Исторически ливневая и хозяйственно-бытовая канализации в столице были обособлены. Cначала появились водосточные трубы для дождевой воды — их обустраивали в Москве еще в XIV веке. А вот бытовой канализации в Москве не было аж до конца XIX века. Все нечистоты просто вывозили. Но до этого они скапливались в сливных ямах и источали жуткие ароматы. И это не самое страшное. Укрепленные глиной, эти ямы не удерживали все отходы, и они, просачиваясь в колодцы с питьевой водой, становились причинами болезней и эпидемий. Одна из таких эпидемий вспыхнула в Москве в 1771 г. и унесла жизни почти трети населения столицы. Лишь спустя более чем сто лет в городе начали строительство канализации.
История московской ливневки
Решение о создании раздельной канализации московские депутаты приняли в 1892 г. Согласно утвержденному проекту, в канализацию попадают только хозяйственно-бытовые и фабричные стоки, а атмосферные осадки — в водостоки.
Сами водостоки устраивались еще на Руси, и первая известная нам водосточная труба в Москве датируется 1367 г. Она проходила от центральной части Кремля до Москвы-реки. Трубы для спуска дождевых вод также в обязательном порядке устраивались под стенами Китай-города и Белого города в столице. А в 1838 г. в истории будущей московской ливневой канализации произошел настоящий технический переворот — деревянные водосточные трубы, которые идут от Александровского сада в Москву-реку, заменили на чугунные. Это сказалось как на долговечности, так и на безопасности системы водоотведения.
Сегодня один из самых старых действующих участков ливневой канализации находится в переулке Александра Невского, он проложен еще в 1902 г.
Заключать в подземные трубы реки и подземные ручьи начали также достаточно давно. Одной из первых под землю убрали реку Неглинная. Ее исток находится в районе Марьиной Рощи, далее река протекает вдоль центральной части Москвы. В нижнем течении река сильно загрязнялась, и образовывались запруды, которые москвичи называли «погаными». Попытки заключать Неглинку в трубу предпринимались еще в екатерининские времена, но завершили начатое только в 1817-1819 гг. в ходе глобальной реконструкции центра Москвы после войны 1812 г. Тогда Неглинную заключили в трубу на протяжении трех километров. Сегодня Неглинка, длина которой составляет 7,5 км, почти полностью заключена в трубопровод. Коллектор Неглинной также относится к постройкам XIX века (1886-1887 гг.).
Погодные сюрпризы
Изначально при строительстве водосточная сеть была рассчитана на то, что проливные дожди могут идти раз в три-пять лет. С тех пор климат существенно изменился. Сегодня в Москве все чаще фиксируется выпадение аномального количества осадков. Несмотря на это, как рассказали нам в Мосводостоке, который обслуживает ливневую канализацию, лишь часть водосточной сети нуждается в поддержке и укреплении.
По информации Гидрометеобюро Москвы и Московской области суммарное годовое количество осадков, выпавших в Москве в 2015, 2016 и 2017 гг., превысило нормативное значение.
В последние годы короткие интенсивные ливни в Москве стали достаточно частым и уже привычным явлением. После них на улицах города могут образовываться временные подтопления. Их предотвращением или устранением занимаются эксплуатационные службы Мосводостока.
Во время ливней в городе дежурят аварийные бригады и специализированная откачивающая техника Мосводостока. Скопления воды могут устраняться двумя способами: либо ее откачивают специализированной техникой, либо перекачивают мотопомпами в ближайший водосточный колодец. Если же вода скопилась в месте расположения водоприемного колодца, подтопление устраняют путем прочистки водопропускной решетки от листвы и мусора. При необходимости чистят и шахту колодца.
Для профилактики подтоплений Мосводосток ежегодно проводит работы по реконструкции и модернизации дефектных и изношенных участков дождевой канализации.
«Реконструкция трубопроводов позволяет продлить срок их эксплуатации по сравнению с нормативным, по меньшей мере, в 2 раза, а также значительно повысить надежность инженерных коммуникаций», — говорит начальник управления капитального ремонта и строительства Мосводостока Евгений Рощупкин.
Система канализации в домах
Первая канализационно-насосная станция была запущена в городе в 1898 г. возле Новоспасского моста. К тому моменту, к системе канализации протяженностью около 40 км было подключено 219 домовладений. Сточная вода оттуда поступала на Люблинские поля фильтрации, где фильтровалась через грунт естественным путем. Там же была построена лаборатория, которая следила за процессом естественной очистки и работой микроорганизмов.
