автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Повышение безотказности сетей водоотведения в условиях снижения расходов сточных вод

На правах рукописи

МКРТЧЯН ТАРИЕЛ МГЕРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ СЕТЕЙ ВОДООТВЕДЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СНИЖЕНИЯ РАСХОДОВ СТОЧНЫХ ВОД (на примере Республики Армения)

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных

ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

17 АПР 2014

Волгоград - 2014

005547260

005547260

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, Серпокрылов Николай Сергеевич

профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук, доцент

Голованчиков Александр Борисович ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический

университет», заведующий кафедрой «Процессы и аппараты химических производств»

Новосельцева Ирина Валентинова

ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова», доцент кафедры «Водное хозяйство, инженерные сети и защита окружающей среды»

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-

строительный университет»

Защита состоится «19» мая 2014г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета ДМ212.026.05 при ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1 (корп. Б ауц. 203)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан «2» апреля 2014г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Юрьев Юрий Юрьевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Республика Армения является одной из самых не урбанизированных стран мира: насчитывает более тысячи населенных пунктов, и только 48 из них имеют статус города. При этом канализованы все города и около 20% сельских населенных пунктов, а общая протяженность канализационных сетей в республике около 4200 км.

В аварийном состоянии находятся 63% сетей и коллекторов, построенных более тридцати лет назад, интенсивность отказов на километр сети в год равна 5,5. Ввиду снижения водопотребления и снабжения водой по графику, увеличивается частота засорения канализационной сети и коллекторов.

В основном сточные воды населенных пунктов сбрасываются в водоемы или на рельеф. На действующих очистных сооружениях сточные воды проходят, в лучшем случае, только частичную механическую очистку. Станции аэрации находятся в упадочном состоянии: из девятнадцати имеющихся в Армении очистных станций ни одна не работает по полной схеме.

Сложившаяся в республике ситуация требует разработки технических и технологических решений, обеспечивающих повышение надежности и экологической безопасности систем водоотведения, причем как в текущий момент времени, так и на ближнюю и среднюю перспективы.

Цель работы - обоснование и разработка технических решений и технологических процессов, направленных на повышение надежности и экологической безопасности систем водоотведения в условиях Республики Армении.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение ряда взаимосвязанных задач:

- предложить и обосновать рекомендации на проектирование и эксплуатацию, позволяющие уменьшить засорение канализационных сетей и повысить их безотказность в условиях Армении;

- предложить и реализовать инженерные решения по предотвращению выпадения осадков в существующих сетях канализации при транспортировании сточных вод в условиях уменьшения расходов;

- теоретически обосновать и разработать техническое решение, позволяющее минимизировать процессы образования агрессивных газов в канализационных сетях с возможностью его внедрения на стадии эксплуатации;

- предложить способ и исследовать процесс предварительной очистки сточных вод на стадии транспортирования;

- предложить техническое решение, обеспечивающее предварительную очистку сточных вод на стадии транспортирования сетей с возможностью его внедрения в процессе эксплуатации.

Основная идея работы состоит в разработке и обосновании технологических и конструктивных решений, обеспечивающих повышение эксплуатационной надежности систем канализации и их экологической безопасности в условиях Республики Армении.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, моделирование изучаемых процессов; оптические, физико-химические и биохимические методы анализа сточных вод. Исследования проводились в лабораторных, полупроизводственных и производственных условиях. Обработку экспериментальных данных вели методами математической статистики и корреляционного анализа.

Достоверность обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделированием изучаемых процессов, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов

экспериментальных исследований, выполненных в опытно-промышленных и промышленных условиях с расчетными зависимостями в пределах максимальной погрешности Д=±10% при доверительной вероятности 0,95.

Научная новизна работы:

- предложены упрощенные формулы определения приведённого коэффициента шероховатости и коэффициента Шези для расчетов заиленных участков сетей водоотведения в условиях сокращения расходов сточных вод;

- методика расчета расхода поверхностного стока, требуемого для промывки отдельных участков хозбытовой сети в зависимости от их гидравлических характеристик;

- экспериментальные зависимости, адекватно описывающие процесс химических превращений загрязняющих веществ и коррозионной активности жидкости при предварительной очистке сточных вод техническим кислородом в напорных трубопроводах;

- уравнение для определения оптимального гидравлического радиуса трубы, полученное на основе технико-экономического расчета.

Практическое значение работы:

- обосновано, что для снижения числа отказов (засоров) в условиях снижения расходов сточных вод диаметр труб начальных

внутриквартальных участков сети водоотведения рекомендуется принимать не менее 200 мм;

- разработано и внедрено в практику Армводоканала устройство для приема поверхностного стока в канализацию, увеличивающее расход сточных вод и скорость течения в трубопроводе выше не заиливающей, обеспечивая промывку сети и снижение загнивания органических и неорганических веществ (патент РФ на полезную модель 133853);

- предложено и испытано в опытно-промышленных условиях новое устройство для аэрации в трубопроводах транспортирования хозбытовых сточных вод, что снижает нагрузку на окружающую среду (патент РФ на полезную модель 130327);

- определена эффективность выделения взвешенных веществ в узле механической очистки после транспортирования сточных вод в напорном трубопроводе с введением технического кислорода;

- разработано и внедрено в практику измерительное устройство высоты слоя осадка в колодцах сети водоотведения непосредственно с поверхности объекта канализования (патент РФ на полезную модель 123929).

Реализация результатов работы:

- рекомендации диссертационной работы переданы и используются в проектной практике институтами и проектными организациями ООО «ДЖИНДЖ», ООО «Акватрат», ООО «ИнжКомЭнерго», ООО «ГИДРО СТОРМ»

- в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» (каф. «Водоснабжение и водоотведение») при подготовке бакалавров, магистров и инженеров по специальностям 270112 «Водоснабжение и водоотведение», в Ереванском государственном университете архитектуры и строительства.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- обоснование разработки превентивных технических решений для снижения отказов и образования агрессивных газов в трубопроводах хозяйственно-бытовой канализации вследствие сокращения поступления сточных вод;

- инженерные и технологические решения, обеспечивающие снижение экологической нагрузки на окружающую среду, реализуемые на стадии транспортирования сточных вод;

изменения коэффициентов шероховатости трубопроводов обуславливают в процессе эксплуатации 65-70% засоров и определяют для начальных внутриквартальных участков сети водоотведения Армении минимально допустимый диаметр 200мм;

- инженерные решения по приему и расчету требуемого расхода поверхностного стока для промывки хозбытовой сети;

- по «затратам жизненного цикла» прием поверхностного стока в систему хозбытовой канализации является предпочтительным по сравнению с необходимостью регулярных промывок.

