автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Теоретические и методологические принципы совершенствования нормативной базы в области водоотведения

На правах рукописи

ЧЕРНИКОВ Николай Андреевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ В ОБЛАСТИ ВОДООТВЕДЕНИЯ

Специальность 05.23.04- Водоснабжение, канализация, строительные

системы охраны водных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2003

Работа выполнена на кафедре «Водоснабжение и водоотведение» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации»

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор ДИКАРЕВСКИЙ Виталий Сергеевич,

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор КУРГАНОВ Анатолий Матвеевич

доктор технических наук, профессор ГУБАНОВ Леонид Никандрович

доктор технических наук, профессор ИГНАТЧИК Виктор Сергеевич

Ведущая организация - ГУЛ Лертипппим^гтппр^г

заседании диссертационного совета Д 218.008.04 в Петербургском государственном университете путей сообщения МПС РФ по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ауд. 8-108.

С диссертацией можно ознакомиться в НТБ ПГУПС МПС РФ.

Защита диссертации состоится

Автореферат разослан

марта 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент

Т.В.Смирнова

1. Общая характеристика работы

1.1. Актуальность проблемы

Качество и эффективность технологических и технических решений в области водоотведения в большой степени зависят от методологической и нормативной базы, а также от степени финансирования водоохранных мероприятий. В настоящее время существует дисбаланс в этих сферах, который мешает эффективному развитию водоотведения.

Автор считает, что наиболее существенные недостатки в этой области следующие:

• отсутствуют теоретические основы соответствия объема финансирования водоохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды;

• устарела существующая структура проектирования объектов водоотведения;

• существующие методики распределения финансовых средств на водоохранные мероприятия между водопользователями недостаточно учитывают условия рыночной экономики;

• существующие методики технико-экономического расчета систем водоотведения недостаточно учитывают ущерб, наносимый при этом водным объектам;

• отсутствует методика проектирования бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод;

• требуют совершенствования методологические принципы определения необходимой степени водооборота и выбора рационального приемника сточных вод для предприятий железнодорожного транспорта;

• отсутствует возможность дифференцирования предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ для сточных вод, сбрасываемых в слабоминерализованные водные объекты.

Отсутствие в России сформировавшихся рыночных отношений в об-пасти водоотведения и охраны водных ресурсов ведет к неоправданно высоким нормам и низким тарифам на водопотребление и водоотведение ;рис. 1). В СНиП 2.04.02-84* (табл. 4) и СНиП 2.04.03-85 (табл. 3) предусмотрено даже увеличение удельного водопотребления и водоотведения, что экономически нерационально и противоречит мировым тенденциям в этой области.

Следует отметить очень низкие объемы финансирования природо-эхранных мероприятий в России (рис. 2). Между тем климатические и инфраструктурные условия в России более сложные, чем в большинстве пе-эечисленных стран, поэтому и затраты на природоохранную, в частности (а водоохранную, деятельность даже при одинаковых требованиях к со-;тоянию окружающей среды должны быть по крайней мере не меньше,

з

500

410 СИ) Водопотребление -»-Тариф

5,0

Рис. 1. Удельное водопотребление (1998 г.) и средний тариф на питьевую воду (1992-1996 гг.)

1000.0

1СО.О

ю.о

Россия Япония Вспихобршшязя Франция США Германия

Рис. 2. Инвестиции, направленные на охрану окружающей среды в 1999 г.:

/ - в % от валового внутреннего продукта; 2 -в тыс. $/км2; 3 - относительные инвестиции на единицу площади (Россия - 1)

чем у других государств. Однако предельные нормы концентраций загрязняющих веществ в сточных водах при сбросе их в водные объекты и в системы водоотведения в России в некоторых случаях устанавливаются более жесткие, чем в других странах. Это обстоятельство во многих случаях препятствует притоку иностранных инвестиций, так как выполнение Российского водоохранного законодательства является экономически невыгодным для фирм.

В результате этого практически все водопользователи становятся заложниками сложившейся ситуации, так как для выполнения требуемых нормативов нет достаточных финансовых средств.

В период с 1992 по 2000 гг. ситуация с проведением водоохранных мероприятий в Российской Федерации ухудшалась (рис. 3): уменьшались относительные инвестиции в основной капитал, направленные на охрану водных ресурсов, ввод в действие станций для очистки сточных вод, а также ввод в действие систем оборотного водоснабжения.

100.0

в.

| ю.о -

Ос о

Си и

О)

3

£ 1.0 -м о.

X

о о с; о 02

0.1 -

Рис. 3. Водоохранные мероприятия в Российской федерации в 1992-2000 гг.:

1 - инвестиции в основной капитал, направленные на охрану водных ресурсов, % от ВВП; 2 - ввод в действие станций для очистки сточных вод, (м3/сут)/(млн. $ ВВП); 3 - ввод в действие систем оборотпою водоснабжения, (м3/сут)/(млн. 5 ВВП)

Реализация рыночных отношений в области водопользования в нашей стране наталкивается на ряд трудностей, основные из которых заключаются в следующем:

• отсутствует юридическая база для регулирования таких отношений;

01 □2 ИЗ

Л

ж

л

¡992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Годы

• возможности финансирования водоохранных мероприятий, как правило, не позволяют достигать значений предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ в требуемое время; это обязывает либо значительно увеличить финансирование природоохранных мероприятий в ущерб другим направлениям хозяйственной деятельности, либо снизить требования к качеству сточных вод, сбрасываемых в водные объекты в соответствии с нашими возможностями. Известно, что в США и странах ЕС в последнее десятилетие с учетом реальных возможностей финансирования установлены новые, как правило, менее жесткие требования к допустимым выбросам загрязняющих веществ по сравнению с ранее существовавшими. Эти действия направлены в первую очередь на реализацию рыночных механизмов в природоохранной деятельности в полном объеме;

• отсутствие обоснованной методики определения допустимых сбросов загрязняющих веществ в городские сети водоотведения в зависимости от предельно допустимых концентраций. (Г7ДК) загрязняющих веществ, сбрасываемых в водные объекты, часто приводит к парадоксальной ситуации во многих случаях требования к сточной воде, сбрасываемой водопользователями в городские сети водоотведения, в десятки раз более жесткие, чем к питьевой воде (СанПиН 2.1.4.559-96 и рекомендации Всемирной организацией здравоохранения), или предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в воде водных объектов (рис. 4). Введение региональных нормативов как правило позволяет частично уменьшить остроту ситуации, но не снимает всех противоречий нормативных требований и технико-экономических возможностей водопользователей.

Существующая структура проектирования объектов строительства, в том числе объектов водоотведения, обладает рядом существенных недостатков, а именно:

• не учитывается надежность элементов и системы объектов водоотведения в целом;

• степень экологического воздействия объекта определяется по отношению к готовому техническому проекту, а не наоборот;

• не предусматривается перспектива последующей реконструкции и ликвидации объекта.

Все это приводит к нерациональному расходованию финансовых средств и низкой надежности работы объектов водохозяйственного строительства.

Принятая в настоящее время методика определения предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объект по бассейновому принципу может обеспечить значительную экономию финансовых ресурсов в условиях рыночной экономики при создании необходимой юридической базы и достаточного финансирования водоохранных мероприятий

при условии рационального распределения финансовых ресурсов между водопользователями.

Алюминий Медь Никель Фтор Хром (СгЗ+) Цинк Сульфаты

Рис. 4. Допустимая концентрация загрязняющих веществ: I - в сточных водах водопользователей С.-Петербурга, в собственности или оперативном управлении которых находится жилой фонд; 2 - в питьевой воде (СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода); 3 - в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения; 4 - в питьевой воде по рекомендациям Всемирной организацией здравоохранения

При выборе рационального варианта проектирования или реконструкции системы водоотведения населенного пункта необходимо рассматривать в совокупности экономические и экологические характеристики системы водоотведения и водного объекта.

Особый интерес при этом представляет полураздельная система водоотведения. которую можно рассматривать как общий случай всех систем водоотведения.

Полураздельная система водоотведения обоснованно считается самой лучшей с санитарно-гигиенической точки зрения. Внедрение этой системы водоотведения до последнего времени сдерживалось недостаточно правильной экономической оценкой: ее необоснованно считали слишком дорогостоящей.

Эта система дороже полной раздельной только в тех случаях, когда при наличии мощного водного объекта нет необходимости подвергать очистке дождевые и талые воды. Если же эти воды по санитарно-гигиеническим условиям перед сбросом в водный источник следует очищать, то полураздельная система в большинстве случаев становится наиболее целесообразной и с экономической точки зрения.

Главный коллектор при полураздельной системе, как известно, рассчитывается на пропуск производственно-бытовых сточных вод и так называемых предельных расходов дождевых вод.

В настоящее время разработано несколько методов вычисления предельных расходов, которые чаще всего определяют с помощью коэффициента разделения К, представляющего собой отношение предельного qnp и расчетного дд расходов в коллекторе у определенной разделительной камеры, т.е. К = (}щ/<1ц-

Исследованиями по определению целесообразных значений коэффициента К было установлено, что расчет полураздельной системы водоотве-дения на предельную интенсивность qup = 10 л/(с -га) может обеспечить (в зависимости от климатических и других условий) отведение на очистку около 90% всего годового объема наиболее загрязненного поверхностного стока. Однако это обстоятельство нельзя считать критерием оптимальности системы. В зависимости от экономических показателей и санитарно-гигиенической характеристики водоема, в который сбрасываются сточные воды, оптимальный объем сброса может оказаться совершенно другим. Следует также отметить, что коэффициенты К часто принимаются одинаковыми для всех разделительных камер, что нельзя признать правильным.

Необходимость разработки методики проектирования бытовой сети водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод обосновывается тем, что основной объем инвестиций и эксплуатационных затрат в системах водоотведения - затраты на строительство и эксплуатацию сетей водоотведения. Известно (рис. 5), что безотказность работы трубопроводов районной сети водоотведения колеблется в очень широком диапазоне (Кармазинов Ф.В., Тазетдинов Г.М., Ильин Ю.А., Игнатчик B.C., Игнатчик С.Ю. Надежность транспортировки сточных вод системой водоотведения Санкт-Петербурга. Водоснабжение и санитарная техника, 1998, № 7, с. 811.), а это экономически чрезвычайно нерационально, так как безотказность работы сети определяется в основном безотказностью работы наименее надежного объекта сети.

Как видно из графика, наименее надежными элементами сети водоотведения являются трубы малых диаметров с точки зрения их засорения, причем материал труб существенного влияния на безотказность работы трубопроводов не имеет.

Рис. 5. Безотказность работы трубопроводов районной сети водоотведения Санкт-Петербурга

вероятность незасорения труб: 1 - керамических а = 200 мм; 2 - асбестоцемент-ных с! = 200 мм; 3 - керамических с! = 300 мм; 4 - асбестоцементных й = 300 мм; 5 - железобетонных (1 = 500 мм; вероятность неповреждения труб и колодцев: 6 - керамических с! = 200 мм; 7 - асбестоцементных й = 200 мм; 8 - керамических с1 = 300 мм; 9 - асбестоцементных с! = 300 мм; 10 - железобетонных (/ = 500 мм, 11- колодцев

При обслуживании сооружений систем водоотведения, особенно трубопроводов, велики эксплуатационные затраты, значительная часть которых (около 80%) - расходы на прочистку труб, причем эта работа, как правило, связана с большим объемом ручного труда, трудно, поддающегося механизации. В связи с этим наряду с механизацией подобной работы необходимо путем совершенствования проектирования водоотводящих сетей добиваться уменьшения вероятности образования засорений и улучшения условий самоочищения трубопроводов систем водоотведения.

В процессе эксплуатации бытовых сетей водоотведения расход сточных вод непрерывно меняется. Между тем расчет сетей водоотведения по существующей методике производится по расчетному расходу сточных вод, который принимается постоянным. В этом случае при любом огкло-

нении фактического расхода от расчетного нарушаются требования СНиП 2.04.03-85 по скорости V > Кнез для транспортирования взвешенных веществ или наполнению Л/<з? < (Уфтах. Иначе говоря, если запроектировать сеть водоотведения по существующей методике, она никогда в течение всего периода эксплуатации не будет работать в соответствии с требованиями СНиП по скорости и наполнению одновременно.

В связи с этим имеется необходимость разработки и применения новых методологических принципов проектирования самотечных бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расходов сточных вод, позволяющих обеспечивать требования СНиП в течение расчетного времени их эксплуатации.

Необходимая степень водооборота на промышленном предприятии и, соответственно, требуемая степень очистки сточных вод на местных очистных сооружениях взаимосвязаны и определяются минимумом затрат на реализацию всего комплекса мероприятий с учетом стоимости потребления свежей воды и отведения сточных вод, а также требованиями, предъявляемыми к качеству очищенных стоков, используемых в системе оборотного водоснабжения.

При сбросе стоков в городскую сеть водоотведения или в водный объект необходимо также учитывать требования, установленные местными органами Водоканала, или предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в воде водных объектов.

Для водопользователя необходимая степень водооборота и выбор рационального приемника сточных вод должны определяться соответствующими технико-экономическими расчетами. Методологические принципы такого расчета требуют совершенствования.

1.2. Цель и задачи работы

Целью данной работы является решение проблемы теоретического обоснования и методологической реализации комплекса вопросов, касающихся совершенствования нормативной базы в области водоотведения с целью повышения экологической безопасности населенных мест, а также надежности работы и экономичности объектов водоотведения. В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие основные задачи исследования.

1.2.1. Разработать теоретические основы соответствия объема финансирования водоохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды в условиях рыночной экономики.

1.2.2. Предложить рациональную структуру проектирования объектов водоотведения для повышения их надежности и экономичности.

1.2.3. Разработать методику рационального распределения средств

между водопользователями на водоохранные мероприятия в условиях рыночной экономики.

1.2.4. Разработать методику технико-экономического расчета систем водоотведения с учетом ущерба, наносимого водному объекту.

1.2.5. Обосновать необходимость и разработать методологию рационального проектирования бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод.

1.2.6. Разработать методологию определения необходимой степени водооборота и выбора рационального приемника сточных вод для предприятий железнодорожного транспорта.

