Раздел 1. Общие сведения об очистке сточных вод централизованных систем водоотведения поселений

Раздел 1. Общие сведения об очистке сточных вод централизованных систем водоотведения поселений

1.1 Образование и отведение сточных вод

1.1.1 Виды сточных вод и систем водоотведения

Классификация СВ, принятая в России, приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Классификация сточных вод

Вид сточных вод	Происхождение
Хозяйственно-бытовые сточные воды	В результате хозяйственно-бытовой деятельности в жилом секторе, объектах социально-культурной сферы, на всех предприятиях (от санузлов, кухонь, мест приема пищи и т.п.)
Производственные сточные воды	В процессе производства товаров и услуг
Поверхностные сточные воды (дождевые, талые, инфильтрационные, поливомоечные, дренажные воды, принимаемые в централизованную систему водоотведения)	В результате выпадения дождей, таяния снега, мойки дорожных покрытий, при искусственном водопонижении, а также инфильтрации в коллекторе

В зависимости от способа транспортировки поверхностных сточных вод на территории поселений и промышленных зон применяют общесплавную, раздельную, неполную раздельную или полураздельную системы водоотведения (таблица 1.2).

Далее системы водоотведения также именуются системами канализации. Этот термин использовался повсеместно до 90-х годов, к настоящему времени в значительной степени заменен в документах на термин "водоотведение", однако, сохраняется в целом ряде нормативных документов инженерно-технического назначения.

Таблица 1.2 - Виды систем водоотведения

Вид системы водоотведения	Описание, условия применения	Преимущества	Недостатки
Общесплавная	Прокладывается одна сеть трубопроводов, по которой на очистные сооружения транспортируются все категории сточных вод: бытовые, производственные и поверхностные (дождевые, талые и поливомоечные)	Общесплавные системы отвечают высоким требованиям благоустройства населенных пунктов	Очень большие затраты на строительство сетей и насосных станций, очистных сооружений. При выпуске части сточных вод в водный объект (при осадках нерасчетной интенсивности) происходит загрязнение разбавленными ГСВ. В сильные дожди и паводки нарушается стабильная работа сооружений очистки городских сточных вод. Выделение запахов через дождеприемные решетки
Полная раздельная	Применяются две сети: городская канализация, в которую принимают хозяйственно-бытовые и допущенные к приему производственные сточные воды (их смесь именуется городскими сточными водами (ГСВ)), и дождевая канализация. В крупных промышленных зонах используют производственные сети. Оптимальны независимо от крупности городов в климатических районах с большой интенсивностью дождей (не менее 80 л/с на 1 га продолжительностью 20 мин при периоде однократного превышения 1 год)	С точки зрения охраны водных объектов от загрязнения раздельные системы водоотведения при наличии в их составе централизованных (или локальных) очистных сооружений (на каждой из систем) являются наиболее эффективными. Не производится сброс неочищенных городских сточных вод. Более стабильная работа очистных сооружений	Более дорогостоящая. Прокладка двух и более сетей. В сложившейся практике в большинстве случаев дождевая канализация не имеет очистных сооружений
Неполная раздельная	Имеет лишь одну полноценную водоотводящую сеть - городскую канализацию. Поверхностные сточные воды отводятся по лоткам, кюветам и др.	Минимальные затраты на систему водоотведения	Отсутствие полноценной ливневой канализации является недостатком городской инфраструктуры, отнимает пространство, создает риски несчастных случаев, увеличивает загрязненность поверхностных сточных вод мусором
Полураздельная система водоотведения	Используются две водоотводящие сети: производственно-бытовая (городская) и дождевая. В местах их пересечения устраиваются разделительные камеры, которые (в зависимости от расхода) перепускают в городскую сеть поверхностные сточные воды	Оптимизация затрат на прокладку сетей, очистка наиболее загрязненной части дождевого и всего талого стока производится совместно с городскими сточными водами на сооружениях биологической очистки

В большинстве крупных городов Российской Федерации канализация построена по принципу полной раздельной системы: одна из сетей предназначена для отведения городских сточных вод, другая - служит для транспортировки поверхностных сточных вод. В ряде населенных пунктов РФ используется общесплавная система водоотведения.

При классификации сточных вод важно четко разделить их по наличию, или отсутствии в них, прежде всего, хозяйственно-бытовых сточных вод. С этой точки зрения для установления технологических показателей сточные воды поселений или городских округов далее рассматриваются по двум группам: сточные воды, включающие в себя в том числе хозяйственно-бытовые сточные воды, принимаемые в централизованные бытовые, общесплавные и комбинированные системы водоотведения (далее - смешанные (городские) сточные воды, ГСВ), и поверхностные сточные воды, принимаемые в централизованные ливневые системы водоотведения (далее - поверхностные сточные воды, ПСВ).

Однако даже при полных раздельных системах водоотведения только в теории поверхностные сточные воды не принимаются в систему городской канализации. На практике среднегодовой неорганизованный дополнительный приток поверхностного стока в систему городской канализации составляет 4-7 % общего поступления сточных вод в систему водоотведения. Однако в периоды продолжительных интенсивных дождей и при снеготаянии неорганизованный среднесуточный приток может возрастать до 25-40 % [22].

Потерявшие герметичность и частично разрушенные трубопроводы могут длительное время до размыва грунта и аварии работать как дренажные. При этом они собирают не только утечки из расположенного выше водопровода, но и грунтовые воды. На практике также встречаются и элементы полураздельной системы, т.е. врезки дождевой системы в городскую канализацию (как по проекту, так и без него), цель которых - не допустить затопления отдельных территорий. Часты случаи открытия люков городской канализации в сильные ливни.

Поступление неорганизованного притока в систему городской канализации сильно зависит от времени года и интенсивности выпавших осадков. Дни максимального притока в городскую канализацию - это всегда дни затяжных дождей или интенсивного снеготаяния.

При среднегодовой величине неорганизованного дополнительного притока, составляющей обычно до 10 % от общего поступления сточных вод в систему городской канализации, его доля в периоды продолжительных интенсивных дождей возрастает до 25-40 % [22]. Чем ниже удельное водопотребление, тем выше становится доля неорганизованного притока в дни максимального притока: учтенный приток снижается, а неорганизованный остается неизменным, так как зависит от протяженности, состояния сети, эксплуатационных приемов, но не от учтенного расхода.

Сточные воды, отводимые системой городской канализации, включают в себя:

- сточные воды, принимаемые от абонентов, за сброс которых взимается плата;

- дополнительный приток от объектов системы водопроводно-канализационного хозяйства (могут сбрасываться без взимания платы);

- неорганизованный приток, попадающий в ЦСВ в виде поверхностного стока и грунтовых вод, а также сброс неучтенной (неоплаченной) воды, потребленной через незаконные врезки, без счетчиков, либо полученной не из централизованных источников водоснабжения, не учитываемых в оплате за водоотведение.

В централизованную ливневую систему водоотведения поступают поверхностные воды как с селитебных территорий, так и площадок промышленных предприятий, иных предприятий и организаций, которые являются абонентами организаций, осуществляющих водоотведение.

Грань между поверхностным стоком с территорий, которые являются естественным источником питания гидрографической сети поселений, и сточными водами, которые должны отводиться и очищаться, очень условна. Поверхностными сточными водами является загрязненный поверхностный сток с городских территорий, отличающихся значительным содержанием загрязняющих веществ, т.е. от промышленных зон, районов многоэтажной жилой застройки с интенсивным движением автотранспорта и пешеходов, крупных транспортных магистралей, торговых центров, а также с территорий промышленных и сельскохозяйственных предприятий. В то же время поверхностный сток территорий населенных пунктов, не подвергающихся антропогенному воздействию, загрязнен существенно меньше.

1.1.2 Многолетняя динамика водоотведения

В населенных пунктах, как правило, основная часть расхода сточных вод образуется от хозяйственно-бытовой деятельности населения (как в домах, так и на рабочих местах). Общепринято оценивать его величиной удельного водоотведения, литров/человека в сутки. Поскольку учету подвергается потребляемая водопроводная вода, то чаще оценивают удельное водопотребление (хотя между этими понятиями существует вышеописанная разница).

Удельное водопотребление зависит от различных факторов. К факторам, влияющим на увеличение водопотребления, относятся: высокая наружная температура воздуха, размер поселения, высокий уровень жизни, оснащенность горячим водоснабжением, развитие промышленности, давление в сети, утечки из сети. К факторам, влияющим на уменьшение водопотребления, относятся: дефицит воды, высокая оснащенность водосчетчиками, регулирование давления в сети, высокая стоимость воды.

Динамика водопотребления за два 30-летних отрезка времени за последние 60 лет характеризуется прямо противоположно. В советский период водопотребление населенных пунктов неуклонно нарастало. Причинами этого были их стремительный рост, а также увеличение доли канализованных территорий, развитие промышленности, увеличение фактического водопотребления в условиях отсутствия учета воды, а также почти повсеместные утечки в быту через неисправные водоразборные приборы. В начале 1990-х годов, ненадолго удержавшись на достигнутом уровне, общее водопотребление в населенных пунктах стало стремительно (на 4-5 % в год) сокращаться. Причинами явились как резкое падение промышленного производства, так снижение удельного водопотребления в быту.

К настоящему времени фактор снижения производства уже в основном исчерпал свое влияние. Но снижение водопотребления примерно на 2,5-3,5 % в год продолжается. Теперь уже его причиной является именно изменение удельного водопотребления, происходящее вследствие:

- осознанной экономии воды населением там, где установлены квартирные водосчетчики (в совокупности с резким ростом стоимости воды);

- замены старого, протекающего сантехоборудования на новое, надежное;

- регулирования напоров в сети, осуществляемого организациями ВКХ.

Снижение водопотребления напрямую отражается на водоотведении. По данным Росстата в целом по Российской Федерации средний расход сточных вод в ЦСВ снизился с 1995 г. по 2013 г. с 42,3 до 28 млн м³/сут, т.е. более чем на 1/3. В крупных городах снижение было более выраженным и достигало 50 %. Данные за более поздний период отсутствуют, но тенденция в целом сохраняется.

Поскольку численность жителей существенно не меняется, то в результате снижения водоотведения все более четко прослеживается тенденция значительного увеличения загрязненности сточных вод. Таким образом, механистическое представление, что ОС, нагруженные по расходу на 50 % по сравнению с проектом, имеют соответствующий запас производительности, является не обоснованным.

Водоотведение по централизованной ливневой системе водоотведения определяется следующими факторами:

- охватом городских территорий коллекторной сетью данной системы;

- характеристиками территорий (доля водонепроницаемых покрытий, грунтовых поверхностей, газонов и т.п.);

- долей поверхностного стока, принимаемого (поступающего) в централизованную систему городской канализации;

- климатическими факторами.

Как по условиям образования, так и по степени загрязненности в составе компонентов поверхностных сточных вод различают:

- дождевой сток;

- талый сток;

- поливомоечные сточные воды,

- дренажные и инфильтрационные сточные воды.

В ряде случаев в централизованную ливневую систему водоотведения осуществляется прием условно-чистых производственных сточных вод, соответствующие по своему составу условиям приема в данную систему.

1.1.3 Загрязнения сточных вод поселений

1.1.3.1 Загрязнения городских сточных вод

Сточные воды поселений загрязнены, прежде всего, в результате хозяйственно-бытовой деятельности населения. Также приблизительно 20-40 % сточных вод поступает от абонентов, не относящихся к жилому фонду.

Основную массу веществ, присутствующих в сточных водах, составляют органические соединения. В сточной воде присутствуют сотни отдельных веществ, большая часть которых идентифицируется как белки, жиры и углеводы. Применительно к задачам очистки сточных вод содержание органических загрязнений измеряют количеством кислорода, расходуемого на их окисление в ходе проведения аналитического определения:

- в биохимическом процессе - величиной БПК. Используют показатели БПК₅ и БПК_полн, определяемые после 5 и 20 суток инкубации соответственно. На практике используют, как правило, показатель БПК₅, однако нормирование производится в величинах БПК_полн;

- в химическом процессе - величиной ХПК.

Соединения азота и фосфора определяют, как в формах минеральных соединений, так и в формах общего азота и общего фосфора (в отечественной практике очень редко).

Сточные воды поселений (как ГСВ, так и ПСВ) значительно загрязнены бактериями, вирусами, простейшими организмами, среди которых могут присутствовать возбудители опасных заболеваний.

Городские сточные воды содержат сотни соединений, из которых с технологической и экологической точек зрения, с учетом разбавления, значение имеют не более 30 (обобщенный перечень контролируемых на практике загрязнений сточных вод приведен в таблице 3.3 раздела 3). Результаты анализа фактических данных по загрязненности сточных вод приведены в разделе 1.3.8.

При, казалось бы, близких условиях происхождения не существует двух потоков ГСВ одинакового состава. Различия вызваны:

- приемом (или отсутствием приема) поверхностных сточных вод в систему канализации;

- уровнем благоустройства жилого фонда поселений;

- величиной удельного водопотребления;

- составом производственных сточных вод;

- интенсивностью инфильтрации в трубопроводы (либо эксфильтрации из трубопроводов);

- долей концентрированных потоков (завоз из выгребов автотранспортом, возвратные потоки от обработки осадка).

Важная расчетная величина - удельное количество загрязняющих веществ, поступающих от одного жителя (таблица 1.3) [23]. Этот показатель используют, в частности, при расчетах (когда достоверные фактические данные о сточной воде отсутствуют и известна только численность населения).

