ЛОКАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ВОДОПОДГОТОВКИ - РЕАЛЬНЫЙ ПУТЬ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ «ЧИСТАЯ ВОДА»
к.х.н., доцент О.Б.Насчетникова, д.т.н., профессор Е.В.Мигалатий, Браяловский Г.Б., Балакин А.А. кафедра Водного хозяйства и технологии воды УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина, ООО «БМБ»
В мае 2009 года Правительством Свердловской области утверждена программа «Чистая вода» на период до 2020 года (Постановление Правительства Свердловской области от 13.05.2009 № 526-ПП). Это, безусловно, является положительным фактором в деле оздоровления окружающей среды и населения области. Тем более, что предыдущая Областная программа по обеспечению населения питьевой водой стандартного качества завершила своё действие в 1999 году. В последующие 10 лет мероприятия в рассматриваемой сфере имели цель предотвращения крупных аварий, завершения «долгостроев», недопущения вспышек инфекционных заболеваний и социальных взрывов среди населения муниципальных образований, отнесённых к территориям риска по питьевому водоснабжению.
Принятие новой комплексной программы «Чистая вода», в которой дан глубокий анализ современной ситуации и определен программно-целевой метод решения проблемы на долгосрочную перспективу, вселяет надежду на возможность объединения усилий власти, научных организаций и гражданского общества для планомерного, поэтапного, инновационного решения проблемы чистой воды, которая для Свердловской области весьма актуальна.
По данным программы только 29% населения региона имеют доступ к чистой питьевой воде. Более 30 % городов и населенных пунктов области получают воду по графику. Из-за недостаточных темпов модернизации и развития ЖКХ во многих муниципальных образованиях Свердловской области системы водоснабжения продолжают деградировать. Резкое нарастание уровня аварийности в данных системах, а также износ основных фондов свидетельствуют о том, что критическая точка уже пройдена. Более 35% мощностей водопроводов требуют срочной модернизации или замены. Для нормализации ситуации ежегодно в области необходимо менять или ремонтировать 8 – 10 % сетей.
Основными загрязняющими веществами питьевой воды, подаваемой населению области, являются хлорорганические соединения (хлороформ, 4 – хлористый углерод), железо, марганец, остаточный алюминий, что свидетельствует о мутагенной и канцерогенной активности воды, способствует развитию аллергических реакций, болезней крови и других систем человека. По оценкам экспертов некачественная питьевая вода является причиной более 80% болезней и её потребление сокращает человеческую жизнь в среднем на 5-10 лет.
Не случайно стратегической целью Программы является обеспечение населения Свердловской области питьевой водой, соответствующей установленным санитарно-гигиеническим требованиям в количестве, достаточном, для удовлетворения жизненных потребностей и сохранения здоровья граждан. Для реализации цели предполагается выполнить следующие основные виды работ:
1) реконструкция, расширение существующих и строительство новых объектов, включая выполнение проектно-изыскательских, строительно-монтажных работ и изготовление технологического оборудования в соответствии с современными стандартами качества;
2) организация надлежащей эксплуатации существующих, реконструируемых и вновь создаваемых объектов в целях достижения количественных и качественных эксплуатационных показателей не ниже проектных;
3) создание необходимых условий для развития инфраструктуры, обеспечивающей устойчивое функционирование водохозяйственного комплекса Свердловской области, в том числе создание условий для специализированных исследовательских, проектных, строительно-монтажных предприятий, заводов по производству современных реагентов для очистки воды, специального технологического оборудования, лабораторий по анализу качества вод, центров обучения и подготовки специалистов.
Такой комплексный подход требует финансирования в 150 миллиардов рублей. Из консолидированного бюджета области в лучшем случае будет выделено не более 30 миллиардов. Предполагается привлечь кредитные средства банков — с учетом уплаты процентов общий объем затрат увеличится до 203,7 миллиарда. Кроме того, региональные власти подали заявку на участие в федеральной программе «Чистая вода» и рассчитывают получить часть средств из госказны. Затраты на очистку воды лягут в тарифы. Большинство предприятий области давно не пересматривали ставки и не закладывали в них затраты на очистку ресурса. При этом в первые годы реализации программы «Чистая вода» ежегодный рост тарифов не должен превышать 25%, а начиная с 2013 г. – 12,5%. А это значит, что львиная доля затрат возлагается на потребителя.
Таким образом, долгосрочность мероприятий, дефицит бюджетных средств, ужесточение требований, предъявляемых к качеству питьевой воды в связи с российско – европейской интеграцией, заставляют сделать вывод, что крупномасштабные мероприятия необходимы, но далеко не достаточны для обеспечения конкретного человека доброкачественной питьевой водой в режиме «здесь и сейчас».
