Повышение эффективности работы систем водоотведения г. Санкт-Петербурга

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка  стр. 57;  табл. 9; формул 51; источников 22.

СИТЕМА, ВОДООТВЕДЕНИЕ, СИСТЕМА ВОДООТВЕДЕНИЯ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Цель курсового  проекта – выявить пути решения  проблем ресурсосбережения в  системе водоотведения городов.

Объектом исследования является система водоотведения города.

Предмет исследования –  основные направления ресурсосбережения  в системах водоотведения города.

Методы исследования: системный  анализ, обзор информационной базы.

В ходе выполнения курсового проекта была проведена теоретическая оценка работы системы водоотведения города.

Был проведен анализ работы системы водоотведения города Санкт-Петербург.

В результате исследований были предложены рекомендации по решению  основных проблем ресурсосбережения системы водоотведения города Санкт-Петербург.

Произведен расчет необходимых  ресурсов жизнеобеспечения города. 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение  4 
1 Теоретические основы эффективности работы системы водоотведения

города                                                                                                                     7                      

1.1 Понятие системы  водоотведения и эффективности ее

     работы                                                                                                      7

1.2 Нормативно-законодательное  и методическое обеспечение

     эффективности системы водоотведения                                                10

1.3 Основные проблемы неэффективной работы системы

      водоотведения                                                                                            13                                    

1.4 Российский и зарубежный  опыт по повышению эффективности

      работы системы водоотведения                                                              15

2 Анализ состояния  работы системы водоотведения  на примере города

Санкт-Петербург                                                                                                       18

2.1 Общая характеристика  системы водоотведения города

      Санкт-  Петербурга                                                                                   18

2.2 Проблемы неэффективной работы системы водоотведения города

     Санкт-Петербурга                                                                                       23

3 Основные направления повышения эффективности работы

   системы водоотведения на примере города Санкт-Петербурга                       27

3.1Обоснование  и выбор проектных решений                                            27

3.2 Мероприятия по прекращению сброса неочищенных сточных

вод в водные объекты города                                                                       28

3.3 Мероприятия по реконструкции тоннельных

      коллекторов                                                                                         29

3.4 Мероприятия по строительству и реконструкции

       очистных сооружений                                                                          30

4 Расчет основных  ресурсов жизнеобеспечения города                                       33

4.1 Водоснабжение                                                                                          33

4.2 Водоотведение                                                                                          41

4.3 Теплоснабжение                                                                                        43

4.4 Электроснабжение                                                                                   45

4.5 Газоснабжение                                                                                           50

Заключение                                                                                                             51

Список использованных источников                                                                    54

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня во всем мире остро стоит проблема эффективного управления водными ресурсами и  водоотведением. Эта проблема не обошла стороной и город Санкт - Петербург.

В общем, водохозяйственная система представляет собой географический комплекс природных и искусственно созданных водных объектов и инженерных сооружений, совместно функционирующих для удовлетворения социальных, экологических и экономических потребностей человека в воде.

Можно выделить ряд проблем, существующих в отрасли городского водоотведения на данный момент:

• диспропорции в развитии городского водоотведения (канализации);
• недостаток канализаций в малых населенных пунктах;
• низкое качество водоотводящих сетей;
• высокая материалоемкость и трудозатраты при строительстве систем водоотведения.

Эти проблемы снижают  экономическую эффективность функционирования отрасли, что требует введения рыночных механизмов управления в естественно-монопольный  сектор на основе концессионного порядка предоставления объектов водного хозяйства в пользование.

Водоотведение является важнейшей санитарно-технической системой, которая создаётся для обеспечения нормальной жизнедеятельности населения и всех отраслей экономики государства. От стабильного функционирования этой системы зависит нормальная работа города, предприятий, здоровье и безопасность жителей.

Данная работа имеет целью исследовать наиболее важные аспекты деятельности организации  работы системы водоотведения города Санкт -Петербург и выработать конкретные предложения по созданию условий для повышения эффективности работы этой отрасли.

Достижение  поставленных целей предполагает решение следующих задач:

1. Дать понятие системы водоотведения;
2. Исследовать понятие эффективность;
3. Выявить факторы, влияющие на эффективность работы системы водоотведения;
4. Изучить критерии оценки эффективности работы системы водоотведения;
5. Познакомится с нормативно-законодательной базой функционирования системы водоотведения;
6. Выявить основные проблемы неэффективной работы системы водоотведения;
7. Рассмотреть российский и зарубежный опыта по повышению эффективности работы систем водоотведения;
8. Провести анализ состояния системы водоотведения города Санкт-Петербург;
9. Дать рекомендации по улучшению работы системы водоотведения города;
10. Произвести расчет основных ресурсов жизнеобеспечения города.

