню окаймляет навес, позволяющий местным жителям отдохнуть в теньке, пока конденсат переливается в емкость из-под основания башни. Создатели башни планируют начать массовое производство к 2019 году.

Крошечный УФ очиститель воды

Не все люди, страдающие от недостатка чистой воды, проживают в засушливых регионах. Иногда «кругом вода, но не испить ни капли, ни глотка» из-за загрязнения окружающей среды или других экологических проблем. Существующие системы очистки, как правило, дорогие и малопроизводительные. Исследователи из Стэнфордского университета и Национальной лаборатории SLAC недавно разработали УФ очиститель воды, размещаемый в крошечном прямоугольном корпусе, который сокращает процесс очищения воды с 48 часов до 20 минут. Несмотря на то, что до массового производства устройства ещё очень далеко, лабораторные испытания прототипа дают надежду, что создание этого чипа может стать первым шагом на пути к новому поколению методов очистки, помогающих превратить грязную воду в питьевую.

Плавучий опреснитель воды на солнечных батареях Pipe

Новый опреснительный проект, разработанный для Калифорнии и получивший название Pipe, произвёл фурор прошлым летом, предоставив 5,7 миллиардов литров чистой питьевой воды для пострадавшего от засухи штата. Получающая энергию от солнечных батарей платформа работает по принципу электромагнитного метода опреснения. Для превращения морской воды в питьевую используются фильтрация и термальные ванны, а получаемый побочный продукт затем выводится обратно в океан. Внешне Pipe скорее напоминает гигантскую сверкающую скульптуру, произведение искусства, а не промышленную установку. Она радует глаз и греет душу сознанием того, какая большая проблема решается с её помощью.

Крупнейшая в мире установка для сбора тумана

Самая большая установка для сбора тумана представляет собой гигантский сеточный забор, улавливающий густой туман в марокканской пустыне и превращающий его в чистую свежую водицу. Хитроумное устройство площадью около 600 квадратных метров очень выгодно использует природные условия засушливого региона Aït Baâmrane, где туман, больше напоминающий плотное одеяло, покрывает всё вокруг шесть месяцев в году. Установка в сутки производит 77 литров питьевой воды на каждый квадратный метр сетки. При помощи насосной системы на солнечных батареях и труб чистая питьевая вода нодаётся более 400 местным жителям, для которых ранее получение воды было невероятно сложной проблемой.

Водяной нано-чип

Основным препятствием для внедрения технологий водоочистки для бытовых нужд населения в засушливых районах всегда являлась их большая себестоимость. Исследователи, инженеры, конструкторы буквально сбились с ног, пытаясь решить эту проблему. Неожиданное и очень оригинальное решение было предложено учёными Техасского университета в Остине и немецкими учеными из Марбургского университета. Они изобрели «водяной чип», создающий слабое электрическое поле, которого, однако, достаточно для опреснения небольшого количества воды. Судя даже по результатам первых экспериментов, этот чип, работающий на обычных батарейках, может стать решением для потребителей. Для дальнейших испытаний и содействия развитию технологии этого очень перспективного и портативного способа был специально создан стартап Okeanos Technology.

Волновая электростанция Carnegie Perth Wave Energy

Проект Carnegie Perth Wave Energy решил убить сразу двух зайцев, объединив метод получения электричества от подводных течений с методом обратного осмоса для опреснения морской воды. Установка по типу плавающего буя работает у побережья Перта в Западной Австралии, где особенно важны именно экологически чистые методы производства электроэнергии. Три погружных 240-киловаттных буя закреплены на морском дне с помощью тяжёлых гидравлических насосов, проталкивающих воду через мощные турбины, в то время как вся система покачивается в глубинах океана. Встроенная опреснительная система использует часть производимой электроэнергии для создания чистой питьевой воды, а остальная часть электроэнергии подается обратно на берег непосредственно в сеть. Этот небольшой проект местного масштаба является частью более крупного плана использовать данную технологию опреснения в качестве неистощаемого и безопасного источника чистой питьевой воды для местных жителей.

Жилищно-коммунальная сфера, с её километрами изношенных сетей и гигантскими объёмами потребляемых ресурсов, на сегодняшний день представляет собой простаивающий полигон, пригодный для испытания новейших энергосберегающих технологий и современных материалов. Только при транспортировке к потребителю теряется до 27% воды и не меньше 15% тепла.

Однако пока инновации в ЖКХ ограничиваются локальными проектами, тиражированию которых мешает застарелая неповоротливость отрасли.

