5. Разновидности систем водоснабжения
Используются две системы водоснабжения:
централизованная, при которой вода подаётся в жилые дома, учреждения, предприятия ит.д.
децентрализованная (местная), при которой потребитель сам берёт воду непосредственно из водоисточника.
Централизованное
водоснабжение из
подземных водоисточников водопроводом
организуется для посёлков городского
типа, небольших городов и населённых
пунктов. Преимущество водопроводов из
подземного водоисточника заключается
в том, что отпадает необходимость
подвергать воду очистке и обеззараживанию,
если воды отвечают требованиям ГОСТа
«Вода
питьевая».
При
этом водопровод состоит из скважины,
насосов первого подъёма, поднимающих
воду в водосборный резервуар, насоса
второго подъёма, который выкачивает
воду из сборного резервуара и подаёт
её в разводящую сеть. По ходу разводящей
сети устанавливают водонапорный
резервуар.
Скважины представляют собой вертикальные каналы, доходящие до водоносного слоя. Из водоносного горизонта поступает вода в приёмную часть скважины, снабжённую фильтром. Он задерживает частицы породы из водоносного пласта.
Из артезианских скважин воду собирают в подземных резервуарах, которые должны быть устроены в соответствии с гигиеническими требованиями.
Горизонтальные водозаборы состоят из водоприёмной части, получающей воду из водоносного горизонта, отводящей части — для отвода самотёком воды в водосборный колодец и насосной станции.
Вода при использовании водовода, основанного на горизонтальном водозаборе, менее надёжна в санитарном и эпидемиологическом отношении.
Каптажные
устройства применяют для захвата
подземных вод, выходящих на поверхность
в виде родников. Забор воды из восходящего
родника производится через дно каптажной
камеры, из нисходящего — через отверстие
в стене камеры.
Приём воды в камеру
должен быть оборудован фильтром. Камера
должна быть защищена от поверхностных
загрязнений.
Централизованное водоснабжение из открытых водоёмов организуется из:
водозаборных сооружений;
сооружений для улучшения качества воды;
распределительной сети.
Для забора воды из открытого водоёма пользуются специальным приёмником. Приёмник может быть устроен в виде берегового колодца или ковша. Далее при помощи насосов первого подъёма вода подаётся на очистные сооружения, где улучшаются её свойства.
Децентрализованное водоснабжение
Местное,
или децентрализованное, водоснабжение
распространено в сельской местности.
Местное водоснабжение менее благоприятно
в санитарном отношении, т.к. при нем
создаются условия для загрязнения воды
при её заборе и транспортировке. В
небольших сельских населённых пунктах
широко используются грунтовые воды.
не менее чем на 50 м выше по потоку грунтовых вод;
не ближе 30 м от магистралей с интенсивным движением транспорта;
не ближе 20 м от мест мытья автомашин, водопоя животных, стирки и полоскания белья и других источников загрязнения воды.
Шахтные
колодцы используются
для забора подземных вод из первого от
поверхности безнапорного водоносного
слоя и состоят из надземной части
(оголовка), шахты и водоприёмной части.
Колодец должен иметь крышку или
железобетонное покрытие с люком.
По
периметру оголовка колодца должен быть
сделан глиняный «замок»
(из
уплотнённой жирной глины) глубиной 2 м
и шириной 1 м. Стенки шахты колодца должны
быть оборудованы водонепроницаемыми
материалами (бетонными кольцами или
деревянным срубом без щелей). Для добычи
воды могут использоваться насос, ворот,
колесо или «журавль»
с
укреплённым общественным ведром.
Трубчатые колодцы могут быть общественного и индивидуального пользования. Стенки трубчатых колодцев изготавливаются из водонепроницаемых металлических труб, по которым насосом поднимается вода из водоносных горизонтов, залегающих на различной глубине (от 8до100 м и более). На конце должен быть укреплён фильтр. Оголовок должен быть герметично закрыт, иметь кожух и сливную трубу, снабжённую крючком для подвешивания ведра. Подъём воды из трубчатого колодца производится с помощью ручных и электрических насосов.
Каптаж
родника —
специально оборудованная водосборная
камера с отверстием для сбора выходящих
на поверхность подземных вод, дно и
стенки камеры должны быть гидроизолированы
с помощью «замка»
из
глины.
Каптаж должен иметь утеплённую
горловину с люком, крышку, водозаборную
и сливную трубы. Водозаборная труба
должна быть отведена на 1-1,5 м, иметь кран
и крючок для подвешивания ведра.
Стены колодца или горловины каптажа должны возвышаться над поверхностью земли не менее чем на 0,8 м. Земля вокруг водозаборного устройства присыпается песком, покрывается кирпичом, бетоном или асфальтируется в радиусе не менее 2 м с уклоном от колодца в сторону водоотводной канавы. Около колодца должна быть скамья для вёдер. Территория вокруг колодца должна быть огорожена.
Гигиеническая оценка воды для определения пригодности её применения в качестве питьевой проводится по стандартной схеме. Если выявлено нарушение хотя бы одного санитарно-гигиенического показателя, вода признаётся непригодной для использования в качестве питьевой без очистки, обеззараживания или специальных методов обработки, выбор которых определяется качеством воды.
