Использование отходящих теплых вод для таяния снега рассматривалось еще в начале прошлого века. В Москве, при бане по Библиотечной улице, инженером А.В.Домашневым была построена и успешно работала в течение нескольких десятков лет снеготаялка размером 7,5х1,45 м и глубиной 1,9 м. В 1928-1929гг. в Москве было построено восемь подобных снеготаялок, а в 1931-1932гг. - две снеготаялки в Ленинграде при Щербаковских и Белозерских банях. Затем в течение 1931-1933гг. в Ленинграде были построены и успешно эксплуатировались 22 снеготаялки при банях. Заметим, что для работы этих снеготаялок использовался только сток бань или прачечных, не смешанный с фекальным стоком.
Возможность использования городской хозяйственно-фекальной канализации для утилизации снега рассматривалась с момента появления канализационных коллекторов, способных транспортировать и расплавлять снег. В 50-х годах прошлого века были разработаны рекомендации по использованию канализации для удаления снега. Основной упор в этих работах делался на возможность сброса снега в смотровые колодцы, поскольку уборка улиц осуществлялась в основном ручным способом, а погрузка и транспортировка снега считались очень дорогостоящими мероприятиями и применялись только в особых случаях. Тем не менее, уже тогда были предложены проекты устройства стационарных снеготаялок на теплых сточных водах, способных перерабатывать большие массы снега с защитой от имеющихся в снеге загрязнений.
Проблема очистки талых вод от загрязнений возникла одновременно с первыми попытками использования канализации для уборки снега. Канализационная сеть сильно засорялась, и по окончании зимнего сезона приходилось тратить немалые средства на ее очистку. Кроме того, появились случаи образования «снеговых пробок» на коллекторах при неправильной организации снегосплава. Это привело к запрету спуска в городскую хозяйственно-фекальную сеть воды от таяния снега, собственно снега и скола льда («Правила технической эксплуатации водопровода и канализации», выпуск IV, 1950г.).
В 1957-1958 годах в Москве довольно широкое распространение получил сплав снега в ливневую канализацию. Тогда было построено более 30 снегоприемных камер на коллекторах подземных рек (Неглинки, Пресни и др.). Опыт их эксплуатации показал неудачное размещение камер и, главное, необходимость устройства очистных сооружений на выпусках коллекторов в водоток.
В середине 80-х годов прошлого века институт Мосинжпроект разработал проект снегосплавного пункта на самотечном канализационном коллекторе. Параллельно основному коллектору прокладывалась байпасная линия с устройством на ней камеры, размером в плане 12х3м и глубиной ниже нижней отметки коллектора. Камера перекрывалась стальными решетками, через которые снег продавливался с помощью бульдозера. В летний период байпасная линия отключалась от коллектора затворами и осуществлялась очистка от загрязнений, собиравшихся в камере. По этому проекту было построено 6 снегосплавных пунктов, которые эксплуатировались до 2001 г.
Ухудшениекачествапривозимогоснегапривелоктому, чтообъемдлянакоплениязагрязнений, предусмотренныйавторамипроекта, оказалсянедостаточным. Емкостьбыстронаполнялась, изагрязненияпереносилисьдальшевосновнойколлектор. Естественно, такоеположениенеустраивалослужбыэксплуатациимосковскойканализации.
ПроведеннаяврамкахразработкиГенеральнойсхемыоценкатепловыхресурсов, пригодныхдлятаянияснегапоказала, чтонаибольшимрезервомтепловоймощностиобладаетсетьхозяйственно-фекальнойканализации. Широкоеиспользованиеканализациидлятаянияснега, собираемогосдорог, вполнеоправданоиможетбытьограниченолишьместнымиконкретнымиособенностями, затрудняющимиреализациюэтогорешения.
ЗначительнымирезервамитепловоймощностиобладаюттакжесбросныеводыТЭЦ. ПоданнымМосэнергов 2000 годувМосквеимелось 15 крупныхобъектов, сбрасывающихтеплыеводывсистемыводоотведения (водосток, рекиМоскву, Кровянку, Чуру). Общийобъем «бросовой» теплойводысоставил 518 млн. м3/год, т.е. 16,4 м3/с, изнихвводосточнуюсетьсбрасывалосьвсего 61 млн.м3/год (1,9 м3/с), вводотоки – 457 млн. м3/год (14,3 м3/с). Температурасбрасываемыхводколеблетсяот 7,70Сдо 30,50С.
Ксожалению, напутииспользованиясбросныхводТЭЦдлятаянияснегавозникаютсерьезныепроблемы, связанныесочисткойталыхводдоуровня, позволяющегосброситьихвводныеобъектыгорода. СмесьрастаявшегоснегаисбросныхводТЭЦимеетзначительныерасходыиможетбытьочищенаототносительнокрупныхвзвесейимусоравотстойникеприснегосплавномпункте. Дляочисткижетакихрасходовоттонкихвзвесейинефтепродуктовприходитсястроитьдополнительныетехнологическиесооружения, занимающиебольшуюплощадь.