1.2.7. Обосновать необходимость дифференцирования предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ для сточных вод, сбрасываемых в слабоминерализованные водные объекты.

Работа выполнена на кафедре «Водоснабжение и водоотведение» Петербургского государственного университета путей сообщения в рамках следующих программ: «Комплексная целевая программа водоохранных мероприятий на железнодорожном транспорте», «Разработать научно-технические основы и комплекс мероприятий по улучшению использования водных ресурсов и охраны вод» по заданию ВНПО Бумпром, а также «Экологическая программа железнодорожного транспорта».

1.3. Научные положения, выносимые на защиту

Предметом защиты является теоретическое обоснование и методологическая реализация комплекса вопросов, касающихся совершенствования нормативной базы в области водоотведения.

На защиту выносятся:

• результаты теоретических исследований автора, определяющие необходимое соответствие объема финансирования водоохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды в условиях рыночной экономики;

• рекомендации по совершенствованию структуры проектирования объектов водоотведения;

• методика рационального распределения средств между водопользователями на водоохранные мероприятия в условиях рыночной экономики;

• метод технико-экономического расчета системы водоотведения с учетом ущерба, наносимого водному объекту;

• методика проектирования бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод;

• методологические принципы определения необходимой степени водооборота и выбора рационального приемника сточных вод для предприятий железнодорожного транспорта;

• обоснование необходимости дифференцирования предельно догтус-

тимых концентраций загрязняющих веществ для сточных вод, сбрасываемых в слабоминерализованные водные объекты.

1.4. Научная новизна Научную новизну составляют:

• теоретические основы соответствия объема финансирования водоохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды в условиях рыночной экономики;

• рекомендации по совершенствованию структуры проектирования объектов водоотведения с целью повышения их надежности и экономичности;

• методика рационального распределения средств между водопользователями на водоохранные мероприятия в условиях рыночной экономики;

• методология технико-экономического расчета системы водоотведения с учетом ущерба, наносимого водному объекту;

• методика проектирования бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод;

• методологические принципы определения необходимой степени во-дооборота и выбора рационального приемника сточных вод для предприятий железнодорожного транспорта;

• обоснование необходимости дифференцирования предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ для сточных вод, сбрасываемых в слабоминерализованные водные объекты.

1.5. Обоснованность и достоверность научных положений Обоснованность и достоверность приведенных в диссертации научных положений, выводов и рекомендаций базируется на использовании известных теоретических разработок, физически достоверных математических моделей, положительных результатах многолетнего использования методик расчета и программного обеспечения в различных проектных организациях и вузах. Основные положения диссертационной работы были проверены при проектировании и эксплуатации систем водоотведения, доложены на многочисленных международных и российских конгрессах, конференциях, симпозиумах, семинарах и получили одобрейие.

1.6. Практическая значимость и реализация Результаты работы позволяют:

• анализировать соответствие объема финансирования водоохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды и объективно корректировать нормативные требования или финансирование водоохранных мероприятий;

• повышать надежность и экономичность водоохранных систем за счет совершенствования структуры их проектирования;

• экономить инвестиции за счет их рационального распределения ме-

жду водопользователями на водоохранные мероприятия, а также за счет технико-экономического расчета системы водоотведения с учетом ущерба, наносимого водному объекту;

• производить гидравлический расчет бытовой сети водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод; гидравлический расчет по предлагаемой методике повышает надежность работы сетей водоотведения и дает возможность снизить эксплуатационные расходы за счет снижения трудовых затрат на тючистку сетей;

• определять экономически наиболее целесообразную степень водо-оборота и производить выбор рационального приемника сточных вод для водопользователя;

• устанавливать экономически обоснованные ПДК загрязняющих веществ при сбросе сточных вод в слабоминерализованные водные объекты.

Научные разработки диссертанта реализованы:

• в производственных и проектных организациях: Российском государственном научно-исследовательском и проектном институте урбанистики Госстроя России, администрации Ленинградской области, ГОУП «Мурманскводоканал», Горводоканале г. Кохтла-Ярве (Эстония), Санкт-Петербург-Московской дистанции гражданских сооружения, водоснабжения и водоотведения Октябрьской ж.д., Гипрокоммунводоканале, Ленгра-жданпроекте, Владимиргражданпроекте и др.

• в вузах: ПГУПС (С.-Петербург), РГОТУПС-ВЗИИТ (Москва), ТА-ШИИТ (Узбекистан), КазГАСА (г. Казань), ИжГТУ (г. Ижевск) и др.

Основные работы: методологические разработки по расчету систем водоотведения и охраны окружающей среды, анализ состояния и прогноз изменения качества воды в реках Ленинградской области: Свири, Луге, Волхове, Тосне, Ижоре, основные направления экономического и социального развития предприятий Ярославского железнодорожного узла ст. Ярославль-Московский Северной ж.д., проект нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ для Водоканала г. Сосновый Бор, в сеть которого поступают сточные воды от десятков организаций и предприятий, включая Ленинградскую атомную электростанцию (ЛАЭС).

1.7. Апробация

Теоретические и экспериментальные разделы диссертационной работы неоднократно обсуждались и получили одобрение:

• на выездном заседании комитета по охране природы центрального правления НТО железнодорожного транспорта (Ленинград, ЛИИЖТ, 1982), совещании по проблемам информатики и вычислительной техники (САПР) в проектно-изыскательских организациях системы Госконцерна "Водстрой", Москва-Коломна, 1991); на заседании диссертационного совета в Нижегородском государственном архитектурно-строительном уни-

верситете (2002) и др.;

• на международных конгрессах, выставках, конференциях и симпозиумах: на всесоюзной выставке НТСС-85 (С.-Петербург, Гавань, 1985), на V международном конгрессе «Вода: экология и технология» ЭКВАТЭК-2002 (Москва), на международной конференции «АКВАТЕРРА» (С.Петербург, 1999-2002), на международном симпозиуме «Информационные и видеокомпьютерные технологии в учебном процессе по специальности «Водоснабжение и водоотведение» (Симферополь-Артек, 2000), на международном экологическом конгрессе «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» (С.-Петербург, 2000);

® на всесоюзных, республиканских и межвузовских научно-технических конференциях: в Харькове (ДНТП, 1972), в Минске (БПИ, 1977), в Челябинске (ЧПИ, 1981), в Ленинграде (ЛПИ, 1983), в Ижевске (ИжГТУ, 1998), в Ленинграде-С.-Петербурге (ЛИИЖТ-ПГУПС, 19752002), в Ленинграде-С.-Петербурге (ЛИСИ-СПбГАСУ, 1976-2003);

• на семинарах: "Рациональное водоиспользование и современные методы очистки сточных вод гальванических цехов" (Киев, РДЭНТИ, 1976), "Пути повышения качества работы транспортных организаций по охране природной среды" (Ленинград, ЛДНТП, 1983) и др.

Результаты диссертационной работы отражены в 62 публикациях, в том числе: в учебнике «Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте» (1999), в общесоюзном справочнике, в ведомственных указаниях по проектированию очистных сооружений и оборотных систем водоиспользования для предприятий железнодорожного транспорта, в 4 учебных пособиях, 2 авторских свидетельствах и в материалах 9 международных конгрессов, выставок, конференций и симпозиумов.

1.8. Личный вклад диссертанта

Теоретические и экспериментальные исследования выполнены автором лично. Публикации, написанные совместно с другими авторами, содержат материалы в равных долях. В разработке программного обеспечения вместе с диссертантом принимали участие аспиранты и магистры кафедры «Водоснабжение и водоотведение» ПГУПС.

Диссертационная работа, состоящая из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложений, изложена наД^страницах текста и включает 52 рисунка и 45 таблиц.

2. Содержание работы

2.1. Краткий аналитический обзор отечественных и зарубежных работ

Вопросам взаимозависимости объема финансирования водоохранных мероприятий и нормативных требований к качеству сбрасываемой в вод-

ный объект сточной воды посвящены многочисленные работы авторов: М.И. Алексеева, В.В. Найденко, Л.И. Цветковой, H.A. Лукиных, A.M. Черняева, C.B. Яковлева, B.C. Дикаревского, В.Ф. Бударина, A.A. Голуб, Ф.В. Кармазинова, В.И. Кичигина, А.П. Нечаева, A.A. Седовой, Н.Д. Сорокина, Е.Б. Струковой, Г.А. Сухорукова, К.С. Харина, C.B. Храменкова, Cathy Cooper, Wolfgang F. Geiger, W. Rudolph, R. Stone и др.

Необходимость изменения структуры проектирования объектов водо-отведения для повышения их надежности и экономичности доказывали исследователи: C.B. Яковлев, B.C. Дикаревский, Ю.А. Ильин, B.C. Игнатчик, В.И. Геминтерн, Б.М. Каган, А.К. Кузин, А.Н. Литвинов, В.Р. Чупин, Hoang Dong, В. Galan, J. Glasenapp, F. Green, I.E. Grossmann, Gottfried Voigtlander и др.

Вопросами рационального распределения средств между водопользователями на водоохранные мероприятия занимались: М.И. Алексеев, К.Г. Гофман, Л.А. Косолапов, В.И. Кичигин, М.Я. Лемешев, А.П. Нечаев, Л.И. Цветкова, A.M. Черняев, В.И. Штыков, C.B. Яковлев, P.A. Гиргидов, А.К. Кузин, B.C. Ленденев, Н.Д. Сорокин, С.А. Станишевский, Г.А. Сухоруков, Cathy Cooper, Thomas Liebig, J.J. Peirce, Yanet Pelley, M. Radioff и др.

Имеются работы по технико-экономическому выбору рациональной системы водоотведения и определению параметров водоотведения следующих авторов: М.И. Алексеева, B.C. Дикаревского, C.B. Яковлева, А.К. Кузина, B.C. Ленденева, С.А. Станишевского, M. Mouritz, P. Newman, Ulrich Oehmichen и др.

Основные результаты исследований по вопросам рационального проектирования бытовых сетей водоотведения изложены в работах H.H. Павловского, Н.Ф. Федорова, М.И. Алексеева, A.M. Курганова, Н.У. Койды, B.C. Дикаревского, Н.И. Голика, Г.К. Шацилло и других авторов.

На основании теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в последние годы A.M. Кургановым, B.C. Дикаревским, И.М. Охременко, В.Г. Лобачевым, A.A. Сапухиным и другими, установлены новые расчетные зависимости определения пропускной способности труб от их наполнения и формы поперечного сечения потока.

Вопросами определения необходимой степени водооборота на промышленных предприятиях и выбора рационального приемника сточных вод для водопользователя занимались: М.И. Алексеев, Ю.В. Воронов, Л.Н. Губанов, М.Г. Журба, В.И. Калицун, Г.Г. Кривошеев, Ю.М. Ласков, В.В. Найденко, А.П. Нечаев, И.В. Скирдов, A.M. Черняев, C.B. Яковлев, Ж.М. Журба, В.Д. Короткевич, А.К. Кузин, А.П. Кулакова, П.П. Пальгунов, М.А. Сипачева, С.А. Станишевский, И.А. Шереиков, D. De Smit, АН. Dirkzwager, J. Dudley, David W.G. Hegarty, J.W. Van Sluis и др.

Несмотря на то, что вопросами разработки научных основ совершен-

ствования нормативной и методологической базы в области водоотведения занимались многие исследователи, проблема ее несоответствия современным условиям не только не уменьшилась, а обострилась. Произошло это в основном потому, что за последние 10-15 лет нормативные и методологические документы создавались без достаточного научного обоснования; водоохранные требования как правило ужесточались без подтверждения необходимым финансированием. При этом общее финансирование водоохранных мероприятий за указанный период постоянно снижалось.

Указанными обстоятельствами определилась научная проблема, решаемая диссертантом - теоретическое обоснование и методологическая реализация комплекса вопросов, касающихся совершенствования нормативной базы в области водоотведения с целью повышения экологической безопасности населенных мест, а также надежности работы и экономичности объектов водоотведения.

2.2. "Георетические'основы соответствия объема финансирования водоохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды

Теоретические основы возможности применения рыночных механизмов в области водопользования рассматривались автором на основе теории потребительского выбора. Суть ее сводится к тому, что человек в своих действиях стремится к получению максимальной выгоды.

Допустим, что для группы водопользователей одного водного бассейна нужно выбрать рациональный способ распределения финансовых средств и при этом получить максимально высокое качество воды водного объекта, которое при определенном фоновом загрязнении зависит от качества сточных вод водопользователей. Таким образом, водопользователи стремятся найти максимум функции полезности £/(Л^), где Л^ - качество сточных вод водопользователей. Вместе с тем, как правило, водопользователи ограничены в средствах. Они могут потратить часть этих денег для того, чтобы вложить их в улучшение качества сточных вод одного водопользователя, а другую - в улучшение качества сточных вод другого водопользователя и т.д. Предположим также, что Р, - цена улучшения «единицы качества» сточных вод ¡-го водопользователя.

В общем виде задача, которая стоит перед водопользователями водного бассейна, может быть сформулирована следующим образом:

Ь\Щ шах;

0)

¿ГЛ-М) < К-

(2)

j¥j > 0.

(3)

Для того чтобы можно было наглядно представить условие задачи допустим, что нужно выбрать качество воды водного объекта при двух водопользователях. При этом обозначим качество сточных вод одного водопользователя как N\, другого - как N2. За улучшение качества сточных вод первого водопользователя необходимо платить Р\ (т.е. Р\ - цена «улучшения единицы качества» сточных вод первого водопользователя), а за улучшение качества сточных вод второго водопользователя необходимо платить Р2. В этом случае задача может быть выражена следующим образом:

U(NU N2) -> max; Pl-Nl + P2-N2<K; М >0; N2> 0.

На рис 6 представлена графическая интерпретация решения задачи

(1)-(3).

Спрос на качество сточных вод водопользователей и, соответственно, воды водных объектов функционально связан, во-первых, с ценами на улучшение качества сточных вод каждого водопользователя, во-вторых, с их финансовыми возможностями.

Линия уровня функции полезности U(N\, N2) обозначает все точки ЛГ1 и N2, для которых выполняется соотношение U(N\, N2) = const (т.е. для данных точек значение критерия одинаково). Если мы возьмем другую точку, например A^j)), лежащую на этой кривой, то значение

критерия не изменится, т.е. £/(М,ъ Ay) = U{N\ß, N2.0), однако обеспечение состояния Ni l, ^2,1 обойдется водопользователям дороже.