Таблица 1.3 - Загрязненность сточных вод из расчета по удельному количеству загрязняющих веществ, поступающих от одного жителя

Показатель	Количество загрязняющих веществ на одного жителя, г/сут *	Концентрация загрязнений в сточной воде, мг/л **
Взвешенные вещества	65	217
БПК5 неосветленной жидкости	60	200
Азот общий	13	43
Азот аммонийных солей	10,5	35
Фосфор общий	2,5	8
Фосфор фосфатов Р-РО4	1,5	5
* При обеспеченности 85 %. ** При норме водоотведения 300 л/чел в сутки.

Производительность очистных сооружений по поступающим органическим загрязнениям принято оценивать величиной эквивалентного числа жителей (ЭЧЖ). За ЭЧЖ принимается масса органического загрязнения по БПК₅, равная 60 г О (формула расчета см.: раздел 1.5). В ЕС эту характеристику используют для целей нормирования.

С понятием ЭЧЖ связана важная закономерность формирования нагрузки на ОС ГСВ: снижение расхода сточных вод, вызванное только экономией воды, не приводит к уменьшению нагрузки по загрязняющим веществам на ОС, а лишь к увеличению концентрации этих загрязнений. За 20-25 лет снижения притока на ОС ГСВ реальное снижение нагрузки по загрязнениям произошло только за счет закрытия промышленных предприятий в населенных пунктах.

Наряду с измеряемыми величинами загрязненности сточных вод, они характеризуются наличием грубодисперсных механических примесей: отбросов и песка. Их количество в сточных водах не измеряется ввиду практической невозможности адекватного пробоотбора. Количество этих загрязнений вынужденно определяется путем измерения их фактически уловленных объемов, что не включает в себя часть загрязнений, не задержанных на стадии процеживания и отделения песка.

Загрязняющие вещества хозяйственно-бытового происхождения, относимые к технологически нормируемым веществам (ТНВ), образуются не только в жилом секторе, а другие загрязняющие вещества (условно называемые в настоящем справочнике техногенными загрязнениями) - не только на производственных предприятиях. Данные анализа сточных вод от жилого сектора [24] показывают, что в их составе определяют весьма существенные концентрации нефтепродуктов (масла косметических средств), СПАВ, фенолов (в том числе и естественного происхождения).

Источниками поступления тяжелых металлов (микроэлементов - меди и цинка) в бытовые сточные воды является их потребление с пищей, а также в составе витаминов. Кроме того, цинк, медь, а также хром контактируют с водопроводной водой как материалы внутренних покрытий труб (цинк), составные части латуни (медь и цинк), из которой изготовлены смесители и различные другие устройства на внутренних сетях водоснабжения, а также внешние покрытия водоразборных устройств и других элементов (хром).

Также тяжелые металлы могут в существенных, относительно ПДК_рыбхоз количествах, находится в водопроводной воде, что не противоречит санитарным нормам, которые на несколько порядков (по меди - в 1000 раз) выше данных ПДК. На практике повышенные концентрации таких веществ в питьевой воде обусловлены большей частью их естественным природным содержанием.

С природной водой в значительных количествах могут поступать такие вещества, как медь, цинк, марганец, алюминий, железо. Тяжелые металлы могут поступать в поверхностные источники с нарушенных и природных ландшафтов, особенно приуроченных к близкому залеганию коренных пород или жил. Содержание железа в подземных водах в значительных количествах характерно для большой части территории Российской Федерации.

Также существенные количества вышеописанных загрязняющих веществ попадают в сточные воды на микропредприятиях, занимающихся бытовым обслуживанием населения, в том числе в авторемонтных мастерских, прачечных, химчистках, медицинских и учебных учреждениях, на которых не могут быть применены методы локальной очистки.

И напротив, сточные воды очень многих абонентов, не относящихся к жилому фонду, в значительной степени формируются в основном в результате хозяйственно-бытовой деятельности, аналогичной жилому фонду.

Для сточных вод общесплавных и ливневых систем водоотведения (а при выраженной инфильтрации - и для бытовых систем водоотведения) различный вклад техногенных загрязнений обуславливается также приемом поверхностных сточных вод, которые не только содержат такие характерные для поверхностного стока загрязнения, как взвешенные вещества и нефтепродукты, но и могут содержать ряд металлов, обусловленный их повышенным содержанием (геохимический фон) в подземной (грунтовой и более глубоких подземных горизонтов) воде.

1.1.3.2 Загрязнения поверхностных сточных вод

Основными загрязняющими компонентами поверхностного стока, формирующегося на селитебных территориях поселений, являются продукты эрозии почвы, смываемые с газонов и открытых грунтовых поверхностей, пыль, бытовой мусор, вымываемые компоненты дорожных покрытий и строительных материалов, хранящихся на открытых складских площадках, а также нефтепродукты, попадающие на поверхность водосбора от автотранспорта и другой техники. Специфические загрязняющие компоненты выносятся поверхностным стоком, как правило, с территорий промышленных зон или попадают в него из приземной атмосферы.

В отдельных населенных пунктах, в особенности в курортных городах юга России, по причине недостаточного развития сети городской канализации в системы дождевой канализации осуществляется сброс хозяйственно-бытовых сточных вод.

В ПСВ могут попадать специфические загрязнения, смываемые с территорий, прилегающих к промышленным предприятиям (но им не принадлежащих), а также сточные воды ряда производств, не разрешенные без очистки к приему в дождевую систему водоотведения, такие как автохозяйства, автомойки, предприятия общественного питания и бытового обслуживания. В ряде поселений, там, где эти недопустимые практики получили распространение, а также при неудовлетворительном санитарном состоянии водосборных бассейнов уровень загрязненности ПСВ специфическими компонентами и по микробиологическим показателям приближается к показателям загрязнения, характерным для ГСВ.

Все загрязняющие вещества, присутствующие в поверхностном стоке поселений, разделяют на:

- минеральные и органические примеси естественного происхождения, образующиеся в результате абсорбции газов из атмосферы и при эрозии почвы, в том числе растворенные органические и минеральные вещества, а также грубодисперсные примеси (частицы песка, глины, гумуса);

- вещества техногенного происхождения в различном фазово-дисперсном состоянии: нефтепродукты, вымываемые компоненты дорожных покрытий, соединения тяжелых металлов, СПАВ и другие компоненты, перечень которых зависит от профиля предприятий местной промышленности;

- бактериальные загрязнения, поступающие в дождевую канализацию при неудовлетворительном санитарно-техническом состоянии территории и канализационных сетей.

Усредненные данные по удельному выносу естественных примесей с дождевым стоком с территории больших городов при плотности населения, близкой к 100 чел/га, а также средних и малых городов с современным уровнем благоустройства приведены в таблице 1.4 [25].

Таблица 1.4 - Удельный вынос загрязняющих веществ с городских территорий

Загрязняющие компоненты	Удельный вынос, кг/(га год)
Взвешенные вещества	2500 1)
Органические вещества по показателям:
- ХПК	1000
- БПК20	140
Нефтепродукты	40
Биогенные элементы:
- соединения азота	6
- соединения фосфора	1,5
1) Для малых и средних городов со старой малоэтажной застройкой и недостаточным уровнем благоустройства усредненный удельный вынос взвешенных веществ на 20 % больше. По остальным показателям при отличии селитебной плотности от величины 100 чел/га используют поправочный коэффициент, равный П/100, где П - селитебная плотность населения рассматриваемого объекта.

Характерным и наиболее опасным для водных объектов является загрязнение поверхностных сточных вод нефтепродуктами, как правило, сорбированными на взвешенных веществах.

Разброс значений загрязненности ПСВ городских поселений по основным загрязняющим компонентам гораздо больше, чем у ГСВ, и может достигать двух порядков.

На загрязненность ПСВ в сторону понижения влияет приток инфильтрационных и дренажных вод (так называемый собственный расход коллектора). Эти воды, как правило, слабо загрязнены. По имеющейся информации, интенсивность этого притока такова, что в период дождей малой интенсивности он способен в несколько раз разбавлять загрязненные поверхностные воды [26]. Происхождение собственного расхода в значительной степени связано с дренированием утечек из системы водоснабжения.

1.1.4 Специфика условий контроля расхода и загрязненности сточных вод

ГСВ характеризуются неравномерностью расхода и непредсказуемостью состава возможных загрязняющих веществ. Это затрудняет производственный контроль как предприятием-абонентом, так и организацией ВКХ.

Проблемы усложняются действием следующих объективных факторов:

- измерение относительно небольших расходов сточных вод весьма затруднительно. Это связано как с безнапорным характером движения сточной воды в трубопроводах, так и с наличием в сточных водах разного рода грубодисперсных загрязнений и источников биообрастаний, которые не дают возможности применять для учета сточных вод оборудование, используемое в водоснабжении. На рынке существуют приборы, в том числе электронные, способные (по декларации производителей) измерять небольшие расходы сточных вод в безнапорных трубопроводах. Но стоимость их очень высока, что при наличии нескольких выпусков очень затратно для абонента;

- очень большую проблему представляет адекватный пробоотбор при небольших расходах сточных вод, что связано с технической невозможностью (без использования автоматических пробоотборников) отобрать пробы из лотка канализационного колодца при недостаточном слое сточных вод. К сожалению, применение автоматических пробоотборников крайне редко, в том числе по причине их значительной стоимости;

- внутрисуточная динамика расхода и концентрации загрязнений.

Практически отсутствует возможность целенаправленного воздействия на состав сточных вод. В современной ситуации 75-85 % их образуется в жилом секторе, на который не распространяются никакие регуляторные воздействия (за редким исключением возможных мер со стороны организации, эксплуатирующей многоквартирный дом, в случае засоров канализационных трубопроводов при наличии доказательств вины жильца). Современные бытовые сточные воды характеризуются ощутимыми концентрациями нефтепродуктов (1-3 мг/л), СПАВ, фенолов (как продуктов жизнедеятельности), цинка, меди и других веществ. За последнее десятилетие в несколько раз выросли концентрации СПАВ и фосфорных соединений (фосфатов) в результате их использования в качестве детергентов в быту.

Сбросы предприятий-абонентов регулируются рядом нормативных актов, предписывающим им соблюдать допустимые концентрации. Однако фактическое выполнение этих требований на практике не всегда может быть надежно проконтролировано. Ряд производств, являющихся непрерывными, может быть проконтролирован относительно легко (с учетом проблем отбора проб, описанных выше). Производства с прерывистым производственным циклом, к сожалению, часто обладают и пользуются техническими возможностями по уменьшению сбросов при проведении контрольного отбора проб. Известна также проблема недостаточной достоверности отчетности.

И тем более неконтролируемы моменты залповых сбросов, в особенности, когда со сточными водами сбрасываются жидкие отходы производства, осадки локальных очистных сооружений, некачественная продукция либо сырье.

В крупном населенном пункте на практике обнаружить виновного в залповом сбросе весьма затруднительно, а на уровне доказательств факта сброса для суда - многократно труднее.

Сверхнормативные сбросы могут фиксироваться путем применения специальных постов контроля сбросов с использованием автоматических пробоотборников и (или) автоматических анализаторов. Однако стоимость только оборудования для такого поста очень высока. Техническая рабочая группа не располагает информацией о наличии в Российской Федерации на выпусках абонентов таких постов, предназначенных для контроля со стороны организации, эксплуатирующей ЦСВ.

Возможности влияния на состав ПСВ, поступающих на очистку, весьма высоки. К таким возможностям, например, относятся:

- поддержание улиц города в порядке, своевременная уборка мусора с улиц, недопущение стихийных свалок;

- организационно-технические мероприятия, направленные на сокращение выноса примесей за счет организации регулярной уборки территории, поддержание городских магистралей и улиц в порядке, своевременный ремонт дорожных покрытий, а также ограждение зон озеленения бордюрами, исключающими смыв грунта во время интенсивных ливневых дождей, уборка мусора с дворовых территорий, недопущение стихийных свалок, организация уборки и вывоза снега с автомагистралей, стоянок автомобильного транспорта и т.д.;

- надлежащая вертикальная планировка, препятствующая смыванию грунта на тротуары и проезжие части города;

- недопущение разливов автомобильного топлива и масла.

Но эти возможности находятся вне сферы компетенции организаций, эксплуатирующих ЦСВ.

Однако они могут влиять на сбросы ПСВ от территорий промышленных предприятий, путем своевременного контроля сточных вод, выявления подключений сброса промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод в дождевую сеть. Но это очень трудоемкая работа, требующая наличия специального оборудования для телеинспекции сетей для выявления незаконных врезок.

С учетом изложенного следует констатировать следующее:

- возможности организаций, эксплуатирующих ЦСВ, влиять на состав сырья, поступающего на обработку (т.е. сточных вод), весьма и весьма ограничены;

- состав сточных вод имеет вероятностный характер, особенно поверхностных сточных вод, концентрации основных загрязняющих компонентов в которых изменяются в течение одного дождя от максимально возможных до нуля. Любые величины, принимаемые для расчетов сооружений, должны иметь вероятностную оценку (процент обеспеченности данной величины).

1.1.5 Неравномерность образования ГСВ

Понятие неравномерности образования относят только к ГСВ, так как расход ПСВ описывается иными, вероятностными, закономерностями, связанными с атмосферными явлениями.

Приток сточных вод в значительной степени неравномерен, что отражает суточный и сезонный ритм жизни населения и работы промышленности. Неравномерность выражается как часовая (в течение суток) и суточная (в течение года). Часовая неравномерность, выражаемая часовым коэффициентом неравномерности (К_час); увеличивается при снижении удельного водопотребления в результате мер экономии воды водоканалом и населением.

Чем меньше населенный пункт и короче канализационная сеть, тем более выражены суточные колебания притока сточных вод на ОС ГСВ (выше К_час).

Основные причины суточной неравномерности в течение года:

- сезонные изменения численности населенных пунктов (отток населения из городов, приток в курортные зоны);

- резкие увеличения поступления ливневых вод в периоды сильных ливней и снеготаяния.