Ноу-хау для управдома

Говоря об инновациях в сфере ЖКХ, чаще всего имеют в виду приборы и материалы, снижающие расход ресурсов. Без оперирования точными данными невозможно. Для измерения расхода воды УК начали устанавливать расходомеры со встроенными датчиками температуры и давления. Эти цифры позволяют оценивать в т.ч. качество труб из новых материалов, не допускающих утечек.

При повышении степени энергоэффективности обслуживаемых участков диапазон решений еще выше:

• Применение светильников длительного пользования;
• Перевод котельных на газ;
• Установка конденсационных котлов;
• Использование инфракрасных отопительных плёнок;
• Внедрение теплоизоляционных материалов;
• Применение солнечных коллекторов.

А переход на очистку питьевой воды с помощью новых фильтров и биотехнологий способен заметно поднять репутацию предприятий ЖКХ в глазах потребителей. Подобных разработок у отечественных изобретателей особенно много, однако их широкое внедрение чаще всего откладывается.

А как у них?

В дальнем зарубежье, где обслуживающие коммунальную сферу предприятия организованы принципиально иначе, чем на постсоветском пространстве, давно научились повышать их эффективность экономическим стимулированием инноваций в ЖКХ. Внедрение новых технологий поощряется льготным кредитованием и налогообложением.

Иностранные государства страхуют займы, направленные на покупку инновационных решений в ЖКХ, ускоряют амортизацию основных средств, а сами компании стремятся использовать преимущества территорий своей дислокации

США: дворников сменяют роботы

В США сфера коммунальных услуг целиком находится в ведении штатов, географические, природные и инфраструктурные условия которых сильно отличаются. Поэтому, например, во Флориде, практически не охваченной газификацией, стремятся всячески экономить электроэнергию, а в некоторых южных штатах совсем нет систем отопления.

Менеджеры управляющих компаний в США – профессионалы своего дела. Их задача – координировать работу отдельных подрядчиков, поскольку ремонтом приборов учёта или заменой насосов занимаются разные фирмы. Стремясь сэкономить, американские коммунальщики отказываются от применения дешёвой рабочей силы в пользу роботов. Роботы-снегоуборщики, которых можно увидеть на улицах американских городов, работают автономно, без участия человека, выполняя поставленные задачи.

«Тояма Токанава»: ЖКХ по-японски

Страна восходящего солнца – одна из первых, которые приходят на ум, когда речь заходит о внедрении изобретений в повседневность. – это необходимость, вызванная жёсткой конкуренцией на всех рынках, и отрасль ЖКХ здесь не исключение. Кто более эффективен – тот получает прибыль.

Обслуживанием коммунального сектора Японии занимаются десятки тысяч малых предпринимателей, без привычных «естественных монополий». Управляющая компания может выбрать подходящего исполнителя из длинного перечня для любых видов работ, будь то замена водопроводных труб или проверка показателей системы отопления. Выигрывают самые подготовленные, и не последнюю роль здесь играют всевозможные новшества.

В Хельсинки, климат которого очень схож с российским, городские власти могут себе позволить отапливать зимой улицы. На две улицы в столице Финляндии подаётся вторичное тепло из жилых домов. Такая энергоэффективность с излишками была бы невозможна без чётких правил работы сферы ЖКХ, которые поощряют внедрение технического прогресса.

Применение инновационных методов позволяет финнам топить дома углём, газом и гидроэнергией с минимальными издержками, переходя в тридцатиградусные морозы на резервные запасы масла. За использование альтернативных источников энергии платят потребители, при этом каждый гражданин имеет право выбора организации, предоставляющей ему услуги ЖКХ. Чиновники же следят за равенством возможностей всех участников рынка.

Особенности инноваций в ЖКХ России

Сфера ЖКХ в России у многих устойчиво ассоциируется с «совком», но никак не с новейшими технологиями. Основная причина – в нехватке денег. Средств, поступающих на счета управляющих компаний в рамках существующей модели тарифообразования, как правило, не хватает для проведения капитальной модернизации и замены инфраструктуры на более технологичную.

На многих предприятиях отрасли даже бухгалтерия по старинке ведётся ручным способом с помощью калькуляторов, что не соответствует сложности обслуживаемых жилых комплексов. Отказываясь от новшеств, руководители компаний отсекают возможность сокращения издержек. Например, прокладка труб с антикоррозийным покрытием способна уменьшить количество аварий, а значит, сэкономить средства на их устранение.

Законодательная яма

Российские эксперты на протяжении последнего десятилетия отмечают ущербность существующих правил функционирования ЖКХ, не предусматривающих серьёзных механизмов конкуренции муниципальных и частных предприятий.

Реформирование отрасли продвигается медленными темпами, и денег на замену устаревшего оборудования у предприятий не прибавляется. Стимулировать внедрение ресурсосберегающих технологий могло бы изменение законов, регулирующих заключение сервисных договоров на обслуживание жилья. Без фиксирования платежей УК, как отмечается, порой не имеют достаточных средств на текущую деятельность, не говоря уже о внедрении инноваций.