Связь работы с научными программами, планами, темами: работа выполнялась по направлению министерства образования и науки Российской Федерации № 05-10824, в соответствии с тематическими планами кафедры «Водоснабжение и водоотведение» РГСУ в рамках государственной программы «Архитектура и строительство» по госбюджетной теме № 01.9.40001739 «Совершенствование процессов очистки природных и сточных вод южного региона страны с учетом экологических требований».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: Международных научно-практических конференциях института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону, 2012, 2013 гг.), Международная научная конференция «Молодые исследователи» (Вологда, 2013 г.), Международная научная конференция «Совершенствование систем водоснабжения и водоотведения по очистке природных и сточных вод» (Самара, 2013 г.)

Публикации. По результатам работы опубликованы 12 печатных работ, в том числе: 4 работы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, 3 патента.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов. Работа изложена на 138 страницах печатного текста, включает 33 рисунка, 17 таблиц и 5 приложений. Список литературы представлен 136 источниками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы, сформулированы цель, задачи, основная идея работы, ее научная новизна и практическая значимость.

В первой главе выполнен анализ литературных источников по эксплуатационной надежности систем водоотведения. Описаны основные причины отказов систем водоотведения, большая часть из которых может быть обусловлена изменениями параметров работы, возникающих по причине снижения расходов сточных вод. В Ереване годовой расход сточных вод с 1990 г. по 2010 г. уменьшился почти в 3 раза, а по всей республике (в т.ч. в г. Ереване) более, чем в 4 раза (рисунок 1).

О , ,

Млн. М гол 600 500 400 300 200 100

1990 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Год 1 - По Еревану ■ 2 - По Республике

Рисунок 1. Динамика изменения отведения городских сточных вод в Республике Армении.

При этом количество засоров и разрушений на водоотводящих сетях г. Еревана и других городов Республики Армении увеличилось.

Обоснована необходимость разработки теоретических рекомендаций и инженерных решений, направленных на повышение надежности систем водоотведения, которые можно реализовать как на стадии проектирования и строительства, так и на стадии эксплуатации. Общим подходом для разработки таких мероприятий может быть повышение скорости течения жидкости по трубам выше не заиливающей и регулирование окислительно-восстановительных свойств сточной жидкости аэрацией при ее транспортировании.

Во второй главе теоретически проанализированы гидравлические, эксплуатационные и др. факторы, влияющие на заиление канализационных сетей, и обоснованы инженерные решения по их предотвращению.

Анализ статистических данных по эксплуатации показал, что количество засоров в водоотводящих сетях г. Еревана и других городов респ. Армении вследствие снижения расходов сточных вод увеличилось в среднем в 2-2,5 раза, причем 70-80% из них происходит в внутриквартальных участках сети. На основе гидравлических закономерностей и технико-экономического анализа предложена методика расчета, которую рекомендуется использовать для оценки оптимальных диаметров участков сети при проектировании, и формула для определения гидравлического радиуса трубы, соответствующего минимуму стоимости:

Я (ШШЯЦ^ . (1)

^ 4™ Ьт )

Величины Ь и т, зависят от типа труб и гидрогеологических условий строительства; к - коэффициент, зависящий от грунта и условий прокладки трубопровода; Ь - длина участка трубопровода, м; <3 - расход жидкости,

м3/сек;

где N -

256а2 '

п - коэффициент шероховатости трубы; а - коэффициент, зависящий от наполнения труб.

Установлено, что в условиях снижения расходов сточных вод, для повышения надежности эксплуатации начальных внутриквартальных участков сети водоотведения, с учетом стоимости строительства и уменьшения интенсивности засоров, диаметр труб рекомендуется принимать 200 мм.

Для сравнения классических положений движения сточных вод с фактическими данными в сетях респ. Армении потребовалось их предварительное экспериментальное определение. Для этого разработана и запатентована конструкция нового устройства для измерения высоты слоя осадков в лотках колодцев канализационной сети. Результаты

обследования данным устройством уровня осадка в канализационных сетях г. Еревана и г. Раздана респ. Армения более 50 участков диаметрами 200 -1000 мм, из разных материалов и времени укладки труб показывают, что сети заилены почти на треть поперечного сечения трубы. Это указывает на необходимость их регулярной промывки и организации дополнительных мероприятий, направленных на предотвращение отложения осадков.

При проектировании и гидравлическом расчете сетей водоотведения, наряду с решением задачи пропуска определённого расхода, необходимо также обеспечить возможность транспортирования потоком загрязнений, которые могут выпадать в осадок. Для нахождения расчетного расхода сточных вод, размывающего накопившийся слой и предотвращающего образование осадков в дальнейшем, необходимо определить фактически сложившийся на практике коэффициент шероховатости п для канализационных трубопроводов с донными отложениями. Для этого в производственных условиях были проведены гидравлические исследования на канализационной сети г. Еревана и г. Раздана Республики Армении с использованием сертифицированных микровертушек Х-6 и ГР-96.

В результате обработки данных исследования получена формула для определения коэффициента Шези:

С=58,82 * Я0'195"0'022». (2)

Выполненные по (2) расчеты показывают удовлетворительную сходимость фактических и расчетных скоростей течения сточных вод (максимальное расхождение не превышает +/- 10%), т. е. для условий респ. Армении расчет коэффициента Шези при проектировании самотечных сетей водоотведения с донными отложениями, работающими в условиях снижения расходов, рекомендуется вести по (2) при ппр = 0,017.