Дни с максимальными притоками сточных вод в централизованную систему водоотведения ГСВ, как правило, приходятся на осенний сезон, когда на фоне устойчивого увеличения ежедневного притока бытовых сточных вод нередки затяжные дожди, либо на период весеннего снеготаяния.

Применительно к ПСВ неравномерность поступления стоков в систему водоотведения настолько велика, что имеет определяющее значение, как при расчете сети дождевой канализации, так и сооружений очистки. В большинстве случаев весь объем поверхностных сточных вод в период выпадения ливневых или затяжных малоинтенсивных дождей не может быть направлен на очистку по технико-экономическим соображениям.

Согласно СП 32.13330-2012 [23] на очистные сооружения должна отводиться наиболее загрязненная часть поверхностного стока, которая образуется в периоды выпадения дождей, таяния снега и от мойки дорожных покрытий в количестве не менее 70 % годового объема стока для селитебных территорий и площадок предприятий, близких к ним по загрязненности, и всего объема стока с площадок предприятий, территория которых может быть загрязнена специфическими веществами с токсичными свойствами или значительным количеством органических веществ.

Обязательным элементом сооружений очистки ПСВ являющие аккумулирующие резервуары, выполняющие функции не только накопления стока, но и его усреднения и частично - осветления.

Поверхностные сточные воды с территорий промышленных зон, строительных площадок, складских хозяйств, автохозяйств, а также особо загрязненных участков, расположенных на селитебных территориях поселений (бензозаправочные станции, автостоянки, автобусные станции, торговые и торгово-логистические комплексы и др.), перед сбросом в централизованные системы водоотведения ГСВ или ПСВ должны подвергаться очистке на локальных очистных сооружениях.

1.2 Очистка сточных вод ЦСВ населенных пунктов

1.2.1 Задачи и методы очистки сточных вод

Подотрасль очистки сточных вод возникла в России в конце XIX - начале XX века практически одновременно с системами канализации.

Представления о том, почему и до какой степени надо чистить сточные воды поселений, в последние 120 лет неоднократно изменялись. Всегда в его основе лежало представление о необходимости защиты водных объектов от загрязнения, однако цели и направления этой защиты последовательно расширялись по мере углубления знаний о процессах в водных объектах и о составе сточных вод. Изначально, как уже сказано, преследовалась в основном цель защиты источника питьевого водоснабжения, поэтому в начале развития отрасли, во второй половине XIX века, под загрязнениями подразумевали оседающие органические вещества, для удаления которых были разработаны отстойники различных конструкций, затем, с начала XX века, - также и органические загрязнения. Практически сразу универсальным методом их удаления стала биологическая очистка (так называемая вторичная, после первичной - в отстойниках), которая, начав развиваться как метод естественной очистки (поля фильтрации, биопруды), быстро трансформировалась в искусственный процесс. Технологии очистки в аэротенках (с помощью активного ила - свободно плавающего сообщества микроорганизмов, формирующего флокулы) и в биофильтрах (с помощью прикрепленной биопленки) были разработаны практически одновременно. Однако вначале преимущественное развитие (особенно в СССР) получали щебеночные биофильтры как более простые сооружения, не требующие специального оборудования (воздуходувных агрегатов и аэраторов). На уровне вплоть до малых и небольших ОС ГВС (в терминологии таблицы 1.18) эти сооружения были преимущественно распространены вплоть до 1970-х годов и на сегодняшний день эксплуатируются на очень многих объектах.

На всех объектах очистки ГСВ, построенных в тот период, используется классический набор сооружений механической очистки, включающий в себя процеживание, удаление песка и первичное отстаивание.

Следующей задачей, которая стала решаться (но не везде: в Европе она не ставилась до конца XX века), было обеззараживание сточных вод, которое на практике было тождественно их хлорированию.

На всем протяжении этого периода развития подотрасли очень большое воздействие на нее оказывала санитарно-гигиеническая наука.

Во второй половине XX века подотрасль начала развиваться и как природоохранная, а не только санитарная. В 1960-1970-е годы на фоне массового строительства водохранилищ была осознана проблема негативного влияния на водные объекты азота и фосфора (так называемых биогенных элементов). Это привело к бурному развитию технологий, направленных на их удаление, а затем к промышленному внедрению этих методов.

Одновременно с развитием методов очистки сточных вод возникла задача обработки осадка. В первые десятилетия развития подотрасли она решалась использованием иловых площадок, затем, с ростом масштабов очистных сооружений, возникла необходимость в более быстром и эффективном сокращении объема осадка, что привело к созданию аппаратов механического обезвоживания. Нестабильные свойства осадка, склонность к быстрому загниванию потребовали развития методов стабилизации (обеспечения стабильности осадка при хранении и использовании). Стремление уменьшить объемы удаляемого осадка привело к развитию технологий термической обработки (сушка, сжигание и др.).

За рубежом в последние годы основное направление совершенствования ОС ЦСВ в настоящее время находится не в экстенсивной (повышение качества очистки и расширение перечня гарантированно удаляемых загрязнений), а в интенсивной плоскости и прежде всего заключается во внедрении технологий, направленных на энерго- и ресурсоэффективность. Происходит кардинальная смена парадигмы ОС ЦСВ - с переходом от задачи очистки (уничтожения загрязнений) к задаче рекуперации всех компонентов сточных вод, при сохранении эффективности очистки. Прежде всего, этот подход направлен на энергетическую сферу, на использование веществ, выделенных из сточных вод, для получения энергии. По ряду причин, главная из которых - объективное отсутствие в РФ стимулов для развития альтернативной энергетики, а также из-за обилия нерешенных задач в части очистки сточных вод, данное направление модернизации ОС ЦСВ в России практически не развивается.

Таким образом, современная инженерная наука и практика различают следующие задачи, решаемые подотраслью очистки городских сточных вод, обеспеченные специально разработанными технологиями и методами расчета:

- удаление грубодисперсных примесей, песка, плавающих веществ;

- удаление органических загрязнений (без выделения индивидуальных веществ);

- удаление соединений азота и фосфора;

- обеззараживание очищенных вод;

- обработка осадков сточных вод с целью получения побочной продукции (биогаза, органического удобрения, почвогрунта, рекультиванта и т.п.) или практически неопасного или малоопасного отхода, предназначенного для размещения в окружающей среде.

Нерешенность одной или нескольких из этих задач на конкретных ОС формирует экологические проблемы, связанные с данным объектом.

Закономерности специальной очистки ГСВ от тяжелых металлов, других специфических загрязнений детально не исследовались, и данная задача на практике не решалась.

Начиная с 70-х годов XX века активно изучается проблема тяжелых металлов, затем токсичных органических веществ, однако в основном применительно к осадкам сточных вод, где могут накапливаться эти вещества, выделяемые в процессе очистки. Результатом этих исследований явились как технологические, так и административные решения в этой сфере. Применительно к сточным водам поселений не были разработаны и не применяются специфические технические решения для дополнительного снижения концентраций тяжелых металлов и специфических органических соединений. За рубежом эта ситуация не рассматривается как проблема, требующая решения: эффективность биологической очистки по удалению тяжелых металлов, как правило, признается достаточной. В результате сбросы остаточных концентраций тяжелых металлов со сточными водами поселений контролируются, а также во многих странах подлежат оплате, но не нормируются.

В XXI веке большое внимание уделяется воздействию гормональных и лекарственных препаратов на высшие водные организмы и (через попадание в водозаборы) на организм человека. Однако эти исследования пока что не получили технологического развития применительно к сточным водам поселений.

Проблема поверхностных сточных вод в разных странах решалась по-разному. В Европе исторически развивалась общесплавная система водоотведения со сбором всех видов сточных вод в одну систему. Это также было связано с тем, что в XIX веке в Европе решалась только задача отведения сточных вод из города и защиты источников питьевого водоснабжения (путем сброса сточных вод ниже по течению).

В России, где строительство систем канализации началось существенно позднее, были приняты во внимание недостатки общесплавных систем (существенно большие диаметры коллекторной сети, гораздо более неравномерная нагрузка на очистные сооружения и др.), и развитие пошло по пути создания раздельных и полураздельных систем водоотведения. В первую очередь создавались системы отведения городских сточных вод и сразу - сооружения их очистки.

Проблема очистки поверхностных сточных вод до начала 1970-х годов игнорировалась. Общая тенденция развития водоохранной деятельности в нашей стране была направлена преимущественно на сокращение сброса загрязняющих веществ с ГСВ, тогда как ПСВ, образующиеся на территории поселений, относили к категории условно чистых, и их влияние на качество воды водных объектов практически не учитывалось. Основной задачей считалось их отведение во избежание подтопления пониженных территорий жилой застройки и предприятий. Строительство централизованных систем дождевой (ливневой) канализации предусматривалось преимущественно в крупных и средних городах. Выпуск ПСВ в водные объекты проводился без очистки и запрещался на участках водоемов, специально отведенных для отдыха населения.

Первые нормативные требования на строительство очистных сооружений для поверхностного стока были сформулированы только в 1975 году в Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами (в этой редакции не действуют на настоящий момент). С этого момента началось массовое проектирование и строительство сооружений по очистке поверхностных сточных вод.

Однако на сегодняшний день очистке подвергается не более 10 % годового объема поверхностного стока, организованно отводимого с территории поселений. Наиболее развита система отведения и очистки поверхностного стока в г. Москве, однако и там существующие очистные сооружения принимают поверхностный сток с 35 % канализованной территории города.

Технологически задачи очистки поверхностных сточных вод последовательно развивались от удаления плавающих веществ к очистке от взвешенных и органических загрязнений, прежде всего нефтепродуктов. Удаление фосфатов там, где это актуально, производят с помощью реагентов-коагулянтов, которые также интенсифицируют удаление взвешенных веществ. Освоение технологий с биоплато позволяет (в теплый период) удалять азот там, где это актуально. С помощью УФ-установок возможно решать задачу обеззараживания ПСВ.

1.2.2 Специфика терминологии подотрасли применительно к описанию НДТ

Сопоставление терминологии очистки сточных вод и терминов описания производственных процессов приведено в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Место основных процессов отрасли в терминологии НДТ

Основные термины описания производственных процессов	Определение (согласно ГОСТ Р 56828.15-2016) [20]	Функциональный аналог в очистке городских сточных вод	Существенные отличия
Сырье	Предмет труда, уже претерпевший известные изменения под воздействием труда и подлежащий дальнейшей переработке	Поступающие сточные воды	Сточные воды не являются предметом труда
Производственный процесс	Совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих видов деятельности, трансформирующая входные потоки в выходные потоки	Очистка сточных вод и обработки осадка	Производственный процесс является не производством товара, а услугой
Технологические процессы	Процедуры добычи сырья, его обработки, транспортирования, складирования и хранения продукции, которые являются основной составной частью производственного процесса	Отдельные стадии основного процесса очистки сточной воды и обработки осадка и сопутствующих процессов	Очистка сточных вод - это выделенная в данную сферу регулирования группа технологических процессов большого производственного процесса водоотведения
Продукция	Полезный результат производственной деятельности промышленного предприятия, соответствующий нормативным документам, технической документации, предназначенный для реализации потребителям	Очищенные сточные воды, а также техническая вода, вода для полива	Совпадает (должно совпадать) в части соответствия нормативной и технической документации. Не совпадает в части реализации потребителю. Применительно к ЦСВ потребитель оплачивает услугу отведения и очистки воды. Дефакто оплачивается существующий уровень очистки. Может также оплачиваться переход на более глубокую очистку (инвестиционная составляющая тарифа)
Побочная продукция	Продукция, полученная в результате утилизации отходов основного производства, или побочные продукты основного производственного процесса	Продукция из осадка сточных вод или на его основе: биогаз, метан; удобрения (органические, органоизвестковые, органоминеральные, компосты, фосфорные); почвогрунты, рекультиванты; электрическая и тепловая энергия, полученные из веществ, теплоты или потенциальной энергии сточных вод и т.д.	Совпадает. Больше оснований считать это побочными продуктами

1.2.3 Технологические и экологические аспекты развития подотрасли очистки сточных вод в СССР и России

В середине 1970-х годов подотрасль очистки сточных вод в СССР, несмотря на чрезвычайно низкую доступность специализированного оборудования, занимала по результатам своей работы одно из лидирующих мест в мире. Практически все города были оснащены сооружениями биологической очистки. Разработки отечественных специалистов позволили решать задачи очистки с минимальным объемом сооружений и капитальных вложений.

Начиная с этого периода, развитие подотрасли на значительный период времени было направлено по пути углубления очистки от взвешенных веществ. Значительные средства вкладывались в сооружения доочистки сточных вод, создававшиеся на базе зернистых фильтров. Стадия доочистки позволяла повысить эффективность очистки сточных вод от взвешенных веществ и органических соединений (БПК) всего на несколько процентов при стоимости сооружений и их эксплуатации до половины затрат на основной процесс очистки. Большинство построенных в тот период сооружений доочистки в настоящее время не работают или работают неэффективно (см.: раздел 3).

При этом до середины 1990-х годов решение актуальной задачи удаления азота и фосфора практически игнорировалось (несмотря на серьезный уровень проведенных в 1980-е годы исследований), тогда как за рубежом уже со второй половины 1970-х годов технологии удаления азота и фосфора активно применялись при создании ОС ГСВ. Следует отметить, что задача создания сооружений доочистки ГСВ от взвешенных веществ и органических соединений, определяемых показателем БПК, не столь актуальна для промышленно развитых зарубежных стран и на сегодняшний день.