Как рассказали нам в Мосводоканале, создание канализации привело к сокращению общей смертности в городе— с 30,9-38,6 человек на 1 тыс. жителей в 1870-1871 гг. до 15,1 в 1909 г., когда к канализации было присоединено около 30 тыс. владений. Кроме того, резко уменьшилась смертность от брюшного тифа.
В конце 1920-х гг. производительность полей фильтрации достигла своего предела и в 1929 г. была введена в эксплуатацию первая в нашей стране станция интенсивных методов очистки городских сточных вод — Кожуховская станция аэрофильтрации, на которой впервые были предусмотрены специальные очистные сооружения.
После Великой отечественной войны вводятся в эксплуатацию Курьяновские очистные сооружения, которые на сегодня вместе с Люберецкими являются крупнейшими в Европе.
«В 1970-х годах протяженность городской канализационной сети составляла 5 тыс. км. На сегодняшний день московская канализация насчитывает порядка 9 тыс. км трубопроводов различного диаметра и материалов, 247 насосных станций, а так же Курьяновские и Люберецкие очистные сооружения. В мировой практике таких сооружений нет, кроме как в Чикаго, но там общесплавная система, в том числе ливнестоки, а здесь только хозбыт», — говорит заместитель главного инженера управления канализации Мосводоканала Олег Ромашкин.
Он также рассказал, что начиная с 2020 года на Люберецких очистных сооружениях будет начата крупномасштабная реконструкция. Помимо двух основных, есть еще очистные сооружения в Южном Бутове, Зеленограде и более 20 небольших сооружений в ТиНАО.
Итак, сточные воды проходят три этапа: сначала попадают в канализационные сети и транспортируются на очистные сооружения, затем приходят полный цикл механической и биологической очистки и, наконец, возвращаются в реки и водоемы. Основным принципом работы канализации изначально была и остается гравитация. Все коллекторы устроены с уклоном, через них вода устремляется вниз к насосным станциям, которые, в свою очередь приподнимают ее вверх, откуда она продолжает свой путь к очистным сооружениям в самотечном режиме.
Чтобы вода попала в реку, ее необходимо очистить до безопасного уровня. На первом этапе происходит механическая очистка, предполагающая процеживание воды на решетках. Если вы имеете привычку выбрасывать в унитаз ватные палочки, знайте, решетки задержать их не в силах, так как такие предметы слишком малы. Они просачиваются дальше в отстойники, где их приходится вылавливать вручную. Еще одной проблемой являются нетканые влажные салфетки. В воде они не растворяются и к тому же не рвутся. В конечном итоге они сбиваются в комки вместе с волосами и нитками. Такие комки, которые могут быть больше футбольного меча, вылавливать приходится вручную — оборудование с ними также не справляется.
На втором этапе происходит биологическая очистка воды в аэротенках (резервуарах, где вода смешана к биологически активным илом) и вторичных отстойниках. Происходящие здесь процессы похожи на процессы самоочищения в естественных водоемах, но за счет специальных технологий скорость их многократно увеличена.
Пройдя все этапы очистки, вода попадает в Москву-реку и Пехорку.
Сточные воды проходят полный цикл: биологическую очистку и доочистку с обеззараживанием воды ультрафиолетом. Цикл очистки воды составляет от 14 до 24 часов.Ливневка сегодня
Водосточная сеть в Москве сегодня — это около 8 тыс. км подземных трубопроводов, что сопоставимо с расстоянием от Москвы до Вашингтона с одной стороны и до Якутска с другой.
Вода после мытья улиц и после ливней оказывается в водоприемных колодцах и самотеком транспортируется по разветвленной сети трубопроводов на городские очистные сооружения для очистки. После прохождения многоступенчатого цикла очистки сток попадает в один из двух основных водоприемников — Москву-реку или Яузу.
Поступившая на станции вода проходят три стадии очистки. На первом этапе сток поступает в камеру с решеткой и грубым песчаным фильтром, который задерживает все крупные предметы из канализации. Здесь сотрудники Мосводостока могут выловить потерянные банковские карты, ключи, документы или украшения. Потерянные вещи стараются по возможности вернуть владельцу, и с пластиковыми картами это получается почти всегда, а вот покатавшиеся по трубам документы обычно сильно повреждены, и разобрать, кому они принадлежат, не представляется возможным.
На втором этапе вода попадает в отстойный резервуар. Тут она отстаивается около трех суток.