Рассчитанные по формуле Павловского скорости существенно отличаются от наблюдаемых (рисунок исследованных участках независимо от материала трубопроводов.

ппр = 0,014

на всех диаметров

2)

• фа^тшеская; Ь - расчетная по табл. Лукины»:; С ■ расчетная по (') припк? = 0.017

Рисунок 2. Скорости течения сточных вод по исследованным участкам сети, м/с.

При этом скорость течения сточных вод при

максимальных наполнениях трубопроводов превышает рекомендованные зарубежной практикой. Это происходит в силу того, что при минимальных притоках

наполнение коллекторов не превышает 0,3 диаметра с учетом слоя донных отложений, что вызывает выпадение взвешенных

загрязнений в осадок.

Для снижения отказов в сети, обусловленных заилением на стадии эксплуатации, нами предложено использовать образовавшийся вследствие снижения расходов резерв мощности сетей бытовой канализации, обеспечив при этом периодическое повышение скорости движения жидкости по трубам и их промывку за счет приема части поверхностного стока.

Для приема поверхностных вод в канализацию используют дождеприемники, применение которых в общесплавной и полной раздельной системах канализации ограничено рядом недостатков: не регулируется расход стоков, поступающих через решетку дождеприемника, конструкция дождеприемника не препятствует выходу газов, не предусмотрено мероприятий по задержке осадков.

Нами предложено устройство (рисунок 3), в котором устранены вышеперечисленные недостатки (патент РФ на полезную модель 133853).

Устройство предназначено для приема поверхностного стока и устанавливается в колодцах на заиливаемых участках канализационной сети

водоотведения как хозяйственно-бытовых, так и промышленных сточных вод, а также в колодцах с выделением дурнопахнущих газов.

(т

У>

IV

"0

Рисунок 3. Устройство для приема поверхностного стока в систему канализации и крышка люка с меньшим (а) и большим (б) количеством

отверстий.

Данное устройство установлено и эксплуатируется на действующей канализационной сети г. Раздана. Поступление в сеть водоотведения поверхностного стока увеличивает суммарный расход сточных вод и, соответственно, скорость течения на участке выше незаиливающей, что приводит к промывке сети и снижению загнивания органических и неорганических веществ.

Количество отверстий в крышке люка определяется расчетом, из условия ограничения максимального притока поверхностного стока в систему бытовой канализации, чтобы не привести к переполнению сети водоотведения, общую их площадь предложено вычислять по формуле (3):

со = ~Ц^=. (3)

Ф ёН К ;

В третьей главе рассмотрены основные проблемы, связанные с возникновением анаэробного режима в сетях водоотведения и их последствиями в виде коррозии труб и колодцев, выделения в атмосферу газов с неприятными запахами, влиянием на процессы очистки сточных вод на очистных сооружениях. В наибольшей мере указанные процессы связаны с образованием сероводорода и уменьшением окислительно-восстановительного потенциала сточных вод. 67% общего числа повреждений бетонных и железобетонных труб обусловлено коррозией: 23 %

- разрушение колодцев и вентиляционных шахт, 44 % - разрушение сводовой части труб. Одним из основных методов предотвращения анаэробиоза и тем самым сульфидогенеза в сети является создание в них аэробных условий.

Для этого предлагается вести аэрацию жидкости посредством самовращающегося аэратора, устанавливаемого в колодцах, расположенных на участках безнапорной сети канализации с большим уклоном и высокой скоростью движения потока. При этом для вращения аэратора используется кинетическая энергия жидкости (патент РФ на полезную модель № 130327). Данный аэратор предназначен для установки в смотровых колодцах с лотками и- образного сечения (рисунок 4).

В связи с тем, что дно лотка полукруглое, диаметр и количество устанавливаемых дисков определяется конструктивно в зависимости от параметров коллектора. Для определения диаметров дисков необходимо уточнить максимальное и минимальное наполнение коллектора, чтобы установленный аэратор круглосуточно находился в сточной воде и непрерывно вращался. Вращение аэратора происходит вследствие взаимодействия моментов сил скоростного напора потока и возникающих сил трения на соприкасающихся с жидкостью поверхностях дисков при движении сточных вод.

Для обеспечения вращения аэратора в сточной воде необходимо, чтобы выполнялось условие:

Мсн + М

ТР ::> Мподш,

где Мсн - момент вращения от скоростного напора;

МТР - момент вращения от силы трения, МТр=РТрУп"; Мподш - момент вращения двух подшипников (рисунок 4).

На основании проведенных расчетов определено, что самовращающийся аэратор из ПВХ будет вращаться при скоростях сточных вод более 1,3 м/с.

Самовращающийся аэратор из 9 дисков с центральным диском <1ц=500мм из ПВХ был установлен в смотровом колодце коллектора на ул. Севака, г. Еревана (рисунок 4). Уклон этого ж/б коллектора с!=500мм составляет 1=0.015, а длина 460 м. При максимальном наполнения НЛЭ=0.46 частота вращения аэратора составила п=4.2 мин"1, а при НЛ)=0.36, п=2.6 мин"1, при НЛ1)=0.3 п=1.4 мин"1.

Рисунок 4. Расчетная схема вращения аэратора: а - вследствие скоростного напора, б — вследствие сил трения.

Дополнительным эффектом от работы аэратора является развитие на поверхности дисков микрофлоры, окисляющей часть загрязнений. Толщина биопленки растет в течение 35-40 дней и составляет 4 - 4,5 мм. В сточной воде после аэратора концентрация кислорода достигает 0.8 - 1.5 мг/л. Данная конструкция реализована и эксплуатируется на действующих канализационных сетях г. Раздана.

В четвертой главе приведены результаты исследовании трансформации загрязнений, содержащихся в сточных водах, при их предварительной очистке в напорных условиях техническим кислородом и кислородом воздуха. Такие условия возникают также на подпертых участках и при полном наполнении канализационной сети. Исследования возможности осуществления и параметров процесса химической очистки сточных вод в напорных условиях путем введения технического кислорода или воздуха осуществлялись на экспериментальной установке, моделирующей движение жидкости в реальном трубопроводе (рисунок 5), на городских канализационных очистных сооружениях г. Ростова н/Д.