Однако, пожалуй, важнейшее влияние на развитие подотрасли оказало фактическое распространение на сбросы сточных вод требований по соблюдению ПДК для водных объектов рыбохозяйственного назначения. Важно отметить, что данные ПДК были разработаны для оценки состояния водных объектов, но никак не для нормирования сбросов сточных вод. Нормативы этих ПДК едины для всей территории Российской Федерации, и их применение не зависит от природно-климатических, геохимических, гидрохимических и гидрологических особенностей водоемов. Это приводит к тому, что действие данных ПДК распространяется на водные объекты, в которых естественные фоновые концентрации веществ могут превышать установленный ПДК в десятки раз.

При разработке ПДК проблема их технической достижимости в процессах очистки в принципе не рассматривалась.

Учитывая отсутствие технологий достижения большей части этих требований и очень высокую стоимость достижения большинства остальных, переход к новой системе требований привел к развитию многих негативных процессов, в частности:

- дезориентация подотрасли в части ориентиров развития. В этом качестве в виде одинаковых по значимости задач предъявлялись, например, удаление соединений азота и тяжелых металлов, тогда как на практике никаких мер по удалению тяжелых металлов никогда и нигде не предпринималось в связи с отсутствием специальных технологий;

- массовому развитию тенденции к искажению фактических данных о загрязненности сбрасываемой воды, начиная с показателей проектов, которые не согласовывались без декларации невыполнимого соблюдения ПДК_рыбхоз и заканчивая искажением данных химико-аналитического контроля работы сооружений;

- сокращение притока частных инвестиций в подотрасль при столь шатких условиях работы.

Введение системы оплаты за сбросы и в особенности Методики исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства [28] создало условия, при которых любым работающим не только по проекту, но и лучше проекта ОС ЦСВ можно вменить необходимость оплаты компенсации вреда на суммы, многократно превышающие годовой доход организации ВКХ от этого вида деятельности.

Требование очищать стоки до величин концентраций показателей ниже аналогичных естественных фоновых значений приводит к ситуации, когда стоки с более низким содержанием загрязняющих веществ, чем в водном объекте, все равно рассматриваются как недостаточно очищенные, к таким предприятиям выдвигаются требования по внесению сверхнормативной платы и предъявляются многомиллионные требования о возмещении вреда окружающей среде без доказательства причинения самого факта вреда, а только на основе отчетности самого предприятия.

Примерно такая же ситуация возникла в сфере очистки ПСВ. Вместо создания большего количества объектов очистки, обеспечивающих удаление основной массы загрязнений, требование соблюдения ПДК загрязняющих веществ на выпуске очищенных сточных вод в водный объект сформировали тенденцию строительства немногочисленных технически сложных, дорогостоящих в строительстве и эксплуатации очистных сооружений с многоступенчатой технологической схемой очистки, ориентированных на достижение нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного назначения.

В целом нереалистичная система нормирования существенно затормозила модернизацию очистных сооружений подотрасли, препятствовала притоку инвестиций в нее и тем самым нанесла значительный ущерб состоянию водных объектов.

Настоящий справочник как элемент системы технологического нормирования сбросов в рамках реформы, проводимой Правительством Российской Федерации в этой сфере, призван создать обоснованную базу для реалистичного нормирования, что позволит предотвратить нерациональные затраты для бюджетов всех уровней, предсказуемые условия работы для инвесторов. Результатом этого должно явиться максимально возможное в сложившихся условиях уменьшение негативного воздействия на окружающую среду от объектов подотрасли.

Утвержденный в 2015 г. ИТС 10-2015 [11] сыграл важную роль в переходе отрасли на систему технологического нормирования. Его концепция, изложенная в разделе 4.1 настоящего справочника НДТ, легла в основу нормы Закона N 225-ФЗ от 29.07.2017 [8]. В редакции данного ФЗ часть 5 статьи 23 Федерального Закона от 10 января 2002 года N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" [1] установила, что для объектов централизованных систем водоотведения поселений или городских округов, отнесенных к объектам I категории, комплексным экологическим разрешением устанавливаются технологические нормативы на основе технологических показателей наилучших доступных технологий в сфере очистки сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений или городских округов, установленных Правительством Российской Федерации на основе информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям в сфере очистки сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений или городских округов с учетом мощности очистных сооружений централизованных систем водоотведения поселений или городских округов, а также категорий водных объектов или их частей, в которые осуществляется сброс сточных вод.

Правила отнесения водных объектов к категориям водных объектов для целей установления технологических показателей наилучших доступных технологий в сфере очистки сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений или городских округов, разработанные во исполнение указанной статьи, утверждены постановлением Правительством Российской Федерации от 26 октября 2019 г. N 1379 [29].

Также Закон N 225 ввел в статье 16.3 Закона N 7-ФЗ [1] понятие технологически нормируемых веществ (ТНВ) - загрязняющих веществ, относящихся к веществам, для которых устанавливаются технологические показатели наилучших доступных технологий в сфере очистки сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений или городских округов. Для веществ, не относящихся к ТНВ, Закон N 225 ввел в статью 23 Закона N 7-ФЗ [1] положение, что для объектов централизованных систем водоотведения поселений или городских округов в отношении загрязняющих веществ, не относящихся к технологически нормируемым веществам, нормативы допустимых сбросов устанавливаются комплексным экологическим разрешением или рассчитываются при подаче декларации о воздействии на окружающую среду в целях расчета нормативов состава сточных вод абонента. Т.е. данные нормативы не должны соблюдаться объектом ЦСВП. Вследствие данного положения отрасль централизованного водоотведения регулируется по двум принципам: технологического нормирования (для ТНВ) и по нормативам допустимого воздействия (для остальных веществ, которые будут обнаружены в сбрасываемой сточной воде объекта в результате процедуры инвентаризации).

Проведенный анализ последствий этого решения позволяет сделать вывод, что это является отступлением от принципа технологического нормирования, т.к. многие нормативы по составу сточных вод, рассчитываемые на основе нормативов допустимого сброса по веществам, не относящихся к ТНВ, будут технически невыполнимы для абонентов ЦСВП.

1.3 Роль подотрасли в защите водных объектов от негативного воздействия поселений на водные объекты

По данным Минприроды России (Доклад о состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации в 2017 году [30]), в 2017 году в результате вида экономической деятельности "водоснабжение, водоотведение, организация сбора и утилизации отходов, деятельность по ликвидации загрязнений" образовалось 9 233,13 млн м³ сточных вод, или 21,7 % от общего сброса сточных вод. По данным Минприроды России, 86,74 % общего объема сточных вод данного вида деятельности относятся к нормативно чистым.

Рис. 1.1 - Данные Минприроды России по структуре сточных вод (по [30])

Соответственно, по этим данным 1224,3 млн м³ сточных вод по всей России признаны в данном отчете загрязненными. Учитывая, что также по данным Минприроды России только в 16 субъектах РФ в бассейне реки Волги предприятиями ЖКХ сбрасывается 3174,7 млн. м³ загрязненных сточных вод, и задачей федерального проекта "Оздоровление Волги" является сокращение этого годового объема на 2120 млн. м³, информацию в отчете Минприроды за 2017 год нельзя считать корректной. Так, по данным анализа состояния очистных сооружений в 31 субъекте Федерации в бассейне Волги, только 6 из 136 технически способны очищать сточные воды до уровня технологических показателей НДТ, даже не до НДС.

Негативное воздействие на водные объекты оказывают населенные пункты в результате жизнедеятельности их населения и работы организаций, образующих сточные воды. При этом ОС ЦСВ сами не образуют практически никаких загрязнений. Технологический процесс на них (подробнее см. раздел 2) не приводит к образованию новых сточных вод и отходов, а лишь концентрирует и трансформирует уже содержащиеся в поступающем потоке загрязняющие вещества. Согласно проектам, технологический процесс представляет собой преобразование (рекуперацию) сточных вод в потоки веществ, безвредные для окружающей среды и (или) используемые в различных отраслях хозяйства. Таким образом, ОС ЦСВ имеют водоохранное значение, что закреплено в Водном кодексе Российской Федерации, а не представляют экологическую опасность.

Потенциальная экологическая опасность ОС ЦСВ (прежде всего - ОС ГСВ) возникает при реализации рисков нарушения технологического процесса, в том числе в результате аварий. Также на практике из-за проблем с утилизацией осадка они становятся отходами, часто накапливаются на иловых площадках, загрязняя окружающую среду.

1.4 Информация по подотрасли

1.4.1 Общие сведения о предприятиях подотрасли

Расположение и масштабы подотрасли соответствуют расположению и численности населенных пунктов в Российской Федерации.

По состоянию на 01.01 2015 (Росстат. Распределение муниципальных учреждений по типам муниципальных образований на 1 января 2014 года) в Российской Федерации насчитывалось: городских округов - 535, поселений городских - 1644, поселений сельских - 18 654. Согласно законодательству, понятие "поселение" не тождественно понятию "населенный пункт". "Поселение" - это не градостроительная, а управленческая единица. Применительно к городским поселениям это понятие совпадает, к сельским - нет. Поселение часто включает в себя несколько населенных пунктов.

Однако количество существующих ЦСВ и их очистных сооружений (ОС ЦСВ) далеко не тождественно количеству населенных пунктов, относящих к этим категориям по следующим причинам:

- значительная часть средних и малых сельских поселений (за исключением недавно созданных, представляющих собой коттеджные поселки с ЦСВ) не имеет централизованных систем водоотведения;

- значительная часть поселений имеет ЦСВ только для смеси бытовых и производственных сточных вод (так называемая раздельная система водоотведения), при этом поверхностные стоки отводятся по рельефу, без применения ЦСВ;

- значительная часть ЦСВ поверхностного стока не имеет сооружений очистки, сброс стока осуществляется непосредственно в водные объекты, без очистки.

Кроме того, не все города и поселки городского типа имеют ЦСВ для отведения городских сточных вод. По данным за 2008 год, к ним относились 29 городов (около 3 % общего их числа в стране). В их числе были 5 городов в Республике Саха (Якутия), 3 города в Новосибирской области, по 2 города в Калужской, Костромской, Курганской областях, Республике Тыва и Красноярском крае, по 1 городу в Пермском и Алтайском краях, Брянской, Воронежской, Архангельской, Астраханской, Пензенской, Ульяновской, Свердловской, Омской, Читинской областях. Кроме того, еще 273 поселка городского типа (20 % от общего числа в Российской Федерации) не располагали ЦСВ.

Данные Росстата по канализованию населенных пунктов и по очистным сооружениям приведены в таблице 1.6. Как следует из данной таблицы, число не имеющих ЦСВ городов сократилось до 2 %, что соответствует 22 городам.

Таблица 1.6 - Статистические данные по количеству ЦСВ

Число населенных пунктов, имеющих канализацию (на конец года)	Значение
Данные Росстата, январь 2015
Города	1088
в процентах от общего их числа	98
Поселки городского типа	1053
в процентах от общего их числа	84
Сельские населенные пункты	7311
в процентах от общего их числа	5
Данные Росстата, 2018 г.
Установленная пропускная способность очистных сооружений - всего, тыс. м3 в сутки	58018
- механическая очистка	31 549
- биологическая очистка	52 660
Использование мощности очистных сооружений канализации - всего, в процентах	45

Примечание - в масштабах страны производительность сооружений биологической очистки не может быть значительно выше, чем у сооружений механической очистки, как приведено в цитируемых данных.

Согласно данным статистики, общее количество ЦСВ составляет 9214 единиц (данные 2014 года, аналогичные более поздние данные отсутствуют).

Данные по количеству ОС ЦСВ отсутствуют, но номинально оно должно быть близко к количеству ЦСВ и составлять около 9 тыс. При проектной производительности 58,019 млн м³/сут средняя проектная производительность одной ЦСВ составляет около 6450 м³/сут, а средний приток - около 2900 м³/сут.

Следует отметить, что существенная недогрузка очистных сооружений на практике далеко не всегда означает комфортные условия эксплуатации и наличие резерва мощности. По данным членов технической рабочей группы, значительная часть ОС сельских поселений и поселков городского типа находится в неудовлетворительном состоянии, а часть полностью вышла из строя. На многих более крупных ОС часть линий очистки выведена из эксплуатации из-за неудовлетворительного технического состояния. Кроме того, проектная производительность в подавляющем числе ситуаций относится к возможности сооружений осуществлять задачу удаления органических загрязнений, тогда как проведение очистки от биогенных элементов требует примерно в 2 раза большего времени обработки. Также существенно, что сокращение расхода сточных вод (см. ниже), имевшее место в последние 25 лет, не означало пропорционального сокращения нагрузки по загрязнениям, в большей степени определяющим время обработки сточной воды.

Таким образом, средняя нагрузка в 50 % от проектной мощности (см.: таблица 1.6) лишь показывает некоторую вероятность реконструкции данных сооружений с переводом на новые технологии, без строительства дополнительных объемов емкостей.

Информация по количеству объектов очистки ПСВ населенных пунктов весьма незначительна, что в целом отражает ситуацию по стране. Информация по существующим объектам в ходе сбора анкет была получена только от Москвы и Санкт-Петербурга. По экспертному мнению, очистные сооружения ПСВ от селитебных территорий существуют (как специализированные инженерные объекты) практически только в крупных городах.

Тем не менее в Москве на общее число водовыпусков (около 1400 ед.) приходится немногим более 160 ОC. Общая площадь водосбора, сточные воды с которой очищаются хотя бы в самых простых сооружениях (пруды, щитовые загрязнения), не превышает 50 тыс. га, тогда как только площадь автодорог в пределах Садового кольца превышает 700 тыс. га.

В г. Санкт-Петербурге, где вся неисторическая часть застройки (а также и Васильевский остров) канализована по раздельной схеме, по состоянию на 1 августа 2019 года на 333 дождевых выпуска без очистки (не считая 731 дождеприемник) 1038 в водные объекты имеется 7 ОСПС, из которых 6 созданы за последние 25 лет. Они очищают около 3,3 % ПСВ, поступающих в ливневую централизованную систему водоотведения.