Вода Magazine — Децентрализованное водоснабжение и водоотведение в Европе: оценка предприятиями-производителями состояния и перспектив рынка (часть первая)
Федеральное агентство по защите окружающей среды Германии опубликовало исследование «Политико-экологические аспекты развития рынков инноваций глазами предпринимателей», проведенное по его заказу компанией Roland Berger Strategy Consultans.
Исследование основано на опросе представителей 90 компаний из 13 стран Европы. Один из разделов этого исследования посвящен рынку технологий и оборудования для децентрализованного водоснабжения и водоотведения.Классическая система водоснабжения и водоотведения, которая сегодня занимает доминирующее положение, отличается централизованной организацией. Сырая вода подготавливается до качества питьевой воды в центральном пункте, затем транспортируется на значительное расстояние потребителям и после употребления снова очищается в удаленном центральном пункте. При этом высококачественная питьевая вода только на 3% используется для приготовления пищи, остальная часть расходуется для мытья посуды, стирки, смывки туалетов, полива садов и т.п. Дождевая вода и все сточные воды остаются неиспользованными, и после отвода по канализации и последующей очистки просто спускаются в поверхностные воды. Широко разветвленные канализационные сети требуют значительных инвестиций для строительства и содержания в исправном состоянии.
Транспортировка воды является основным источником общих расходов на очистку сточных вод.
Суть системы децентрализованного водоснабжения и водоотведения состоит в том, чтобы эффективно использовать содержащиеся в сточных водах питательные вещества и организовывать их ограниченный местный кругооборот. Это означает сбор различных видов сырой воды, сточных вод и дождевой воды, их подготовку, применение в соответствующей сфере, а также накопление или отвод для повторного использования. Децентрализованный подход наиболее применим для отдельных зданий, улиц и жилых кварталов, а также для небольших населенных пунктов. Для классификации системы в качестве «децентрализованной» подходящим ориентировочным значением является 1000 пользователей. Водоснабжение и водоотведение небольших населенных пунктов и городских кварталов с более высоким числом жителей может также осуществляться децентрализованно, но с использованием нескольких систем.
Система децентрализованного водоснабжения и водоотведения позволяет эффективно использовать имеющиеся водные ресурсы.
Подготовка и утилизация воды на местах уменьшает расходы на инфраструктуру благодаря снижению объемов транспортируемой воды, поскольку можно использовать трубы меньшего диаметра, а коллективная система трубопроводов заменяется децентрализованными установками. Технологии децентрализованного водоснабжения и водоотведения могут дополнять централизованные системы или полностью заменять их в малонаселенных регионах или в регионах, где отсутствует инфраструктура водоснабжения и водоотведения. Децентрализованное водоснабжение и водоотведение применяется в трех сферах: подготовка питьевой воды, эффективное водопользование и обработка сточных вод.
Подготовка питьевой воды
Подготовка питьевой воды представляет собой обработку сырой воды, включающую в себя различные процессы с механизмами физического, химического и биологического воздействия с целью доведения качества воды до необходимых требований. К подготовке питьевой воды относятся такие процессы, как фильтрация, оксидация (например, снижение содержания солей железа или солей марганца), снижение кислотности, централизованное умягчение, осаждение, удаление микроорганизмов и обеззараживание.
Сырая вода из подземных водозаборов проходит процесс локальной водоподготовки и обеззараживания, достигая уровня качества питьевой воды. Технически возможна также подготовка питьевой воды из поверхностных источников (реки, озера, моря) и из дождевой воды. В связи с высокими гигиеническими стандартами в промышленно развитых странах такой вариант возможен только в зонах катастроф, экстремально сухих регионах и в развивающихся странах.
Использование дождевой воды
Дождевая вода собирается, фильтруется, накапливается и используется для полива садов, либо в быту для смыва туалета, в стиральных машинах и кондиционерах. Стоимость одной установки, работающей на дождевой воде, в расчете на один индивидуальный коттедж составляет около 4,5 тыс. евро, для многоквартирных домов, отелей или офисных зданий — от 15 до 30 тыс. евро.
Повторное использование «серой» воды
«Серая» (загрязненная) вода из ванн, душей и туалетов собирается отдельно, фильтруется и далее используется так же, как дождевая вода.
Стоимость систем для использования «серой» воды соответствует стоимости установок для дождевой воды. При объединении систем для дождевой воды и «серой» воды возможно снижение затрат до 20%.
Очистка сточных вод
Сточные воды очищаются на месте, после чего спускаются или используются повторно. Если раньше очистка сточных вод была в первую очередь направлена на защиту водных ресурсов от загрязнения, то сегодня на первый план все больше выходит обработка сточных вод для последующего использования (смывка туалета, полив). Технически подготовка сточных вод до уровня питьевой воды возможна, но наталкивается на экономические, законодательные и общественные преграды.
Повторное использование «серой» воды является первым этапом повторного использования сточных вод. В принципе отдельный сбор сточных вод по таким видам, как «серая вода», «желтая» вода (урина) и «черная» вода (фекалии) не является столь необходимым. Сточные воды могут фильтроваться и повторно использоваться совместно.