С целью контроля эффективности процесса очистки сточных вод при их взаимодействии с техническим кислородом в пробах определялись: ХПК, Б ПК, взвешенные вещества, концентрация сероводорода, фосфатов, азота аммонийных солей, нитратов и нитритов, зольность взвешенных веществ, значения величин сухого и прокаленного остатков.

13

Рисунок 5. Схема экспериментальной установки по исследованию трансформации загрязнений при предварительной очистке сточных вод в напорных условиях. 1 - модель напорного трубопровода (контактная емкость-сатуратор); 2 - баллон с техническим кислородом (либо сжатым воздухом);3 - кислородный редуктор; 4 -кислородный шланг; 5 - манометр; 6 -воронка для залива исходных сточных вод; 7 -термометр; 8 - ось вращения установки на подшипниках; 9 - стальная пластина для исследования процесса коррозии (материал - ст.З); 10 - пробоотборник.

Для контроля процесса коррозии фиксировалось изменение массы металлической пластины - образца-свидетеля. На время опыта пластина закреплялась в нижней части сатуратора, куда вставлялась через пробковый кран пробоотборника.

Экспериментальные исследования проводились по схеме дробного факторного эксперимента типа 24'1, позволяющего реализовать все возможные комбинации факторов на выбранных для исследования уровнях в условиях экстремального эксперимента (таблица 1).

Параметрами оптимизации являлись: У! - снижение ХПК, У2 - снижение БПК, У3 - снижение концентрации аммонийного азота, У4 - снижение концентрации сульфидов, У5 - скорость коррозии, У6 - гН2, У7 - снижение фосфатов. Величину параметров определяли в долях как отношение начальной концентрации контролируемых ингредиентов к конечной.

Таблица 1 - Факторы и уровни факторов эксперимента

№ п\п Наименование фактора Размер ность Кодиро ванне фактора Уровни варьирования Интервал варьировани я

- 0 +

1 продолжительно сть контакта мин х, 15 67,5 120 52,5

2 избыточное давление МПа х2 0,02 0,21 0,4 1,9

3 интенсивность перемешивания раз в опыте х3 0 12 24 12

4 доза активного ила % Х4 0 0,05 0,1 0,05

Полученные в ходе проведения активного эксперимента уравнения регрессии представлены в натуральных переменных:

- снижение ХПК: Vi = 0,986 - 0,0013 ток - 0,479 Р;

- снижение БПК5: У2= 1,024 - 0,0018 ток- 0,579 Р - 0,0092 П;

- снижение концентрации аммонийного азота: У3 = 0,915—0,368 Р—0,0063 П;

- снижение концентрации сульфидов: У4= 0,308 — 0,0031 ток + 3,28 Da„;

- скорость коррозии металла (ст.З): У5 = 7,387 - 0,028 ток+ 6,737 Р - 22,8 D аи;

- окислительно—восстановительные характеристики: Уб = 16,02 - 0,0175 П;

- снижение концентрации фосфатов: У7 = 0,81 - 0,426 Р - 0,008 П,

где: ток - время окисления сточных вод в трубопроводе-реакторе, 15 - 120 мин; Р - давление в трубопроводе, 0,02 - 0,4 МПа; П - кратность перемешивания в течение процесса, 0-24 раз; Da„ - доза вводимого в трубопровод активного ила, 0-0,1 % от объема обрабатываемых сточных вод.

В указанных границах изменения факторов отношение входящих концентраций загрязнений сточных вод к выходящим из модели составляет: по ХПК - (0,64 - 0,99); по БПК5 - (0,355 - 0,985); по азоту аммонийному -(0,465 - 0,908); по сульфидам - (0,264 - 0,305); по фосфатам - (0,55 - 0,72); скорость коррозии стали ст.З (мг/ч м2) - (4,442 - 7,097), окислительно-восстановительные свойства сточных вод - (15,59 — 16,01). Величина скорости внутренней кислородной коррозии стали при пересчете из мг/ч м2 в мм/год составит - (0,049 - 0,080), что находится в допустимых пределах коррозии металлических трубопроводов.

Оценено влияние давления в модельном трубопроводе на трансформацию загрязнений при окислении сточной жидкости техническим кислородом (рисунок 6).

Зависимость эффективности очистки сточных вод кислородом при давлении 0.02 МПа

Зависимость эффективности очистки сточных вод техническим кислородом при давлении 0.2 МПа

6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 Время окисления, мин.

4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 1400 16.00 Время окисления, мин.

♦ ХПК ЯБПК5 4 АЗОТ i

i-ХПК ИБПК5 . Азотам.

а)

б)

Рисунок 6. Показатели снижения содержания загрязнений при окислении техническим кислородом при давлении, мПа: а - 0.02; б - 0.2.

Сопоставив рисунок 6, а и б можно сделать вывод о том, что установленные тенденции к снижению наблюдаемых показателей загрязнений сточных вод сохраняются и практически завершаются в течение первых 15 минут окисления техническим кислородом. Следовательно, время окисления загрязняющих веществ при предварительной очистке сточных вод техническим кислородом, как правило, следует принимать равным 15 минутам.

При изучении окисления загрязнений сточных вод в модели напорного трубопровода кислородом воздуха, проведены исследования по аналогичной методике. Отличие заключалось в том, что в экспериментальную установку вместо баллона со сжиженным кислородом был подключен баллон со сжатым воздухом.

Сравнивая результаты экспериментальных исследований по предварительной очистке сточных вод техническим кислородом и кислородом воздуха, можно видеть (рисунок 7) технологические преимущества первого.

з.ооо

2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 0.000

БПК5 Азотам-й Сульфид Фосфат Коррозия 1- кис. воз.; 2- гех. кис.; 3- их отношение

Рисунок 7. Сравнительные показатели очистки сточных вод кислородом

В то же время наблюдается увеличение содержания аммонийного азота, что свидетельствует о фиксации атмосферного азота. С точки зрения обеспечения долговечности трубопроводов и сооружений в канализационных сетях, использование воздуха более перспективно (ниже скорость коррозии опытной металлической пластины). Также это более экономично по эксплуатационным затратам.