При этом объектом является система водоотведения города Санкт-Петербург, а предметом – пути повышения эффективности работы системы водоотведения города Санкт - Петербург.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: системный анализ, статистический метод, обзор информационной базы, метод сравнения.

Информационная  база, использованная во время исследования: учебные пособия (книги), периодические издания (журналы, газеты), глобальная телекоммуникационная сеть информационных и вычислительных ресурсов Internet, законы и иные нормативные акты, СНиПы.

Основными учеными, которые занимались проблемами водоотведения  являются  – Яковлев С.В., Ласков Ю.М., Трунова Н.А., Калицун В.И., Самохина В.Н., Карелин Я.А..

В ходе выполнения данного курсового проекта была проведена теоретическая оценка работы системы водоотведения города Санкт - Петербург. Был проведен анализ работы системы водоотведения города Санкт - Петербург.

В результате исследований были предложены рекомендации и пути решения основных проблем функционирования системы водоотведения города Санкт – Петербург. Произведен расчет необходимых ресурсов жизнеобеспечения города.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ

1. Понятие системы водоотведения

Для того чтобы  полностью раскрыть понятие водоотведение, нужно сначала дать определение  понятию «система».

Система – множество взаимосвязанных объектов и ресурсов, организованных процессом системогенеза в единое целое и противопоставляемое среде.

Таким образом, водоотведение − это комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий обеспечивающих приём сточных вод от населения и промышленных предприятий, транспортирование и очистку их с последующим сбросом в реку или на рельеф.

Основными элементами системы водоотведения являются:

• внутренняя канализация;
• дворовая или внутриквартальная водоотводящая сеть;
• уличная водоотводящая сеть;
• насосные станции и напорные трубопроводы;
• очистные сооружения и выпуски сточных вод в водоем [7].

Субъектами  системы водоотведения являются предприятия и организации различных  организационно-правовых форм, осуществляющие хозяйственную деятельность по технической  эксплуатации и реконструкции системы  водоотведения, выполняющие проектирование, строительство и реконструкцию системы водоотведения.

Объект системы  водоотведения – это тот, кто  пользуется услугами водоотведения  и канализации. Объектами могут  быть физические и юридические лица, отдельные предприятия, организации  и целые муниципальные образования.

Определение «система водоотведения» можно рассматривать  с трёх точек зрения. С точки  зрения экономики: водоотведение − это сумма объемов холодной и горячей воды умноженная на тариф водоотведения. Согласно технологическому подходу: водоотведение – это использование комплекса инженерных сооружений и оборудования с целью удаления сточных, ливневых и талых вод из населенных пунктов и промышленных объектов. Экологический словарь трактует этот термин несколько иначе: водоотведение – технологический процесс, обеспечивающий прием сточных вод абонентов с последующей передачей их на очистные сооружения канализации [8].

Для того чтобы  сделать вывод о эффективной  или неэффективной работе системы  водоотведения далее рассмотрены  основные понятия эффективности.

Эффект (от лат. effectus — «исполнение», «действие») —  результат, следствие каких-либо причин, действий.

Эффективность — степень реализации целей организации  при минимальных, но необходимых  затратах. Это отношение результата деятельности к затратам на его достижение, т. е. результат сравнивается с’ затратами [22].

В зависимости  от целей организации выделяются различные виды эффективности:

1. по степени значимости для организации различают стратегическую и тактическую эффективность;
2. по отношению к внешней среде — внешнюю и внутреннюю эффективность; 
   по содержанию выделяются технологическая, экономическая, производственная, научно-техническая, экологическая и социальная эффективность;
3. по общественным характеристикам — общефирменная, внутрифирменная, групповая и индивидуальная эффективность;
4. по общественным характеристикам — эффективность организационной структуры и эффективность механизма управления;
5. по отношению к объекту и субъекту управления выделяют эффективность производства и эффективность управления.

Эффективность организации определяется по ряду показателей:

1. Результативность. По этому показателю оценивается, достигнуты ли организацией поставленные цели.
2. Производительность. Этот показатель выявляет, достигнута ли цель посредством минимальных трудовых затрат.
3. Продуктивность. По этому показателю оценивается количество и качество продукции.
4. Рентабельность. Это показатель прибыльности в процессе всего товарооборота от приобретения сырья и оборудования до продажи произведенного товара.
5. Экологичность. К современному производству предъявляется требование применения экологически чистых технологий. Загрязнение окружающей среды является одним из важных показателей неэффективности промышленного предприятия.
6. Энергоемкость. Любое производство приближается к идеальному, если потребляется минимум энергии. Поэтому показатель энергозатрат, израсходованных в технологическом процессе, говорит об эффективности всего производства в целом [22].