Однако в настоящее время подготовленная «черная» вода применяется только на Ближнем Востоке (Объединенные Арабские Эмираты, Израиль, Кувейт) и только для полива. Децентрализованная подготовка сточных вод осуществляется на малых очистных со- оружениях. Стоимость одной установки для 20 пользователей составляет от 5 тыс. до 10 тыс. евро, для 200 пользователей — от 35 тыс. до 100 тыс. евро, для 5 тыс. пользователей — от 150 тыс. евро до 1,5 млн. евро.
На сегодняшний день элементы децентрализованного водоснабжения и водоотведения используются лишь частично и, как правило, отдельно друг от друга. Однако интеграция отдельных технологий приобретает все большее значение. С точки зрения системных компонентов децентрализованное водоснабжение и водоотведение включает в себя технологии водоподготовки (очистка и обеззараживание), установки для сбора и транспортировки воды, а также технологии эксплуатации и контроля системы.
Основными компонентами системы децентрализованного водоснабжения и водоотведения являются резервуары, трубы, насосы, фильтры и техника управления (аппаратура и программное обеспечение).
Цепочку создания потребительской стоимости можно описать следующим образом:
1. Поставляются резервуары, насосы и мембранные пленки или готовые мембранные фильтры. Производители мембран создают фильтрующие установки и совместно с местными партнерами в соответствующих странах — комплектные системы водоподготовки.
2. Компоненты объединяются в системы, а управляющая техника разрабатывается и производится самими изготовителями систем или внешними субподрядчиками.
3. Для больших и сложных проектов консультанты разрабатывают концепцию, а проектные бюро — проект строительства.
4. Строительство ведут строительно-монтажные фирмы. Они могут оказывать сильное влияние на принятие заказчиком решения о покупке той или иной системы, и поэтому являются важным каналом сбыта. Квалификация и опыт монтажных фирм в области технологий децентрализованного водоснабжения и канализации являются решающей предпосылкой для внедрения этих систем. Недостаточное развитие данных факторов до сих пор являлось существенным препятствием на пути развития рынка.
5. Застройщики и собственники домов принимают и эксплуатируют системы децентрализованного водоснабжения и водоотведения.
6. После ввода системы в эксплуатацию требуется ее регулярное тех-ническое обслуживание и проверка оборудования, что требует дополнительных затрат.
7. Предприятия водоснабжения и водоотведения обеспечивают поставку питьевой воды и отвод остаточных сточных вод.
Оборудование отдельных сфер децентрализованного водоснабжения и водоотведения находится на разных фазах своего жизненного цикла.
Установки для децентрализованной подготовки питьевой воды находятся на этапе проникновения на рынок. Децентрализованная подготовка питьевой воды используется сегодня по всему миру в регионах, где нет сложившейся инфраструктуры, или где качество воды не отвечает необходимым стандартам. Она применяется в промышленно развитых странах и в других регионах мира в отдельных зданиях и на объектах в рамках реализации некоторых проектов. В Германии эксплуатируются 600 тыс.
установок подготовки питьевой воды для домовых скважин.
Современные системы использования дождевой воды в течение последних 15 лет распространялись из Германии. В самой Германии на сегодняшний день смонтировано в общей сложности 500 тыс. установок, и каждый год их количество увеличивается на 25 тыс. В остальных европейских странах ежегодно вводится в эксплуатацию в общей сложности 25 тыс. установок по использованию дождевой воды. Дождевая вода используется также в США и Австралии, но на достаточно простом техническом уровне, без внутридомовой и управляющей техники, в первую очередь, для полива сада из бочек. В глобальной перспективе системы использования дождевой воды проходят этап внедрения на рынок.
Системы повторного использования «серой» воды появились на рынке лишь несколько лет тому назад, и распространены гораздо менее широко. В Германии ежегодно продается около 1000 установок, в Великобритании — около 100, во Франции первые установки лишь начинают появляться на рынке.
Повторное использование «серой» воды находится на раннем этапе освоения рынка.
Среди децентрализованных технологий подготовки сточных вод на этапе массового проникновения на рынок находятся малые очистные сооружения. Они используются по всему миру и уже себя хорошо зарекомендовали. Особенно широко они распространены в Европе. Однако многие традиционные очистные сооружения не соответствуют современному уровню техники и не отвечают ставшим более строгими требованиям ЕС. Поэтому сейчас идет активный процесс их модернизации в Западной Европе и распространения новых технологий на Восточную Европу. Системы повторного использования сточных вод находятся при этом только лишь на этапе разработки. Подготовленная сточная вода в настоящий момент используется только на Ближнем Востоке (ОАЭ, Кувейт) и исключительно для полива. Соответствующие технологии еще не достигли необходимой для рынка степени зрелости.
Такая же ситуация наблюдается в сфере интегрированных систем децентрализованного водоснабжения и водоотведения, которые до сих пор существовали лишь в виде пилотных проектов.
Широкомасштабной реализации децентрализованной концепции, то есть организации водоснабжения и водоотведения в рамках населенного пункта или городского квартала с помощью децентрализованных установок в мире пока не отмечено.
Технологические разработки
Для децентрализованной подготовки воды применяются химические (на основе окисления), биологические (аэробные и анаэробные) и физические (фильтрация через активированный уголь, мембранная фильтрация) методы. Мембранная фильтрация обеспечивает высокую степень чистоты воды.