Как показывает анализ качества питьевой воды, на всех этапах её производства и транспортировки до потребителя, главным лимитирующим фактором в решении вопроса снабжения населения питьевой водой стандартного качества является доставка очищенной воды по водопроводным сетям до потребителя. Даже глубоко очищенная вода, получаемая на Западной фильтровальной станции г. Екатеринбурга, проходя по многокилометровой, с годами изношенной водопроводной сети, неизбежно приобретает вторичное загрязнение продуктами коррозии труб, металлорганическими комплексами, неприятные органолептические свойства и не редко (в случае аварий) – бактериальные загрязнения. Только в Екатеринбурге необходимо заменить не менее 350 км. труб из 1 400 км. имеющихся.
Альтернативные разведанные источники подземных вод зачастую содержат сверхнормативное загрязнение соединениями железа, марганца, кальция, кремния на фоне высокого солесодержания, что требует их физико-химической очистки с обязательным обеззараживанием и транспортировкой по протяженным сетям, так как они удалены на 5-30 км от городской черты.
Таким образом, в современных условиях потребитель является заложником централизованных систем водоснабжения. Для решения этой проблемы необходимо до минимума сократить расстояние от объекта, производящего чистую воду, до потребителя, т. е. приблизить производство чистой воды к жилым массивам.
Анализ показал, что наиболее экономичный, безопасный в санитарном отношении и надежный по техническому исполнению вариант снабжения населения питьевой водой стандартного качества в требуемом количестве (2-5 л/чел. в сутки) обеспечивают локальные установки доочистки водопроводной воды, устанавливаемые на входе водопровода в дом. Особенно ценно, что эти системы, установленные в жилых домах, не требуют от потребителя дополнительных затрат времени, сил и средств, а делают возможным водопотребление в режиме «здесь и сейчас». Это достигается путем совмещения локальной установки с «третьим стояком», что обеспечивает поквартирное распределение питьевой воды.
Преимущества схемы снабжения населения питьевой водой нормативного качества с применением «третьего стояка»:
- максимальное приближение источника питьевой воды (установки) к потребителю, что обеспечивает санитарную и техническую надежность снабжения населения питьевой водой; – возможность организации планового лабораторного контроля качества питьевой воды; – возможность регулярного информирования потребителя о качестве воды, что исключено при закупке потребителем бутилированных вод, особенно у недобросовестных производителей; – снижение более чем в 5 раз стоимости питьевой воды по сравнению с бутилированной водой; – возможность проведения оперативного сервисного обслуживания установки, что обеспечивает практически неограниченный срок её эксплуатации. Как показал опыт, расходы на эксплуатацию установки обходятся для жильцов 50-100 квартирного дома в 250 руб./год с 1 квартиры.
Такие подходы к решению проблемы отработаны и запатентованы сотрудниками кафедры Водного хозяйства и технологии воды Уральского государственного технического университета – (УГТУ-УПИ им. первого Президента России Б.Н.Ельцина) и научно-внедренческой фирмы ООО «БМБ», созданной при кафедре.
Учеными разработан целый ряд технологических схем в зависимости от качества исходной воды на основе применения установок доочистки водопроводной воды «Акварос» мощностью от 5л/ч до 5000 л/ час. В результате очистки из воды извлекаются хлорорганические соединения, взвеси, продукты коррозии труб, металло-органические комплексы и неорганические соединения железа, алюминия. Кроме того, комплекс безреагентных физико-химических методов очистки на основе мембрано-сорбционных процессов, применяемых в установке, позволяет улучшить цвет, запах, привкус воды, уничтожить болезнетворные микробы, но при этом сохранить биологически ценные элементы.
В результате многолетнего опыта исследований и внедрений разработаны следующие схемы использования установок «Акварос», которые полностью адаптированы к доочистке водопроводных вод, характерных для Свердловской области и устанавливаются на вводе в дом , подъезд, или коттедж:
Схема 1. Доочистка воды на основе механической фильтрации для удаления нерастворимых примесей, продуктов коррозии разводящих сетей, коллоидных соединений железа и алюминия с получением хозяйственно-бытовой воды с улучшенными органолептическими свойствами;
Схема 2. Доочистка воды на основе механических, сорбционных фильтров и ультрафиолетовых стерилизаторов для дополнительного извлечения хлорорганических соединений и обеззараживания микробиологических загрязнений, с получением безопасной по санитарно-химическим показателям питьевой воды;
Схема 3. Доочистка воды на основе механической фильтрации, мембранных, сорбционных процессов, ультрафиолетовой стерилизации с получением воды 1 категории качества по стандарту для бутилированных вод.