Для определения показателей качественного и количественного изменения взвешенных веществ в сточных водах после обработки в течение 15 минут техническим кислородом выполнен анализ с использованием торсионных весов при осаждении в течение 5 и 60 минут. На основании

Показатели процесса очистки сточных вод

данного анализа и результатов расчета по методу проф. Авдеева, получено, что обработка сточных вод кислородом в напорном трубопроводе способствует снижению растворенных и коллоидных органических загрязнений, а также позволяет более эффективно выделять взвешенные вещества после стадии транспортирования сточных вод за счет увеличения их размеров и гидравлической крупности.

Получены уравнения зависимости эффективности выделения взвешенных веществ осаждением от гидравлической крупности:

- для исходных сточных вод У=15.96х~0 447 (R2=0.955);

- для обработанных техническим кислородом У=13.201х"°'428 (R2=0,936).

В пятой главе проведено технико-экономическое сравнение двух вариантов эксплуатации (промывки) сети наружной канализации по критерию «затраты жизненного цикла (LIFE CYCLE COST)»:

Вариант 1-е необходимостью регулярных промывок сети; вариант 2-е установкой устройств для приема поверхностного стока в систему канализации, обеспечивающих промывку сети.

Рассмотрены сравнительные затраты на эксплуатацию сетей канализации на примере района в г. Раздана респ. Армении. Сеть наружной канализации служит для приема и отведения сточных вод от пяти жилых кварталов в канализационный коллектор Ду=400мм. Согласно исполнительной документации протяженности трубопроводов составляют: 0150-315м, 02ОО-53м, 025О-58м (таблица 2).

Таблица 2 - затраты на промывку канализационной сети в г. Раздане

Обозна чение Наимено вание Показатель в год, тыс. руб. В течение жизненного цикла 10 лет с учетом коэффициента дисконтирования а = 1,1

вариант 1 вариант 2 вариант 1 вариант 2

Cic+Cin Капитальные затраты 12 069 13 276

Со Текущие затраты 20 703 1 616 22 773 1 778

Итого: результативные показатели для сравнения 22 773 15 054

Также выполнен подобный расчет, условно допустив, что данная сеть канализации расположена в России, в Московской области (таблица 3).

Таблица 3 - затраты на промывку канализационной сети в России

Обозна чение Наименова ние Показатель в год, тыс. руб. В течение жизненного цикла 10 лет с учетом коэффициента дисконтирования а = 4,43

вариант 1 вариант 2 вариант 1 вариант 2

Cic+Ci п Капитальны е затраты 27 846 27 846

Со Текущие затраты 123 867 8 727 578 731 , 38 661

Итого: результативные показатели для сравнения 578 731 66 507

Результаты, полученные при сравнении двух вариантов по критерию «затраты жизненного цикла (LIFE CYCLE COST)», характеризуют выбор применения устройств для приема поверхностного, стока в систему канализации как наиболее рациональный вариант при значении жизненного цикла - 10 лет.

Основные выводы по работе

1. Обосновано, что в условиях снижения расходов сточных вод для повышения надежности эксплуатации начальных внутриквартальных участков сети водоотведения, с учетом стоимости строительства и уменьшения интенсивности засоров, диаметр труб рекомендуется принимать 200 мм. Предложена методика расчета для проверки оптимальных диаметров участков сети при проектировании в этих условиях.

2. Показано, что коллектор водоотведения с донными отложениями необходимо рассматривать как трубопровод с разнородной шероховатостью, на базе чего предложены упрощенные формулы определения приведённого коэффициента шероховатости и коэффициента Шези для расчетов заиленных участков сетей водоотведения в условиях сокращения расходов сточных вод, рекомендуемые для проектирования.

3. Разработано устройство для приема поверхностного стока в канализацию, которое позволяет увеличить расход сточных вод в системе бытовой канализации и, соответственно, скорость течения на участке выше незаиливающей, обеспечивая промывку сети и снижение загнивания органических и неорганических веществ.

4. Обоснована и предложена новая конструкция самовращающегося аэратора для хозяйственно-бытовых сетей водоотведения. Предложен расчет действующих на аэратор сил для вращения устройства и осуществления аэрации бытовых сточных вод в смотровых колодцах.

5. Получены оптимальные условия и уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс химических превращений при предварительной очистке сточных вод техническим кислородом и кислородом воздуха в напорных условиях. Данные уравнения являются математической моделью процесса и могут быть использованы в качестве расчетных при прогнозировании эффективности предварительной очистки сточных вод на стадии транспортирования.

7. Установлено, что при предварительной очистке сточных вод техническим кислородом в напорных условиях эффективность выделения загрязнений выше, чем при использовании кислорода воздуха на 12 - 25 %. Однако, с позиций обеспечения долговечности и экономичности эксплуатации трубопроводов и сооружений канализационных сетей, использование воздуха более предпочтительно.

8. Получены зависимости гидравлической крупности выделения взвешенных веществ после обработки сточных вод кислородом в напорном трубопроводе.

9. Показано, что по критерию «затраты жизненного цикла» (10 лет) применение устройства для приема поверхностного стока в хозяйственно-бытовую канализацию более предпочтительно, по сравнению с регулярными промывками сети.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях

1. Мкртчян, Т.М. Устройство для приема поверхностного стока в бытовую канализацию [Электронный ресурс] / Н. С. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян // Инженерный Вестник Дона. - 2013. - Вып. № 4. - URL: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4v2013/1924

2. Мкртчян, Т.М. Определение диаметров начальных участков сетей водоотведения на основе технико-экономического расчета [Электронный ресурс] / Н. С. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян // Науковедение. - 2012. - Вып. № 4. - Режим доступа: http://www.naukovedenie.ru

3. Мкртчян, Т.М. Аэрация бытовых сточных вод в сетях водоотведения с помощью самовращающегося аэратора [Текст] / Н. С.