На настоящий момент критерий отнесения установлен постановлением Правительством Российской Федерации от 28.09.2015 N 1029 "Об утверждении критериев отнесения объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, к объектам I, II, III и IV категорий" [19] к I категории объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду отнесены объекты очистки сточных вод централизованных систем водоотведения (канализации) с объемом отводимых сточных вод 20 тыс. куб. м и более в сутки, что примерно соответствует численности населения свыше 50 тыс. человек (т.е. средние городам и выше по численности), основное внимание в данном справочнике посвящено этой группе населенных пунктов.

Общее количество объектов, которые должны быть отнесены к 1-й категории, составляет не более 600 (с учетом того, что ряд городов имеет более одного ОС ГСВ с объемом отводимых сточных вод 20 тыс. м³ и более в сутки, а также с учетом немногочисленных ОС ПСВ, удовлетворяющих этим условиям).

Оценочные данные по общему количеству объектов в отрасли, имеющих право добровольно присоединиться к нормированию по технологическим показателям (согласно пункту 12 статьи 31.1 Федерального закона от 21.07.2014 N 219-ФЗ (с изм. от 29.12.2014) "О внесении изменений в Федеральный закон "Об охране окружающей среды" и отдельные законодательные акты Российской Федерации" [32]).

Общее количество ЦСВ, по данным Росстата, составляет свыше 8 тыс. объектов. Однако подавляющее большинство сельских населенных пунктов не имеет ЦСВ, таким образом, данное количество имеет существенный резерв роста. Столь большое количество объектов, которые имеют право переходить на получение комплексного разрешения, создаст проблемы, которые могут быть разрешены разработкой и включением в законодательство норм общего действия (НОД) для такого рода объектов, т.е. общеприменимых обязательных требований, не связанных с получением индивидуальных комплексных разрешений.

1.4.2 Организационные и экономические основы работы подотрасли. Экономические показатели предприятий отрасли

Обычно эксплуатация всего водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) осуществляется единой организацией, которая традиционно называется водоканалом. В отдельных случаях очистка сточных вод происходит на самостоятельных от водоканалов предприятиях, принимающих сточные воды на очистку либо по договору с организацией, эксплуатирующей ЦСВ, либо по отдельным договорам с абонентами. В ряде случаев эксплуатацией систем ЦСВ и очисткой стоков занимаются предприятия, не относящиеся к сектору ЖКХ.

Большая часть организаций, эксплуатирующих ОС ЦСВ находится в муниципальной собственности (в хозяйственном ведении МУП, учрежденных муниципалитетом, в составе имущества ВКХ). Часть объектов ОС ЦСВ была приватизирована и принадлежит частным компаниям. Часть крупных объектов управляется частными операторами по договорам аренды и концессии.

Существующая система отношений между муниципалитетами и водоканалами во многих случаях не способствует развитию отрасли. Основные фонды предприятий ВКХ до 1990-х годов были сформированы за счет средств местного и государственного бюджетов (кроме тех, которые принадлежали крупным предприятиям), а большинство организаций ВКХ входило в структуры местных органов исполнительной власти. В последующий период, несмотря на то, что задачи этих организаций и их финансовые возможности практически никак не изменились, существование водоканалов в форме МУП привело к иллюзии их отдельного функционирования относительно городов, которые они обслуживают. В результате требования по улучшению качества очистки предъявляются не руководству населенных пунктов, в которых образуются сточные воды и которым принадлежат основные фонды, а водоканалам (МУП) как якобы самостоятельным организациям, при этом загрязнителям водных объектов. Такая подмена адресата претензий, в том числе и обоснованных, многократно снижает их эффективность, сводя результаты к составлению планов, не обеспеченных финансированием.

В качестве инструмента реформы отрасли в настоящее время реализуется постепенный переход к управлению организациями ВКХ на основе концессий (и подобным взаимно ответственным схемам отношений муниципалитетов и отраслевого бизнеса). Однако реализацию этих схем сдерживают недостижимые требования к сбросам сточных вод и риски претензий по возмещению вреда водным объектам, в размере, превышающем годовой доход от работы объекта. Для зарубежных компаний практически невозможно инвестировать средства на таких условиях. Два единственных (при этом технически и экономически удачных) прецедента крупных зарубежных инвестиций в ОС ЦСВ (ОС районов Южное Бутово и Зеленоград г. Москвы) стали возможными только в рамках внутреннего соглашения с водоканалом, который сохранил за собой ответственность перед контролирующими органами за сброс очищенных сточных вод.

Завершение формирования нормативной базу по переходу отрасли на технологическое нормирование в части ТНВ, создаст достаточную основу для исключения непредсказуемых рисков для хозяйствующих субъектов по данным веществам. С другой стороны, предусмотренное Законом N 225-ФЗ нормирование прочих веществ на основе нормативов допустимого сброса (НДС), в отсутствии в законодательстве понятия разрешенных сбросов для таких объектов, создало благоприятную основу для применения к организациям, эксплуатирующим ЦСВП, Методики исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства, утвержденной приказом Минприроды России от 13 апреля 2009 г. N 87, т.к. по ряду веществ (см. раздел 3) соблюдение ПДК_рыбхоз в очищенном стоке в принципе невозможно. Опыт практического применения этих норм на момент утверждения настоящего справочника получен не был.

Экономическая основа отрасли - получение организациями ВКХ оплаты за свои услуги от абонентов по тарифу за поданную водопроводную воду и принятые сточные воды. Размер тарифа жестко контролируется территориальными органами Федеральной антимонопольной службы. Тариф может включать в себя инвестиционную компоненту, но при этом общая величина тарифа не может превышать прошлогоднюю больше, чем на установленный Правительством индекс. Увеличение тарифа на услуги водоснабжения и водоотведения, как правило, не превышает инфляцию. При этом значительная часть ежегодного роста тарифа теряется за счет более существенного роста тарифов на энергоносители, удорожания нерегулируемых статей затрат (реагенты, оборудование и др.), введение новых платежей, а также за счет продолжающегося ежегодного снижения водопотребления и водоотведения. Поскольку доля переменных затрат, прямо зависящих от расхода воды, в организациях ВКХ не превышает 40 %, то при снижении расхода, например, на 4 %, только для компенсации этого (без учета инфляционного фактора) необходимо повысить тариф на 2,5-3 %. В результате действия данных факторов средства, которыми располагают организации ВКХ, в реальном выражении сокращаются от года к году.

Для предприятий ВКХ снижение потребления воды не только приводит к уменьшению дохода, но и неизбежно требует дополнительных вложений на замену силового и технологического оборудования, мощности которого становятся избыточными, перекладку трубопроводов водоснабжения с уменьшением диаметра труб для борьбы с застоем воды в сетях. Однако из-за применения экономически необоснованного тарифа в отрасли средств на обеспечение энергоэффективности практически нет.

В результате действия всех описанных факторов, убыточными, по данным Российской ассоциации водоснабжения и водоотведения, являются более 75 % организаций ВКХ.

Дополнительно к тарифу организации ВКХ имеют право выставлять абонентам компенсационную плату за негативное воздействие на сооружения ЦСВ и за сброс загрязняющих веществ в водные объекты (последний платеж - абонентам, сбрасывающим менее 200 м³/сут, крупные абоненты должны вносить этот платеж в бюджет).

В общей себестоимости услуги водоотведения собственно очистка сточных вод (включая обработку осадка), в большинстве случаев занимает не более 30-40 %, остальные средства расходуются на эксплуатацию сетей и насосных станций водоотведения.

Величина стоимости услуг водоотведения (по сети городских сточных вод) в разных поселениях существенно различается. Некоторые данные (информация Российской ассоциации водоснабжения и водоотведения) приведены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 - Средняя стоимость услуги водоотведения по федеральным округам и некоторым регионам Российской Федерации (за 2-е полугодие 2017 г.)

Округ, субъект Российской Федерации	Тариф (включая надбавки для потребителей), руб./м3
Российская Федерация	39,48
Центральный федеральный округ (ЦФО)	31,18
Орловская область	16,6
Владимирская область	46,73
Северо-Западный федеральный округ (СЗФО)	53,89
Калининградская область	13,89
Республика Коми	156,81
Южный федеральный округ (ЮФО)	35,32
Город Севастополь	20,93
Краснодарский край	39,8
Северо-Кавказский федеральный округ (СКФО)	18,55
Республика Дагестан	2,85
Ставропольский край	28,16
Приволжский федеральный округ (ПФО)	30,55
Пензенская область	22,03
Самарская область	44,22
Уральский федеральный округ (УрФО)	45,75
Свердловская область	23,24
Ямало-Ненецкий АО (Тюменская область)	218,38
Сибирский федеральный округ (СФО)	57,54
Республика Тыва	13,33
Красноярский край	92,34
Дальневосточный федеральный округ (ДФО)	102,41
Приморский край	18,65
Чукотский АО	646,71
Примечание - По каждому ФО, наряду со средним значением, приведена минимальная и максимальная величины тарифов по субъектам Российской Федерации, входящим в него.

Как видно из таблицы 1.7, величина тарифов даже по соседним и близким к друг к другу по природным и экономическим условиям округам может различаться в несколько раз. Это вызвано тем, что тарифное регулирование происходило "от достигнутого" уровня, принципы технологического обоснования тарифа для достижения необходимого качества услуг не применяются.

Процесс очистки сточных вод не является производством товара, а является услугой, оказываемой абонентам ЦСВ по очистке их сточных вод. При этом абонент оплачивает данную услугу исходя из фактических затрат организации, эксплуатирующей ОС ЦСВ и фактически применяемых технологий, т.е., если на ОС ЦСВ используется примитивная, малоэффективная, но при этом и малозатратная технология (либо вообще отсутствует очистка), то стоимость этой услуги для абонента окажется предельно низкой (нулевой), а если производится глубокая очистка сточных вод, переработка и утилизация осадка, то стоимость услуг для абонента будет максимальной. В аналогичной ситуации, применительно к свободной рыночной ситуации, услуги или товары ненадлежащего качества (не обеспечивающие безопасность окружающей среды) были бы запрещены, но в сфере услуг водоотведения такой подход не применим. Поскольку сфера услуг ЦСВ не является рыночной, а относится к естественным монополиям, то интересы потребителя в этой сфере призвана защищать Федеральная антимонопольная служба. Однако в своей деятельности они руководствуются не обязательностью обеспечения требований по глубокой очистке, а лишь поддержанием работоспособности регулируемых объектов при соблюдении предельных индексов роста тарифов. Тенденция такого развития негативна - отсутствие очистки при минимальном тарифе. Таким образом, к сожалению, регулирование данной сферы разбалансировано: предъявление одними госорганами требований к качеству услуги в виде жестких требований к сбросу очищенных сточных вод противоречит позиции других госорганов признавать неизбежный существенный рост цены на эту услугу.

В таблице 1.8 приведены данные по себестоимости услуг очистки сточных вод в конкретных населенных пунктах (получены в рамках анкетирования предприятий), по сравнению с тарифами на услугу водоотведения в этих поселениях. Учитывая малый объем данных по объектам ОС ПСВ (соответствующий количеству данных объектов в подотрасли), здесь и далее, в случае если вид сточных вод не указан, приводимые данные и информация относятся к ОС ГСВ.

Таблица 1.8 - Сравнение себестоимости очистки сточных вод с тарифом на водоотведение

N ОС, федеральный округ	Проектная производительность ОС, тыс. м3/сут	Приток в 2014 году, тыс. м3/сут	Технология	Себестоимость на ОС в 2014 г., руб./м3	Тариф на водоотведение в 2014 г., руб./м3
1. СЗФО	330	213	Удаление азота и фосфора, с реагентами	7,17	20,81
2. ЦФО	80	37	То же	14,33	23,36
3. СЗФО	72	31	То же	11,1
4, СЗФО	17,1	14,9	То же	6,74
5, СЗФО	41	12,6	Удаление азота	53,75	4,67
6, СЗФО	10	5,5	То же	13,3
7, СЗФО	10,5	4,5	То же	27,78	14,27
8, ЦФО	3000	2136	1/3 - удаление азота, 2/3 - полная биол. очистка	5,9	23,36
9, ЦФО	3000	1740	Полная биол. очистка	6,54	23,36
10, ПФО	1200	781	То же	2,95	10,21
11, ПФО	650	383	То же	3,63	13,48
12, ЮФО	135	102	То же	4,36	11,65
13, СФО	86	55	То же	7,38	10,48
14, СФО	80	34	То же	14,37	10,56
15, ДФО	55	25,5	То же	9,58	21,6
16, СКФО	14	2,9	То же	20,67	13,7

Данные таблицы 1.8 позволяют сделать следующие выводы:

- величины себестоимости очистки по объектам различаются (за вычетом крайних значений) до 5 раз;

- себестоимость возрастает с 3-6 руб./м³ для крупнейших станций до 10-15 руб./м³ для ОС с притоком 5-50 тыс. м³/сут;

- затраты на очистку сточных вод зачастую не коррелируют с результатом очистки. Обычные станции полной биологической очистки (N 13-15) и самые эффективные по качеству очистки современные сооружения (N 2-4), при одинаковой загрузке в процентах от проектной производительности (ПП) имеют одинаковую себестоимость;

- на многих объектах имеет место ситуация, когда себестоимость очистки существенно выше тарифа на водоотведение, т.е. работа ОС обеспечивается за счет других источников (других составляющих тарифа либо платы абонентов за сверхнормативные сбросы);

- в целом ситуация с себестоимостью на ОС по противоречивости и разбросам значений повторяет общую ситуацию с тарифами (таблица 1.7).