Третья ступень предполагает очистку от растворенных примесей с помощью фильтров высокого давления.
Как пояснили нам в Мосводостоке, благодаря очистным сооружениям, дождевые и сточные воды отвечают нормативам рыбохозяйственных значений.
В течение года непрерывно идут работы по ремонту и замене элементов трубопровода, причем, обследование водосточных коллекторов проводится в основном в зимнее время года, когда нет риска резкого подъема уровня воды.
«В последние годы значительно выросли объемы ремонтных работ на сетях дождевой канализации, обслуживаемых Мосводостоком, что позволило сократить количество проблемных мест на 95%. В среднем, в год мы ремонтируем порядка 14 тыс. смотровых и водоприемных колодцев. Состояние водоприемных колодцев, расположенных в пониженных местах проверяется не реже одного раза в неделю, а также дополнительно перед началом и после окончания выпадения осадков», — поясняет Евгений Рощупкин.
Мосводосток также систематически проводит работы по очистке водосточной сети. В основном используется гидродинамический метод: подача водяной струи под высоким давлением, которая размывает отложения и сплавляет их в коллектор. Для такой промывки применяется специализированная техника: каналопромывочные и комбинированные машины.
Смотровые и водоприемные колодцы водосточной сети Мосводостока очищаются преимущественно механизированным способом с использованием специализированных илососных машин, которые засасывают иловые отложения в специализированную цистерну.
Ко всему прочему, Мосводосток сегодня имеет целый флот из мусоронефтесборщиков, плавкранов, шаланд и толкачей.
Модернизация
И Мосводосток, и Мосводоканал сегодня стараются использовать новые технологии для модернизации систем ливневой и производственно-бытовой канализаций.
Мосводосток начал применять метод санации в ходе работ по модернизации дождевой канализации. Что это такое? В существующий трубопровод протаскивается пропитанный смолами стекловолоконный рукав, где потом он затвердевает с помощью ультрафиолетового излучения. Затвердевший рукав получается очень прочным и позволяет значительно увеличить несущую способность трубопровода, а за счет снижения трения течения воды — увеличить его пропускную способность.
К тому же, как пояснили нам в Мосводостоке, отсутствие необходимости проведения земляных работ значительно снижает время на восстановление трубопровода. А высокая прочность позволяет устанавливать до сотни метров рукава за одно протаскивание.
Мосводоканал сегодня широко использует современные технологии, некоторые из них не имеют аналогов в мире. Все это позволяют существенно снизить негативное влияние мегаполиса на водные объекты и воздушную среду. В частности, компания использует новые технологии в ходе профилактических работ. Например, телевизионную диагностику.
"Для того, чтобы узнать техническое состояние трубы, необходимо в нее заглянуть. Бывают диаметры, которые позволяют делать это людям, однако, в большинстве случаев используется робототехника — это плавучие или колесные модули с видеокамерой или толщиномером при помощи которых возможно оценить состояние трубопровода не только визуально, но и приборно. Вся информация записывается и архивируется. На основе полученных данных формируется программа ремонта или реконструкции подземных коммуникаций — объясняет Олег Ромашкин.
Также компания использует колесные модули, которые оснащены всевозможными насадками для профилактического ремонта и прочистки, например фрезами, при помощи которых можно срезать проросшие внутрь трубы корни деревьев и кустарников.
Новые технологии используются и в ходе профилактической прочистки.
«Чтобы избежать засорения в трубопроводах, были закуплены специальные мобильные комбинированные каналопромывочные машины, которые могут не только прочищать сеть, но и откачивать извлеченный оттуда мусор. В трубу запускается рукав высокого давления со специальной высокопроизводительной насадкой через которую под высоким давлением подается вода, увлекая шланг вглубь трубопровода. Затем, за счет обратной тяги лебедки шланг возвращается в стартовый колодец извлекая за собой различные отложения. Извлеченный мусор откачивается вакуумным насосом, установленным на этой же машине. Применение таких комбинированных машин позволяет избежать дополнительных затрат на использование специальной техники. Особенно это актуально для центральной части города — рассказывает Олег Ромашкин.
Помимо этого, Мосводоканал реализует программу модернизации канализационных насосных станций, которых в городе насчитывается почти 250 единиц. Программа включает в себя замену основного технологического оборудования на более эффективное, замену энергооборудования и установку современных систем автоматизации позволяющих обеспечить их работу в автоматическом режиме без присутствия людей.