Преимуществом мембранной технологии, прежде всего для малых очистных сооружений, является то, что в сравнении с традиционными методами очистки небольшой мембранный фильтр обусловливает меньшие размеры всей установки. Большим недостатком мембранных фильтров является высокое потребление энергии, достаточно интенсивное техническое обслуживание и сравнительно короткий срок службы. Здесь преимущество на стороне биологических методов. Кроме того, биологические и химические методы дают возможность не только отфильтровывать вредные вещества, но и разлагать их на составные компоненты.
В настоящее время для обеззараживания питьевой воды применяется в первую очередь хлор. Он уничтожает бактерии и защищает воду от заражения в ходе ее транспортировки или хранения. На сегодняшний день хлорирование остается доминирующим методом обеззараживания воды, доля которого составляет 85%. Однако из-за предполагаемого риска развития раковых заболеваний и частых несчастных случаев при обращении с ядовитым хлором целесообразность этого метода ставится под сомнение, и в будущем, по всей видимости, он будет использоваться реже. Эффективными и признанными методами является УФ-обеззараживание или метод электролиза. Недостатком альтернативных методов является то, что они не обеспечивают долгосрочную профилактическую дезинфекцию (для защиты водопроводной сети).
Опрошенные предприятия называют дальнейшую оптимизацию мембранной технологии в качестве решающего фактора технологического развития ближайших лет. От мембран они ожидают более мелкой фильтрации, снижения потребления энергии, удлинения срока службы и сокращения объема технического обслуживания.
В ходе этого развития, по их мнению, получит свое продолжение и тема повторного и многократного использования бытовых сточных вод.
Центральным пунктом развития технологии является улучшение управления, мониторинга и технического обслуживания систем. До сих пор преградой на пути таких систем являлись их надежность, своевременность выявления и устранения технических проблем в ходе эксплуатации, вызванных крайней сложностью таких систем. Основным подходом к решению этих задач должны стать техническое обслуживание и устранение проблем на расстоянии (дистанционное управление).
Другой тенденцией является разделение содержащихся в сточных водах веществ при обработке стоков. Это означает получение урины в качестве удобрения, богатого питательными веществами, и, прежде всего, выделение фосфатов. Фосфаты, с одной стороны, стимулируют рост водорослей, что вредно для экологии водоемов, с другой, фосфаты являются редким сырьем для удобрения растений. Лидерами в области разделения веществ при обработке сточных вод на сегодняшний день являются Швеция и Южная Корея.
Для многих регионов мира острой проблемой является дефицит воды. Эта проблема будет обостряться, причем в глобальном масштабе. Существующая в мире инфраструктура водоснабжения и водоотведения недостаточна. В отдаленных районах в развивающихся странах она вообще отсутствует, а в крупных городах в странах с переходной экономикой инфраструктура зачастую перегружена или устарела. Большая часть населения мира живет без доступа к чистой питьевой воде. Из-за отсутствия системы канализации или ее пере- грузки снижается качество питьевой воды в районах плотного заселения, хотя там и есть централизованное водоснабжение. В сельскохозяйственных областях в странах с переходной экономикой и в Восточной Европе отсутствует канализационная сеть, которая покрывала бы всю необходимую территорию. Сильный рост населения и растущая урбанизация (мегаполисы) в развивающихся странах и в странах с переходной экономикой обусловливают дополнительную нагрузку на инфраструктуру. Система децентрализованного водоснабжения и водоотведения способна помочь в решении этих проблем за счет более эффективного использования водных ресурсов.
Основной риск технологии децентрализованного водоснабжения и водоотведения заключается в сложности обеспечения надежности водоподготовки и соблюдения гигиенических стандартов. Эти факторы исторически являются преимуществами централизованных систем, и до сегодняшнего дня служили главными контраргументами против децентрализованных решений.
Потенциальная угроза для здоровья имеет особенно большое значение при повторном использовании воды. Эти опасения прежде всего связаны с неизвестным исходным загрязнением повторно используемых сточных вод и с недостаточной эффективностью технологии фильтрования. Еще один риск применения децентрализованного водоснабжения и водоотведения связан с безопасностью эксплуатации.
Развитие рынка
На сегодняшний день объем мирового рынка технологий децентрализованного водоснабжения и водоотведения составляет 6,7 млрд. евро, из которых 5 млрд. евро приходится на малые очистные сооружения. Оставшуюся сумму делят в равных частях местные установки водоподготовки и системы использования дождевой и «серой» воды.
Опрошенные предприятия-производители убеждены в существенном росте рынка технологий децентрализованного водоснабжения и водоотведения. По их оценкам, ускоренное развитие рынка начнется с 2010 года. На основе этих прогнозов ежегодный прирост мирового рынка к 2020 году оценивается на уровне 12%. В 2010 году объем рынка может достигнуть 10 млрд. евро, в 2015 году — 25 млрд. евро и в 2020 году — 35 млрд. евро.
Центром рынка децентрализованного водоснабжения и водоотведения является Европа. Именно отсюда начиналось развитие технологий, в частности, по использованию дождевой и «серой» воды. Жесткие нормы ЕС для сточных вод обусловили дальнейший рост европейского рынка. Кроме того, высокая стоимость продукции ограничивала развитие рынка в других, более слабых регионах мира, хотя именно там потребность в децентрализованном водоснабжении и водоотведении наиболее высока. Небольшой новый рынок установок повторного использования сточных вод для полива появился на Ближнем Востоке.