Примеры инноваций в российском ЖКХ

Никого сейчас не удивишь домофонами, защищающими общедомовое имущество от асоциальных личностей, или «умными» лампочками в подъездах, включающимися от звука шагов. Однако жители депрессивных муниципалитетов порой могут лишь мечтать о таких «инновациях».

Между тем, одним из самых прогрессивных явлений в сфере ЖКХ за последние годы стала разработка Государственной информационной системы жилищно-коммунального хозяйства. ГИС ЖКХ содержит нормативные акты, реестр лицензий УК и других предприятий отрасли, а также жилых объектов, и при необходимости собственники могут оперативно ознакомиться с данной информацией, в т.ч. о результатах проверок.

В Петербурге специалисты проектного офиса «Умный город» обещают внедрить систему на основе блокчейна, которая не позволит управляющим компаниям выставлять гражданам завышенные счета с помощью ручного изменения показаний приборов учёта. Разработка данной системы ведётся в настоящее время.

Существуют и более экзотические проекты. Так, на Камчатке коммунальные предприятия поставляют жителям природное тепло вулканов, что является редкими примером альтернативной энергетики. Благодаря наличию месторождения термальных вод в нескольких населённых пунктах на севере полуострова нет необходимости использовать другие источники тепла.

Мосводоканал – одно из основных предприятий города, оказывающих положительное влияние на оздоровление окружающей среды. Московская канализация – это надежный экологический щит столицы, обеспечивающий санитарное и экологическое благополучие мегаполиса. В соответствии с реализацией принятых Правительством Москвы программ по развитию системы водоснабжения и канализации на период до 2020 года, осуществляется коренная реконструкция системы канализации.

В условиях экономии воды и ежегодного сокращения объемов водопотребления и водоотведения приоритетными направлениями развития являются повышение качества водоочистки и повышение надежности работы сетей и сооружений.

Основными задачами развития водопроводно-канализационного хозяйства любого города являются:

• ускоренная модернизация сетевого хозяйства – как в водоснабжении, так и в канализации.
• повышение качества подготовки питьевой и очистки сточной воды,
• повышение надежности и эффективности водопроводно-канализационного хозяйства города.

Принцип работы, заключающийся в проведении восстановительных работ, когда произошла авария, так называемая тактика «пожарной команды», на сегодняшний день бесперспективен. Ускоренная модернизация сетевого хозяйства с использованием передовых методов и инновационных технологий - основная мера предупреждения аварийных ситуаций.

Реконструкция сооружений сетевого хозяйства города в стесненных условиях городской застройки представляет серьезную проблему. Оптимальным выходом стало использование бестраншейных технологий , по которым сейчас выполняется около 80% общего объема реконструкции сетей.

Применительно к канализации, в последние годы, в дополнение к освоенным в 90-е годы технологиям реконструкции трубопроводов малого и среднего диаметра, взяты на вооружение самые современные методы восстановления канализационных коллекторов и каналов большого диаметра. Освоена технология восстановления каналов сложной формы с помощью составных модулей.

Благодаря использованию современных материалов и технологий при восстановлении и замене ветхих самотечных сетей и напорных канализационных трубопроводов в последние годы удалось не допустить возникновения крупных аварий на канализационных сетях и насосных станциях, а тенденция аварий неуклонно снижается из года в год.

В соответствии с ужесточением требований к качеству очистки сточных вод на московских очистных сооружениях, специалистами АО «Мосводоканал» постоянно проводятся мероприятия по поиску, разработке и внедрению современных наилучших доступных технологий.

Удаление биогенных элементов

Ультрафиолетовое обеззараживание сточных вод

Основными направлениями развития столичных канализационных очистных сооружений является их реконструкция с переходом на современные технологии удаления азота и фосфора и внедрение систем обеззараживания ультрафиолетом . Сочетание этих двух технологий позволяет сегодня возвращать в природу воду, которая полностью соответствует отечественным санитарно-гигиеническим требованиям и европейским стандартам.

Еще одним немаловажным на сегодняшний день направлением развития очистных сооружений является получение электроэнергии от альтернативных источников . Подобным источником на очистных сооружениях является образующийся в процессе сбраживания осадка сточных вод биогаз. Преобразование биогаза с выработкой электро- и теплоэнергии происходит на мини-ТЭС. Подобного рода сооружения, работающие на биотопливе, позволяют повысить надежность энергоснабжения очистных сооружений, что является залогом недопущения сброса неочищенных сточных вод в водоприемники в периоды отключения внешних источников электроэнергии.