Для ремонта и восстановления трубопроводов Мосводоканал применяет бестраншейные методы, что в условиях плотной застройки города является наиболее экономичным и эффективным решением. «Ежегодно около 1% от общей протяженности канализационных сетей восстанавливаются с применением современных методов и материалов, обеспечивающих качественное выполнение работ с продлением срока службы на 50 и более лет», — пояснил представитель компании.
Еще одним важным направлением модернизации системы стала борьба с неприятными запахами от объектов канализации.
Несколько лет назад была разработана программа мероприятий для снижения концентрации загрязняющих веществ в воздухе в районе расположения объектов канализации. В рамках этой программы подводящие каналы, песколовки и первичные отстойники на Курьяновских и Люберецких очистных сооружениях были оснащены специальными перекрытиями. Из эксплуатации вывели уплотнители илового осадка, устаревшие фильтр-прессы, которые являлись источниками неприятных запахов, заменили их на центрифуги. Такое оборудование помогает обезвоживать осадок, образующийся в процессе очистки сточных вод. И в дополнение, на сооружениях появилось более 70 высокоэффективных установок по очистке вентиляционных выбросов.
Реки и гидротехнические сооружения
В Москве не одна сотня малых рек, только вот жители этого не замечают. Начиная с XVIII века небольшие речки и ручейки, протекающие по территории города, постепенно убирали в коллекторы. Самая большая такая река — Неглинная, которая сегодня почти на всей протяженности убрана в трубу. Кстати говоря, Трубная площадь в Москве получила свое название в связи с тем, что под ней в трубе течет Неглинка.
На сегодняшний день помимо крупных рек, дождевая канализация в Москве объединяет коллекторы многочисленных подземных рек и ручьев.
Службы Мосводостока контролируют не только подземные реки. На балансе компании 251 водоем и несколько инженерных сооружений. Например, гидроузел на реке Яуза, которые обеспечивает пропуск судов в верхний барельеф реки и исключает возможность весенних наводнений. Лихоборская обводнительная система обводняет Яузу и ее гидроузел и контролирует уровень воды в реке и в Головинских прудах.
Еще Мосводосток контролирует 183 очистных сооружения для комплексной очистки приходящей дождевой и талой воды.
Что касается отрытых русел рек, то их длина на территории Москвы, включая ТиНАО, составляет 2 тыс. 898 км. На регламентном обслуживании Мосводостока находится 261,7 км рек, в том числе 67 км Москвы-реки и 9,4 км судоходных участков реки Яуза
Москва стала первым мегаполисом в мире, где миллионы кубометров убранного с улиц снега начали утилизировать на снегосплавных пунктах. Систему переработки снега внедрил Мосводоканал, и она подразумевает обеспечение процесса таяния снежной массы за счет тепла сточных вод, текущим по канализационным коллекторам. Образующиеся талые воды отводятся в систему городской канализации, а затем попадают на очистные сооружения, где проходят полный цикл механической и биологической очистки.
В распоряжении Мосводоканала сегодня находится 35 стационарных снегосплавных пунктов, Мосводосток занимается приемом и плавлением выпавшего в Москве снега на 14-ти пунктах. Там снег очищается от песка, грунта и других примесей, плавится и спускается в водоемы.
Что дальше
Сегодня московская система канализации — это огромный современный комплекс, включающий в себя протяженные сети, коллекторы, канализационно-насосные станции, очистные сооружения, где сточные воды проходят полный цикл очистки. Ежесуточно в дома москвичей и жителей ближнего Подмосковья подается около 3 млн кубометров очищенной питьевой воды.
«На сегодняшний день система канализации в Москве сформирована и кардинально меняться не будет. В связи с применением современной техники, стиральных, посудомоечных машин и запорной арматуры нового поколения, в городе ежегодно падает водоотведение. Так что, если еще 10-15 лет назад для системы канализации было нормой очистка 5-6 млн. куб. м в сутки на Курьяновских и Люберецких очистных сооружений, то на сегодняшний день общий ежесуточный объем очистки — это около 3-3,5 млн. куб. м. Новые объекты, такие как насосные станции и очистные сооружения появляются только по причине строительства нового жилья, в основном на территории ТиНАО», — поясняет Олег Ромашкин.
Система водоотведения также считается успешной для мегаполиса подобного масштаба. Опыт Мосводостока перенимают и российские регионы, в которых работают водосточные предприятия и крупные гидротехнические сооружения.
