Водоканалы: опыт повышения эффективности

Среди прочих организаций, относящихся к сфере жилищно-коммунального хозяйства, крупные городские водоканалы стоят особняком. И, в отличие от других «собратьев» по ЖКХ, где износ основных фондов  достигает порой и запредельных 90%, положение у этих компаний достаточно устойчивое. Это понятно – являясь, с одной стороны, стратегическими объектами, они даже в нестабильные времена ощущали поддержку государства. С другой стороны – именно водоканалы являются поставщиками жизненно необходимых и населению, и бизнесу услуг – водоснабжения и водоотведения.

     Но сама по себе стабильность – вовсе не панацея от всех бед. Сегодня, как в знаменитой детской сказке, «для того, чтобы просто оставаться на месте, нужно бежать изо всех сил», непрерывный рост тарифов на энергию просто не дает другого выбора.

     Чтобы не отстать навсегда, даже просто остаться в рамках рентабельности, любому предприятию необходимо постоянно и достаточно быстро развиваться – снижать издержки, повышать эффективность производства. Все это невозможно без применения новейших технологических разработок. И, как показывает опыт ведущих российских водоканалов, даже самые крупные вложения окупаются сторицей.

Водоснабжение

     Несколько лет назад в Башкирии успешно прошла реконструкция водоснабжения трех промышленно развитых городов республики – Салавата, Стерлитамака и Ишимбая.  Их групповой водозабор обслуживает ГУП «Салаватводоканал». Как и практически всюду в подобных структурах, львиная доля расходов приходится на электроэнергию. Причем насосное оборудование  потребляет до 70% от энергозатрат всего предприятия. Большая их часть (до 80%) приходится на станции второго и последующего подъемов.

      Около 6 лет назад, когда началась модернизация водоканала, на предприятии были установлены насосы GRUNDFOS типа SP. За годы  работы выяснилось, что удельное энергопотребление снижено почти на 8%, утечки - на 11%. Кроме того, за счет применения современных электронных шкафов управления насосы были сведены в единую диспетчерскую сеть. Это позволило аудировать городскую распределительную сеть, попутно обеспечив постоянный мониторинг работы модернизированных водяных скважин.

    В системе водоснабжения города  проведен анализ гидравлического режима работы сетей, и по его итогам были установлены 6 подкачивающих насосных станций, 4 регулятора давления, что позволило снизить общее давление в городской сети на 1,5 атм.      Уже через три года экономический эффект (рис. 1) от внедрения этого мероприятия составил 1717 тыс. руб.

     Обобщая, стоит сказать, что логика модернизации Салаватского водоканала вполне укладывается в давно проверенную временем и опытом схему, которая базируется на «трех китах»:

     - современном оборудовании – насосах, запорной арматуре, КИП.  Выбор комбинации насосов и способа регулирования в зависимости от характеристики сети позволяет оптимизировать текущее энергопотребление по каждому насосу и характеристики насосной станции в целом. Для этого необходима постоянная обратная связь каждого агрегата с центром управления диспетчерской сетью;

 - диспетчеризации распределяющих сетей. Эта мера дает возможность уменьшить непроизводительную работу насосных станций и сберечь до половины потребляемой насосами электроэнергии;

- паспортизации сетей и составлении регулярно обновляемых баз данных, где должны быть учтены все особенности.  Достоверная информация об узлах сети позволит выполнить корректный гидравлический расчет  и дает возможность дополнительной экономии – за счет существенного снижения аварийности и ремонтных работ (до 15%).

     Рис.1 Динамика энергопотребления

     По подобной же схеме идет модернизация и других водоканалов. Например, Ярославский водоканал, один из наиболее крупных в России, уже несколько лет назад начал программу поэтапной реконструкции, включающей замену устаревшего и неэкономичного оборудования и  диспетчеризацию насосных станций. В результате на сегодняшний день большую часть насосных станций первого, второго и третьего подъемов здесь представляют установки типа Hydro MPC и 2000.

Такие повысительные установки с каскадным и частотным регулированием, состоящие из нескольких вертикальных многоступенчатых насосов, обладают высочайшим КПД. Современные контроллеры и системы удалённого доступа  позволяют  управлять насосной станцией без присутствия персонала, а так же обеспечивают хранение и передачу необходимой информации, например, по отключениям электроэнергии и другим нештатным ситуациям. В комплексе все это обеспечивает не только ощутимую экономию электроэнергии, но и дает возможность существенно снизить трудозатраты – для обслуживания коммуникаций и насосных станций теперь требуется минимальный штат, ведь к системе подключены и датчики  охранно-пожарной сигнализации и вся информация о работе насосных станций в городе выводится на единый диспетчерский пульт в режиме реального времени.

Водоподготовка

      Базовой задачей водоканалов является не просто поставка воды, но подготовка ее до заданных нормативами параметров. Однако, в связи с очевидным  ухудшением экологической обстановки практически повсеместно в России (по некоторым данным загрязненность поверхностных вод достигает 70%), очистка и кондиционирование воды становится все более сложной технической проблемой.  До недавнего времени основной технологией водоподготовки была механическая очистка с последующим прямым хлорированием. Однако обработка газообразным хлором по старым схемам представляет очевидную угрозу не только окружающей среде, но и безопасности в целом (из-за транспортировки и хранения ядовитого газа). Поэтому сегодня эти способы постепенно отступают на второй план и ведущие водоканалы страны обращаются к современным, менее  опасным методам.

