Главная > Статьи > К.Хренов, М.Козлов
Современные технологии на службе Мосводоканала

К.Хренов, М.Козлов
Современные технологии на службе Мосводоканала

Константин Хренов,
первый заместитель генерального директора МГУП «Мосводоканал»

Михаил Козлов,
начальник Управления новой техники и системного развития МГУП «Мосводоканал»

 


В инновационной деятельности МГУП «Мосводоканал» важную роль играют Научно-технический совет и Инженерно-технологический центр предприятия. Среди наиболее актуальных направлений этой работы: автоматический мониторинг качества воды водоисточников; повышение энергоэффективности водоподготовки; применение люков из ВЧШГ и полиэтиленовых труб инновационной конструкции; изготовление почвогрунтов с использованием осадков сооружений водоподготовки.


 

МГУП «Мосводоканал» – крупнейшее в России предприятие жилищно-коммунального комплекса, обеспечивающее более 13 млн жителей московского мегаполиса высококачественной питьевой водой и надежным водоотведением. Свою миссию Мосводоканал видит в том, чтобы, используя прогрессивные энерго- и ресурсосберегающие технологии, сделать жизнь москвичей комфортной, а услуги – доступными. Предприятие уверенно внедряет технологии XXI века, вводит в эксплуатацию новые, уникальные сооружения с использованием инновационных технологий и оборудования.

Инновационное развитие любого предприятия невозможно без слаженной работы коллектива квалифицированных специалистов. В Мосводоканале уделяется большое внимание созданию собственной научной и инженерной школы. Создан Инженерно-технологический центр – «кремниевая долина» нашей организации. Работа молодых ученых под руководством опытных наставников позволяет формировать квалифицированные кадры будущего непосредственно на производстве.

В МГУП «Мосводоканал» выстроен полный инновационный цикл создания и внедрения новых технологий и оборудования. Ключевую роль в этом играет Научно-технический совет (НТС), в состав которого входят ведущие ученые и специалисты Москвы, а также сотрудники Мосводоканала. Старт инновационного цикла начинается с формализации существующей проблемы или идеи. После этого сотрудниками Инженерно-технологического центра проводится информационный поиск решений, выработанных мировой практикой в данной области. Делегациями специалистов предприятия ведется тщательный поиск новейших решений на международных выставках. По результатам проведенного поиска проводится заседание НТС, где принимаются коллегиальные решения о проведении испытаний перспективных образцов и технологий. Результаты испытаний рассматриваются на НТС для принятия решения о разработке отечественной конструкции, объединяющей все преимущества испытанных изделий и материалов. Сотрудниками Инженерно-технологического центра предприятия разрабатываются эскизы нового изделия и оформляется заявка на патент.

Контроль качества воды

В МГУП «Мосводоканал» действует система автоматического мониторинга качества воды водоисточников. Проводятся мероприятия по определению загрязнителей воды, которые в будущем могут создавать существенную проблему водоснабжению города: ксенобиотиков, медицинских препаратов, гормонов и других веществ антропогенного происхождения. Обследовано 7 водных объектов, что позволило идентифицировать 136 органических веществ, в том числе 106 лекарственных средств и ксенобиотиков, обладающих фармакологической и токсической активностью, на большую часть которых в настоящее время не установлены ПДК.

Анализ структурных формул этих веществ и международных баз данных ксенобиотиков показал, что при возрастании концентрации они могут оказывать негативное воздействие на здоровье человека. Это требует уже сегодня совершенствования методов водоподготовки с внедрением самых передовых наилучших доступных технологий озоносорбции и мембранной фильтрации.

В последнее время в связи с массовой застройкой прибрежных зон водоохранных территорий возросла антропогенная нагрузка на водоисточники, что требует поднять на новый уровень контроль за водохранилищами.

В Мосводоканале успешно применяется комплекс аэрографического мониторинга на базе беспилотного летательного аппарата отечественного производства «Птеро Е-4» (рис. 1). Первые полеты такого минисамолета были проведены над акваторией водохранилищ в прошлом году. Небесный «страж» ведет автоматическую фотосъемку при полете по заданному маршруту в автоматическом режиме.

Программное обеспечение позволяет создавать панорамы облетаемой территории с координатной привязкой выявленных потенциальных источников загрязнений – свалок мусора и сельскохозяйственной техники, очагов развития водорослей в прибрежной зоне, несанкционированной застройки. По результатам облетов принимается решение о ликвидации свалки с использованием строительной техники или о направлении полученных материалов инспекции в соответствующие инстанции для дальнейшей работы.

Повышение энергоэффективности водоподготовки

В рамках мероприятий по повышению энергоэффективности водоподготовки на предприятии внедряются системы, использующие солнечную и ветровую энергию. На Западной станции водоподготовки проводятся производственные испытания автономного осветительного комплекса, оснащенного солнечными батареями и ветрогенерирующей установкой (рис. 2).