То, как рынок будет развиваться дальше в географическом плане, зависит от потребностей того или иного региона. По оценкам предприятий-производителей, рынок технологий эффективного водопользования (дождевая вода, «серая» вода, сточные воды и многократное использование воды) будет развиваться, прежде всего, в Южной Европе, Калифорнии, на Ближнем Востоке, в Африке и Австралии. Рынок установок децентрализованной подготовки питьевой воды и обработки сточных вод будет концентрироваться в регионах с отсутствующей или недостаточной инфраструктурой водоснабжения, то есть в растущих регионах компактного проживания, в особенности в Азии, Восточной Европе и в развивающихся странах.
Однако в краткосрочной перспективе, по мнению предприятий, Европа останется центром рыночного роста. Ужесточение стандартов на обработку сточных вод и распространение таких стандартов на новые страны-члены ЕС, в которых отсутствуют развитые канализационные сети, означают постоянный спрос на малые очистные сооружения и экологическую технику.
Одновременно опрошенные предприятия ожидают широкого распространения установок для использования дождевой и «серой» воды, особенно в Южной Европе.
Но в долгосрочной перспективе ожидается смещение центра развития рынка, прежде всего, в Азию.
Все опрошенные предприятия подчеркнули, что главной движущей силой развития рынка, равно как и его основным препятствием, является государственное регулирование.
Решающее значение для роста рынка технологий обработки сточных вод имеют требования к качеству стоков. В связи с этим опрошенные предприятия отметили позитивное влияние Директивы ЕС о сточных водах. По их мнению, заложенные в ней высокие стандарты качества и квоты на подключение к канализационной сети повысили спрос на малые очистные сооружения. Более строгие стандарты привели к росту спроса на новые малые очистные сооружения или на их модернизацию. Только во Франции, Италии и Германии в настоящее время требуется свыше 1 млн. новых установок. В целом предприятия оценивают рыночный потенциал малых очистных сооружений на уровне 20 млрд.
евро.
Для развития технологий децентрализованного использования различных источников воды (дождевая и «серая» вода) законодательное регулирование, наоборот, все еще является преградой. Запреты или ограничения на использование альтернативных источников воды препятствуют распространению соответствующих технологий. В частности, к их числу относятся Положение о питьевой воде и Положение о принудительном подключении в Германии, которые запрещают или ограничивают использование альтернативных источников для внутридомового потребления. Во Франции также не разрешается использование дождевой воды в зданиях. В то же время законодательство Великобритании предписывает предприятиям водоснабжения и потребителям экономию воды или сбор дождевой воды.
Самыми сильными (позитивными или негативными) стимулами, как считают предприятия-производители, являются цены и тарифы на водоснабжение и водоотведение, которые, как правило, подлежат государственному регулированию. Главное же препятствие на пути использования эффективных водных технологий опрошенные предприятия видят в распространенных во всем мире государственных субвенциях, чего нет в Германии.
Расширенному использованию децентрализованного водоснабжения и водоотведения, по мнению предприятий-производителей, зачастую мешает то, что государственные институты предпочитают централизованные системы. Это выражается не только в правовом регулировании рынка водоснабжения, но и в структуре стимулирующих программ и директив, которые принимаются не в пользу децентрализованных систем. Как считают опрошенные, на государственное регулирование водного сектора самых разных уровней существенное влияние оказывают интересы потребителей и поставщиков оборудования централизованных систем водоснабжения, которые видят в децентрализованном водоснабжении и водоотведении угрозу своим интересам. Участники опроса убеждены в том, что в силу своего экономического веса, продолжительного присутствия на рынке и налаженных связей централизованные системы водоснабжения и водоотведения будут пользоваться предпочтением со стороны государственных институтов.
Как показал опрос, предприятия-производители рассчитывают на растущее понимание этой проблемы государственными органами, прежде всего, в странах с переходной экономикой и в развивающихся странах.
До сих пор основное внимание в этих странах уделялось проблеме снабжения питьевой водой. Однако предприятия-производители ожидают, что ухудшение качества питьевой воды из-за недостаточной утилизации сточных вод будут привлекать к себе все большее внимание.
Как полагают участники опроса, по мере освоения новых технологий, налаживания серийного производства и реализации полномасштабных проектов стоимость оборудования, применяемого в децентрализованном водоснабжении и водоотведении, будет снижаться. Это даст существенный импульс развитию рынка, поскольку сегодня в регионах, где потребность в новых технологиях особенно высока, их внедрению препятствует недостаток средств.
Конкурентные позиции Европы и Германии
На рынке технологий децентрализованного водоснабжения и водоотведения доминируют маленькие и средние предприятия. В сфере малых очистных сооружений работает большое количество предприятий (>100), которые, как правило, концентрируют свою деятельность на национальном уровне.
Рынок установок по использованию дождевой воды, который до последнего времени ограничивался странами Европы, насчитывает 10 предприятий. В рамках процесса консолидации в прошедшие годы можно было наблюдать появление на рынке изготовителей насосов (KSB, Wilo) и вытеснение малых предприятий. На все еще молодом рынке повторного использования «серой» воды сегодня представлены 4 участника. Лидером на рынке систем по использованию дождевой и «серой» воды с долей около 30% является компания GEP Umwelttechnik из Германии.