Существует  ряд факторов, влияющих на эффективность работы системы водоотведения:

- автоматизация  технологических процессов очистки  сточных вод;

- автоматизация  канализационных насосных станций;

- внедрения  системы мониторинга режимов работы водопроводной сети;

- накопленный  опыт эксплуатации;

- квалифицированные кадры и специалисты.

Сточные воды –  это воды, использованные в быту, промышленности, изменившие свой первоначальный химический состав и физические свойства.

Для создания благоприятных  санитарных условий на территориях  городов и промышленных предприятий  сточные воды следует удалять за их пределы, а для исключения загрязнения водоемов сточные воды нужно очищать и обеззараживать. Для этого используют системы канализации [9, с. 494].

Канализация —  это комплекс инженерных сооружений, обеспечивающих сбор сточных вод, транспортирование их за пределы территорий городов и промышленных предприятий, а также их очистку и обеззараживание.

Сточные воды способны нарушить санитарно-эпидемиологическое благополучие населения городов  и промышленных предприятий. Они  являются источником загрязнения окружающей природной среды. Системы водоотведения устраняют негативные последствия от воздействия сточных вод на окружающую природную среду. После очистки сточные воды обычно сбрасываются в водоемы [9, с. 494].

Водоотведение осуществляется при помощи комплекса подземных самотечных трубопроводов, очистных и других сооружений, с помощью которых осуществляется отвод использованных и отработавших вод, очистка и обеззараживание их, а также обработка и обезвреживание образующихся при этом осадков с одновременной утилизацией ценных веществ. Такие комплексы называются системами водоотведения, или водоотведением.

Система водоотведения, как и остальные системы инженерного  обеспечения городов, имеет стратегическое значение для государства. Поэтому  её деятельность должна четко регулироваться. Регулирование осуществляется за счет нормативно-законодательной базы в данной сфере.

1.2 Нормативно-законодательная база водоотведения

В настоящее  время нормативно-правовые акты, регламентирующие деятельность предприятий жилищно-коммунального хозяйства, в том числе по водоотведению находятся на различных уровнях управления: государственном, региональном и местном.

Как и все  сферы жизнедеятельности и ЖКХ  водоотведение имеет свою нормативно-законодательную  базу. Поэтому изучение вопросов водоотведения следует начать с изучения законодательных и нормативно-правовых актов Российской Федерации, направленных на создание законодательной базы в области водоотведения. Все нормативно-правовые акты основываются и действуют в пределах признанных Конституцией Российской Федерации.

Нормативно-правовые акты, касающиеся вопросов системы  водоотведения можно занести  в таблицу 1:

Таблица 1 − Нормативно-законодательные акты

Продолжение таблицы 1:

В таблице 1 указаны  нормативно-правовые акты по вопросам водоотведения и их краткое содержание и описание, а так же выявлены недостатки и минусы этих актов.

Роль и значение нормативно - правовой базы играет огромную роль и поэтому нормативно-законодательная база постоянно совершенствуется. Но, к сожалению, нормативно-законодательная база еще далека от идеала. Кроме существующих проблем в нормативно-законодательной базе существуют проблемы, препятствующие эффективной работе системы водоотведения в целом.

1.3 Основные проблемы неэффективной работы систем водоотведения

Система водоотведения, как и другие отрасли имеет  множество тонкостей, каждую из которых нужно учитывать во избежание проблем. В основном проблемы системы водоотведения проявляются в [11]:

• прогрессирующей тенденции к ухудшению уровня предоставляемых потребителям услуг по водоотведению;
• повышении аварийности в системах канализации;
• тяжелом финансово-экономическом состоянии предприятий водопроводно-канализационного хозяйства.

Существует  так же ряд проблем водоотведения, которые предстоит решить в ближайшие годы:

• ликвидация имеющейся диспропорции в развитии городского водоснабжения и канализации;
• устройство канализации в малых населенных пунктах, которые не имеют, как правило, квалифицированных специалистов, материальной базы и достаточных денежных средств;
• повышение качества строительства новых водоотводящих сетей и реконструкция уже существующих;
• снижение материалоемкости и трудозатрат при строительстве систем водоотведения.

Проблемы являются значимыми, но их преодоление способствует надежному обеспечению работы систем водоотведения, а следовательно и сохранению здоровья населения, повышению его благосостояния; эффективному использованию материальных и энергетических ресурсов в сфере водопроводно-канализационного хозяйства, защиты окружающей среды от негативного воздействия неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод.

Достаточно остро стоит проблема загрязнения поверхностных и подземных вод. Основные источники загрязнения – это неочищенные и недостаточно очищенные сбросы промышленных и сельскохозяйственных предприятий [10].

Существующие  системы водоочистных сооружений не в состоянии полностью очистить всю сточную воду. Помимо химического загрязнения наблюдается превышение ПДК по патогенной микрофлоре.