Изменение величины./С приводит к параллельному переносу линии бюджетного ограничения. Изменение соотношения цен изменяет угол наклона линии бюджетного ограничения (см. рис. 6).

Зная функции спроса на улучшение качества сточных вод водопользователей, можно записать функции этих затрат:

R(N0 = Pi -yVi = P\'fi(a, b, PUP2, К)-R{N2) = Рг -N2 = Рг ■Mß, b, Pu P2, K).

b Nlfi N2A ЮР г N2>2 N2

Качество сточных вод 2-го водопользователя

Рис. 6. Графическая интерпретация решения задачи выбора состояния водного объекта: 1 - кривая уровня функции полезности U(N\, Nг) = const 1; 2 - новая кривая уровня функции U(Ni, N2) = const 2 при увеличенных возможностях финансирования; 3 - старая линия бюджетного ограничения Pi 'Ni + I\ 'N2 = К; 4- новая линия бюджетного ограничения при сохранении соотношения цен на Ni и N2, 5 - новая линия бюджетного ограничения при изменении соотношения цен на N\ и N2

Эта задача имеет решение только в том случае, если Pi •а + Р2-Ь < К. Иными словами, в первую очередь необходимо обеспечить качество сточных вод на минимально допустимом уровне, а затем расходовать оставшиеся средства на дополнительное улучшение качества воды. Если финансовые ресурсы водопользователей К превышают минимально допустимое значение, то оставшаяся часть делится в соответствии с видом зависимости U(N 1, N2) (1). Если же у водопользователей хватило только на обеспечение качества сточных вод на минимально допустимом уровне, т.е. Р\ -а + Р2'Ь = К, то им ничего не остается, как выбрать именно данный набор. Соотношения затрат на обеспечение качества сточных вод водопользователей, определяющие угол наклона прямых 4 и 5, не влияют на этот выбор.

Таким образом, область выбора качества воды водного объекта, которое зависит от качества сточных вод водопользователей, можно разделить

на три составляющие (см. рис. 6):

• качество сточных вод водопользователей выше предельно допустимых значений (линий а и Ь) - область действия рыночных механизмов;

• качество сточных вод водопользователей равно предельно допустимым значениям (линии а и Ь) - линии административного регулирования;

• качество сточных вод водопользователей не может быть обеспечено по тем или иным причинам (например по условиям финансирования) -область неопределенности.

Особенностью нынешнего состояния водопользования в России является то, что выделяемая сумма средств К, как правило, недостаточна даже для того, чтобы обеспечить качество сбрасываемых в водные объекты сточных вод на минимально допустимом уровне, т.е. не выполнятся необходимое условие действия рыночного механизма (2), нет возможности маневрирования финансовыми средствами.

Для того чтобы только выполнить действующие нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточной воде, сбрасываемой в водные объекты, по оценкам автора необходимо увеличить существующие ежегодные затраты в РФ в десятки раз. Для нормального функционирования водоохранных отношений в условиях рыночной экономики (предоставление некоторой свободы выбора), они должны быть еще в несколько раз больше.

Таким образом, качество сточных вод водопользователей (а соответственно и воды водного объекта) условно может быть охарактеризовано положением точки (I на рис. 6.

В связи с этим, несостоятельной является точка зрения некоторых специалистов о том, что в наших условиях в области водоотведения и охраны водных ресурсов может быть прогрессивна система штрафов. Она может быть такой лишь в том случае, если является стимулом для внедрения новых технологий, если у природопользователя есть выбор: совершенствовать производство или платить штраф. В настоящее время у нас такой альтернативы нет.

С точки зрения автора для использования рыночных механизмов в водоохранной деятельности и принятия рациональных технических решений необходимы два основных условия:

• водопользователь должен иметь право собственности на самоочищающую способность водных объектов (экологический потенциал);

• допустимые концентрации на сброс загрязняющих веществ в водные объекты на всех уровнях (федеральном, региональном и местном) должны быть обеспечены необходимым объемом финансирования.

Таким образом, для того, чтобы использовать все преимущества ры-

ночной экономики в области природопользования и, в частности, водопользования, необходимо обеспечить ее работоспособность.

Предметом серьезной дискуссии в настоящее время является методика определения экономической эффективности инвестиций в водоохранные мероприятия. Для этого рекомендуется применять различные методы с использованием следующих показателей [Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов./ Официальное издание. - М.: Экономика, 2000. - 421 с.]:

чистый дисконтированный доход (ЧДД);

индекс доходности (ИД);

срок окупаемости;

внутренняя норма прибыли (доходности) проекта (ВНД).

За рубежом нет единой методики оценки эффективности инвестиций. По существу, каждая корпорация, руководствуясь накопленным опытом, наличием финансовых ресурсов, целями, преследуемыми в данный момент и т.д., разрабатывает свою методику.

Каждый из рекомендуемых методов анализа эффективности инвестиций обладает своими преимуществами и недостатками.

Метод ЧДД, часто рекомендуемый для использования в настоящее время, не является абсолютно верным критерием при:

1) колебании дисконтной ставки в период реализации проекта в связи с изменением экономических условий на рынке инвестиционных проектов;

2) выборе между проектом с большими первоначальными капитальными затратами и проектом со значительно меньшими инвестициями К1 > Кг. Очевидно, что если притока денежных средств не будет, то по первому проекту инвестор понесет большие убытки, чем по второму.

3) выборе между проектом с большим ЧДД и длительным сроком окупаемости и проектом с меньшим ЧДД и коротким сроком окупаемости затрат (до одного года). Следовательно, метод ЧДД не позволяет судить о пороге рентабельности и запасе финансовой прочности проекта;

4) выборе ставки дисконтирования, особенно в условиях нестабильной экономики РФ (средней ставки банковского процента, средневзвешенной стоимости капитала и т.д.).

Кроме этого, при высоком уровне ставки отдаленные платежи оказывают малое влияние на ЧДД. В силу этого различные по продолжительности периодов отдачи варианты могут оказаться практически равноценными по конечному экономическому эффекту.

Неоднозначность получаемых при оценивании эффективности результатов в значительной мере объясняет, почему многие проектные институты для повышения надежности при выборе варианта инвестиционного проекта ориентируются не на один, а на два и более измерителя.

Анализ применения различных методик для определения экономиче-

ской эффективности инвестиций в водоохранные мероприятия позволяет сделать вывод о том, что в настоящее время для предприятий водопровод-но-канализационного хозяйства наиболее целесообразно применение метода, основанного на определении приведенных затрат и срока окупаемости. Кроме перечисленных выше, основания для этого следующие:

• для объектов водопроводно-канализационного хозяйства доход формируется в основном за счет тарифов и дотаций. Те и другие в большой степени имеют субъективный характер и не могут быть исходной базой для долгосрочного проектирования;

• по той же причине не может быть правомерным использование постоянно меняющегося процента банковской ставки в качестве нормы дисконта в условиях нестабильной экономики.

2.3. Совершенствование структуры проектирования объектов водо-отведения

С целью повышения надежности и экономичности объектов водоот-ведения автором даны рекомендации по корректировке структуры их проектирования, основные отличия которой от существующей заключаются в следующем:

• предварительно, до начала проектирования, должна быть определена необходимая степень надежности системы и ее элементов;

• экологические исходные данные и ограничения должны предшествовать техническому проектированию, а не наоборот, как это рекомендовано СНиП 11-01-95. «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений»;

• на этапе проекгарования должны быть определены условия дальнейшей реконструкции и ликвидации системы.

2.4. Рациональное распределение средств на водоохранные мероприятия между водопользователями

В настоящее время сложилась ситуация, в которой возрастающие требования к охране водных ресурсов предлагается обеспечить при снижении инвестиций в водное хозяйство; за период с 1991 по 1996 г. они снизились в 9 раз, в том числе из федерального бюджета - в 25 раз. В этих условиях большое значение приобретает рациональное использование средств на охрану водных ресурсов.

Одним из элементов действия рыночных отношений при сбросе сточных вод в водные объекты является «торговля загрязнением» водных объектов, которая предполагает разработку и внедрение специальной системы компенсационных расчетов между водопользователями. Суть системы заключается в следующем: если какой-либо водопользователь заинтересован в расширении производства или в новом строительстве, сопровождающем-

ся увеличением выбросов в регионе, то он обязан компенсировать это соответствующим снижением выбросов у других водопользователей, воздействующих на окружающую среду этого же региона. Это позволяет на региональном уровне значительно экономить финансовые ресурсы.

Естественно, что подобная система предполагает бассейновый принцип определения предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ со сточными водами водопользователей, который базируется на нормировании относительной загрязненности воды загрязняющими веществами, относящимися к 1-му и 2-му классам опасности, в контрольном створе по каждой группе лимитирующего признака вредности

Ик Т

Ак =У—<1 , (4)

* ы ПДК(

где к - номер лимитирующего признака вредности; щ - общее число загрязнений к-го ЛИВ;

- концентрация загрязнений в контрольном створе;

ПДК, - предельно допустимая концентрация 1-го загрязнения.

При невозможности достижения нормируемой относительной загрязненности среды в контрольном створе для каждого лимитирующего признака вредности (например, в случае недостаточного финансирования), должно обеспечиваться максимальное ее уменьшение.

Автором разработана методика, реализующая возможность рационального распределения финансирования водоохранных мероприятий между водопользователями в условиях рыночной экономики для достижения нормируемой относительной загрязненности водной среды или максимального ее снижения в контрольном створе при реальном финансировании.

При обеспечении выполнения условия (4) в качестве ограничений выступают технологические возможности схем и методов очистки воды, а также объем реального финансирования на строительство местных очистных сооружений (МОС), устройство системы оборотного водоснабжения, затраты на водопроводную воду и на оплату сброса сточных вод в городскую канализацию, на возмещение ущерба водоему при сбросе сточных вод непосредственно в водный объект:

Г = ^Г,.=>тт, (5)

где У,- - сумма затрат денежных средств для у-го предприятия; 7 = 1,

щ - общее количество предприятий, сбрасывающих сточные воды в один водоем.

Здесь У^Р^О^К^У^и; , (6)

где

Р, - приведенные затраты на строительство и эксплуатацию МОС для у-го предприятия;

0} - приведенные затраты на систему оборотного водоснабжения;

К/ - затраты на оплату сброса сточных вод в городскую канализацию;

[/ - затраты на оплату водопроводной воды;'

- затраты на возмещение ущерба водоему при сбросе сточных вод непосредственно в водный объект.

При невозможности достижения нормируемой относительной загрязненности водной среды в контрольном створе для каждого лимитирующего признака вредности (в случае недостаточного финансирования) должно обеспечиваться максимальное ее уменьшение:

(7)

где Уктах - суммарная" для всех предприятий величина инвестиций, направляемых на реконструкцию систем водоотведения.

В результате решения поставленной задачи, кроме определенных для каждого предприятия ПДС, должно быть также получено распределение денежных средств по предприятиям и по видам затрат.

Автором разработана методика расчета каждого слагаемого формулы (6) и программа для ЭВМ, реализующая данную методику. В процессе расчета на каждом этапе варьирования выявляются водопользователи и степень очистки воды от загрязняющих веществ, обеспечивающие минимальные затраты для достижения нормируемой загрязненности водной среды или максимального ее снижения в контрольном створе при имеющемся реальном финансировании, т.е.

' АР .

=>шт. (8)

АА

На основе предложенной методики разработана методология определения ПДС с учетом нормирования относительной загрязненности водной среды в расчетном створе и определения рационального распределения средств водопользователей в условиях рыночной экономики.

2.5. Технико-экономический расчет системы водоотведения с учетом ущерба, наносимого водному объекту

Автором разработан метод выбора рационального варианта проектирования или реконструкции системы водоотведения путем определения коэффициентов разделения К) для каждой разделительной камеры в отдельности и необходимой степени очистки сточных вод на главных очистных сооружениях в зависимости от совокупности технико-экономических показателей системы водоотведения и характеристик водного объекта.

На рис. 7 представлены уличные бытовые и дождевые коллекторы и главный коллектор с тремя разделительными камерами, через которые осуществляется сброс поверхностных вод в водный объект во время сильных ливней или интенсивного снеготаяния.

Рис. 7. Расчетная схема полураздельной системы водоотведения:

1 — уличный коллектор бытовой сети; 2 — то же, дождевой сети; 3 - разделительная камера; 4 - ливнеотвод; 5 - главный коллектор; б - регулирующие резервуары; 7 — отводящий коллектор; 8 - насосная станция; 9 - очистные сооружения; 10 - выпуск

Естественно, что периодический сброс поверхностных вод в водоем через разделительные камеры наносит ему определенный экономический

ущерб. При этом, чем больше коэффициент разделения К,, тем меньше сточных вод от данной разделительной камеры поступает в водный объект, и, соответственно, тем меньший ущерб ему будет нанесен. Но, с другой стороны, увеличение коэффициентов разделения К) приводит к увеличению стоимости главного коллектора, насосной станции и очистных сооружений. Таким образом, задача сводится к оптимизации работы полураздельной системы водоотведения и водного объекта.

Параметром оптимизации является сумма затрат на строительство и эксплуатацию сооружений для отведения по коллектору и очистки стоков, а также ущерба, наносимого водному объекту от сброса в него сточных вод.

Стоимость строительства и эксплуатации уличных коллекторов бытовой и дождевой сети не зависит от коэффициентов Я", и в параметр оптимизации не входит.

При решении задачи топология системы водоотведения (плановое начертание сети, расположение разделительных камер, регулирующих резервуаров, насосной станции и очистных сооружений) считается заданной, а расходы бытовых и дождевых вод, поступающих к разделительным камерам и Ящ (гДе ' ~ номер разделительной камеры), известными. Последние определяются обычными методами при гидравлическом расчете уличных коллекторов. Сумма затрат на строительство и эксплуатацию сооружений для отведения и очистки сточных вод может быть представлена уравнением:

У^Уос+Урк+ЕнХе,. + (9).