Европейские, в особенности немецкие предприятия, являются лидерами в сфере технологий децентрализованного водоснабжения и водоотведения. Предприятия, предлагающие технологии децентрализованного водоснабжения и водоотведения, ориентируются, как правило, на национальный уровень, даже если они и продают свою продукцию в других странах Европы и мира. Ограниченность деятельности производителей национальными рамками продолжает оставаться существенным препятствием для глобального распространения технологий.
Так, представитель одного из предприятий в ходе опроса рассказал, что его компания вынуждена отказываться от заказов из африканских стран, поскольку не в состоянии обеспечить необходимое гарантийное обслуживание.
В отличие от фрагментированного рынка децентрализованного водоснабжения и водоотведения рынки комплектующих (насосы и мембраны) отличаются более сильной концентрацией и присутствием на рынке более крупных предприятий. В частности, на рынке мембранных технологий доминируют 5 предприятий из Северной Америки и Японии. Они располагают значительными финансовыми ресурсами, необходимыми для международной экспансии, а также структурами сбыта.
Рынок систем по использованию дождевой и «серой» воды интересен для производителей насосов и резервуаров. Однако больше всего эта сфера интересует производителей мембран. Например, канадская компания Zenon, которая с 2006 года является дочерней фирмой американского концерна General Electric, изготавливает не только мембраны, но и фильтрующие системы.
В кооперации с локальными партнерами это предприятие работает также и в сфере систем децентрализованного водоснабжения и водоотведения.
Опрошенные предприятия оценивают степень конкуренции в сфере малых очистных сооружений как высокую. В области систем использования дождевой и «серой» воды конкуренция до сих пор, напротив, умеренная. Этот рынок еще мал и находится на этапе возникновения и роста. На молодых рынках, таких как рынок Великобритании, спрос превышает существующее предложение. Однако в Германии конкуренция в области систем использования дождевой воды усиливается. В ближайшем будущем, по оценкам опрошенных предприятий, ожидается усиление конкурентной борьбы и появление новых игроков. Из-за усиливающегося ценового давления и растущего значения полномасштабных проектов предприятия-производители считают весьма вероятной консолидацию рынка и концентрацию предприятий.
Участники опроса полагают, что по мере роста рынка к этой сфере могут проявить интерес крупные международные компании.
С одной стороны, это могут быть крупные предприятия в области водоснабжения, такие как Veolia, с другой, поставщики оборудования и производители установок централизованного водоснабжения, такие как General Electric и Siemens. То, насколько вероятно появление на рынке таких «тяжеловесов» и когда это может произойти, опрошенные предприятия оценивают по-разному. Однако, с учетом позитивного опыта совместной деятельности General Electric и Zenon, такой сценарий представляется реалистичным в краткосрочной или среднесрочной перспективе.
На вопрос о том, какие факторы имеют наибольшее значение для занятия ведущих позиций на рынке, опрошенные предприятия назвали государственную поддержку и сильную базу в области исследований и разработок. Конкурентоспособность европейских предприятий они оценивают как относительно хорошую, однако ожидают снижения конкурентных позиций до 2020 года.
Благодаря своему явному преимуществу в области систем децентрализованного водоснабжения и водоотведения европейские предприятия, по их оценкам, обладают конкурентными преимуществами.
Здесь Европа однозначно играет главенствующую роль. Однако конкурентные позиции европейских производителей Европы ухудшаются в связи с тем, что они отстают от американских и японских предприятий в области мембранных технологий. Кроме того, в сфере повторного использования сточных вод ведущее положение уже занимают израильские и арабские предприятия. Поэтому опрошенные предприятия прогнозируют в будущем ослабление позиций европейских производителей в мировой конкурентной борьбе. Наиболее сильную конкуренцию предприятия-производители из Европы ожидают из США и Японии. По их оценкам, на этом рынке могут появиться изготовители мембран из США и Японии, адаптируя существующие технологии фильтрации к малым установкам. Кроме того, опрошенные предприятия ожидают роста конкуренции с местными предприятиями на национальных рынках, особенно в Китае.
На сегодняшний день Европа является важнейшим рынком сбыта технологий децентрализованного водоснабжения и водоотведения, занимая почти половину всего мирового рынка.
Продажа систем использования дождевой и «серой» воды концентрируется исключительно в Европе, и почти две трети мирового производства в этой области приходится на европейские предприятия.
Опрошенные предприятия ожидают снижения доминирующего сегодня европейского рынка, но рассчитывают, что европейские предприятия к 2020 году все еще будут иметь около половины мирового рынка. Внутри Европы немецкие предприятия с 40% мирового рынка играют доминирующую роль. Вследствие своего всеобъемлющего высококачественного централизованного водоснабжения Германия не представляет собой значительного рынка для малых очистных сооружений. Однако по системам использования дождевой и «серой» воды Германия с долей 50% является крупнейшим рынком сбыта.
Фото: equsistem.ru
Журнал «Вода Magazine, №6 (10), 2008 г.
Централизованные и децентрализованные системы очистки воды
Введение
Важным решением при планировании системы очистки воды является то, будет ли она централизованной или децентрализованной системой.