1.4.3 Анализ объектов подотрасли по производительности, срокам эксплуатации, производительности, нагрузке

При сборе информации по отрасли запрос на предоставление информации был адресован 404 поселениям и городским округам (всем, население которых превышает 40 тыс. чел. и в которых, соответственно, может образовываться сточных вод свыше 20 тыс. м³/сут).

Распределение этих населенных пунктов по численности населения приведено в таблице 1.9.

Таблица 1.9 - Распределение населенных пунктов - объектов рассылки анкет по численности населения

Категория населенных пунктов	Численность населения, тыс. чел.		Оценочный расход сточных вод *, тыс. м3/сут	Количество в Российской Федерации
Города-миллионники	Свыше 1000		Свыше 300	12
Крупнейшие города	500-1000		150-300	25
Крупные города	250-500		75-150	36
Большие города	100-250		30-75	91
Средние города	50-100		15-30	157
Малые города	Для целей разработки справочника при анкетировании была ограничена диапазоном 40-50 (объекты I-й категории)		12-15	89
Всего				404
* При общем удельном водоотведении 300 л/чел в сутки.

Были получены заполненные анкеты от 200 поселений и городских округов, от всех федеральных округов и большинства субъектов Российской Федерации. Таким образом, выборка полученной информации составляет около 50 %, что следует оценить как весьма представительную. В населенных пунктах, направивших анкеты, проживает 60 % городского населения Российской Федерации.

Распределение объектов очистки сточных вод, относимых к I-й категории по территории Российской Федерации и ее субъектам полностью соответствует распределению крупных населенных пунктов по территории.

Наибольшее количество таких объектов находится в следующих субъектах Российской Федерации:

- Московская область - 42;

- Краснодарский край - 20;

- Ростовская область - 15;

- Кемеровская область и Свердловская область - по 14;

- Ленинградская область - 13;

- Иркутская область - 11;

- Ставропольский край, Татарстан и ХМАО - по 10.

На эти 10 субъектов приходится около 40 % всех объектов I-й категории.

Объекты подотрасли, по которым были получены анкеты, для дальнейшего анализа были разделены на три группы по проектной производительности (ПП):

- свыше 300 тыс. м³/сут: анкеты получены от 19 предприятий по 20 ОC;

- от 100 до 300 тыс. м³/сут: анкеты получены от 28 предприятий по 30 ОC;

- менее 100 тыс. м³/сут: анкеты получены от 133 предприятий по 150 ОC.

Объем данных, полученных по объектам очистки ПСВ, признан недостаточным для анализа. Данные были получены всего от двух предприятий. Информация о ситуации в них приведена ниже.

Анализ распределения ОС по годам постройки (сроку службы), а также данные о проведении реконструкции приведены в таблице 1.10.

Таблица 1.10 - Анализ распределения ОС ГСВ по годам постройки (сроку службы)

Годы постройки ОС (фактический срок службы)	Группы ОС с различной ПП, %
	более 300 тыс. м3/сут	100-300 тыс. м3/сут	менее 100 тыс. м3/сут
До 1970 года (45 лет)	22,7	20	13
С 1970 по 1980 годы (35-45 лет)	50	38	36
С 1980 по 1990 годы (25-35 лет)	13,7	25	32
С 1990 по 2000 годы (15-25 лет)	4,5	4	13
С 2000 года (менее 15 лет)	9,1	13	6
Подвергались реконструкции или расширению с 2010 года, %	57	15	37
Примечание - Расчетный срок службы бетонных очистных сооружений - 50 лет.

Во всех трех диапазонах производительности ОС основные мощности были построены в период с 1970 по 1985 год. Крупные и средние станции достраивались до 1990 года. Среди станций есть сооружения, построенные после 2000 года, - от 6 % до 13 % сооружений.

До 1990 года в основном осуществлялась достройка сооружений и ввод дополнительных блоков. После 2000 года строительство новых блоков и станций велось уже с применением новых технологий с удалением азота или азота и фосфора. Реконструкции с изменением технологии приходятся на 2000-2015 годы. Несмотря на существенные доли объектов, подвергшихся реконструкции в 2 группах из трех, реконструктивные мероприятия в основном касались отказа от хлорирования в пользу УФ-облучения и перехода на механическое обезвоживание. Доля объектов, на которых реализованы технологии удаления азота (или азота и фосфора) не превышает 10 % (подробнее см.: раздел 2).

Анализ удельного водоотведения (л/чел. в сутки) показывает, что приток сточных вод на ОС ГСВ формируется в весьма широком диапазоне (таблица 1.11).

Таблица 1.11 - Величины удельного водоотведения

Диапазоны притока	Удельный брутто-приток на ОС на 1 жителя (с учетом промышленности и неорганизованного притока), л/чел. в сутки, для групп ОС с различной ПП
	более 300 тыс. м3/сут	100-300 тыс. м3/сут	менее 100 тыс. м3/сут
Центральный диапазон (60 % от всех ситуаций, от 20 % до 80 % обеспеченности)	270-440 (50 % - 270-470)	180-400 (60 %)	180-410
Минимальные значения	240	130	80
Максимальные значения	550	670	710

Как видно из таблицы 1.10, с уменьшением производительности диапазон удельных расходов значительно расширяется. Следует отметить, что при этом значения менее 100 л/чел. в сутки соответствует неполному водоотведению и (или) частичному отсутствию централизованного водоснабжения. В целом для станций производительностью 100-300 тыс. м³ в сутки и особенно менее 100 тыс. м³ в сутки имеется резерв снижения водопотребления (и, соответственно, притока на ОС ГСВ) путем принятия мер по экономии воды.

Как было отмечено в разделе 1.1.2, в последние десятилетия произошло существенное снижение нагрузки на ОС ГСВ. Распределение ОС по величине гидравлической нагрузки, в процентах от ПП показано в таблице 1.12.

Таблица 1.12 - Оценка фактической гидравлической нагрузки на ОС

Оценка нагрузки	Группы ОС с различной ПП, %
	более 300 тыс. м3/сут	100-300 тыс. м3/сут	менее 100 тыс. м3/сут
Работают с незначительной перегрузкой	0	11	1
Близко к проектной производительности (70-100 %)	21	27	12
Существенно недогружены (50-70 %)	48	42	19
Низкая нагрузка (менее 50 %)	32	20	68

Таким образом, имеющиеся мощности сооружений на большинстве рассмотренных станций имеют хороший потенциал для внедрения современных технологий биологической очистки, который на данный момент мало реализован. Однако следует учитывать два важных фактора:

- основные мощности сооружений были построены в 70-80-х годах и при реконструкции требуется больший или меньший объем восстановления состояния железобетонных конструкций. Это увеличивает стоимость работ от 50 % до 500 % относительно ретехнологизации процесса биологической очистки (изменения технологии с заменой оборудования);

- с учетом того, что массовая нагрузка на ОС ГСВ формируется пропорционально количеству жителей с учетом сбросов промышленных предприятий, величина недогрузки по проектным показателям абсолютно не тождественна недогрузке по загрязняющим веществам. На ОС ГСВ только сооружения механической очистки и отстаивания рассчитывают по расходу, остальные сооружения - по массовой нагрузке.

Ситуация с ОС ПСВ в ГУП "Мосводосток" - единственном в России предприятии, эксплуатирующем значительное число таких систем, - приведена ниже.

Первые очистные сооружения для селитебных водосборных площадей были разработаны в Москве в трех видах: пруды-отстойники, сооружения камерного типа (СКТ) и щитовые заграждения в акватории р. Москвы.

Задачей первых очистных сооружений являлось задержание в полном объеме мусора, частично взвешенных веществ и нефтепродуктов. При этом предусматривалось снижение концентрации загрязнений в среднем по взвешенным веществам до 30-50 мг/л, а по нефтепродуктам - до 5-8 мг/л. На очистное сооружение направлялась наиболее загрязненная часть поверхностного стока от дождей с периодом однократного превышения расчетной интенсивности в пределах 0,05-0,1 года, а также часть талых вод.

Для пропуска пиковых расходов дождевых и талых вод предусматривалось устройство обгонного коллектора, направляющего эти стоки мимо очистных сооружений с последующим сбросом в водные объекты без очистки. Считалось, что указанные стоки несут значительно меньшее количество загрязнений, чем стоки, поступающие с первыми порциями дождей. Таким образом, на данном этапе аккумулирование поверхностного стока не предусматривалось. Однако по технико-экономическим соображениям для снижения диаметров коллекторной сети при большой протяженности главных коллекторов в системе водоотведения устраивались регулирующие резервуары.

В середине 1980-х годов начали использоваться очистные сооружения, оснащенные блоками тонкослойного отстаивания и фильтрами (кассетными) доочистки. Такие сооружения давали больший эффект, нежели пруды-отстойники, СКТ или щитовые заграждения. Их габариты были в 2-2,5 раза меньше.

С середины 1990-х годов в связи со строительством МКАД и 3-го транспортного кольца на балансе ГУП "Мосводосток" появились так называемые сооружения глубокой очистки накопительного типа с последующей доочисткой сточных вод многоступенчатой напорной фильтрацией. По достигаемому эффекту очистки (по основным показателям загрязнения) указанные ОС почти выходят на качество очистки поверхностных сточных вод на уровне ПДК_рыбхоз, однако при обслуживании водосборной площади более 20-30 га стоимость их эксплуатации весьма высока.

В тот же период начали применяться сооружения габионного типа (СГТ). Площадь водосборного бассейна для таких сооружений незначительна - от 1,5 до 5,0 га. В основном они применяются для очистки стоков с дорожных покрытий и близрасположенных откосов.

Также находят применение сооружения с реагентной обработкой, флотационной очисткой, фильтрацией в фильтрах с плавающей загрузкой.

В Санкт-Петербурге первые очистные сооружения, построенные в 1992 году (170 л/сек) кроме ступени отстаивания включали безнапорные пенополистирольные фильтры. В 1992 году схема очистки была рассчитана на очистку не более 20 % поверхностных сточных вод поселения и не могла быть ориентирована на достижение требуемых в настоящее время показателей ни по взвешенным, ни по нефтепродуктам. Начиная с 2009 года были приняты в эксплуатацию еще 6 ОС ПСВ различной производительности от 30 до 170 л/сек (из них 3 - в последние 3 года) со схемами безнапорной или напорной фильтрации с различной фильтровальной загрузкой. Опыт эксплуатации этих сооружений показал, что они не обеспечивают требовавшиеся от них показатели (ПДК_рыбхоз) ни по взвешенным веществам, ни по БПК, ни по нефтепродуктам.

Ситуация по загрязненности ГСВ по результатам анализа анкет показана в таблицах 1.13, 1.14.

Таблица 1.13 - Загрязненность поступающих сточных вод по органическим загрязнениям

Диапазон загрязненности, взвешенные вещества, мг/л/БПК5, мг/л	Распределение загрязненности по взвешенным веществам/БПК5, % для ОС с ПП
	более 300 тыс. м3/сут	100-300 тыс. м3/сут	менее 100 тыс. м3/сут
Низкоконцентрированные (менее 150/130)	21/22	28/31	30/30
Среднеконцентрированные (150-250/150-230)	41/42	48/48	50/57
Высококонцентрированные (свыше 250/230)	32/36	24/21	20/13
Примечание. Перед чертой - взвешенные вещества, после черты - БПК5.

Таблица 1.14 - Загрязненность поступающих сточных вод по азоту и фосфору

Диапазон загрязненности по аммонийному азоту, мг/л/фосфору фосфатов, мг/л	Распределение загрязненности по аммонийному азоту/фосфору фосфатов, %, для ОС с ПП
	более 300 тыс. м3/сут	100-300 тыс. м3/сут	менее 100 тыс. м3/сут
Низкоконцентрированные (менее 25/менее 2,2)	5,6/22,2	41/33	30/30
Среднеконцентрированные (25-35/2,2-3)	66,6/38,9	40/41	38/33
Высококонцентрированные (свыше 35/3,0)	27,8/38,9	19/26	32/37

Анализ концентраций поступающей сточной воды показывает увеличение разброса встречаемости с уменьшением производительности станции, что объясняется большим диапазоном удельных расходов и увеличением влияния промышленных стоков с уменьшением производительности станции. Характерные диапазоны для городских стоков представлены в таблице 1.15.

Таблица 1.15 - Характерные диапазоны концентраций загрязнений в исходных ГСВ

Загрязняющие вещества	Диапазоны загрязненности сточных вод, мг/л
	Низкоконцентрированные сточные воды	Среднеконцентрированные сточные воды	Концентрированные сточные воды	При влиянии промышленных сточных вод
Взвешенные вещества	Менее 150	150-250	Свыше 250	Больше 400
БПК5	Менее 130	130-230	Свыше 230	Больше 400
ХПК	Менее 300	300-600	Свыше 600	Больше 800
Азот аммонийный	Менее 25	25-35	Свыше 35	Более 50
Фосфор фосфатов	Менее 2,2	2,2-3,5	Свыше 3,5	Более 5

В результате снижения удельного водоотведения уже на 25-35 % ОС с ПП свыше 100 тыс. м³/сут поступают сточные воды, которые в условиях Российской Федерации следует оценить, как высоконцентрированные. Следует обратить внимание, что в условиях Западной Европы, в особенности ФРГ, где норма водоотведения во многих населенных пунктах ниже 80 л/чел. в сутки, понятие высококонцентрированных сточных вод существенно отличается: они характеризуются как минимум вдвое большими значениями загрязненности по взвешенным веществам и БПК₅. Этот факт оказывает существенное воздействие при использовании в Российской Федерации технологий очистки, разработанных для Западной Европы.

Несмотря на снижение удельного водоотведения, около 1/3 всех ОС с ПП менее 300 тыс. м³/сут получают низкоконцентрированные сточные воды, в том числе по азоту и фосфору.