Серпокрылов, Е. Н. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян // Научное обозрение. М., 2013,-№9,- С. 239-242

4. Мкртчяп, Т.М. Определение коэффициентов шероховатости и Шези для расчета участков сетей водоотведения в условиях сокращение расходов сточных вод [Электронный ресурс] / Н. С. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян // Инженерный Вестник Дона. - 2013. - Вып. № 4. - URL: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/1925

Патенты на полезные модель

5. Мкртчян, Т.М. Патент на полезную модель РФ №130327 от 21.11.2013 „Канализационный колодец с самовращающимся аэраторам для самотечных коллекторов сетей водоотведения" [Электронный ресурс] / Н. С. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян,- URL: http://wwwl.fips.ru/fips servl/fips servlet

6. Мкртчян, Т.М. Патент на полезную модель РФ №123929 „Устройство для измерения высоты слоя осадков в колодцах канализационной сети". Опубл. 10.01.2013 [Электронный ресурс] / Н. С. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян. - URL: http://wwwl.fips.ru/fips servl/fros servlet

7. Мкртчян, Т.М. Патент на полезную модель РФ №133853 от 27.10.2013 „Устройство для приема поверхностных вод на заиливаемых участках канализационной сети водоотведения" [Электронный ресурс] / Н. С. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян. - URL: http://wwwl.fips.ru/fips servl/fips servlet

Отраслевые издания и материалы конференций

8. Мкртчян, Т.М. Особенности работы сетей водоотведения при заилении [Текст] / Т. М. Мкртчян // Строительство-2012: мат. междунар. науч. - практич. конф. - Ростов н/Д.: РГСУ, 2012. - С. 37-38

9. Мкртчян, Т.М. Технические решения по совершенствованию режимов работы самотечных сетей водоотведения респ. Армения [Текст] / Т. М. Мкртчян // Строительство-2013: материалы междунар. науч. - практич. конф. - Ростов н/Д.: РГСУ, 2013. - С. 80-82

Ю.Мкртчян, Т.М. Методика бесконтактного определения незаконных хозбытовых подключений к сетям дождевой канализации [Текст] / Н. С. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян, Г. Г. Петросян // Строительство-2013: мат. междунар. науч. - практич. конф. - Ростов н/Д.: РГСУ, 2013. - С. 87-89

11. Мкртчян, Т.М. Новое устройство для измерения осадков в сетях водоотведения [Текст] / Т. М. Мкртчян // Вестник СГАСУ. Град, и арх. материалы междунар. науч. - практич. конф. - Самара: СГАСУ, 2013. - Вып. № 4. - С. 49-50

12. Мкртчян, Т.М. Обоснование конструкции самовращающегося аэратора для самотечных коллекторов сетей водоотведения [Текст]/ Т. М. Мкртчян, Е. Н. Серпокрылов // Вестник СГАСУ. Град, и арх. материалы

междунар. науч. - практич. конф. - Самара: СГАСУ, 2013. - Вып. № 4. - С. ' 51-52

13. Мкртчян, Т.М. Исследование газовыделения в сетях водоотведения при различных условиях транспортирования сточных вод [Текст]/ Н. С. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян // Водоснабжение и канализация. М., 2013. - Вып. №1-2. - С. 121-126

14. Мкртчян, Т.М. Эффетивность предваретельной очистки сточных вод техническим кислородом и воздухом [Текст]/ Н. С. Серпокрылов, Т. М. Мкртчян // Международная научная конференция «Молодые исследователи регионам». -Вологд: ВоГТУ, 2013. - С. 343-344

15. Mkrtchyan, Т.М. New device provides wastewater aeration in collection systems [Текст] / V. M. Mkrtchyan, Т. M. Mkrtchyan, G. Katsarov //Environmental Science & Engineering Magazine, Canada. - 2013. - vol. 28. - № 3.-P. 48-49

Мкртчян Тариел Мгерович

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ СЕТЕЙ ВОДООТВЕДЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СНИЖЕНИЯ РАСХОДОВ СТОЧНЫХ ВОД (на примере Республики Армения)

05.23.04 Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 17.03.2014г. Тираж 100 экз. Уч. -изд.л. 1,0 Формат 60x84 1/16. Заказ № 43/14

Бумага писчая. Ризограф. Редакционно-издательский центр Ростовского государственного строительного университета 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ростовский государственный строительный университет

ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ СЕТЕЙ ВОДООТВЕДЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СНИЖЕНИЯ РАСХОДОВ СТОЧНЫХ ВОД (на примере Республики Армения)

Специальность: 05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы

охраны водных ресурсов

На правах рукописи

Мкртчян Тариел Мгерович

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Серпокрылов Николай Сергеевич

Волгоград - 2014

Содержание

1. Отказы систем водоотведения.............................................................................10

1.1. Характеристика отказов на существующих сетях и сооружениях водоотведения при снижении расходов сточных вод...................................10

1.2. Экологические и экономические показатели сетей и сооружений бытовой канализации в зависимости от расхода и состава сточных вод ... 17

1.3. Технические решения по повышению надежности эксплуатации

системы водоотведения....................................................................................26

Выводы по 1-й главе:........................................................................................31

2. Теоретические и экспериментальные исследования заиления канализационных сетей в респ. Армении...............................................................32

2.1 Обследование сетей бытовой канализации, с целью определения степени их заиления..........................................................................................32

2.2. Особенности работы сетей водоотведения при заилении.....................37

2.3. Снижение аварийности сети, обусловленной заилением, на стадии проектирования и строительства.....................................................................42

2.4. Снижение аварийности сети, обусловленной заилением, на стадии

эксплуатации.....................................................................................................57

Выводы по 2-й главе:........................................................................................63

3. Исследования по снижению газовыделения и отказов в самотечных сетях канализации...............................................................................................................65

3.1 Проблемы, связанные с возникновением анаэробного режима в канализационной сети......................................................................................65