Ведется активная работа на водопроводной сети по созданию энергонезависимых систем, оснащенных солнечными батареями. Для борьбы с утечками и неполадками, возникающими на водопроводной сети, в 2011 г. на предприятии была внедрена энергонезависимая система контроля параметров водопроводной сети.

Система основана на применении многопараметрических датчиков (рис. 3), способных измерять расход и направление течения воды, давление в трубопроводе и уровень шума, а также вести замеры температуры воды. Система полностью автоматизирована и позволяет непрерывно осуществлять контроль и анализ параметров водопроводной сети (рис. 4). Каждый датчик имеет встроенный логический блок, способный самостоятельно накапливать информацию. Интеллектуальный измерительный комплекс сообщает о появлении возможных утечек или несанкционированных врезок, основываясь на комплексных изменениях контролируемых величин и дальнейшего компьютерного анализа.

По результатам работы системы мониторинга принимается решение о направлении аварийной бригады или об изменении управления подачей воды.

Производство инновационной продукции

Предприятие постоянно работает с отечественными производителями по организации производства инновационной продукции. Так, до недавнего времени при установке некачественных люков постоянно возникали проблемы, связанные с образованием провалов горловин люков, вылетом люков из-под колес автомобилей, нанесением значительного ущерба и созданием угрозы для жизни и здоровья людей.

Для решения этой проблемы был выполнен анализ мировой практики применения люков из ВЧШГ. В 2011 г. организовано отечественное производство новой модели люков для водопроводных и канализационных колодцев (рис. 5). Люк соответствует как российскому, так и более жесткому европейскому нормативу EN 124 и выдерживает нагрузку свыше 40 т. Люк сделан из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и имеет откидной шарнир и гибкий фиксатор, препятствующий его случайному или несанкционированному открытию.

Проведенные испытания импортных образцов пяти ведущих мировых производителей и люков отечественных производителей показали, что новейшие российские люки имеют наибольшую несущую способность. Надежное уплотнение крышки люка позволит избежать попадания сточных вод и дорожной грязи в колодцы и камеры, увеличить срок службы этих сооружений, снизить скорость коррозии трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры, сократить материальные издержки и трудозатраты на поддержание колодцев в надлежащем состоянии, повысить безопасность движения автотранспорта. Разработаны люки с квадратным корпусом для укладки на тротуарах, мощенных прямоугольной плиткой.

Разработана конструкция и изготовлен образец вставки из резины (рис. 6), укладываемой в квадратную карту при ремонте люков колодцев до асфальтировки.

Временная резиновая вставка представляет собой пластину, склеенную из двух монолитных резиновых частей и листовой стали в основании. Конструкция предназначена для сокращения времени, необходимого для восстановления возможности безопасного движения автотранспорта при проведении ремонтно-восстановительных работ, выполняемых при ремонте люков колодцев на проезжей части. Использование данной технологии позволяет в сжатые сроки и с минимальными трудозатратами выровнять поврежденное дорожное полотно до укладки асфальтового покрытия.

До последнего времени при асфальтировке проезжей части использовались квадратные карты. Однако такой метод дорожного ремонта имел свои недостатки. Один из них – перерасход асфальта. Другой недостаток заключался в том, что углы квадратной карты являлись концентраторами напряжений. Это приводило к быстрому разрушению и неэстетичному внешнему виду отремонтированного участка. Для решения данной проблемы внедряется метод кругового фрезерования при асфальтировке карт колодцев (рис. 7).

Опыт показал, что при этом на 1 колодец тратится на 25% меньше асфальта. При круговом фрезеровании отсутствуют концентраторы напряжений, что позволяет увеличить межремонтный интервал покрытия и повысить безопасность движения в городе.

Устанавливаемый до недавнего времени в камерах и колодцах традиционный крепеж из углеродистой стали вследствие коррозии требовал замены каждые 2-3 года. Испытания новых типов коррозионных покрытий и коррозионно-устойчивых материалов показали, что срок их эксплуатации может достигать 25 лет и более. Это позволяет рекомендовать отечественный процесс термодиффузионного цинкования (ТДЦ) (рис. 8). В настоящее время все болтовые соединения от М16 и выше выполняются с использованием болтов с термодиффузионным цинковым покрытием. Экономический эффект от применения крепежных изделий с таким покрытием достигает 9 млн руб. в год.

При локализации аварийного участка в случае полного или частичного затопления камеры с установленной запорно-регулирующей арматурой (ЗРА) особенно остро встает вопрос сокращения времени перекрытия ЗРА. По результатам исследований рынка было принято решение об испытаниях штанг с карданным шарниром для управления запорно-регулирующей арматурой, установленной со смещением относительно люка колодца.

Испытания показали, что использование штанг с карданным соединением приводит к повышению надежности водообеспечения потребителей: сокращается время отключения трубопроводов при выполнении плановых работ и локализации отказов на водопроводных сетях; снижается материальный ущерб, наносимый природной среде, городской инфраструктуре и собственности физических и юридических лиц в случае отказа сети; уменьшаются потери питьевой воды.