Важный фактор для использования технологии удаления азота - температура сточных вод. Данные по распределению минимальных среднемесячных температур приведены в таблице 1.16.

Таблица 1.16 - Температура поступающих сточных вод

Средняя температура за месяц с минимальными (зимними) значениями, °C	Распределение температуры, средняя за месяц с минимальными (зимними) значениями, %, для ОС с ПП
	более 300 тыс. м3/сут	100-300 тыс. м3/сут	менее 100 тыс. м3/сут
Очень холодная, менее 12	14,3	14,9	47
Умеренно холодная, 12-16	42,9	51,8	37
Теплая, свыше 16	42,8	33,3	16

Для ОС с ПП 100-300 тыс. м³/сут основной диапазон температуры стоков 12-16 °C, а для ОС с ПП менее 100 тыс. м³/сут наиболее характерна температура 12-14 °C, причем стоки с температурой 10 °C и менее составляют 23 %, что существенно для оценки возможности проведения процесса нитрификации.

Анализ влияния ОС ГСВ на окружающую среду по данным анкет приведен в разделе 3.

В виду минимальной информации, полученной из анкет, в таблице 1.17 приводятся данные СП 32.13330-2012 [23] по загрязненности ПСВ, полученные ранее специалистами в результате обобщения многолетних исследований по изучению состава ПСВ поселений, расположенных в различных климатических районах страны.

Таблица 1.17 - Примерные значения концентраций в дождевом и талом стоках для различных участков водосборных поверхностей селитебных территорий

Тип участка	Загрязненность поверхностных сточных вод, мг/л
	Дождевой сток			Талый сток
	Взвешенные вещества	БПК5	Нефтепродукты	Взвешенные вещества	БПК5	Нефтепродукты
Участки селитебной территории с высоким уровнем благоустройства и регулярной механизированной уборкой дорожных покрытий (центральная часть города с административными зданиями, торговыми и учебными центрами)	400	30	8	2000	50	20
Современная жилая застройка	650	40	12	2500	70	20
Магистральные улицы с интенсивным движением транспорта	1000	60	20	3000	85	25
Территории, прилегающие к промышленным предприятиям	2000	65	18	4000	110	25
Кровли зданий и сооружений	< 20	< 10	0,01-0,7	< 20	< 10	0,01-0,7
Территории с преобладанием индивидуальной жилой застройки; газоны и зеленые насаждения	300	40	< 1	1500	70	< 1

Наиболее загрязненным по всем показателям, по данным Свода правил, является талый сток, который по значению показателя БПК приближается к низкоконцентрированным хозяйственно-бытовым сточным водам.

1.5 Градации объектов подотрасли по производительности для дальнейшего использования в справочнике НДТ

К I-й категории природопользователей, для которых будет обязателен переход на НДТ, и получение комплексного разрешения на основании технологических показателей, отнесены все объекты очистки сточных вод ЦСВ с объемом поступающих сточных вод свыше 20 тыс. м³/сут (для ОС ГСВ соответствует мощности очистных сооружений 50-60 тыс. ЭЧЖ).

Принцип классификации объектов ОС является предметом дискуссий. Расход сточных вод - традиционный, привычный параметр. Однако он не в полной мере отражает как природоохранную роль объектов ОС ЦСВ, так и потенциальную экологическую опасность, так как при разных величинах удельного водопотребления поселения с одинаковой численностью населения могут образовывать расходы сточных вод, отличающиеся в 2-3 раза. Учитывая тенденцию к снижению этих показателей, возможен самопроизвольный переход объектов из одного диапазона в другой, даже при росте населения обслуживаемых ими населенных пунктов. Это может дезориентировать субъекты регулирования.

Расход сточных вод определяет объемы меньшей по стоимости инвестиций части объектов ОС ГСВ, а именно сооружений механической очистки, вторичного отстаивания, обеззараживания, доочистки. Более информативным параметром для классификации ОС ГСВ является параметр "эквивалентная численность жителей". Этот параметр присутствует в Своде правил [23]:

"9.1.3 Общую производительность очистных сооружений по поступающим органическим загрязнениям (эквивалентная численность жителей, ЭЧЖ) допускается определять по формуле

(1),

где - максимальная средняя нагрузка по БПК₅ на ОС за 2 недели за 3-летний период наблюдений, кг О₂/сут;

60 - расчетное количество загрязнений по БПК₅ от одного жителя, г О₂/чел. в сутки.

Величина ЭЧЖ строго пропорциональна массе органических загрязнений, поступающих на объекты ОГСВ. Таким образом, она включает в себя не только загрязнения от жителей, но и от всех прочих абонентов. Величина ЭЧЖ (как производная от массовой нагрузки по загрязнениям) при расчете сооружений определяет объемы наиболее дорогостоящих объектов ОС ГСВ: сооружений биологической очистки и обработки осадка.

Параметр ЭЧЖ используется как базовый для классификации объектов в ЕС и в Хельсинской конвенции [33], в частности, в которой оперируют выражением "нагрузка стоков, эквивалентная стокам от (число) жителей".

В то же время параметр расхода сточных вод в большинстве случаев определяет объемы инвестиций в ОС ПСВ и позволяет осуществлять классификацию объектов централизованного отведения поверхностных сточных вод.

Параметр ЭЧЖ не вошел как критерий в проект постановления Правительства РФ, утверждающее технологические показатели НДТ для отрасли. В нем объем среднегодового фактического притока за сутки использован в качестве критерия отнесения к диапазону мощности ОС не только для ПСВ, но и для ГСВ, что противоречит мировому опыту.

В таблице 1.18 приведена классификация ОС ЦСВ ГСВ для целей данного справочника, на основании как среднего суточного расхода, так и параметра ЭЧЖ. Следует отметить, что данная классификация разработана с использованием классификации типов поселений по Градостроительному кодексу Российской Федерации от их численности [34].

Таблица 1.18 - Классификация ОС ЦСВ ГСВ по диапазонам мощности

Наименование диапазона мощности ОС	Расход поступающих сточных вод, м3/сут 1)	Нагрузка по БПК5 на ОС ЦСВ со сточными водами, поступающими из населенного пункта, кг/сут 2)	Условная численность, в единицах ЭЧЖ
Сверхкрупные	Свыше 600 тыс.	Более 180 тыс.	Более 3 млн.
Крупнейшие	200-600 тыс.	60-180 тыс.	1-3 млн.
Крупные	40-200 тыс.	12-60 тыс.	200 тыс. - 1 млн.
Большие	10-40 тыс.	3 тыс. - 12 тыс.	50-200 тыс.
Средние	4-10 тыс.	1200-3000	20-50 тыс.
Небольшие	1-4 тыс.	300-1200	5-20 тыс.
Малые	100-1000	30-300	500-5 тыс.
Сверхмалые	10-100	3-30	50-500
1) При брутто-норме водоотведения, принятой для данных расчетов равной по нижней границе основного диапазона для большинства ОС ГСВ (таблица 1.11), составляющей около 200 л на зарегистрированного жителя населенного пункта. 2) В целях определения диапазона мощности очистных сооружений определяется средний за 3 календарных года подряд, предшествующих году подачи заявки на получение комплексного экологического разрешения, объем сброса сточных вод в водный объект, но не более проектной мощности очистных сооружений. Определение объема ведется с использованием порядка ведения собственниками водных объектов и водопользователями учета объема забора (изъятия) водных ресурсов из водных объектов и объема сброса сточных вод и (или) дренажных вод, их качества, утвержденного Минприроды РФ. В случае, если очистные сооружения были введены в эксплуатацию менее, чем за 3 календарных года, предшествующих году подачи заявки на получение комплексного экологического разрешения, определяется средний за период с даты введения в эксплуатацию объем сброса сточных вод в водный объект. Для очистных сооружений, не введенных в эксплуатацию в целях определения диапазона мощности очистных сооружений, объем сброса сточных вод в водный объект принимается равным среднегодовой проектной мощности очистных сооружений.

В дальнейшем в данном справочнике приведенные в таблице 1.18 наименования категорий ОС ГСВ употребляются в соответствии с ПП этих ОС, указанной в таблице.

Поскольку в разделе 5 для установок категорий не более "средних" определены более мягкие технологические показатели НДТ, важно учитывать эффект агломерации и освоения пригородных территорий.

Для отнесения ОС ГСВ сточных вод к данным диапазонам мощности очистных сооружений также необходимо, чтобы расстояние по береговой линии водного объекта от выпуска очищенных на данных очистных сооружениях сточных вод до ближайшего следующего организованного выпуска смешанных (городских) сточных вод поселений или городских округов, составляло:

- для отнесения к сверхмалым - не менее 1 км;

- для отнесения к малым - не менее 3 км;

- для отнесения к небольшим - не менее 10 км.

Все очистные сооружения смешанных (городских) сточных вод от сверхмалых до средних включительно, выпуски которых в водные объекты расположены друг от друга ближе указанных значений, относятся по диапазону мощности очистных сооружений к средним.

1.6 Энерго- и ресурсопотребление подотрасли

1.6.1. Энергопотребление

Подотрасль ОС ЦСВ ГСВ, наряду с водоснабжением, относится к числу наиболее энергоемких в инфраструктуре населенных пунктов, в совокупности уступая только метрополитену в тех городах, где он имеется.

Основное количество энергии расходуется на подачу воздуха в аэротенки биологической очистки для обеспечения растворения в иловой смеси необходимого количества кислорода, потребляемого бактериями в процессе разложения загрязнений. В идеальном случае подача воздуха и, соответственно, расход электроэнергии должны быть пропорциональны поступлению со сточными водами загрязнений, на окисление которых расходуется кислород. Учитывая то, что загрязненность сточных вод, как показано выше, изменяется в очень широком диапазоне, данные по энергопотреблению отнесены не к метрам кубическим сточной воды, а к килограмму суммы кислородокисляемых веществ (кислородный эквивалент, КЭ) в сточных водах, к которым отнесены вещества, определяемые как БПК₅ и аммонийный азот. Величина КЭ рассчитана по формуле

(2).

Энергопотребление, отнесенное к массе КЭ, может рассматриваться не только применительно к сооружениям биологической очистки, но и к затратам электроэнергии на процесс очистки поступающей сточной воды. В этом случае данный показатель отразит наличие, либо отсутствие первичного осветления, как фактора, влияющего на энергопотребление.

Оптимальное (с минимальными неэффективными потерями) потребление электроэнергии на подачу воздуха в зависимости от технологического процесса составляет 0,25-0,40 /кг КЭ (минимум - при оптимизированной технологии удаления азота с денитрификацией, максимум - для развитой нитрификации без удаления азота денитрификацией, подробнее см.: разделы 2 и 4). При загрязненности сточной воды по таблице 1.3 этот диапазон будет соответствовать 0,075-0,12 /м³ при использовании первичного отстаивания и 0,09-0,145 /м³ без первичного отстаивания.

Анализ фактических анкетных данных по энергопотреблению ОС ЦСВ ГСВ приведен в таблице 1.19.

Таблица 1.19 - Удельное энергопотребление на процесс биологической очистки

	Удельное энергопотребление, /кг КЭ, для ОС с ПП
	более 300 тыс. м3/сут	100-300 тыс. м3/сут	менее 100 тыс. м3/сут
Диапазон	0,23-0,9	0,44-2,1	0,38-14
Среднее значение	0,52	0,6	1,37
Средний диапазон (+/-20 % от среднего значения)	0,42-0,62	0,40-0,85	0,95-2,2
Теоретическая потребность	0,25-0,40

До 40 % крупных станций работают в энергоэффективном режиме с удельными расходами, близкими к расчетным параметрам. При этом 30 % сооружений с расходами более 0,6 /кг КЭ нуждаются в улучшении технологии аэрации.

В диапазоне ПП 100-300 тыс. м³/сут так же около 35 % сооружений работают с хорошими энергетическими показателями, однако перерасходы энергии для 30 % сооружений более существенны. Еще хуже картина энергоэффективности процесса очистки для станций ПП менее 100 тыс. м³ в сутки. Практически для большинства сооружений характерно высокое потребление энергии, причем значения могут на порядок и более отличаться от оптимальных. Основная причина этого - невозможность уменьшить расход воздуха в условиях недогрузки станции. Взаимосвязь нагрузки на станцию и расхода энергии представлена на рисунке 1.2. Хорошо видно, что в условиях нагрузки менее 25 % от ПП, когда теоретически необходимо оставить в работе менее одной воздуходувки, на части объектов возникают весьма существенные перерасходы энергии. Для реализации существенного потенциала повышения энергоэффективности на станциях производительностью менее 100 тыс. м³ в сутки потребуется замена воздуходувок в соответствии с реальными расходами сточных вод.

Рисунок 1.2 - Зависимость удельного энергопотребления от нагрузки на ОС ГСВ по сточным водам

Даже если рассматривать достаточно благополучные по энергопотреблению станции, то на современном уровне развития технологий подотрасль располагает значительным резервом сокращения энергопотребления относительно существующего уровня. Энергопотребление аэротенков может быть снижено относительно средних значений (каждая следующая цифра относится к применению на фоне использования предыдущего мероприятия, т.е. величины не суммируются):

- на 20-25 % - за счет использования эффективных систем аэрации;

- на 15-20 % - за счет регулируемой подачи воздуха в соответствии с потребностью сооружений в кислороде;

- на 10-15 % - за счет использования энергосберегающих технологических процессов биологической очистки.

В сумме использование данных подходов способно снизить энергопотребление на аэротенки на 40-50 %.

Важно отметить, что в настоящее время сформировалась тенденция отказа от первичных отстойников с использованием только биологической очистки, определяемая, прежде всего, стремлением улучшить условия применения технологий удаления азота и фосфора при очистке низкоконцентрированных ГСВ, а также при неблагоприятных соотношениях органических загрязнений и азота. Однако неоправданный отказ от осветления ГСВ влечет за собой существенный рост энергозатрат и увеличение объема образующегося осадка.