3.2. Способы борьбы с сероводородом в канализационных сетях..............67

3.3. Обоснование и конструкция самовращающегося аэратора для сетей

водоотведения...................................................................................................68

Выводы по 3-й главе:........................................................................................78

4. Исследования по снижению газообразования в напорных сетях канализации...............................................................................................................79

4.1. Методика исследований трансформации загрязнений, содержащихся

в сточных водах, при окислении кислородом в напорных условиях..........80

4.2. Проведение исследований при реализации активного эксперимента и обработка результатов......................................................................................82

4.3. Определение скорости окисления основных загрязняющих веществ

и оптимального времени предварительной очистки сточных вод..............89

4.4. Сопоставление параметров предварительной очистки сточных вод при использовании технического кислорода и кислорода воздуха.............92

4.5. Исследование изменения эффективности осаждения взвешенных веществ при предварительной очистке сточных вод в напорном

трубопроводе.....................................................................................................94

Выводы по 4-й главе:......................................................................................105

5. Анализ экономических показателей вариантов эксплуатации канализационной сети с необходимостью регулярных промывок трубопроводов и установкой устройств для приема поверхностного стока в систему канализации..............................................................................................107

5.1. Экономические показатели вариантов эксплуатации канализационной сети в Республике Армении с необходимостью регулярных промывок....................................................................................107

5.2. Экономические показатели варианта эксплуатации канализационной сети в Республике Армении с установкой устройств для приема поверхностного стока в систему канализации.............................................108

5.3. Экономические показатели варианта эксплуатации канализационной сети в России с необходимостью регулярных промывок...........................112

5.4. Экономические показатели варианта эксплуатации канализационной сети с установкой устройств для приема поверхностного стока в систему

канализации.....................................................................................................113

Выводы по 5-й главе:......................................................................................115

Основные выводы по работе..........................................................................115

Литература...............................................................................................................117

Приложение А.........................................................................................................132

Приложение Б..........................................................................................................133

Приложение В.........................................................................................................134

Приложение Г..........................................................................................................135

Приложение Д.........................................................................................................137

Введение

Актуальность работы. Республика Армения является одной из самых не урбанизированных стран мира: насчитывает более тысячи населенных пунктов, и только 48 из них имеют статус города. При этом канализованы все города и около 20% сельских населенных пунктов, а общая протяженность канализационных сетей в республике около 4200 км.

В аварийном состоянии находятся 63% сетей и коллекторов, построенных более тридцати лет назад, интенсивность отказов на километр сети в год равна 5,5. Ввиду снижения водопотребления и снабжения водой по графику, увеличивается частота засорения канализационной сети и коллекторов.

В основном сточные воды населенных пунктов сбрасываются в водоемы или на рельеф. На действующих очистных сооружениях сточные воды проходят, в лучшем случае, только частичную механическую очистку. Станции аэрации находятся в упадочном состоянии: из девятнадцати имеющихся в Армении очистных станций ни одна не работает по полной схеме.

Сложившаяся в республике ситуация требует разработки технических и технологических решений, обеспечивающих повышение надежности и экологической безопасности систем водоотведения, причем как в текущий момент времени, так и на ближнюю и среднюю перспективы.

Цель работы - обоснование и разработка технических решений и технологических процессов, направленных на повышение надежности и экологической безопасности систем водоотведения в условиях Республики Армении.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение ряда взаимосвязанных задач:

- предложить и обосновать рекомендации на проектирование и эксплуатацию, позволяющие уменьшить засорение канализационных сетей и повысить их безотказность в условиях Армении;

- предложить и реализовать инженерные решения по предотвращению

выпадения осадков в существующих сетях канализации при транспортировании сточных вод в условиях уменьшения расходов;

- теоретически обосновать и разработать техническое решение, позволяющее минимизировать процессы образования агрессивных газов в канализационных сетях с возможностью его внедрения на стадии эксплуатации;

- предложить способ и исследовать процесс предварительной очистки сточных вод на стадии транспортирования;

- предложить техническое решение, обеспечивающее предварительную очистку сточных вод на стадии транспортирования сетей с возможностью его внедрения в процессе эксплуатации.

Основная идея работы состоит в разработке и обосновании технологических и конструктивных решений, обеспечивающих повышение эксплуатационной надежности систем канализации и их экологической безопасности в условиях Республики Армении.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, моделирование изучаемых процессов; оптические, физико-химические и биохимические методы анализа сточных вод. Исследования проводились в лабораторных, полу производственных и производственных условиях. Обработку экспериментальных данных вели методами математической статистики и корреляционного анализа.

Достоверность обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделированием изучаемых процессов, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в опытно-промышленных и промышленных условиях с расчетными зависимостями в пределах максимальной погрешности Д=±10% при доверительной вероятности 0,95.

Научная новизна работы:

- предложены упрощенные формулы определения приведённого

коэффициента шероховатости и коэффициента Шези для расчетов заиленных участков сетей водоотведения в условиях сокращения расходов сточных вод;

- методика расчета расхода поверхностного стока, требуемого для промывки отдельных участков хозбытовой сети в зависимости от их гидравлических характеристик;

- экспериментальные зависимости, адекватно описывающие процесс химических превращений загрязняющих веществ и коррозионной активности жидкости при предварительной очистке сточных вод техническим кислородом в напорных трубопроводах;

- уравнение для определения оптимального гидравлического радиуса трубы, полученное на основе технико-экономического расчета.

Практическое значение работы:

- обосновано, что для снижения числа отказов (засоров) в условиях снижения расходов сточных вод диаметр труб начальных внутриквартальных участков сети водоотведения рекомендуется принимать не менее 200 мм;

- разработано и внедрено в практику Армводоканала устройство для приема поверхностного стока в канализацию, увеличивающее расход сточных вод и скорость течения в трубопроводе выше не заиливающей, обеспечивая промывку сети и снижение загнивания органических и неорганических веществ (патент РФ на полезную модель 133853);

предложено и испытано в опытно-промышленных условиях новое устройство для аэрации в трубопроводах транспортирования хозбытовых сточных вод, что снижает нагрузку на окружающую среду (патент РФ на полезную модель 130327);

- определена эффективность выделения взвешенных веществ в узле механической очистки после транспортирования сточных вод в напорном трубопроводе с введением технического кислорода;

- разработано и внедрено в практику измерительное устройство высоты слоя осадка в колодцах сети водоотведения непосредственно с поверхности объекта канализования (патент РФ на полезную модель 123929).