Трубы инновационной конструкции

В МГУП «Мосводоканал» активно внедряются полиэтиленовые трубы инновационной конструкции отечественного производства – напорные с защитным покрытием и безнапорные с двухслойной профилированной стенкой (рис. 9, 10).

Преимуществом труб является полная герметичность и экологическая безопасность. Срок эксплуатации составляет до 100 лет. Защитное покрытие обеспечивает стойкость ко всем видам коррозии, возможность траншейной укладки без песчаной засыпки и безопасное применение при бестраншейной протяжке. Масса полиэтиленовых труб в среднем в 8 раз меньше массы стальных труб, что значительно удешевляет транспортировку и монтаж. Эластичность позволяет легко вписывать трубопровод в повороты трассы, переносить смещение неустойчивых грунтов и даже сейсмическую активность. Значительно сокращаются сроки ведения работ (в 10 раз по сравнению со стальными трубами).

За последние два года МГУП «Мосводоканал» проложил 5,6 км отечественных труб с защитным покрытием и 55 км труб с двухслойной профилированной стенкой. Следует отметить, что к контролю качества трубной продукции в Москве привлечены крупнейшие гигиенические институты страны.

На предприятии освоен бестраншейный ремонт трубопроводов большого диаметра (до 5000 мм) с использованием полос ПВХ пленки со стальным уплотнением (рис. 11). Навивочная машина располагается внутри существующего канализационного колодца. Профиль подается в машину от центра барабана, специально предназначенного для данного процесса. Пленка на месте под высоким давлением заливается концентрированным жидким раствором. Затем машина поворачивается, перемещаясь вперед по ремонтируемой трубе, и спирально навивает профиль, образуя за собой трубу. Таким образом, можно отремонтировать участки трубы значительной длины, образуя в результате прочную составную трубу из профиля, раствора и существующей трубы.

Современные полимерные покрытия

Для защиты канализационных камер и колодцев от разрушающего воздействия газовой коррозии в Мосводоканале проводятся эксплуатационные испытания современных многослойных композитных полимерных покрытий. В испытаниях принимают участие отечественные и зарубежные производители. При получении положительных результатов применение покрытий позволит минимизировать срок восстановления камер в связи с отсутствием необходимости выполнения мероприятия по разработке котлована, а также возможностью исключить согласование для производства земляных работ, восстанавливать камеру без отключения коллектора, снизить межремонтный промежуток за счет защиты стенок камеры от коррозии.

На канализационных насосных станциях производительностью до 10,0 тыс. м3/сут. внедряются измельчители канализационных отбросов (рис. 12). В результате применения этих устройств сокращается объем использования автомобильного транспорта для вывоза мусора (до 30 раз), снижаются объемы внеплановых ремонтов из-за засоров насосных агрегатов и количество выездов аварийных бригад на прочистку насосов, уменьшается износ оборудования. Экономический эффект от применения измельчителей достигает 7 млн руб. при сроке окупаемости 3,5 года.

Для создания комфортных условий пребывания людей в непосредственной близости от канализационных камер и исключения содержания дурно пахнущих соединений в газо-воздушных выбросах в канализационных колодцах устанавливается система биологической дезодорации (рис. 13). Содержание сероводорода за счет установки устройств сократилось в 2,5 раза, интенсивность запаха – в 2-4 раза.

Изготовление почвогрунта

Техногенное загрязнение и деградация почв – чрезвычайно актуальная проблема для Москвы. Одним из способов увеличения плодородия городских почв является применение в зеленом строительстве искусственных почвогрунтов.

Специалистами нашего предприятия в 2009 г. разработана технология изготовления почвогрунтов с использованием осадков сооружений водоподготовки (рис. 14). За последние два года из осадка Восточной станции водоподготовки произведено более 100 тыс. м3 плодородного почвогрунта. Вывоз осадка на полигоны депонирования прекращен. Почвогрунты использованы для устройства зеленых насаждений вокруг госпиталя ветеранов войн № 2 и в Парке культуры и отдыха им. Горького.

Кроме зеленого строительства, осадки могут быть использованы при выращивании технических культур. В 2011 г. на территории Курьяновских очистных сооружений были заложены опытные участки по выращиванию технических культур (сафлор, рыжик, рапс, быстрорастущие деревья). Результаты опыта показали высокую эффективность внесения осадков: урожайность и прирост биомассы возросли на 100-250% по сравнению с контролем.

Наиболее рентабельными направлениями утилизации осадков являются: использование в питомниках декоративных культур, декоративное цветоводство в теплицах, рекультивация свалок, выращивание биотопливных культур на рекультивируемых свалках и техногенных пустошах.

Внедрение современных инновационных технологий является одним из приоритетных направлений деятельности МГУП «Мосводоканал». Инновационные технологии предлагают экологичные и эффективные пути решения основных задач предприятия – обеспечения жителей качественной питьевой водой и эффективной очисткой использованной воды. Разработка энергоэффективных инновационных систем и организация производства лучших зарубежных разработок на российских заводах должны стать одним из важнейших направлений развития водной отрасли на ближайшие годы.

Оставить комментарий