     Своеобразной «первой ласточкой» модернизации водозаборов стала Юго-Западная водопроводная станция (ЮЗВС) Мосводоканала, введенная в эксплуатацию в декабре 2006 года. Ее особенность в том, что, обладая сравнительно небольшой мощностью (около 250 тысяч кубометров воды в сутки), она ориентирована, прежде всего, на получение воды нового качества.  Это объясняется спецификой технологической схемы очистки воды ЮЗВС, разработанной и смонтированной компанией WTE (Германия). Методика, кроме традиционных стадий осветления и обеззараживания,  включает двухступенчатое озонирование с использованием активированного угля и - впервые в России - мембранное фильтрование. Эта полностью автоматизированная система позволяет исключить попадание в питьевую воду токсичных веществ, болезнетворной микрофлоры и обеспечить полную дезодорацию (удаление запаха).

      Речная вода на этой станции проходит обработку флокулянтами (полиалюмогидрохлорид) при помощи установок POLYDOS (GRUNDFOS/ALLDOS). Перед первичной очисткой на фильтрах вода попадает на станцию углевания, где происходит адсорбция примесей суспензией активированного угля. Она также готовится на базе установки POLYDOS, с последующим дозированием при использовании шнековых насосов SEEPEX.

     Обеззараживание производится путем введения точного количества гипохлорита натрия в подготавливаемую воду при помощи станций дозирования. В данном случае высококонцентрированный раствор NaClO 15-18% (в исходных емкостях) на вводе в водопровод разбавляется до 1% полностью автоматизированной системой разбавления. Это позволяет исключить расходы на организацию растворного узла, существенно снижает риск аварии, дает возможность полностью диспетчеризовать весь процесс и кардинально снижает трудозатраты.

     Подобные технологии уже в ближайшем будущем будут применяться повсеместно.  Генеральная схема развития водоснабжения города предусматривает, что  к 2020 году объемы питьевой воды, полученной по новым методикам, превысят 80%.

Водоотведение

     Третьей главной целью водоканалов, помимо водоснабжения и водоподготовки, является водоотведение. Сегодня можно сказать, что без качественной канализации и обработки стоков выполнение двух первых задач может стать проблематичным – из-за загрязнения окружающей среды и вод. Именно поэтому модернизация систем водоотведения становится первоочередной проблемой для многих городов. Причем в данном случае в качестве инвесторов выступают и зарубежные организации и компании.   

      Характерный пример такого взаимовыгодного сотрудничества – история модернизации очистных сооружений на о. Белом (Санкт-Петербург). Городские стоки, промышленные и канализационные, еще четверть века назад просто сливались в Неву. Система очистки таких вод (Центральные очистные сооружения) начала работу лишь с 1978 года и, к сожалению, за прошедшие годы перестала справляться с возрастающей нагрузкой Северной столицы. Все это привело к загрязнению не только реки, но и вод Финского залива и Балтики.

     Нужно заметить, что, помимо очевидной пользы для экологической ситуации на Севере Европы, город получил и очевидную экономию: до реконструкции станция очистки была оснащена 12 пропеллерными насосами, по  125 кВт каждый. Их сменило такое же количество насосов GRUNDFOS серии S с двукратно меньшим энергопотреблением. Кроме того, значительно снизились затраты на обслуживание, во многом благодаря применению запатентованного узла SmartTrim, который позволяет регулировать зазор рабочего колеса, не разбирая насос. Количество простоев, таким образом, было кардинально снижено.

     Столь же показательна ситуация на менее крупных сетях – в г. Курске. Из-за особенностей рельефа – холмистости - местная система канализации является одной из самых сложных в ЦФО России и включает в себя более 30 КНС.

     КНС № 32 "Горелый Лес", построенная более четверти века назад, входит в состав МУП «Курскводоканал» и перекачивает стоки из крупного района - Железнодорожного округа (с населением порядка 80 тыс. человек) - на главную насосную станцию (ГНС). КНС обслуживает не только жилищно-коммунальный сектор, но и крупные промышленные предприятия, и обрабатывает стоки объемом около 1800 м3/час.

     Изначально на КНС были установлены насосы советского производства, каждый с расходом 2700 м3/час при напоре 25 метров. Мощность каждого высоковольтного агрегата  составляла 400 кВт. За годы работы это оборудование устарело и перестало соответствовать потребностям города. Поэтому МУП  приняло решение о поэтапной замене насосов, причем критерием подбора являлась надёжность и энергоэффективность.

       В результате, после совместного обследования и замеров параметров КНС, были смонтированы 2 современных низковольтных канализационных насоса  GRUNDFOS серии S по 160 кВт (один насос в работе, один в резерве),  напором 23 метра и расходом 1800 м3/час (проект разработан институтом "Курскгражданпроект"). Кроме того, КНС была полностью автоматизирована.  Оптимизация режимов работы КНС,предложенная инженерами GRUNDFOS, позволила более чем  в 4 раза снизить расход электроэнергии  и существенно сократить затраты на обслуживание КНС.

     Дополнительным аргументом в пользу выбора современных насосов стала возможность выбора вертикальной или горизонтальной компоновки агрегатов. В результате были применены вертикальные насосы,  благодаря чему не пришлось проводить большого объёма строительно-монтажных работ и менять конструкцию самой станции - оборудование идеально вписалось в  существующую КНС. Также стоит отметить, что высокий профессионализм всех служб водоканала, позволил произвести замену оборудования без остановки КНС.

     Сегодня использование передовых энергосберегающих технологий позволяет не только качественно повысить отдачу от работы водоканалов и сделать их экономически эффективными. Модернизация дает возможность ускорить развитие и их клиентов – муниципальных структур и коммерческих организаций – всех тех, кто заинтересован в получении качественных коммунальных услуг по разумным ценам. А значит, в конечном итоге, всего населения в целом.

Пресс-служба компании ООО «ГРУНДФОС»