где Уос - ущерб, наносимый водному объекту от сброса в него сточных вод после очистки на очистных сооружениях; Урк — ущерб, наносимый водному объекту от сброса в него дождевых вод через разделительные камеры; Ен - нормативный коэффициент окупаемости инвестиций (Еп = 0,12 год"1); С, - инвестиции на сооружение главного коллектора, регулирующих резервуаров, насосной станции и очистных сооружений и т.д.; 5, - затраты на эксплуатацию соответствующих сооружений.

Анализ составляющих уравнения (9) показывает, что

Уос =/\(Кь /-ос); ССп —/г(К„ ¿ос); 5ос =/з(Кь ¿ос),

где ¿ос - степень счистки сточных вод на очистных сооружениях по лимитирующему загрязняющему веществу для главных очистных сооружений - БПК2о, мг/л.

Остальные составляющие уравнения (9) в конкретных условиях проектирования зависят только от коэффициентов разделения в каждой разделительной камере Я",.

Все составляющие уравнения (9) с ошибкой аппроксимации, как правило, не превышающей 10%, описываются степенными функциями в зависимости от Kj и Loc . Анализ уравнения (9) показал, что при некотором соотношении К/ и Loc сумма затрат У имеет минимум и этот минимум единственный.

Таким образом, все составляющие уравнения (9), кроме эксплуатационных затрат, выражены относительно Loc и Kj.

При выборе рационального варианта строительства и реконструкции системы водоотведения могут быть решены следующие задачи:

1) определения оптимальных коэффициентов разделения в разделительных камерах и оптимальной степени очистки сточных вод по БПК2о;

2) выбора оптимальной степени очистки сточных вод по ВПК20, когда коэффициенты разделения в камерах заданы;

3) подбора оптимальных коэффициентов разделения в разделительных камерах, когда степень очистки задана.

Исходными данными являются:

• тип решаемой задачи; имеет значения 1,2 или 3;

• число разделительных камер; назначается проектировщиком при трассировании сети;

• массив дополнительных среднесекундных расходов бытовых и производственных сточных вод в уличных коллекторах перед разделительными камерами qA, л/с; определяется при гидравлическом расчете уличных бытовых коллекторов;

• массив дополнительных расчетных расходов дождевых вод в уличных коллекторах перед разделительными камерами qs, л/с; определяется при гидравлическом расчете уличных дождевых коллекторов;

• массив площадей бассейна стока, с которых отводятся поверхностные сточные воды к разделительным камерам F, га; определяется на основании разбивки бассейна на площади стока;

• массив длин участков главного коллектора L, м; определяется по плану сети водоотведения;

• массив средних глубин заложения участков главного коллектора НКОЛу м; определяется при предварительном гидравлическом расчете водо-отводящей сети;

• массив продолжительностей расчетного дождя Т, мин, для дождевых коллекторов, примыкающих к разделительным камерам; определяется на основании гидравлического расчета уличных дождевых коллекторов;

• загрязненность бытовых (Ьк, мг/л) и поверхностных (Ькп, мг/л) сточных вод, а также предельно допустимые концентрации различных загрязняющих веществ (ПДКрх, мг/л); в примере расчета принят водный объект как приемник сточных вод рыбохозяйственного назначения;

• средняя глубина заложения отводящего коллектора Нок, м; определяется при предварительном гидравлическом расчете сети;

• длина отводящего коллектора после регулирующих резервуаров Ьок, м; определяется по плану сети водоотведения;

• коэффициент стока \(у; определяется в зависимости от характера поверхности бассейна или ориентировочно принимается равным 0,3...0,5;

• среднегодовое количество жидких атмосферных осадков Нтд, мм;

• средний слой весеннего стока Нвс, мм;

• суточное количество атмосферных осадков, превышаемое по многолетним данным один раз в 1 ...2 года Нсут, мм;

• удельная величина ущерба от сброса загрязненных сточных вод в водоем <х, руб./тыс. м3; принимается в зависимости от наименования бассейнов рек и характерных створов;

• продолжительность опорожнения регулирующих резервуаров Топ, ч; обычно принимается равной 24 ч;

• степень очистки сточных вод по БПК20, мг/л, при расчете по 3-му типу;

• коэффициент, учитывающий стоимость строительства разделительных камер, ливнеотводов и т.д.; обычно принимается А/ = 1,05... 1,3;

• коэффициент инфляции в 2002 г. по сравнению с 1979 г. (Кы = 35).

Ниже приведены исходные данные и результаты расчета одного из

вариантов.

Количество разделительных камер 3, где дд,- = 1000 л/с; дб, = 60 л/с; Р) = 50 га; и = 200, 200 и 20 м; Я[;ол, = 4,0 м; 7} =40 мин. Глубина отводящего коллектора Нок, м - 4,5 Длина отводящего коллектора Ьок, м - 500 Количество загрязнителей - 4

Загрязняющие вещества Загрязненность бытовых СВ, ¿к, МГ/Л ПДКрх, мг/л Загрязненность поверхностных СВ, ¿кп, мг/л

бпк20 200 3 25

Взвешенные вещества 200 4 30

Нефтепродукты 20 0,05 0,1

Фенолы 0,005 0,001 0,002

Нтл, мм Нвс, мм Нсу1, мм <7, руб./тыс.м3 Топ> ч А,

0,4 498 175 22 0,3 24 1,2

Результаты расчета

Наименование Обознач. Размерность Значение

Коэффициент разделения в 1-й камере к. - 0,167

Коэффициент разделения во 2-й камере К2 - 0,169

Коэффициент разделения в 3-й камере Кг - 0,170

Расход в коллекторе после 1-й камеры Ч\ л/с 226,9

Расход в коллекторе после 2-й камеры Чг л/с 455,6

Расход в коллекторе после 3-й камеры Яъ л/с 685,6

Необходимая степень очистки (по БПК2о) ^ОС мг/л 0,38

Общий ущерб (У = Кос + УрК + П) У млн. руб./год 77,80

Ущерб водоему от сброса СВ через ГОС Уос млн. руб./год 25,10

Ущерб водоему от сброса СВ через РК у 1 рк млн. руб./год 2,434

Суммарный ущерб водному объекту ^вод млн. руб./год 27,54

Приведенные затраты водопользователя П млн. руб./год 50,34

Стоимость главного коллектора Скол млн. руб. 0,903

Стоимость отводящего коллектора Сотв млн. руб. 1,086

Расход в отводящем коллекторе <7ос л/с 310,2

Стоимость регулирующего резервуара Срег млн. руб. 1,037

Стоимость очистных сооружений с ' млн. руб. 197,8

Стоимость насосных станций Сне млн. руб. 8,582

Объем поверхностных вод тыс. м /год 531,3

Объем очищаемых поверхностных вод ш '' осп тыс. м3/год 502,1

Объем регулирующих резервуаров ш гг рег тыс. м3 2,22

Основные результаты расчета при различных вариантах реконструкции системы водоотведения приведены в табл. 1 и на рис. 8. Показатели расчета на графике представлены в логарифмическом виде.

По результатам расчета можно сделать следующие выводы: Наиболее рациональная система водоотведения - полураздельная без ограничений (У = 77,80 млн. руб./год - см. результаты расчета). С целью сокращения затрат П на строительство и реконструкцию системы водоотведения на первом этапе реконструкции вводится ограничение на степень очистки (например, 5 мг/л по БПК2о); при этом ежегодные инвестиции сокращаются с 50,3 до 15,3 млн. руб./год); в последнем случае при коэффициентах разделения 0,237...0,248 годовой объем очищаемых поверхностных вод составляет (100'512,6)/531,3 = 96,5 % от общего объема поверхностных вод.

Вариант реконструкции системы водоотведения

Показатели К, = 0 0 < Ъ < 1 0<K¡< 1, ¿ЕПК20 = 5 мг/л

Полная Полураздельная Полураздельная с ограничени-

раздельная без ограничений ем по степени очистки

АГ, 0 0,167 0,237

Кг 0 0,169 0,243

Кз 0 0,170 0,248

\¥п, тыс. м"7год 531,3 531,3 531,3

IV,хл, тыс. м^год 502,1 502,1 512,6

У, млн.руб./год 113,1 77,8 146,8

Увод, млн.руб./год 66,05 27,53 131,5

П, млн.руб./год 47,1 50,3 15,3

100-ГОСЛ/Ж„, % 4,2 94,5 96,5

s

о. 100

ta

С

□ Y, млн.р./год ШУвод, млн.р./год 0П, млн.р./год Н 100*Wocn/Wn, %

113

-66гЬ

47.1

I

77.8

27.5

94.5

50.3

I

147 132

15.3 1

96.5 i

АГ, = 0 Полная раздельная

0<К, <1 Полураздельная 6 ограничений

0 < К, < 1; ¿Бпио = 5 мг/л

Полураздельная с ограничением по степени очистки

Рис. 8. Варианты реконструкции системы водоотведения:

У- сумма затрат на систему водоотведения и ущерба водному объекту, млн. руб./год; КВод, - суммарный ущерб водному объекту, млн. руб./год; П - ежегодные инвестиции водопользователя, млн. руб./год; - процент очищаемых поверхностных вод'

2.6. Проектирование бытовой сети водоотведения с учетом изменения

расхода сточных вод Общим исходным положением существующих методов гидравличе-

ского расчета бытовых и производственных самотечных трубопроводов является условие постоянства расчетного расхода. При этом как правило этот расчет основывается на использовании предельной зависимости между уклоном ¡тр и расчетным расходом ц, где предполагается, что скорость движения сточных вод равна незаиливающей, а степень наполнения - максимально допустимой.

Традиционную предельную зависимость обычно представляют в виде:

К

1тр=~р> (Ю)

где ц — расчетный расход сточной воды;

А" и р — коэффициенты, зависящие от материала труб, степени их заполнения, гидравлической крупности загрязнений и температуры воды.

Зависимость (10) определяет наименьший уклон трубопровода минимально возможного диаметра для пропуска заданного расхода сточной жидкости. Однако в реальных условиях расход сточных вод в бытовых во-доотводящих сетях изменяется в широких пределах. При эксплуатации сети, рассчитанной по предельной зависимости, когда фактический расход жидкости меньше расчетного q < г/р, фактическая скорость движения воды меньше незаиливающей V < т.е. сеть в этот период будет интенсивно заиливаться.

В то же время известно, что наполнение больше максимально допустимого приводит к нарушению вентиляции сети и ухудшению условий пропуска залповых расходов сточных вод, что отражено в ограничениях СНиП 2.04.03-85.

Таким образом, любое отклонение от расчетного расхода сточных вод в сети, запроектированной по существующей методике, ведет к нарушению требований СНиПа по скорости движения сточных вод или наполнению.

Как показывают исследования, проектирование сети по предельной зависимости обеспечивает ей минимальную строительную стоимость. Однако для нормального и экономичного функционирования бытовых сетей водоотведения при их проектировании должны учитываться факторы, которые влияют на эксплуатационные показатели, главными из которых являются затраты по устранению засорения труб.

С учетом изложенного исследована целесообразность установления рационального диапазона расходов сточных вод, при котором сеть будет работать в соответствии с требованиями СНиП 2.04.03-85 в течение рас-

четного периода эксплуатации сети.

Большое внимание в работе уделено установлению рационального диапазона расчетных расходов сточных вод на основании статистического анализа изменения расхода в течение суток, года и всего периода эксплуатации сети, т.е. частоте нахождения фактического расхода сточных вод в интервале расходов д... <7тах и технико-экономического обоснования этого диапазона с учетом интенсивности засорения труб.

Частота нахождения фактического расхода сточных вод в диапазоне Я—Ятах при различных значениях КС5п[ определялась степейной зависимостью вида:

Г

Ч

■ 1-

а

\ Ч тах /

(П)

где д и дтах _ минимальный и максимальный расходы соответственно; аир- эмпирические коэффициенты.

При этом установлено, что наиболее эффективный диапазон расчетных расходов для различных трубопроводов с точки зрения повышения вероятности нахождения в нем фактического расхода зависит от диаметра трубы с! (и, следовательно, от коэффициента общей неравномерности расхода сточных вод /¿"общ ), находится в интервале от (0,6... 1) '£/тах при й -200 мм до 1,0 при с/ -500 мм.

Минимальный уклон трубопровода, рассчитанного по существующей (традиционной) методике, — /ф, должен обеспечить незаиливающую скорость движения сточной воды V,, и максимально допустимое наполнение (й/гОтах при расчетном расходе

Лр= ^ |>„, (Ш)тах, Ц'А■ (12)

В результате проведенных исследований предложены методологические принципы определения минимального уклона трубопровода /пр, который обеспечивает незаиливающую скорость движения воды ун при минимальном расходе ц\ и наполнение (/? /а')2 < (МОтах при максимальном расходе цг- То есть:

/пр= Р К, (¿/йОгаах, Чг\ (13)

Автором выявлена предельная зависимость для предлагаемого метода гидравлического расчета бытовых сетей водоотведения, которая получена в виде:

I _ _

-—, (14)

0,329 + 0,67]-^'-Я2

где / — Уклон, определенный по традиционной предельной зависимости, 0 /00;

— минимальный расчетный расход;

— максимальный расчетный расход.

При этом существующая предельная зависимость является частным случаем предлагаемой автором.

При определении экономически эффективного диапазона расходов сточных вод большое внимание уделено выявлению зависимости количества засорений щ труб от различных параметров (диаметра, уклона труб и т.д.).

В результате обработки результатов экспериментальных исследований, проведенных в НИИ КВОВ АКХ, данных треста Мосочиствод и института Гипропроект автором получена следующая зависимость:

= 0,01093

1з ^4,722 ^1,462 4 "

где щ — количество засорений трубы на 1 км в год; с1 - диаметр трубы, м; I - уклон трубы,0 /00-

Таким образом, отношение количества засорений можно представить в виде:

Ппр Птр

Г Г Л1-462 тр

(16)

Отношение количества засорений (ипр / птр) при изменении расчетного отношения расходов q¡/q2 от 0,5 до 1,0 меняется в пределах от 0,507 до 1,0 практически по линейной зависимости.

Рациональный диапазон расходов сточных вод определялся также исходя из технико-экономического обоснования с учетом стоимости сети и интенсивности ее засорения. Установлено, что для каждого участка сети в зависимости от расчетного расхода сточных вод, глубины его заложения и общих характеристик сети существует свой экономически обоснованный диапазон расходов.