Так же проблемы могут возникнуть из-за того, что  технологии своевременно не обновляются, что приводит к существенному  исчерпанию их ресурса, повышению аварийности, снижению эффективности очистки сточных вод и т.д.

Для решения  проблем, следует создать программу  по улучшению эффективности работы систем водоотведения.

Выполнение  программы позволит достичь улучшения и развития работы по некоторому ряду показателей [12]:

Экономических:

- сокращение уровня утечек и неучтенных потерь воды;

-уменьшение средних удельных затрат электроэнергии при водоотведении;

- сокращение количества аварийных отключений и времени ликвидации аварий.

Экологических:

- прекращение сброса неочищенных сточных вод;

- прекращение сброса неочищенных промывных вод фильтровальных станций.

Решение проблем, связанных с системой водоотведения, является одними из приоритетных направлений  деятельности в сфере коммунального хозяйства для всех стран России, так и для зарубежных стран.

1.4 Российский  и зарубежный опыт повышения эффективности работы системы водоотведения

В России и других зарубежных странах очень актуальна  проблема экологии, в частности улучшение  методов очистки сточных вод при сбросе их в водоемы, активно разрабатываются способы повышения эффективности работы системы водоотведения.

Германия. С 1999 года в Германии активно применяются двухкомпонентные полиуретановые покрытия BASF OLDODUR WS 56 для ремонта канализационных колодцев/камер, насосных станций и очистных сооружений с целью профилактики повреждений несущей конструкции в результате воздействия биогенной серной кислоты и прочих химических нагрузок. Устойчивость покрытия к воздействию серной кислоты была подтверждена исследованиями, проведенными немецким Исследовательским институтом полимерных материалов (For-schungsinstitut für polymere Baustoffe Dr.  R.Stenner GmbH,  Flörsheim-Wicker,  BRD)  в 2001 году и  НИИЖБ в 2006 году. Применение покрытия BASF Oldodur WS 56 позволяет избежать в будущем большого объема ремонтных работ, поскольку местные дефекты покрытия легко устраняются.

Южная Австралия. В Университете Южной Австралии решили применить нано-технологии для поиска новых способов очистки воды. Исследователи установили, что частицы кварца можно покрыть нано-метровым слоем активного вещества, основанного на углеводороде с кремнесодержащим якорем (фиксатором). Опыты показали, что эти активные нано-частицы способны избавлять воду от биологических молекул и патогенов, таких как вирус полиомиелита, кишечная палочка и криптоспоридиоз [13].

Санкт-Петербург. Реконструкция Центральных очистных сооружений (ЦОС) Санкт-Петербурга. До реконструкции ЦОС хозяйственно-бытовые стоки от прилегающих к Неве зданий сбрасывались непосредственно в каналы, попадая затем в дельту реки и Финский залив. Задача реконструкции стала замена насосного оборудования. В итоге, после замены сократилось потребление электроэнергии. Так же снизились затраты на обслуживание оборудования. Помимо замены насосов, была проведена диспетчеризация очистных сооружений, в результате которой всё оборудование управляется из общего диспетчерского пункта. Это позволило сократить трудозатраты и оптимизировать процессы очистки.

Воронеж. К сегодняшнему дню система водоотведения Воронежа состоит из почти 1 000 км канализационных сетей, на которых установлено около 26 тысяч колодцев и 39 канализационных насосных станций. На водоканале действует система поэтапного введения энергосберегающих технологий. Это дало возможность серьезно сократить энергозатраты, снять проблему высоких пусковых стоков и заметно снизить издержки на ремонт техники.

Таким образом, теоретические исследования показали, что система водоотведения – это комплекс инженерных сооружений и устройств, служащих для приема и удаления сточных вод за пределы населенных пунктов, а также для их очистки и обеззараживания. Существует ряд факторов, влияющих на эффективность работы системы водоотведения:

- автоматизация  технологических процессов очистки  сточных вод;

- автоматизация  канализационных насосных станций;

- внедрения  системы мониторинга режимов  работы водопроводной сети;

- накопленный  опыт эксплуатации;

- квалифицированные  кадры и специалисты.

На работу системы  водоотведения влияет ряд как  положительных, так и отрицательных факторов. Нормативно-законодательное и методическое обеспечение являются регулирующей деятельностью в системе водоотведения, но и эти законодательные акты и нормы не охватывают всех сторон системы водоотведения, поэтому нормативно-законодательная база требует доработок. В сфере водоотведения четко и остро стоят проблемы экологического и экономического характера. За рубежом система водоотведения так же совершенствуется. Некоторые зарубежные практики применяются или планируется применять и в России.

2 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЙ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ ГОРОДА САНКТ - ПЕТЕРБУРГА

2.1 Основные  характеристики водоотведения города Санкт - Петребург