В соответствии с Положением о защите питьевой воды Британской Колумбии , малые системы водоснабжения могут использовать централизованные или децентрализованные системы. Однако, чтобы иметь устойчивую систему очистки воды, подходящую для вашей ситуации, важно оценить обе альтернативы, исходя из необходимости производить готовую воду приемлемого качества при наиболее привлекательной общей стоимости. Как правило, выбор зависит от качества исходной воды, потребности в воде, целей очистки, капитальных и эксплуатационных затрат, возможностей оператора и долгосрочных затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание.
Поскольку каждый источник воды уникален, выбор системы для достижения конкретных целей очистки следует оценивать в каждом конкретном случае, принимая во внимание эти факторы, среди прочего. Поставщикам воды рекомендуется проконсультироваться с местным специалистом по гигиене окружающей среды и региональным инженером по общественному здравоохранению, чтобы определить подходящий процесс очистки.
бактерии
Микроскопические живые организмы, обычно состоящие из одной клетки. Большинство бактерий используют в пищу органические вещества и производят отходы в результате своих жизненных процессов.
обычная фильтрация
A централизованная система очистки воды , также известная как обычная очистка , представляет собой комбинированный процесс коагуляции, флокуляции, осаждения (или осветления), фильтрации и дезинфекции. Он очищает воду в центральном месте, а затем распределяет очищенную воду через специальные распределительные сети.
дезинфекция
Процесс, предназначенный для уничтожения или инактивации большинства микроорганизмов в воде, включая практически все патогенные (болезнетворные) бактерии. Существует несколько способов дезинфекции, наиболее часто при очистке воды используется хлорирование.
готовая вода
Вода, прошедшая через установку водоподготовки; все лечебные процессы завершены или «завершены».
Эта вода готова к доставке потребителям.
питьевая вода
Вода, которая не содержит нежелательных загрязнений, загрязнений, минералов или инфекционных агентов и считается пригодной для питья.
простейшие
Одноклеточные организмы с более сложной физиологией, чем вирусы и бактерии; средний диаметр 1/100 мм.
сырая вода
Вода в естественном состоянии до какой-либо обработки. Обычно вода поступает на первый процесс очистки водоочистных сооружений.
резервуар
Пруд, озеро, бассейн или другое сооружение (естественное или искусственное), которое хранит, регулирует или контролирует воду.
мутность
Помутнение воды, вызванное присутствием взвешенных и коллоидных веществ. В области водоснабжения измерение мутности используется для определения прозрачности воды. Технически мутность — это оптическое свойство воды, основанное на количестве света, отраженного взвешенными частицами.
вирус
Очень простая форма жизни, которая размножается только внутри живых клеток хозяина; средний диаметр 1/10000 мм.
водопроводы
Большие распределительные трубы, проходящие вдоль основных дорог.
хлопья
Скопления бактерий и твердых частиц примесей, которые собрались вместе и образовали скопление. Встречается в флокуляционных резервуарах и отстойниках или отстойниках.
флокуляция
Сбор мелких частиц после коагуляции с образованием более крупных частиц путем осторожного перемешивания.
Преимущества и затраты на централизованную систему очистки воды
Централизованный подход к очистке воды, также известный как традиционная очистка, использует комбинированный процесс коагуляции, флокуляции, осаждения, фильтрации и дезинфекции. Он очищает воду в центральном месте, а затем распределяет воду через специальные распределительные сети.
В городских районах централизованная система водоподготовки может очищать большие объемы воды с высокой скоростью для удовлетворения всех бытовых, коммерческих и промышленных нужд. Этот подход хорошо разработан и позволяет эффективно удалять практически любой диапазон мутности сырой воды вместе с вредными патогенами, включая бактерии, вирусы и простейшие .
Однако капитальные затраты, а также затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание централизованной системы могут быть значительными. Он включает разработку источников водоснабжения, строительство значительных объектов инфраструктуры (например, очистных сооружений, водохранилища и водораспределительной магистрали), внедрение автоматизированных систем контроля и управления, а также операторов на местах.
Небольшие населенные пункты могут сократить расходы, используя «комплектные установки», где очистные сооружения предварительно собираются на заводе, монтируются на салазках, транспортируются на место и практически готовы к работе. Однако даже в этом случае централизованная система лечения может быть финансово недоступной для некоторых слаборазвитых сообществ.
Изображение 1: Централизованная система очистки воды
Преимущества и затраты на децентрализованную систему очистки воды
Если централизованная общественная система очистки воды недоступна или недоступна по цене, децентрализованная система – точка входа (POE) или точка использования (POU) – устанавливается в индивидуальном доме или бизнес можно использовать для получения питьевой воды.
POE обрабатывают сырую воду до того, как она попадет в собственность или дом, а POU устанавливаются для очистки воды там, где это необходимо, например, в кранах на кухне и в ванной.
В слаборазвитых районах, где существует значительный дефицит финансовых ресурсов и технической поддержки, POE/POU могут быть единственным вариантом лечения. Хотя POE / POU недороги по сравнению с централизованными системами, поскольку они откладывают большие первоначальные капитальные вложения и снижают эксплуатационные и эксплуатационные расходы, они ограничены своей мощностью очистки и способностью справляться с несколькими загрязнениями. Они также требуют полной поддержки и мониторинга со стороны сообщества.