Для расчета объема инвестиций бытовой водоотводящей сети использована формула A.M. Курганова:

К = яи- (ец-е? + a2-h - а0)-ШШ, (17)

где Ки — коэффициент инфляции;

d, L, h — диаметр трубы, м; длина трубы, м; средняя глубина заложения лотка трубы, м;

а, аь ct2, cío — коэффициенты стоимости, зависящие от типа труб и гидрогеологических условий их укладки.

Эксплутационные затраты представлены в виде двух составляющих:

Э = Э0П + 3, (18)

где Э0П=ЕН'К — эксплуатационные затраты при оптимальном проектировании, согласно К. Зенер;

Ен — нормативный коэффициент окупаемости капиталовложений, Угод;

3 = в'Эоп'Ипр/Ятр- эксплуатационные затраты на Прочистку труб;

0 - коэффициент, зависящий от диаметра труб (для d = 200 ... 500 мм 0 = 4,0 ... 0,20).

Таким образом, приведенные затраты на строительство и эксплуатацию сетей водоотведения определялись по формуле:

Ппр = Ен-К+ Эоп (1 + 077пр/ nw). (19)

Из зависимостей (18) и (19) следует, что увеличение диапазона расхода сточных вод сопровождается возрастанием стоимости сети и уменьшением затрат на устранение засорений. Определен характер зависимости приведенных затрат на строительство и эксплуатацию бытовых сетей водоотведения от диапазона расходов q\ ... q2 и диаметра труб.

Рациональная величина расчетного диапазона зависит от максимального расхода q2 (или от диаметра сети) и глубины заложения сети. Экономически выгодное отношение расходов сточных вод (q\ /q2) при Яср < 2,65 м меняется от 0,56 при d = 200 мм до 1,0 при d > 500 мм.

В работе изложены методика и программа для проектирования бытовой сети водоотведения с учетом изменения расходов сточных вод.

Разработана математическая модель проектирования бытовой сети водоотведения с учетом изменения расходов сточных вод, которую можно

сформулировать следующим образом: необходимо найти такие параметры1 канализационной сети, при которых

П(/) = тт П(/тт),

(20)

a) qi<q<q2;

b) ах<а<аг< атах;

с) v„ < V! < V < V2 < Vmax i

d) #min < H < Ятах;

е) ZH > ZK,

где П - функция цели, отражающая приведенные затраты на строительство и эксплуатацию канализационной сети; /шп - минимально допустимый уклон; q - расчетный расход сточных вод, л/с; q\ - минимальный расчетный расход сточных вод, л/с; q2 - максимальный расчетный расход сточных вод, л/с; а\ - наполнение трубы при расходе qw а2 -наполнение трубы при расходе q2\ атах - максимально допустимое наполнение; V - скорость движения сточных вод в трубопроводе, м/с; vH - незакливающая скорость движения сточной воды, м/с; vmax - максимально допустимая скорость движения сточной воды, м/с; ZH - отметка дна лотка в начале участка, м; ZK - отметка дна лотка в конце участка, м; //min и //тах - минимальная и максимальная глубины заложения дна трубы, м.

Здесь Ятах, vH и vmax - ограничения, предусмотренные СНиПом.

Для механизированного гидравлического расчета бытовых сетей во-доотведения по предложенной методике разработана программа на ЭВМ на основе расчетных таблиц для гидравлического расчета сетей водоотве-дения (Алексеев М.И., Кармазинов Ф.В., Курганов A.M. Гидравлический расчет сетей водоотведения. Часть 1. Закономерности движения жидкости. СПб, СПбГАСУ, 1997, 128 с. Алексеев М.И., Кармазинов Ф.В., Курганов A.M. Гидравлический расчет сетей водоотведения. Часть 2. Расчетные таблицы. СПб, СПбГАСУ, 1997,362 е.).

Графическая интерпретация предложенного автором алгоритма расчета представлена на рис. 9.

На рис. 9, а и 9, б схематично представлены фрагменты таблиц для гидравлического расчета бытовых сетей водоотведения, где область допустимых расходов сточных вод qi и q2 , скоростей движения воды V и наполнений труб а ограничена прямой линией а = атах и кривой минимально допустимой скорости движения воды v = v„.

водоотведения: обозначения см. в системе уравнений и ограничений (20)

При известном диапазоне расходов ц\ ... Цг для каждого диаметра, начиная с минимального,, определяется минимально возможный уклон трубопровода /пр. При этом возможен один из двух вариантов:

уклон будет лимитироваться необходимостью обеспечения незаили-вающей скорости V = V,, (рис. 9, о);

уклон будет лимитироваться необходимостью обеспечения ограничения по наполнению а < атах (рис. 9, б).

В результате анализа массива уклонов при различных диаметрах выбирается тот диаметр трубопровода, при котором обеспечивается минимально допустимый уклон (рис. 9, в).

На основании предложенной автором методики гидравлического расчета бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод разработана программа на ШМ-ЭВМ и номограммы, по которым можно оперативно определить основные гидравлические показатели трубопровода. На рис. 10 приведена номограмма для гидравлического расчета керамических трубопроводов в диапазоне расходов от 10 до 100 л/с. В соответствии с этой номограммой рассмотрим пример.

Необходимо определить характеристики бытовой сети водоотведения на участке с изменением расхода сточных вод от Ц\ = 30 л/с до Цг = 35 л/с при минимально допустимом уклоне. Из номограммы следует, что нужно выбрать трубопровод с1 = 300 мм с наибольшим из двух уклонов (при минимально допустимой скорости V = 0,80 м/с), а именно /) = 4,1%о, при этом наполнение трубы составит а\ = 0,52. При увеличении расхода до Цг = 35 л/с средняя скорость движения воды составит \г = 0,83 м/с, а наполнение а2 = 0,57. Таким образом, в диапазоне расходов сточных вод от Ц\ до д2 будут выдержаны все ограничения СНиПа.

В результате технико-экономического расчета различных сетей водоотведения при использовании рационального диапазона расходов сточных вод в некоторых случаях снижаются приведенные затраты.

Рациональный диапазон расходов, в пределах которых соблюдаются все требования СНиП 2.04.03-85 для бытовых сетей населенных пунктов в зависимости от их начертания, меняется от 91/72 = 0,7 при с1 = 200 мм до Ч\'Чг =1,0 при (1= 500 мм.

В диссертационной работе приведена методика разработки таблиц для гидравлического расчета бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода и даны их фрагменты. Использование таблиц позволяет определить минимальный уклон и другие параметры бытовых сетей водоотведения, при которых в расчетном диапазоне расходов дх ... д2 соблюдаются все требования СНиПа.

Рис. 10. Номограмма для гидравлического расчета бытовой сети водоотведения (д = 10 ... 100 л/с)

2.7. Определение необходимой степени водооборота и выбор рационального приемника для сточных вод предприятий железнодорожного транспорта

Сначала определяется лимитирующий вид загрязняющего вещества (ЛВЗВ) - наиболее сложно (и дорого) удаляемого загрязнения для использования требуемого количества сточных вод в оборотном водоснабжении. При изменении степени использования воды в оборотном водоснабжении и, соответственно, при изменении степени очистки воды в ранге лимитирующих загрязнений могут быть различные вещества. Например, для условий создания оборотного водоснабжения железнодорожной станции с локомотивным депо лимитирующим загрязнением, как правило, являются нефтепродукты.

Степень использования очищенной воды в обороте определяется на основании технико-экономических расчетов, учитывающих стоимость водопроводной воды, используемой на производственные нужды, затраты на строительство и эксплуатацию производственного водоснабжения пром-предприятия, а также экономический и экологический ущерб от сброса очищенных сточных вод в городскую сеть водоотведения или водоем. Минимальная сумма этих затрат определяет оптимальный процент использования очищенной воды в обороте, т.е.

2=П + СВ0Д + Кс6р -» Ш1П, (21)

где: П — приведенные затраты на строительство и эксплуатацию системы производственного водоснабжения предприятия; Свод- стоимость водопроводной воды, потребляемой на производственные нужды;

Ус6р — стоимость сброса сточных вод, очищенных на МОС, в городскую сеть водоотведения (или в водоем. Приведенные затраты на организацию системы производственного водоснабжения железнодорожной станции с локомотивным депо по данным реальных объектов могут быть ориентировочно определены по степенной аппроксимирующей зависимости, тыс. руб./год:

П — СС "¿7ч.тах #ост.лим , (22)

где тах ~ максимальный часовой расход сточных вод, поступающих на МОС (табл. 1), м3/ч; К0ох лим - остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной на МОС сточной воде, используемой для различных производственных процессов железнодорожной станции, мг/л.

Для решения этого вопроса составляется балансовая схема использования воды на различные производственные нужды промышленного предприятия (например железнодорожной станции) (рис. 11).

Допустимая остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде, используемой для различных производственных процессов, определяется существующими нормативами или в соответствии с требованиями технологов предприятия.

Производительность МОС определяется по формуле, м3/сут:

<?мос = <7пр1 + <?пр2 + <7прЗ + ^сут.д.в , (23)

где <7сут.д.в - суточный расход зарегулированных дождевых сточных вод, м3/сут.

Водопроводная вода Дождевая сеть

Рис. 11. Балансовая схема использования воды на производственные нужды промышленного предприятия:

ПР1 - производства, требующие водопроводную воду по санитарным требованиям или экономическим условиям; Г1Р2 и ПРЗ - производства, использующие очищенные сточные воды из оборотных систем водоснабжения по экономическим условиям; РР - регулирующие резервуары для дождевых сточных вод; МОС1 и МОС2 - ступени местных очистных сооружений; РОЁ1 и РОВ2 - резервуары очищенной воды; HCl и НС2 - насосные агрегаты оборотных систем водоснабжения

На рис. 12 приведено графическое представление результатов расчета одного из примеров по наиболее экономичному варианту.

Водный объект. Водный объект, Водный объект, Система

Сев = 1,0 руб./мЗ Сев = 3,0 руб./мЗ Сев = 5,0 руб./мЗ водоотведения

населенного пункта,

Приемник сточных вод, стоимость сброса сточных вод Сев = 2,0 руб./мЗ

Рис. 12. График зависимости основных показателей расчета от стоимости сброса сточных вод 1 - общие затраты 2, тыс. руб./год; 2 - остаточная концентрация нефтепродуктов Кшм, мг/л; 3 - расход сточных вод, используемых в обороте, Qcя, м /% 4 -степень использования очищенных сточных вод г), %

В табл. 2 даны результаты расчета четырех вариантов сброса сточных вод от водопользователя в водный объект или в сеть водоотведения населенного пункта.

Зависимость основных показателей расчета от стоимости сброса сточных вод в водный объект приведена на рис. 12.

Результаты расчета показывают, что при указанных исходных данных наиболее экономичным оказался первый вариант приемника сточных вод: общие затраты 1 = 419 тыс. руб./год; рациональная степень использования очищенных сточных вод в оборотном водоснабжении т) = 31,5 %.

Анализ результатов расчета, представленных на рис. 12, показывает, что экономически целесообразная при данных условиях степень очистки сточных вод (30 мг/л) значительно превосходит установленную допустимую концентрацию (0,5 мг/л). Более того, практически такие же общие затраты и при степени очистки 50 мг/л.

Т а б л и ц а 2

Результаты расчета по определению необходимой степени водооборо-та и выбору рационального приемника для сброса сточных вод в зависимости от стоимости сброса

Показатели Приемник сточных вод

Водный объект, Сев = 1,0 руб./мэ Водный объект, Ссв = 3,0 руб./м3 Водный объект, Сс, = 5,0 руб./м Система водоотведения населенного пункта, С„ = 2,0 руб./м3

Общие затраты 2, тыс.р./год 419 824 1140 631

Остаточная концентрация неф-. тепродуктов К,1т1, мг/л 30,0 20,0 10,0 30,0

Расход сточных вод, используемых в обороте, <20С, м3/ч 10,3 13,4 19,8 10,3

Степень использования очищенных сточных ВОД Т), % 31,5 41,0 60,6 31,5

Расчет произведен в соответствии с существующими условиями сверхлимитного сброса - 5-кратное превышение стоимости сброса сточных вод при превышении установленного расхода или концентрации сточных вод. Таким образом, платить штрафы нерадивым водопользователям часто выгоднее, чем проводить водоохранные мероприятия в полном объеме, так как при сбросе сверхнормативной приведенной массы загрязняющих веществ в сотни и тысячи раз платежи (включая штрафные санкции) возрастут лишь в 5-25 раз.

Для того чтобы исправить эту ситуацию, нужно сделать временные нормативы допустимых концентраций загрязняющих веществ экономически выгодными для водопользователя, а для этого следует законодательно реализовать три группы вопросов:

• значительно снизить нормативы по сбросу производственных сточных вод в системы водоотведения (сделать их реальными по технологическим и финансовым соображениям);

• повысить штрафные санкции; они должны быть дифференцированы от сверхлимитного сброса приведенной массы загрязняющих веществ по прогрессивной шкале;

• обеспечить обязательное выполнение Водного законодательства.

2.8. Эффективность предложенных мероприятий для Водоканала г. Сосновый Бор Ленинградской области

В 2000-2001 гг. автор принимал участие в разработке проекта норма-

тивов предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ, поступающих от цеха «Водоканал» производственного объединения ЖКХ г. Сосновый Бор Ленинградской области.

Были произведены расчеты по 26 загрязняющим веществам, поступающим через выпуск бытовых сточных вод от биологических очистных сооружений в Копорскую губу Финского залива и девять выпусков дре-нажно-ливневой канализации г. Сосновый Бор, находящихся на балансе цеха «Водоканал», но расположенных вне территории биостанции.

В результате работы выяснилось, что допустимая концентрация загрязняющих веществ, содержащихся в сточных водах, принимается, как правило, равной предельно допустимой концентрации для пресных водоемов рыбохозяйственного назначения. Солесодержание в воде Балтийского моря в районе Копорской губы (местоположение выпуска сточных вод от главных канализационных очистных сооружений) составляет в среднем 3200 мг/л.

Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (ПДК ЗВ) для морских водных объектов, как правило, значительно более щадящие для водопользователей (табл. 3 и рис. 13), чем для пресных. Промежуточных значений ПДК ЗВ нормативами не предусмотрено.