Данные по эффективности доочистки водопроводной воды каждой из приведенных выше схем представлены в таблице 2. Приведены усреднённые данные по качеству воды в ходе эксплуатации локальных установок в г. Екатеринбурге, работающих по схеме 1 (33 дома), схеме 2( 5 домов), схеме 3 (12 домов), и 29 коттеджей в различных районах области.
Эффективность доочистки водопроводной воды с применением технологических схем на основе установок «Акварос»
Таблица 2 
*) Вода подземных источников
По мере укомплектования установки дополнительными ступенями физико-химической очистки достигается более глубокая степень очистки и обеспечивается безопасность питьевой воды. Все модификации установок «Акварос» сертифицированы и хорошо зарекомендовали себя на рынке в течение 15 лет использования.
Получаемая по 3 схеме питьевая вода по своим показателям соответствует бутилированной воде первой категории качества и обладает улучшенными свойствами по сравнению с требованиями СаНПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая», т.е. является безопасной в эпидемиологическом отношении, безвредной по химическому составу, благоприятной по органолептическим свойствам и, кроме того, остается физиологически полноценной, т.к. имеет оптимальный уровень минерализации.
Имеется большой опыт внедрения описанных технологических схем и их эксплуатации на объектах жилищного, социально-культурного, медицинского назначения. Только за счет бюджета Свердловской области внедрено около 100 установок в областных больницах, в том числе, детских, социальных учреждениях, учреждениях культуры, расположенных по всей области; около 120 установок – в муниципальных школах, детсадах и других объектах в рамках областных и городских целевых программ. Более 800 установок успешно работают на предприятиях области для обеспечения питьевого режима сотрудников. Среди крупных партнеров – ОАО «НТМК» г. Нижний Тагил, ООО «ВИЗ-Сталь», ЗИК, (г. Екатеринбург), ОАО «Первоуральский новотрубный завод», ОАО «Ревдинский завод ОЦМ», ОАО «Уралвагонзавод», ОАО «УАЗ – СУАЛ» (г. Каменск-Уральский), «Уральский электрохимический комбинат» (г. Новоуральск), Северский трубный завод (г.Полевской), предприятия пищевой промышленности, банки, университеты и др.
Благодаря запатентованному способу очистки воды, обеспечивается максимально возможный срок эксплуатации всех входящих в установку фильтрующих элементов при сохранении высокой эффективности очистки. Установки компактны, мобильны, автоматизированы, что позволяет реализовать на практике схему снабжения жилых домов питьевой водой посредством «третьего стояка».
Впервые разработанные схемы были внедрены в 2000 году в г. Екатеринбурге и сегодня доказали свою экономичность, простоту эксплуатации и востребованность жителями.
Начиная с 2008 года в рамках реализации Приоритетного национального проекта – «Доступное и комфортное жильё – Гражданам России» фирма ООО «БМБ» выполняет заказ из федерального бюджета на проведение научно- исследовательской и опытно-конструкторской работы (НИОКР) по теме: «Разработка локальных систем обеспечения населения питьевой водой улучшенного качества на основе исследования новых физико-химических процессов очистки природных и водопроводных вод Уральского региона с целью реализации концепции водоснабжения «третий стояк» на объектах жилищного строительства». В ходе выполнения НИОКР к концу 2009 года будут модернизированы установки «Акварос», за счет использования разработанных на кафедре хемосорбционных фильтров и новых нанофильтрационных элементов. Установки позволят получать высококачественную питьевую воду, как из воды централизованных систем водоснабжения, так и подземных источников с повышенным содержанием марганца, железа, кремния, алюминия и других лимитирующих токсичных загрязнений.
Такие установки востребованы с целью улучшения питьевого водоснабжения не только на объектах нового жилищного строительства в мегаполисах, но и в старом жилом фонде, а также в малых населенных пунктах, где скважины и колодцы являются зачастую единственными источниками питьевой воды. Считаем, что внедрение внутридомовых, внутриквартальных локальных систем доочистки воды – это реальный, короткий, малозатратный способ достижения стратегических целей программы «Чистая вода», особенно на муниципальном уровне.
В настоящее время рассмотренные предложения направлены в Концепцию водоснабжения города Екатеринбурга на период до 2018 года.
Кроме того, исходя из вышеизложенного, предлагается Министерству строительства Свердловской области рассмотреть вопрос об изменении региональных стандартов проектирования и жилищного строительства с учетом концепции питьевого водоснабжения «третий стояк».
Широкое внедрение данной концепции нуждается в государственной поддержке на всех уровнях власти: муниципальном, региональном, федеральном.
Убеждены, что только объединение усилий властных структур, ученых, научно-внедренческих фирм и управляющих кампаний в сфере ЖКХ, позволит в короткие сроки и с минимальными затратами реализовать программу «Чистая вода» и, в конечном итоге – улучшить качество жизни россиян.