Реализация результатов работы:

- рекомендации диссертационной работы переданы и используются в проектной практике институтами и проектными организациями ООО «ДЖИНДЖ», ООО «Акватрат», ООО «ИнжКомЭнерго», ООО «ГИДРО СТОРМ»;

- в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» (каф. «Водоснабжение и водоотведение») при подготовке бакалавров, магистров и инженеров по специальностям 270112 «Водоснабжение и водоотведение», в Ереванском государственном университете архитектуры и строительства. (Приложение А).

На защиту выносятся следующие основные положения:

- обоснование разработки превентивных технических решений для снижения отказов и образования агрессивных газов в трубопроводах хозяйственно-бытовой канализации вследствие сокращения поступления сточных вод;

- инженерные и технологические решения, обеспечивающие снижение экологической нагрузки на окружающую среду, реализуемые на стадии транспортирования сточных вод;

изменения коэффициентов шероховатости трубопроводов обуславливают в процессе эксплуатации 65-70% засоров и определяют для начальных внутриквартальных участков сети водоотведения Армении минимально допустимый диаметр 200 мм;

- инженерные решения по приему и расчету требуемого расхода поверхностного стока для промывки хозбытовой сети;

- по «затратам жизненного цикла» прием поверхностного стока в систему хозбытовой канализации является предпочтительным по сравнению с

необходимостью регулярных промывок.

Объект исследования — процесс отведения сточных вод по существующим канализационным сетям.

Предмет исследования — гидравлические закономерности и инженерные

решения, определяющие повышение надежности работы канализационных сетей систем водоотведения.

Связь работы с научными программами, планами, темами: работа выполнялась по направлению министерства образования и науки Российской Федерации № 05-10824, в соответствии с тематическими планами кафедры «Водоснабжение и водоотведение» РГСУ в рамках государственной программы «Архитектура и строительство» по госбюджетной теме № 01.9.40001739 «Совершенствование процессов очистки природных и сточных вод южного региона страны с учетом экологических требований».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: Международных научно-практических конференциях института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону, 2012, 2013 гг.), Международная научная конференция «Молодые исследователи» (Вологда, 2013 г.), Международная научная конференция «Совершенствование систем водоснабжения и водоотведения по очистке природных и сточных вод» (Самара, 2013 г.)

Публикации. По результатам работы опубликованы 12 печатных работ, в том числе: 4 работы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, 3 патента.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов. Работа изложена на 138 страницах печатного текста, включает 33 рисунка, 17 таблиц и 5 приложений. Список литературы представлен 136 источниками.

1. Отказы систем водоотведения

1.1. Характеристика отказов на существующих сетях и сооружениях водоотведения при снижении расходов сточных вод

Канализационные сети или, как употребляется данный термин в последние десятилетия, - сети водоотведения являются частью систем обеспечения жизнедеятельности населенных мест. Основная функция сетей водоотведения -транспортирование сточных вод в самотечном или напорном режимах на очистные сооружения, где производится их очистка и обеззараживание.

От степени надежности, долговечности и работоспособности сетей водоотведения зависят стабильность функционирования и параметры рабочего режима очистных сооружений и, как следствие, комфортность и санитарно-гигиенические показатели населенных мест, и окружающей среды в целом.

Большой вклад в разработку теории и внедрение в практику методов расчета, строительства и эксплуатации канализационной сети, в создание нормативной базы внесли ведущие научные центры и институты страны: ГНЦ ВОДГЕО, НИИКВиОВ, МГАСУ, С-пбГАСУ, С-пбГУПС, ЛНИИ АКХ, советские и российские ученые: Н. Н. Павловский, Н. Н. Белов, В. В. Доброхотов, Н. Ф. Федоров, С. В. Яковлев, Ю. М. Ласков, В. И. Калицун, К. Г. Арутюнян, Г. Г. Шигорин, М. И. Молоков, М. И. Алексеев, А. М. Курганов, В. С. Дикаревский, Н. У. Койда, В. В. Найденко, Ф. В. Кармазин, и др., украинские ученые: Н. А. Абрамович, Г. Я. Дрозд, Н. В. Сытниченко и др.; ученые дальнего зарубежья: Маннинг, Моуди, М. Хаммер, Г. Беббит, Р. Померой и др.; [112, 62, 2,103, 125, 55, 44, 127, 34, 29, 31, 33, 36, 28, 4].

История развития канализации идет параллельно с историей развития населенных мест. Однако до настоящего времени имеют место диспропорции в их совместимости. Рассматривая город как единую, сложную систему взаимосвязанных и взаимообуславливающих объектов, необходимо отметить существующие, даже на уровне нормативной базы, несоответствие и несогласованность сроков службы ее отдельных элементов. Например, расчетный срюк действия канализационной сети, т. е. период, в течение

которого расходы сточных вод достигают расчетных значений, равен 25 годам, плюс 25 лет эксплуатации. В то же время городские здания, в зависимости от степени их капитальности, имеют ресурс 50 - 100 лет [93, 92]. Это несоответствие в совокупности с многочисленными отказами канализационных сетей при эксплуатации, ликвидация которых в условиях сложившейся городской застройки требует отвлечения значительных материальных ресурсов, является причиной нарушения нормальной жизнедеятельности людей, предприятий, приводит к загрязнению окружающей среды.

В последние годы одной из первостепенных задач для повышения энергоэффективности становится сокращение потребления воды. Данная мера активно лоббируется на законодательном, нормативном, исполнительном уровнях. Для уменьшения неучтенных расходов во многих странах мира, в том числе и в Армении, внедряется система учета воды посредством установки счетчиков в квартирах водопользователей.

В России, согласно федеральному закону РФ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Фед