При сбросе сточных вод в слабоминерализованные водные объекты (например Балтийское море), по мнению автора, необходимо предусматривать дифференцирование ПДК загрязняющих веществ в зависимости от минерализованное™ водного объекта. Во-первых, это значительно сокращает финансовые затраты на обработку сточных вод, т.к. при этом в несколько раз смягчаются нормативы; во-вторых (что не менее важно), при дифференцировании ПДК загрязняющих веществ в зависимости от мине-рализованности водного объекта улучшается его экологическое состояние, т.к. нормативы приближаются к фоновым характеристикам. ■

В табл. 3 представлены значения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ для пресных (гр. 3) и морских (гр. 4) водных объектов рыбохозяйственного назначения, мг/л, среднее значение солесо-держания для ПДКмор, мг/л (гр. 5) и объективное с точки зрения автора дифференцированное значение ПДК для слабоминерализованных водных объектов (гр. 6).

При использовании дифференцированных значений ПДК загрязняющих веществ необходимая степень очистки сточных вод сокращается (см. гр. 3 и 6), а по сульфатам и хлоридам ПДКдаф больше фоновых значений (см. гр. 2 и 6).

В работе были выявлены и проанализированы также следующие обстоятельства:

• при определении нормативов ПДС загрязняющих веществ для Водоканала г. Сосновый Бор в 2000-2001 гг. относительная за1рязненность во-

ды в водных объектах 2(СД1ДК,) в некоторых случаях оказалась выше, чем сточных вод (табл. 4); между тем к сточным водам предъявляются требования на уровне ПДКрх.;

• в соответствии с современными нормативными требованиями часто (например, при сбросе сточных вод в водоемы, расположенные в городской черте) требуется соблюдение условия (ЦС/ПДК,), что исключает возможность применения бассейнового принципа определения ПДС загрязняющих веществ;

неопределенной остается ситуация, когда количество учитываемых загрязняющих веществ велико. В этом случае значения ПДС загрязняющих веществ становятся недостижимо малыми. По мнению автора, количество учитываемых загрязняющих веществ должно быть ограничено максимальным вкладом загрязняющего вещества в общую относительную загрязненность водной среды в контрольном створе, который не должен быть меньше ошибки его определения (5 %);

• рекомендуется поэтапная реализация водоохранных мероприятий с целью максимального уменьшения относительной загрязненности водной среды в контрольном створе водного объекта.

Таблица 3

Определение дифференцированных ПДК для слабоминерализованных

водных объектов

Загрязняющие вещества Фон, мг/л ПДК загрязняющих веществ для рыбохозяйственных водных объектов, мг/л Среднее со-лесодержа- ние для ПДКмор, мг/л Сс ср Дифференцированное значение ПДК загрязняющих веществ на выпуске ГЩКдифф, мг/л

пресные, ПДКПрсс морские, ДДКмор

I 2 3 4 5 6

Азот аммонийный 1,07 0,50 2,90 23500 0,735

Медь 0,0030 0,001 0,005 15000 0,0016

Цинк 0,020 0,010 0,050 15000 0,016

Кадмий 0,010 0,001 0,010 15000 0,0024

Сульфаты 228 100 3500 15000 634

Марганец 0,050 0,01 0.050 15000 0,016

Хлориды 1843 300 11900 15000 2123

Таблица 4

Относительная загрязненность сточных вод и воды водного объекта

Номер выпуска 'КОС 1 2 3 4 5 6 8 9 10

Бытовой (Б), ливневый (Л) или дренажный (Д) Б л+д Л Л+Д Л Л Л+Д Д Д л

Номер выпуска 'кос 1 2 3 4 5 6 8 9 10

Относительная загрязненность ЕС,/ПДК,) в водном объекте - фон 49,7 141 141 147 91 91 91 91 91 141

То же, в сточной воде 45,2 166 102 144 171 105 242 483 626 36

Примечание: КОС - выпуск от городских очистных сооружений.

Рис. 13. Дифференцирование значений ПДК в зависимости от степени минерализации водного объекта

В табл. 5 и на рис. 14 приведены данные по определению рациональной очередности проведения водоохранных мероприятий в г. Сосновый Бор.

Таким образом, в соответствии с предложенной автором методикой, на первом этапе целесообразно проводить водоохранные мероприятия на восьмом выпуске. При этом обеспечиваются минимальные удельные затраты инвестиций Э = ДП/Д(2 = 0,403 (гр. 9), то есть, на этом этапе проведения водоохранных мероприятий снижение относительной загрязненности водной среды на 6,56% (гр. 8) обеспечивается объемом инвестиций в 2,64%. Экономия финансовых затрат составит 6,56 - 2,64 = 3,92% от общего необходимого объема финансирования, что в настоящее время наблюдается крайне редко.

Таблица 5 Определение рациональной последовательности

водоохранных мероприятий __

Выпуск (рациональная последовательность проведения водоохранных мероприятий) Фактический расход сточных вод д, тыс.м3/ год Суммарная сверхнормативная загрязненность водной среды 2(С,/ПДЮ) е- X г* У с Я м ч 11 £ а с«а й и Я Суммарная относительная сверхнормативная загрязнен-ностть водной среды ДА, % Приведенные инвестиции П, млн.руб./ год Относительные приведенные инвестиции ДП, % Относительный приведенный расход сточных вод Д2, % Удельные затраты инвестиций Э = ДП/Д0 Эффективность поэтапного снижения относительной загрязненности, Э] - 2ДП/ЕДА Экономия финансовых средств при поэтапном финансировании, % от выделенной суммы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

КОС (5) 11567 47,6 550,6 70,4 92,5 78,65 70,42 1,117 0,671 32,90

1 (4) 740.6 125 92,3 11,8 10,6 8,97 11,80 0,760 0,626 37,41

2 (7) 49.39 58,2 2,87 0,368 1.24 1.06 0,368 2.873 0.993 0,658

3 (6) 169,3 109 18,5 2,369 3,29 2,80 2,37 1,180 0,986 1,352

4 (8) 2,37 98,4 0,233 0,030 0,113 0,096 0,030 3,215 0,994 0,591

5 (9) 22,4 27,1 0,61 0,078 0,67 0,565 0,078 7,284 0,999 0,103

6 (3) 306,7 176 54,1 6,916 5,26 4,47 6.92 0,646 0,520 48,01

» (1) 157.7 325 51,3 6,560 3,11 2,64 6,56 0.403 0,403 59,71

9 (2) 26,6 426 11,3 1,447 0,761 0,647 1,45 0,447 0,411 58,92

10(10) 2.78 15,4 0,043 0,005 0,128 0,109 0,005 19,87 1,000 0,000

Сумма 13045 - 781,8 100.0 117,7 100,0 100,0 - - -

КОС 12345689 10 (5) (4) (7) (6) (8) (9) (3) (1) (2) (10)

Выпуск (последовательность проведения водоохранных мероприятий)

Рис. 14. Эффективность использования финансовых средств на водоохранные мероприятия и рациональная последовательность их проведения:

1 - относительные приведенные инвестиции ДП, %; 2 - относительный приведенный расход сточных вод А(), %; 3 - эффективность использования инвестиций Э = ЛП/Д<2

Если объема инвестиций хватает только на то, чтобы выполнить один этап работ (что более реально), то при проведении водоохранных мероприятий на 8-м выпуске экономия финансовых средств составит 59,71 % от выделенной суммы (гр. 11).

После реализации работ на 8-м выпуске при наличии финансирования следует выполнять работы на 9-м выпуске, где удельные затраты инвестиций минимальны из оставшихся: Э = 0,447 (гр. 9). Экономия финансовых средств по первым двум этапам работы составит 58,92% от выделенной суммы (гр. 11) и т.д.

3. Общие выводы по работе и рекомендации

1. В диссертационной работе решена проблема теоретического обоснования и методологической реализации комплекса вопросов, касающихся совершенствования нормативной базы в области водоотведения с целью повышения экологической безопасности населенных мест, а также надежности работы и экономичности объектов водоотведения. Решение этой проблемы осуществлено путем реализации следующих задач: поэтапной реализации нормативных требований к качеству сточных вод при их сбросе в водные объекты, изменения структуры технического проектирования объектов ВКХ, рационального распределения средств на бассейновом уровне между водопользователями, объективной оценки количества учитываемых веществ при определении ПДС загрязняющих веществ, дифференцирования норм ПДК загрязняющих веществ в зависимости от минерализации воды водных объектов, технико-экономического расчета системы водоотведения в условиях рыночной экономики, разработки методологии гидравлического расчета бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод.

2. Существующие в настоящее время нормативные требования к качеству сточных вод при их сбросе в водные объекты слишком жесткие для их реализации; они часто превышают фоновые характеристики водных объектов. как правило, не соответствуют финансовым возможностям водопользователей для реализации водоохранных мероприятий и не дают возможности использования рыночных механизмов в водоохранной деятельности.

3. Предложенная структура технического проектирования объектов ВКХ, включающая такие этапы, как определение необходимой степени надежности системы и ее элементов, условий дальнейшей реконструкции и ликвидации системы, обеспечит объективный учет влияния экологических факторов на определение рациональных технических параметров.

4. Разработанный метод рационального распределения средств на бассейновом уровне между водопользователями, а также реализация водоохранных мероприятий на приоритетных условиях (поэтапно) в соответствии с экологической эффективностью инвестиций обеспечивает значительную

экономию финансовых средств (до 50% в зависимости от объема финансирования).

5. При определении ПДС загрязняющих веществ по бассейновому принципу количество учитываемых веществ должно быть ограничено максимальным вкладом в относительную загрязненность водной среды, который не должен превышать ошибки его определения (5%).

6. Предложенный метод расчета системы водоотведения с учетом характеристик водного объекта позволяет найти ее рациональные параметры в условиях рыночной экономики.

7. На основании предложенных методологических принципов определения рациональной степени водооборота для предприятий железнодорожного транспорта установлено, что существующие нормативы допустимых концентраций являются экономически нецелесообразными - они слишком жесткие для их реализации; часто абонентам выгоднее заплатить штраф, чем выполнить нормативные требования, что противоречит условиям рыночной экономики.

8. Методология гидравлического расчета бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод, разработанная автором, базируется на предельной зависимости общего вида

т _[тр__

пр а '

0,329 + 0,671 —

Чг

где 1тр — традиционная предельная зависимость; д\ — минимальный расчетный расход; <72 ~~ максимальный расчетный расход.

Применяемая в настоящее время предельная зависимость является частным случаем предлагаемой.

Рациональное отношение минимальных и максимальных расчетных расходов сточных вод для бытовых сетей водоотведения находится в пределах от 1ц2 = 0,7 при (1 = 200 мм до д/ /(]2 = 1,0 при (I > 500 мм.

Разработанная математическая модель проектирования бытовых сетей водоотведения и методология их гидравлического и технико-экономического расчета с учетом изменения расхода сточных вод позволяют определить параметры сетей, обеспечивающие повышение надежности их работы (иногда даже при снижении затрат).

9. Для обеспечения однозначности в принятии решений при сбросе сточных вод в слабоминерализованные водные объекты на основании исследований по сбросу сточных вод в Финский залив установлено, что нормы ПДК загрязняющих веществ целесообразно дифференцировать в

зависимости от степени минерализованное™ воды водных объектов, так как в настоящее время существуют нормы только для морских и пресных водных объектов, которые значительно отличаются друг от друга.

Основное содержание диссертации опубликовано в 62 работах и защищено авторскими свидетельствами, основные из которых следующие.

1. Дикаревский B.C., Иванов В.Г., Черников H.A. Устройство для очистки воды от эмульсии и взвешенных частиц. A.c. 645679 СССР, МКИ В 01 D 35/05; С 02 с 5/12. ВОЗС; ЛИИЖТ. - Заявл. 18.05.76// Открытия. Изобретения. Пром. образцы. Товарные знаки. - 1979. - № 5. - С. 15.

2. Дикаревский B.C., Голик Н.И., Черников H.A. Автоматизация проектирования канализационных сетей: Учебное пособие. - Л.: ЛИИЖТ, 1981. -33 с.

3. Караваев И.И., Резник Н.Ф., Гусев Б.Т., Петров Е.Г., Иванов В.Г., Черников H.A. и др. Методические указания по проектированию очистных сооружений и оборотных систем водоиспользования для предприятий железнодорожного транспорта. М.: МПС, ВНИИЖТ, 1982. - 131 с.

4. Черников H.A., Иванов В.Г. Оптимальная степень очистки бытовых сточных вод при раздельной системе канализации. Методические указания по проектированию// Главжелдорпроект. Сборник № 137. - 1982. С. 29-38.

5. Черников H.A. Технико-экономический выбор системы канализации с целью охраны водоемов от загрязнения// Материалы всесоюзной научной конференции «Автоматизация проектирования гидроэнергетических и водохозяйственных объектов». - Л : ЛПИ, 1983, - С. 12.

6. Иванов В.Г., Симонов ЮМ., Черников H.A., Семенов В.П., Буяров B.C. Отстойник. A.c. 1044600 СССР, МКИ С 02 F 1/100; В 01 D 21/24. ЛИИЖТ. - № 3451906/23-26; Заявл. 11.06.82// Открытия. Изобретения. Пром. образцы. Товарные знаки. - 1983. - № 36. - С. 75.

7. Дикаревский B.C., Черников H.A. Технико-экономический расчет основных параметров полураздельной системы канализации: Методические указания для студентов специальности "Водоснабжение и канализация". - Л., ЛИИЖТ, 1985. - 24 с.

8. Дикаревский B.C., Татура А.Е., Черников H.A., Фомин С.Н., Смирнов А.Н., Жариков Ю.А., Петров ДА. Разработка САПР в очистке природных вод// Водоснабжение и санитарная техника. - 1987. - № 10. - с. 8-9.

9. Койда Н. У., Черников H.A., Койда К.Н. Расчет и анализ работы бытовых сетей водоотведения на ЕС ЭВМ (с элементами УИРС): Методические указания. - Л.: ЛИИЖТ, 1988. - 32 с.

10. Дикаревский B.C., Якубчик П. П., Татура А.Е., Черников H.A., Про-доус O.A. Справочник по инженерному оборудованию жилых и общественных зданий// Под ред. В.С.Дикаревского. - Киев, Будивэльнык, 1989. -360 с.