Переход к использованию альтернативных энергоисточников может довести внешнее энергопотребление практически до нуля. Это достигается путем энергогенерации, прежде из биогаза, получаемого при анаэробной стабилизации осадка. В условиях РФ, в отличие от ЕС, альтернативная биогазовая энергетика на ОС как самоцель экономически не оправдана, т.к. с учетом достаточной обеспеченности РФ энергоносителями масштабы государственной поддержки "зеленой энергетики" существенно меньше. Однако цели и результаты процесса анаэробной стабилизации осадка сточных вод гораздо шире получения энергии. Это, прежде всего, обеспечение стабильности (незагнивания) осадка при хранении, значительное сокращение его массы и объема и др. В совокупности достижения этих целей вместе с энергетической утилизацией биогаза анаэробное сбраживание является весьма эффективным.

Другой, существенно больший источник генерации энергии, в данном случае тепловой, возможен за счет утилизации тепла сточных вод путем использования тепловых насосов. Это позволяет при использовании соответствующего количества электроэнергии получать такое количество тепла, которое может найти применение только вне ОС, если в нем есть потребность.

Следует отметить, что коэффициент преобразования энергии на ГСВ практически максимальный и существенно выше, чем при классическом использовании тепловых насосов, извлекающих тепло из грунтовых вод, так как температура сточной воды существенно выше. Однако окупаемость проектов энергогенерации в разумные сроки не всегда возможна, требуется проведение технико-экономических проработок.

Энергопотребление ОС ПСВ относительно невелико. Оно минимально для отстойных сооружений, но существенно возрастает при использовании флотаторов или зернистых фильтров, работающих с промывкой.

1.6.2. Потребление реагентов

Классическая технология ОС ГСВ (полная биологическая очистка) вообще не требует потребления реагентов. Механическое обезвоживание требует использования полиэлектролитов (органических флокулянтов). В массовом выражении эта потребность очень невелика (не более 3 кг/1000 м³ сточной воды), однако это сложные в приготовлении и относительно дорогостоящие реагенты.

Удаление фосфатов в ряде технологий требует использования реагентов для осаждения. Для этого могут применяться соли железа или алюминия. При ориентации только на реагентные технологии потребность в них (по товарному веществу) может достигать 50-70 кг/1000 м³ сточной воды. Поэтому приоритет должны получать безреагентные технологии удаления фосфора, с использованием улучшенного биологического поглощения активным илом.

1.7 Особенности условий модернизации объектов подотрасли

В силу технологических обстоятельств, переход от классической очистки от органических загрязнений к эффективным способам очистки также и от биогенных элементов не может быть рациональным способом реализован как достройка сооружений, дополнительных к имеющимся, а требует изменения технологии биологической очистки сточных вод в существующих сооружениях (либо создания новых сооружений).

Вариант с новым строительством в большинстве случаев значительно дороже и приемлем только в следующих ситуациях:

- существующие сооружения конструктивно не соответствуют современным техническим и технологическим требованиям;

- состояние строительных конструкций неудовлетворительное и признана нецелесообразной их реконструкция;

- целесообразен перенос ОС на другую площадку.

Во всех других ситуациях, которых на практике не менее 50 %, а для ОС от больших и крупнее - более 80 %, целесообразно проводить реконструкцию существующих сооружений (аэротенков и вторичных отстойников). Их переход на технологии с удалением азота и фосфора, требующие существенно большего времени обработки сточной воды и дозы активного ила возможен без дополнительного строительства только в условиях значительной (как правило, не более 50 % от проектной) недогрузки ОС по притоку сточных вод

Вариант с реконструкцией, однако накладывает существенные ограничения на сроки модернизации ОС и качество очистки на них по следующим причинам:

- его необходимо реализовывать в несколько этапов (очередей), так как в период проведения СМР на одной части сооружений сточные воды должны очищаться на оставшейся части;

- как правило, до начала выполнения основных работ требуется выполнение вспомогательных, таких как прокладка новых каналов, устройство новых насосных станций и т.п.

После окончания реконструкции очереди ее проектная производительность (по новой технологии) уже не будет превышать, как правило, 50 % от первоначальной величины (по классической технологии). В результате даже при разбиении работ по реконструкции ОС со стартовой нагрузкой 50 % от ПП на 3 очереди при производстве работ на 3-й, последней очереди первые две, ранее реконструированные, будут перегружены до 1,5 раз. Это приведет к временному ухудшению качества очистки воды в период реконструкции не только по отношению к новым проектным показателям, но и к качеству до реконструкции.

1.8 Системные проблемы отрасли ВКХ и подотрасли очистки сточных вод

К приоритетным общим проблемам отрасли следует отнести:

1) высокий износ основных фондов, причем не только ОС ЦСВ, но всех остальных (так, в среднем по стране в замене нуждается 46 % сетей, тогда как в идеальной ситуации эта величина не должна превышать 10 %), что в рамках единых организаций ВКХ приводит к перераспределению средств на более оперативные проблемы повышения надежности сетей и (или) ликвидации аварий на сетях. Также в подавляющем большинстве случаев для жителей и руководителей населенных пунктов качество питьевой воды играет гораздо более важную роль, чем качество очистки сточных вод;

2) неработоспособная контрпродуктивная система нормирования сбросов очищенных вод на основе ПДК_рыбхоз (описана выше), которая должна быть реформирована действиями в рамках выполнения Законов N 219-ФЗ от 21.07.2014 [32] и N 225-ФЗ от 29.07.2017 [8];

3) тарифное регулирование "от достигнутого уровня", которое закрепило результаты всех изменений в этой сфере, произошедших в этой сфере за последние почти 25 лет. В результате тарифы на водоотведение в соседних субъектах федерации различаются до 3 раз (при том, что и более высокого из этих тарифов недостаточно для полноценного развития). Даже если считать, что тариф соответствует уровню сооружений, то такая ситуация консервирует отсталость: чем хуже очистка, тем ниже тариф, тем меньше возможности инвестировать в модернизацию сооружений;

4) отрасль до 2019 г. находилась в глубоком кризисе в части инвестиций в нее:

- большинство организаций ВКХ убыточно и не может выделять средства на реконструкцию сооружений;

- средства регионов на развитие ВКХ весьма ограничены;

- выделение существенных средств госбюджета до 2018 г. ограничивалось ФЦП "Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Байкальского региона на период до 2018 года" [35], а также программами подготовки к международным мероприятиям. Отдельная ФЦП по развитию ВКХ отсутствовала;

- частные инвестиции фактически также невелики, при этом иностранные инвестиции в последние годы практически отсутствуют.

С 2019 г. стартовал Федеральный проект "Оздоровление Волги" [36], который предусматривает значительные инвестиции в модернизацию и строительство ОС ЦСВП в масштабах, беспрецедентных для РФ, однако не сопоставимых с накопившимися потребностями;

5) плохо работающая, несмотря на новации в этой области, система взаимоотношений водоканалов и промышленных абонентов. Принятые в последние годы Федеральный закон от 7 декабря 2011 г. N 416-ФЗ "О водоснабжении и водоотведении" [37] (с учетом изменений, внесенных Законом N 225-ФЗ от 29.07.2017 [8]) и Постановление Правительства Российской Федерации от 29 июля 2013 года N 644 "Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации" [38] и другие нормативные правовые акты не разрешили проблемы, имевшиеся в этой сфере. К абонентам по-прежнему продолжают предъявляться нереализуемые требования, что, по аналогии с ОС ЦСВ, никак не способствует созданию эффективных локальных очистных сооружений.

В то же время часты случаи негативного воздействия на ОС ГСВ промышленных сточных вод, сбрасываемых без предварительной очистки. Во многих относительно небольших поселениях жизненно важные для них промышленные предприятия (преимущественно пищевые производства), обеспечивающие занятость населения в них, сбрасывают сточные воды безо всякой очистки, что создает многократную перегрузку на ОС ГСВ по органическим соединениям, и без того находящиеся в запущенном состоянии;

6) сложная ситуация с утилизацией осадков сточных вод. Несмотря на наличие достаточной нормативной базы по различным методам использования осадков, степень зарегулированности данной сферы такова, что практически 100 % осадков, соответствующих всем требованиям, либо захоранивается на полигонах, либо утилизируется по "серым" схемам. Данная ситуация не имеет никаких объективных оснований и вызвана исключительно неэффективной системы регулирования;

7) отсутствие реальной поддержки государством энергосберегающих технологий, в том числе альтернативной биоэнергетики, тормозит использование энергогенерирующих технологий.

Вышеописанные общие проблемы привели к формированию следующих основных экологических проблем подотрасли:

1) существенная часть ОС, не подвергшихся своевременной реконструкции, находится в неудовлетворительном состоянии либо вообще выведена из эксплуатации. Также ряд сооружений не может справиться со сверхнормативными сбросами промышленных предприятий по органическим веществам. В результате на данных объектах превышаются (в том числе и многократно) проектные показатели 1960-1970-х годов по взвешенным веществам и БПК;

2) большинство (более 90 %) имеющихся ОС ГСВ по своему уровню относятся к технологиям 1960-х годов и не обеспечивают удаление азота и фосфора;

3) на большинстве ОС ГСВ используется обеззараживание хлором и хлорреагентами, что, обеспечивая дезинфекцию, наносит выраженный экологический вред водным объектам. Он заключается как в токсичном воздействии хлора и хлорпроизводных на весь водный биоценоз, так и в накоплении хлорорганических соединений в водных организмах и донных отложениях (последнее формирует долговременные последствия). Распространенная (и являющаяся обязательной в США, где активно используется обеззараживание хлором) технология дехлорирования после хлорирования в России нигде не применяется;

4) практическое применение современных технологий очистки ПСВ селитебных территорий очень фрагментарно и сосредоточено в Москве, Санкт-Петербурге и небольшом числе крупнейших городов. Более того, состояние сетей дождевой канализации в большинстве городов (как по степени охвата, так и по техническому состоянию) таково, что основной задачей организаций ВКХ в области дождевой канализации является обеспечение отведения дождевых и талых вод во избежание подтопления территорий с предотвращением материального ущерба жилому сектору, транспортной инфраструктуре и промпредприятиям;

5) несмотря на существенное изменение ситуации с обезвоживанием осадка в лучшую сторону, многие ОС ГСВ продолжают накапливать их на иловых площадках. Кроме того, на подавляющем числе ОС ГСВ как по объективным, так и по субъективным причинам произошел отказ от эксплуатации сооружений стабилизации осадка, что приводит к загрязнению подземных вод и атмосферы;

6) существенной проблемой многих сооружений, в значительной степени определяющей отношение к ним населения, является выделение запахов, ощущаемых в жилой застройке, на путях перемещения жителей и в местах их работы. Эта очевидная потенциальная проблема решалась в России (СССР) с начала развития подотрасли путем принятия мер пассивной защиты - установления санитарно-защитных зон (СЗЗ) необходимого размера. Однако развитие населенных пунктов во многих местах приводит к нарушению этих зон. Кроме того, во многих случаях эти нормы были изначально нарушены.

Проведенный анализ проблем подотрасли показывает, с одной стороны, обилие экологических проблем, связанных с использованием устаревших технологий, и столь же существенную нехватку финансирования для их решения - с другой стороны. Нерешенные экологические проблемы есть проявление все той же проблемы нехватки средств. Накопившееся техническое отставание есть результат накопившегося за 25 лет недофинансирования подотрасли. Эффективные технологии очистки ГСВ технически были доступны и 20 лет тому назад, проблема была и заключается только в нехватке финансирования.

Сложившаяся в подотрасли ситуация определяет необходимость применения видоизмененных подходов в применении НДТ и в трактовке самой терминологии. Термин "наилучшие" в данных условиях должен означать наибольшую эколого-экономическую эффективность технологии - максимальное количество предотвращенного вреда окружающей среде на рубль вложенных средств. Использование решений, которые ведут к перерасходу средств относительно решаемой задачи, таких как строительство объектов без учета фактической отрицательной динамики водоотведения (про запас), а также применение стадии доочистки (без исключительных оснований для этого) не должно считаться переходом на НДТ.

Описанные в настоящем разделе особенности подотрасли, такие как повсеместная распространенность, огромное число объектов, которые в совокупности сбрасывают около 60 % всех загрязненных сточных вод страны, при этом малая доля объектов, соответствующих современным требованиям, требуют трактовать определение НДТ, данное статьей 28.1 219-ФЗ [24] как "наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду в расчете на ... объем производимой продукции..." не применительно к одному данному объекту, а в масштабах подотрасли в целом. В противном случае, если осуществлять модернизацию единичных объектов ориентируясь на наименьший уровень воздействия на данном объекте, сокращение общего воздействия на бассейн не будет достигнуто.

Требуемое законодательством достижение наименьшего уровня негативного воздействия на окружающую среду в расчете на объем производимой продукции может быть обеспечено за счет использования следующих основных механизмов:

1) учет при выборе технологий для конкретного объекта ОС численности населения в поселении, городском округе (производительность ОС согласно изложенной в настоящем разделе классификации);

2) применение комплексного подхода, учитывающего фактическое экологическое состояние водных объектов при выборе технологий, применяемых как НДТ. Это позволит последовательно улучшать состояние водных объектов, не применяя более сложных и дорогостоящих технологий там, где в этом нет объективной необходимости. Для использования этого подхода необходима разработка градаций водных объектов по категориям, критериев отнесения к ним и внесение необходимых изменений в действующее законодательство.

Данные подходы легли в основу технологического нормирования отрасли, согласно Закона N 225-ФЗ от 29.07.2017 г. [8]