Сдавнихпоррассматриваласьвозможностьиспользованиятопливадлянепосредственногоплавлениясобираемогосдорогснега. Былиразработаныиопробованыконструкцииснеготаялокнадровах, угле, дизельномтопливеиэлектричестве. Подавляющеебольшинствоэтихконструкцийпредназначалосьдляиспользованияводворах, поэтомуснегвнихзагружалсявручную, производительностьбыламинимальной, аэкологическиеаспектыихэксплуатацииивовсенеучитывались.
В 70-хгодахпрошлоговекапоявилисьпроектыотносительномощныхснеготаялокнагазовомидизельномтопливе. Кихдостоинствамотносятсяавтономностьикомпактность. Очисткаснега, расплавленногонатакихснеготаялках, непредставляетособыхзатрудненийвсвязистем, чторасходыталойводыневелики. Серьезнымнедостаткомтакогородарешенийявляютсявысокиеэксплуатационныерасходы, связанныеснеобходимостьюоплачиватьиспользуемоетопливо.
Наиболееэкономнымспособомутилизациивывозимогосмагистралейгородаснегаявляетсяегоскладированиеспоследующиместественнымтаянием. Дляестественноготаянияснегахарактернымявляетсязначительнаяпродолжительностьпериодатаянияипостепенныйоттокталыхводнебольшимирасходами. Всвязисэтим, реальнойсхемойявляетсяочисткаталыхводфильтрованиемчерезспециальноустроенныефильтры. Притаянииснегавводонепроницаемойестественнойилиспециальносозданнойемкостиможноорганизоватьдостаточнодлительноеотстаиваниеифильтрованиеталойводы, надежноочищающееводупочтиотвсехвидовзагрязнений. Недостатокуэтогоспособаодин – значительныеплощади, потребныедляскладированияснега. Взависимостиотвысотыукладки, дляутилизации 100 тыс. м3снегана «сухой» снегосвалкетребуетсяот 0,3 до 1,0 гаплощади.
Длякаждогоизперечисленныхспособовутилизацииснегаоптимальнаямощностьсооруженийопределяется, исходяизособенностейпринятойтехнологическойсхемы. Однакообщимидлявсехспособовявляютсязакономерности, связанныесзатратаминауборкуитранспортированиеснега. Этизатратыявляютсязначительнымии, вбольшинствеслучаевпревосходятзатратынапереработкусобранногоснега. Онисостоятизчастинезависящейотобслуживаемойсооружениемтерритории (затратынапогрузкуснега), ииздругойчасти, зависящейотрасстоянияперевозкииследовательно, отразмеровобслуживаемойтерриторииимощностисооружений.
Прираспределенииобъемовснегапонаправлениямутилизациивсоответствииспредлагаемойноменклатуройбылаучтенадействовавшаянамоментразработкисхемыпрограммафорсированногостроительстваснегосплавныхпунктов, всоответствиискоторойопределилисьследующиеэтапыреализацииГенсхемы.
Вкачествепервогоэтапабылопринятосуществовавшеенаконецзимнегосезона 2000-2001 гг. положение, соответствовавшееследующемупримерномураспределениюобъемовснега:
· 33 действовавших "сухих" снегосвалок, общей производительностью 2,5 млн. м3 в сезон;
· 6 старых работающих снегосплавных камер на канализации, общей производительностью 3,0 млн. м3 в сезон;
· 2 реконструированные снегосплавные камеры на канализации, общей производительностью 1,4 млн. м3 в сезон;
· 8 вновь строящихся снегосплавных камер на канализации, общей производительностью 5,6 млн. м3 в сезон;
· 4 вновь строящиеся снегосплавные камеры на сбросных водах ТЭЦ, общей производительностью 2,5 млн. м3 в сезон;
Суммарнаясезоннаяпроизводительностьвсехсооруженийсоставлялапорядка 15 млн. м3снегавсезон, чтосоответствовалогоду 25%-ойобеспеченностипоснегу, ипозволяловмноголетнемразрезеперерабатывать 53% выпадающегоснега. Остальные 47% снегаподлежалисбросувречныеснегосвалкииливместанеорганизованногоскладирования, либооставалисьнаулицах.
Второйэтапбылпродиктованзаданиемнастроительствоеще 8-10 снегосплавныхкамернаканализационнойсети, суммарноймощностью 8-10 млн. м3засезон, чтосоответствоваловывозу 76% снега, выпадающеговгоду 50%-ойобеспеченностипоснегу.
Третийэтап, завершающийвыполнениепрограммы, характеризуетсяследующимраспределением – табл 2.1:
Таблица 2.1 Методы утилизации снега в Москве
| Направлениеутилизации снега | Объем снега,млн.м3 | Количествосооружений,шт. | Обслуживаемая площадь дорог,км2 |
| «Сухие» снегосвалки | 1,5 | 15 | 3,0 |
| ССПнаканализации | 34,8 | 41 | 71,2 |
| ССПнасбросныхводахТЭЦ | 3,5 | 5 | 5,4 |
| Всего | 39,8 | 61 | 78,6 |
Размещениеснегоприемныхсооруженийнатерриториигородапланировалосьвсоответствиисоследующимиосновнымитребованиями:
· уборка и утилизация снега решается для каждого административного округа отдельно (кроме центрального АО);
· схема размещения должна учитывать существующие снегоприемные пункты с оценкой их перспективности;