И. Черников H.A. Основы экологии и охрана окружающей среды: Учебное пособие. - СПб.: ПГУПС, 1997- 131 с.

12. Дикаревский B.C., Черников H.A. Принципы оптимизации систем водоотведения// Изв. вузов. Строительство. - 1998. - № 3. С. 125-129.

13. Черников H.A. Автоматизированное проектирование элементов системы "Водоснабжение и водоотведение" на 1ВМ-ЭВМ. Часть 2. Гидравлический и технико-экономический расчет самотечных сетей водоотведения и анализ их работы. - СПб.: ПГУПС, 1998. - 32 с.

14. Черников H.A., Яковлев A.A. Анализ качества воды в реках Ленинградской области// Материалы научно-техн. конф. "Современные проблемы водоснабжения, водоотведения и охраны водных ресурсов", 17-18 ноября 1998 г. - СПб.: ПГУПС, 1999. - С. 82-86.

15. Черников H.A. Порядок расчета производственно-бытовой сети водоотведения на персональной ЭВМ IBM-PC: Разд. в учебнике для вузов ж.-д. трансп. «Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте»/ Дикаревский B.C., Якубчик П.П., Иванов В.Г., Петров Е.Г. - М.: Вариант, 1999.-440 с.

16. Черников H.A. Экономическая эффективность бассейнового принципа определения ПДС загрязняющих веществ// Материалы международной выставки и конференции АКВАТЕРРА-99, 9-12 ноября 1999 г. - СПб.,

1999. С. 159-160.

17. Дикаревский B.C., Иванов В.Г., Петров Е.Г., Черников H.A. Исследования в области водоотведения в Университете Путей сообщения. //Сб. докл. «Отведение и очистка сточных вод» на науч. чтениях, посвящ. 100-летию со дня рождения С.М.Шифрина. / Под ред. М.И. Алексеева; С.-Пб. гос. архит.-строит. ун-т. - СПб., 1999. - С. 33-41.

18. Дикаревский B.C., Черников H.A. Мероприятия по охране водных источников от загрязнений на железнодорожном транспорте// Сборник докладов Международного экологического конгресса "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности". В 2-х томах. СПб.: Балт. гос. техн. ун-т,

2000.-С. 285-286.

19. Черников H.A. Особенности проекта предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ для Водоканала г. Сосновый бор (Ленинградской области). //Материалы Академических чтений РААСН на тему "Системы водоснабжения, водоотведения и охраны водных ресурсов в начале XXI века". - СПб.: ПГУПС, 2001. - С. 32-35..

20. Черников H.A. Эффективность использования принципа торговли загрязнением водоемов в условиях рыночной экономики//, Материалы 4-й международной выставки и конференции АКВАТЕРРА-2001, СПб.: 13-16 ноября 2001 г., С. 188-189.

21. Иванов В.Г., Черников H.A. Резервы совершенствования нормативно-методической базы в области водоотведения// Вода и экология: проблемы и решения. - 2002, № 3, С. 42-41.

22. Черников H.A. Задачи по совершенствованию нормативно-методической базы в области водоотведения: Сборник материалов IV Международной научно-практической конференции «Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов». Пенза, 2002. - С. 242-

23. Черников Н.А. Системный подход к решению проблем водоотведения// Материалы 5-й Международной конференции АКВАТЕРРА-2002. - СПб, 12.-15 ноября 2002 г. - С. 165-166.

244.

Подписано к печати 11,03.03г. Печать офсетная. Бумага для множит, апп.

Г1еч.л. — 3,1 Формат 60x84 1\16

Тираж 120._Зак. 279.

Тип. ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр. 9

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1.1. Актуальность проблемы.

1.2. Цель и задачи работы.

1.3. Научные положения, выносимые на защиту . .•.

1.4. Научная новизна.

1.5. Обоснованность и достоверность научных положений.

1.6. Практическая значимость и реализация.

1.7. Апробация и публикации. ц 1.8. Личный вклад диссертанта.

Ь 2. КРАТКИЙ АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. Теоретические основы соответствия объема финансирования водоохранных мероприятий нормативным требованиям к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды

2.1.1. Нормативные документы.

2.1.2. Экологическая эффективность водоохранных мероприятий

2.1.3. Экономическая эффективность водоохранных мероприятий

2.1.4. Обоснование необходимости корректировки нормативных документов и соответствия объема финансирования и нормативных требований к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды'.".

2.2. Необходимость изменения структуры и методики проектирования объектов водоотведения

2.2.1. Нормативные документы.

2.2.2. Надежность систем водоотведения

2.2.3. Экономическое и экологическое обоснование проектов . 30 -2.3.- - Оптимизация водоохранных мероприятий по бассейновому принципу. ■.

2.3.1. Рациональное использование водных ресурсов . v.;

2.3.2. Управление качеством воды в рамках бассейна водного объекта . -.

2.3.3. Оптимизация развивающихся систем водоотведения.

2.4. Выбор рациональной системы водоотведения и определение к ее параметров.

2.5. Оптимизация начертания бытовых сетей водоотведения в профиле.

2.5.1. Существующие принципы проектирования бытовых сетей водоотведения в профиле.

2.5.2. Анализ интенсивности засорения труб при их расчете по существующей методике.

2.5.3. Анализ работы самотечной сети в условиях ее переполнения

2.5.4. Оптимизация начертания бытовых сетей водоотведения в плане.

2.6. Определение необходимой степени водооборота и выбор рационального приемника для сброса сточных вод водопользователя

3. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ В ОБЛАСТИ ВОДООТВЕДЕНИЯ

3.1. Теоретические основы соответствия объема финансирования водоохранных мероприятий нормативным требованиям 76 к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды

3.2. Совершенствование структуры проектирования объектов водоотведения.

3.3. Рациональное распределение средств на водоохранные мероприятия между водопользователями.

3.3.1. Метод и средства решения поставленной задачи.

3.3.2. Пример расчета.

3.4. Выбор рациональной системы водоотведения с учетом охраны водных объектов от загрязнения.

3.4.1. Алгоритм расчета.

3.4.2. Описание методики расчета.

3.5. Проектирование бытовой сети водоотведения с учетом из- , менения расхода сточных вод.

3.5.1. Оптимизация начертания бытовой сети водоотведения в профиле.

3.5.2. Оптимизация начертания бытовой сети водоотведения в плане с учетом изменения расходов сточных вод.

3.5.3. Анализ работы самотечной бытовой и производственной сетей водоотведения.

3.6. Определение необходимой степени водооборота и выбор рационального приемника для сброса сточных вод водо- 174 пользователя.

4. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

4.1. Анализ состояния и прогноз изменения качества воды в реках Ленинградской области.

4.2. Эффективность предложенных мероприятий для Водоканала г. Сосновый Бор Ленинградской области.

4.3. Программное обеспечение.

Эффективность технологических и технических решений в области водоотведения в большой степени зависят от соответствия методологической и нормативной базы современным условиям, а также от степени финансирования водоохранных мероприятий. В настоящее время существует дисбаланс в этих сферах, который мешает эффективному развитию водоотведения.

Несмотря на то, что вопросами разработки научных основ методологической и нормативной базы в области водоотведения занимались многие исследователи, проблема ее несоответствия современным условиям не только не уменьшилась, а обострилась. Произошло это в основном потому, что за последние годы методологические и нормативные документы создавались без достаточного научного обоснования; водоохранные требования как правило ужесточались без подтверждения необходимым финансированием. При этом общее финансирование водоохранных мероприятий за указанный период постоянно снижалось.

Решению вопросов совершенствования методологической и нормативной базы в области водоотведения посвящена диссертационная работа.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

5. Общие выводы по работе и рекомендации

1. В диссертационной работе решена проблема теоретического обоснования и методологической реализации комплекса вопросов, касающихся совершенствования нормативной базы в области водоотведения с целью повышения экологической безопасности населенных мест, а также надежности работы и экономичности объектов водоотведения. Решение этой проблемы осуществлено путем реализации следующих задач: поэтапной реализации нормативных требований к качеству сточных вод при их сбросе в водные объекты, изменения структуры технического проектирования объектов ВКХ, рационального распределения средств на бассейновом уровне между водопользователями, объективной оценки количества учитываемых веществ при определении ПДС загрязняющих веществ, дифференцирования норм ПДК загрязняющих веществ в зависимости от минерализации воды водных объектов, технико-экономического расчета системы водоотведения в условиях рыночной экономики, разработки методологии гидравлического расчета бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод.

2. Существующие в настоящее время нормативные требования к качеству сточных вод при их сбросе в водные объекты слишком жесткие для их реализации; они часто превышают фоновые характеристики водных объектов, как- правило, не соответствуют финансовым- возможностям^ вод опсотк-зователей для реализации водоохранных мероприятий и не дают возможности использования рыночных механизмов в водоохранной деятельности.

3. Предложенная структура технического проектирования объектов ВКХ, включающая такие этапы, какопределение необходимой степени на^ дежности -системы и ее элементов, условий дальнейшей реконструкции и ликвидации системы, обеспечит объективный учет влияния экологическйх факторов на определение рациональных технических параметров.

4. Разработанный метод рационального распределения: средств на бассейновом уровне между водопользователями, а также реализация водоохранных мероприятий на приоритетных условиях (поэтапно) в соответствии с экологической эффективностью инвестиций обеспечивает значительную экономию финансовых средств (до 50% в зависимости от объема финансирования).

5. При определении ПДС загрязняющих веществ по бассейновому принципу количество учитываемых веществ должно быть ограничено максимальным вкладом в относительную загрязненность водной среды, который не должен превышать ошибки его определения (5%).

6. Предложенный метод расчета системы водоотведения с учетом характеристик водного объекта позволяет найти ее рациональные параметры в условиях рыночной экономики.

7. На основании предложенных методологических принципов определения рациональной степени водооборота для предприятий железнодорожного транспорта установлено, что существующие нормативы допустимых концентраций являются экономически нецелесообразными — они слишком жесткие для их реализации; часто абонентам выгоднее заплатить штраф, чем выполнить нормативные требования, что противоречит условиям рыночной экономики.

8. Методология гидравлического расчета бытовых сетей водоотведения с учетом изменения расхода сточных вод, разработанная автором, базируется на предельной зависимости общего вида т ЩР Р

0,329 + 0,671 — Яг где Imp — традиционная предельная зависимость; q\ — минимальный расчетный расход; q2 — максимальный расчетный расход.

Применяемая в настоящее время предельная зависимость является частным случаем предлагаемой.

Рациональное отношение минимальных и максимальных расчетных расходов сточных вод для бытовых сетей водоотведения находится в пределах от qj Iq2 = 0,7 при d=200 мм до qj/q2 = 1,0 при d > 500 мм.

Разработанная математическая модель проектирования бытовых сетей водоотведения и методология их гидравлического и технико-экономического расчета с учетом изменения расхода сточных вод позволяют определить параметры сетей, обеспечивающие повышение надежно^ сти их работы (иногда даже при снижении затрат).

9. Для обеспечения однозначности в принятии решений при сбросе сточных вод в'слабоминерализованные водные объекты на оснований исследований ~ по сбросу сточных вод в Финский залив установлено, что нормы ПДК загрязняющих веществ целесообразно дифференцировать в зависимости от степени минерализованности воды водных объектов, так как в настоящее время существуют нормы только для морских и пресных водных объектов, которые значительно отличаются друг от друга.

1. Auch im Wassersparen liegt Deutschland vorn. И в области экономии воды лидирует Германия. / Galvanotechnik. - 1998. - 89, № 7. - s. 2371-2372.

2. Cooper Cathy. / Voluntaru "green" efforts pay off. Эффективность природоохранных мероприятий. / Chem. Eng. (USA). 1998. - 105, № 13. - s. 60.

3. Cooper Cathy. / Will risk data guide terrorists? Проблема доступности для террористов информации об опасных ситуациях на производстве. / Chem. Eng. (USA). 1998. - 105, № 11. - s. 58.

4. De Smit D., Van Sluis J.W., Dirkzwager A.H. / OAS, een redeneertrant voor Optimalisatie van AfValwater Systemen. Методы оптимизации канализационных систем. / Tijdschr. watervoorz. en afValwaterbehandel. -1997.-30, № 23.-s. 693-695, 687.

5. Deutliche Preisunterschiede bei Wasserpreisen. Разница в ценах на воду. / Galvanotechnik. 1998. - 89, № 7. - s. 2337.

6. Deutsches Know-how weltweit gefragt. Спрос на немецкие новейшие технологии во всем мире. / Galvanotechnik. 1998: - 89, № 7. - s. 2362.

7. Dong Hoang / Optimized sewer design cuts costs. Оптимизация конструкции канализационной сети по стоимости. / Water and Sewage Works,- 1980, Ref. Number, s. 88-89.

8. Dudley J., Bryan D., Chambers В., Crabtree B. / STOAT Un.modele de station d'epuration entierement dynamique. Использование моделирования для разработки схемы очистки сточных вод. / Techn., sci., meth: 1996. №11. s. 33-40.

9. Francois G. / Distribution et Collecte des eaux. / Edition de L'Ecole Polytechnique de Montreal, 1994 r.

10. Galan В., Grossmann I.E. / Optimal design distributed wastewater treatment networks. Оптимальный проект системы канализования и очистки сточных вод. / Ind. and Eng. Chem. Res. 1998. - 37, № 10. - s. 4036-4048.

11. Geiger Wolfgang F., Liebig Thomas. / Kostenanalyse und Kostensteuerung in der Abwasserwirtschaft. Анализ затрат и управление затратами в области сточных вод. / {Correspond. Abwasser. 1998. - 45. № 7. - s. 1224-1227.

12. Glasenapp J. / Abwasserbehandlungsanlagen nach EU-Recht planen. Канализационные очистные сооружения планируются по единым требованиям ЕС-права. / Wasserwirt.-Wassertechn.-1997. № 5.- s. 12-13.

13. Grohmann A., Bartel H., Winter W. / Sicherung der Trinkwasserversongung in den neuen Bundeslandern. Обеспечение надежного питьевого водоснабжения населения новых земель Германии. / Wasser+ Boden. -1997. -49, № 12.-s. 35-40.