Изображение 2: Системы очистки воды в точках входа и использования
Ресурсы
Объединение централизованного и децентрализованного водоснабжения
Автор: Джейкоб Боссар
Опубликовано: 14 февраля 2020 г.
В категории: Блог
Большинство промышленно развитых стран используют централизованный подход к водоснабжению для контроля, очистки и распределения воды среди населения.
Это оказалось эффективным способом достижения различных регионов в странах, где имеется развитая инфраструктура. Тем не менее, есть проблемы с централизованным водоснабжением, включая утечки (которые составляют 45 миллионов кубометров в день), бактерии, которые могут развиваться при застое воды, и неравномерное качество воды в разных районах.
Большинство промышленно развитых стран используют централизованный подход к водоснабжению для контроля, очистки и распределения воды среди своего населения. Это оказалось эффективным способом достижения различных регионов в странах, где имеется развитая инфраструктура. Тем не менее, есть проблемы с централизованным водоснабжением, включая утечки (которые составляют 45 миллионов кубометров в день), бактерии, которые могут развиваться при застое воды, и неравномерное качество воды в разных районах.
Другой подход заключается в использовании децентрализованной системы. Это распространено в развивающихся частях мира, где отсутствует инфраструктура централизованного снабжения, но его также можно использовать в экономически развитых странах для обеспечения дополнительной недорогой, эффективной и качественной питьевой водой на местном уровне.
Вот как работают децентрализованные системы водоснабжения и какие у них есть преимущества.
Как работает децентрализованная система водоснабжения?
В децентрализованных системах водоснабжения используются маломасштабные методы очистки для превращения местных источников воды в питьевую воду. Обычно вода поступает из трех источников:
• Водные пути, такие как местные озера и реки, где вода может собираться и очищаться на месте. Чаще всего это делается, когда вода распределяется на коммунальном уровне;
• Источники подземных вод, такие как вырытые или пробуренные колодцы;
• Повторно используемые источники воды, такие как дождевая вода или сточные воды, собираемые через систему повторного использования. Это подходит для бытовых поставок, управляемых на уровне отдельных домохозяйств.
Децентрализованные системы снабжения можно условно разделить на два типа. К ним относятся:
• Бытовые системы очистки воды (HWTS), которые подают воду в отдельные домохозяйства, фильтруя воду либо в точке потребления (через небольшой блок рядом с кранами), либо в точке входа (через более крупный резервуар для хранения, который затем подает воду).
вода на все здание). Они идеально подходят для устойчивого использования переработанной дождевой воды и сточных вод.
• Малые системы (МСУ), которые собирают, очищают и распределяют воду на местном уровне. Это можно сделать на уровне сообщества, района или коммерческой организации, превратив соленую, дождевую или сточные воды в питьевую воду высшего качества.
Общины в нескольких развивающихся странах успешно используют децентрализованные системы питьевой воды, например, в Мали и Боливии. Но децентрализованный подход — это то, что дает преимущества даже в местах с работающим центральным водоснабжением, предоставляя устойчивую альтернативу.
Преимущества использования децентрализованной системы водоснабжения
Районы с централизованным водоснабжением могут выиграть от объединения как централизованных, так и децентрализованных систем, используя децентрализованный подход для создания питьевого водоснабжения и тем самым снижая нагрузку на магистральную водопроводную сеть.
Преимущества включают в себя:
Безопасность и качество
Децентрализованное водоснабжение может улучшить микробиальное качество воды и снизить загрязнение между очисткой и использованием, поскольку фильтрация осуществляется намного ближе к точке доступа. Хотя в большинстве стран Европы, а также в таких местах, как США, в целом питьевая вода хорошего качества, уровни химических загрязнителей и микропластика — хотя и не опасные — все еще можно найти в централизованных системах водоснабжения.
К этому добавляется проблема различий качества воды в разных регионах, при этом некоторые районы расположены намного дальше от источника воды, чем другие. Вода должна преодолевать большие расстояния после точки фильтрации, а это означает, что она менее «чистая». Децентрализованные системы фильтрации значительно сокращают расстояние, которое должна пройти очищенная вода, в результате чего получается более качественный и безопасный продукт.
Низкие затраты
Хотя установка децентрализованных систем водоснабжения требует затрат, они экономят деньги двумя способами.
Во-первых, системы дешевле в обслуживании и меньше потерь из-за утечек. По данным Всемирного банка, утечки в централизованных системах водоснабжения по всему миру обходятся примерно в 14 миллиардов долларов в год, а расходы на инфраструктуру для модернизации трубопроводных сетей, как ожидается, составят 41 триллион долларов в период с 2005 по 2030 год.
Во-вторых, водоснабжение, как правило, обходится дешевле, так как меньше зависит от источников свежей подземной воды и больше внимания уделяется использованию оборотной воды. Это означает значительное сокращение дорогостоящих процедур откачки подземных вод.
Воздействие на окружающую среду
Наконец, есть экологические преимущества местного источника воды с использованием устойчивых методов. Мы находимся на пороге глобального водного кризиса, и прогнозируется, что к 2040 году спрос превысит предложение, а это означает, что нам необходимо пересмотреть то, как мы распределяем и поставляем воду. Децентрализованные системы не только помогают сохранить воду за счет сокращения количества утечек, но и менее энергоемки, что позволяет экономить газ и электроэнергию.