14. Hegarty David W.G. / Low cost & low energy consuming municipal waste water treatment options. Выбор станции очистки сточных вод с низкими стоимостью и затратами энергии. / Shire and Munic. Rec., 1980, 73, № 7, s. 416-418.

15. Kayaalp N.M. / Regulatory framework in south Australia and reclaimed water reuse options and possibilities. Нормативная база и выбор способа использования очищенных сточных вод в южной части Австралии. / Desalination. -1996. -106, № 1-3, -s. 317-322.

16. La directive № 9085/3/99/CE du Conseil du 22 octobre 1999 etablissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau, Директива № 9085/3/99 EC по установлению рамок общеевропейской политики в водной сфере. 1999. ; ' .

17. Panknin Karin. / Planung und Betrieb von Abwassernetzen und Generalentwasserung. Проектирование и эксплуатация канализационных сетей и генеральная схема водоотведения. / WasserAbwasserPraxis.-1996.-5, № 5,- s. 43-44, 46-47.

18. Pickford J. / Sewage treatment in developing countries. Уровень развития городских систем водоснабжения и канализации в развивающихся странах. / "Water Pallution Control", 1977, v. 76, № 1, s. 65-66.

19. RadloffM. / Kooperation sichert Effektivitat. Кооперация обеспечивает эффективность. / Wasserwirt.-Wassertechn. 1998. - № 5. - s. 34.

20. Recycling Through Garbon Filters. Повторное использование воды в Великобритании. / "Water and Waste Treatment", 1977, № 1, s. 17.

21. Rudolph W. / Abwasserkosten optimieren in Flussgebieten. Оптимизация затрат при отведении и очистке сточных вод. / WasserAbwasserPraxis. -1999.- 8.№5.-s. 26-30.

22. Shinonome Masashi. / Система автоматизированного проектирования трубопроводов. / Kagaku kogaku. Chem. Eng., Jap.- 1996.-60, № 10. -s. 688-690.

23. Sticha V. / Material pouzivanu pro stokove Odvadeni a cisteni odpadnich vod Ze sidlist. / Praha, 1970. s. 51 52.

24. Stone R. / Water efficiency program for Perth. Программа по оптимизации водопользования в г. Перт (Австралия). / Desalination. -1996. -106, № 1-3. -s. 377-309.

25. Voigtlander Gottfried. / Die hohenmassige Einordnung von Klaranlagenein Beitrag zur Senkung des Bauaufwandes. Сокращение капиталовложений за счет компактного расположения очистных сооружений. / Wasserwirt.-Wassertechn, 1981, 31, № 7, s. 237-238.

26. Абрамов Н.Н. Надежность систем водоснабжения. 2-е изд. М.: Строй-издат, 1984.-216 с.

27. Абрамович И.А. Математическая модель сети канализации объект исследований. Экономичные системы водоснабжения-и канализации: Сб. науч. тр. ЦНИИЭП инж. оборудования. М.: Б.И., 1984, с. 90-93.

28. Абрамович И.А. Обоснованность нормативных требований к качеству очистки сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника, 1996, № 1, с. 17-18.

29. Абрамович И.А., Семчук Г.М. Некоторые вопросы корректировки норм проектирования. Водоснабжение и санитарная техника, 1995, № 12, с. 15.

30. Абрамович И.А., Ситницкая Э.А. Соломенцев М.Н. Повышение надежности эксплуатации коллекторов городской канализации. Водоснабжение и санитарная техника, 1990, № 12, с. 7.

31. Алексеев Л.С. Водооборот в промышленности Японии. Водоснабжение и санитарная техника, 1978, № 1, с. 32-33.

32. Алексеев М.И. Правила пользования системами коммунальной канализации Санкт-Петербурга. СПб, Администрация СПб, 2000,- 39 с.

33. Алексеев М.И. Сооружения на сетях различных систем канализации с коллекторами глубокого заложения. Автореф. д.т.н. (05.23.04), Л., 1983, 39 с.

34. Алексеев М.И., Верхотуров В.П., Ильина О.М. Очистка поверхностных сточных вод с городских территорий. / Исслед. сетей, аппаратов и со-оруж. водоснабж. и водоотведения / Казан, гос. архит.-строит, акад. -Казань, 1997.-е. 27-28.

35. Алексеев М.И., Ермолин Ю.А. Надежность канализационных сетей: цели, задачи и методология исследований. Водоснабжение и санитарная техника, 1996, № 10, с. 2.

36. Алексеев М.И., Ермолин Ю.А. Оперативное управление городской кана- -лизационной сетью. / Изв. жил.-коммун. акад. Гор. х-во и экол. 1994. -№ 3.-е. 47-52.

37. Алексеев М.И., Захарова Ю.С. Выбор диктующих ингредиентов в сточных водах при сбросе их в водоемы. Материалы академических чтений,,. РААСН, проведенных в ПГУПСе 10 и И апреля 2001 г., СПб, ПГУПС, 2001, с. 60. ' .

38. Алексеев М.И., Захарова Ю.С. Оценка строительной'стоимости регулирующих резервуаров. 5-й Международный конгресс ЭКВАТЭК-2002: Материалы конгресса., М., 2002, с. 451.

39. Алексеев М.И., Захарова Ю.С., Юзеф Дзиопак. Поиск оптимального варианта капиталовложений при проектировании регулирующих резервуаров на канализационных сетях. Акватерра-2000, Материалы 3-й Международной выставки и конференции, СПб, 14-17 ноября 2000 г.

40. Алексеев М.И, Ильин Ю.А., Игнатчик B.C., Ильина С.Ю. Показатели экологической безопасности напорных коллекторов систем водоотведения. Новосибирск, Изв. ВУЗов. Строительство, 1991, № 2, с. 73-77.

41. Алексеев М.И., Кармазинов Ф.В., Курганов A.M. Гидравлический расчет сетей водоотведения. Часть 1. Закономерности движения жидкости. СПб, СПбГАСУ, 1997, 128 с.

42. Алексеев М.И., Кармазинов Ф.В., Курганов A.M. Гидравлический расчет сетей водоотведения. Часть 2. Расчетные таблицы. СПб, СПбГАСУ, 1997,362 с.

43. Алексеев М.И., Кривошеее Г.Г. Выбор критических режимов при управлении процессами очистки воды. Новосибирск, Изв. ВУЗов. Строительство, 1999, № 8, с. 74-78.

44. Алексеев М.И., Кривошеее Г.Г. Комплексная задача оптимального проектирования и эксплуатации сооружений по очистке сточных вод. Новосибирск, Изв. ВУЗов. Строительство, 1997, № 6, с. 95.

45. Алексеев М.И., Кривошеее Г.Г. Методологические принципы прогнозирования расходов воды и надежности систем водоснабжения и водоотведения. / Вестн. Отделения строит, наук Рос. акад. архит. и строит, наук. 1999. - № 2. - с. 13-17.

46. Алексеев М.И., Кривошеее Г.Г. Многопараметрическая оптимизация фильтров глубокой очистки сточных вод. Материалы НТК "Современные проблемы водоснабжения, водоотведения и охраны водных ресурсов", 17-18 ноября 1998 г. СПб, ПГУПС, 1999, с. 44-47.

47. Алексеев М.И., Курганов A.M. Правила пользования системой канализации Санкт-Петербурга. СПб, Водоканал, 1997,- 44 с.

48. Алексеев М.И., Мишуков Б.Г. Отведение и очистка поверхностного стока с городских территорий. Вестник отделения строительных наук Рос. акад. архит. и строит, наук. -1994. -№ 1. с. 41-44, 149.

49. Алексеев М.И., Мишуков Б.Г., Дмитриев В Д., Сергеев Ю.С. Эксплуатация систем водоснабжения и канализации.: Учеб. пособие по специальности «Водоснабжение, канализации, рациональное использование и охрана водных ресурсов». М.: Высшая школа, 1993. 277 с.

50. Алексеева Н.П. Устойчивое управление водными ресурсами в бассейнах трансграничных водных объектов. Акватерра-2000, Материалы 3-й Международной выставки и конференции, СПб, 14-17 ноября 2000 г.

51. Алферова JI.A., Журба М.Г., Говорова Ж.М. и др. Экологически чистые технологии производства. Водоснабжение и санитарная техника, 1997, № 7, с. 2-4.

52. Алферова Л.А., Марков П.П., Нечаев А.П. Перспективы развития и внедрения замкнутых систем водного хозяйства (ЗСВХ) в промышленности. "Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева", 1979,24, № 1, 30-35.

53. Алферова JI.A., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М.: Стройиздат, 1984. 272 с.

54. Анисимова С.В., Кузин А.К., Станишевский С.А. Оптимизация размещения городских очистных станций. Водоснабжение и санитарная техника, 1982, №1, с. 25-27.

55. Артамонов В.В., Вижевская Т.В., Ласков Ю.М. Расчёт материальных балансов технологических схем очистки сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника, 1983, № 4, с. 6-8.

56. Арутюнян К.Г., Григоров Н.М. Предложения по уточнению строительных норм и правил, касающихся проектирования канализационных сетей. Водоснабжение и санитарная техника, 1976, № 2, с. 28.

57. Арутюнян КГ., Никаев М.А. Повышение-эксплуатационной надежности сетей коммунальных систем водоотведения. В кн.: Интенсификация и повышение надежности работы систем транспортирования воды. Моск. ДНТП им. Ф.Э. Дзержинского.

58. Арутюнян К.Г., Никаев М.А., Соколова Ф.Г. Технико-экономическая эффективность проектирования сетей водоотведения, обеспечивающего снижение трудовых затрат при эксплуатации. Водоснабжение и санитарная техника, 1980, № 3, с. 7.

59. Арутюнян КГ., Яковлев С.В. К вопросу о расчетных наполнениях канализационных трубопроводов круглого сечения. В кн. О нормах проектирования канализации населенных мест и промышленных предприятий. Л., ЛИСИ, 1949, с. 20-29.

60. Арэ Ф.Э., Дикаревский B.C., Иванов В.Г., Черников Н.А., Яковлев А.А. Анализ состояния и прогноз изменения качества воды в реке Свирь. Расчет ПДС. Отчет по НИР. СПб, ПГУПС, 1995, 182 с.

61. Арэ Ф.Э., Черников Н.А., Яковлев А.А. Анализ состояния и прогноз изменения качества воды в реках Луга и Ижора. Расчет ПДС. (Часть I р. Луга). Отчет по НИР. СПб, ПГУПС, 1996, 318 с.

62. Арэ Ф.Э., Черников Н.А., Яковлев А.А. Анализ состояния и прогноз изменения качества воды в реках Луга и Ижора. Расчет ПДС. (Часть II р. Ижора). Отчет по НИР. СПб, ПГУПС, 1996, 154 с.

63. Бабина Ю.В., Михайлова Н.Д., Сидорова И.С. Оценка удельных показателей затрат на извлечение из сточных вод отдельных загрязняющих веществ в водные объекты. Проблемы регион. экол.-1997- № 4- с. 95111.

64. Баев А.С., Сорокин Н.Д. и др. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге за 1980-1999 годы. СПб.: 2000, 516 с.

65. Баринбойм И.Д., Демин Н.П., Черников Н.А. Разработка вопросов гражданской обороны в дипломных проектах по специальности "Водоснабжение и канализация" (1209). Методические указания. Л., ЛИИЖТ, 1984. 33 с.

66. Башару Т. Особенности гидравлического расчета бытовых сетей водоотведения-е учетом изменения расхода стачных вод. Автореферат к.т.н.• СПб, ПГУПС, 1999,22 с.

67. Безклубенко И.С. Автоматизация проектирования развивающихся инженерных сетей с оптимизацией потокораспределения. Автореф. к.т.н., Киев, КИСИ, 1986, 25 с.

68. Безпамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Л.: Химия, 1995. 528 с.

69. Беляев С.Д., Черняев A.M. Механизмы реализации государственной водной политики. / ЭКВАТЭК-2000: Четвертый Международный конгресс "Вода: экология и технология", Москва, 30 мая 2 июня, 2000: Тез. докл. М.: СИБИКО Инт. 2000, с. 26-27.

70. Беляев С.Д., Черняев A.M. Стратегия водоохранной деятельности на основе целевых показателей состояния водных объектов. / Мелиор. и вод. х-во (Москва). 1999. - № 2. - с. 52-55.

71. Бодров В.И., Дворецкий С.И., Дворецкий Д.С. Оптимальное проектирование энерго- и ресурсосберегающих процессов и аппаратов химической технологии. Теор. основы хим. технологии 1997, № 5.-е. 542-548.

72. Бочаров Е.П. Многокритериальная постановка задачи оптимизации качества окружающей среды. Экономика и математические методы, 1991, № 5, с. 974.

73. Бочаров Е.П. Расчет экономического оптимума качества окружающей природной среды. Экономика и математические методы, 1988, № 3, с. 553.

74. Бударин В.Ф., Седова А.А. Международное сотрудничество по рациональному использованию и охране пограничных водных систем в северо-западном регионе. Акватерра-2001, Материалы 4-й Международной выставки и конференции, СПб, 13-16 ноября 2001 г., с. 43.

75. Вайсфельд Б.А., Эль Ю.Ф. Системы водоотведения. "Концепция развития и реконструкции городских систем водоотведения в современных условиях РФ" / Сантехника: Технические решения и эстетика. 2001. № 2. с. 38-39.

76. Ватник П.А. Словарь по экономике. Пер. с англ. СПб.: Экономическая школа. 1998. 752 с.

77. Верхотуров В.П. Повышение эффективности отведения и очистки дождевых вод с городских территорий. Автореф. к.т.н., СПб, СПбГАСУ, 1999,22 с.

78. Временная инструкция по проектированию сооружений для очистки поверхностных сточных вод. СН 496-77. М., Стройиздат, 1978. 33 с.

79. Временные методические рекомендации по нормированию водоотведе-fo ния в Санкт-Петербурге (региональный норматив). Утверждены Администрацией Санкт-Петербурга распоряжение от 16.03.1998, №31. 19 с.

80. Гареев A.M. Оптимизация водоохранных мероприятий в бассейне реки (географо-экологический аспект). СПб.: Гидрометеоиздат, 1995. 190 с.