Сегодня речь в очередной раз пойдет на тему близкую каждому из нас без исключений:)
Большинство людей, нажимая на кнопку унитаза не задумываются, что происходит с тем, что они смывают. Утекло и утекло, делов то. В таком большом городе как Москва в день в канализационную систему утекает не много ни мало четыре миллиона кубометров сточных вод. Это примерно столько же, сколько протекает воды в Москва-реке за день напротив Кремля. Весь этот огромный объем сточной воды нужно очищать и задача это весьма непростая.
В Москве действует две крупнейшие станции очистки сточных вод, примерно одинакового размера. Каждая из них очищает половину того, что "производит" Москва. Про Курьяновскую станцию я уже . Сегодня я расскажу про Люберецкую станцию - мы вновь пробежимся по основным этапам очистки воды, но еще и затронем одну весьма важную тему - как на станциях очистки борются с неприятными запахами с помощью низкотемпературной плазмы и отходов парфюмерной промышленности и почему эта проблема вообще стала актуальна как никогда.
Для начала немного истории. Впервые канализация "пришла" в район современных Люберец в начале ХХ века. Тогда были созданы Люберецкие поля орошения, на которых сточные воды, еще по старой технологии просачивались через землю и тем самым очищались. Со временем эта технология стала неприемлема для все возрастающего количества сточных вод и в 1963 году была построена новая станция очистки - Люберецкая. Чуть позже была построена еще одна станция - Новолюберецкая, фактически граничащая с первой и использующая часть ее инфраструктуры. По сути сейчас это одна большая станция очистки, но состоящая из двух частей - старой и новой.
Взглянем на карту - слева, на западе - старая часть станции, справа, на востоке - новая:
Площадь станции - огромная, по прямой из угла в угол около двух километров.
Как не сложно догадаться - от станции идет запах. Раньше он мало кого волновал, а сейчас эта проблема стала актуальна по двум основным причинам:
1)Когда станция была построена, в 60х, вокруг нее практически никто не жил. Рядом был небольшой поселок, где жили сами работники станции. Тогда эта местность была далеко-далеко от Москвы. Сейчас же идет очень активная застройка. Станцию фактически со всех сторон окружают новостройки и будет их еще больше. Новые дома строят даже на бывших иловых площадках станции (поля, на которые свозился ил оставшийся от переработки сточных вод). В результате жители близлежащих домов вынуждены периодически нюхать "канализационные" запахи, ну и естественно они постоянно жалуются.
2)Канализационные воды стали более концентрированные чем раньше, в советские времена. Произошло это из-за того, что объем используемой воды за последнее время сильно сократился
, в то время как в туалет ходить меньше не стали, а даже наоборот - население выросло. Причин того, что "разбавляющей" воды стало намного меньше довольно много:
а)использование счетчиков - воду стали экономнее использовать;
б)использование более современной сантехники - все реже можно встретить текущий кран или унитаз;
в)использование более экономной бытовой техники - стиральные машины, посудомоечные машины и т.п.;
г)закрытие огромного количества промышленных предприятий, которые потребляли очень много воды - АЗЛК, ЗИЛ, Серп и Молот(частично) и т.п.
Как результат - если станция при строительстве рассчитывалась на объем 800 литров воды на человека в сутки, то сейчас реально этот показатель не больше 200. Повышение концентрации и снижение потока привело к ряду побочных эффектов - в канализационных трубах рассчитанных на больший поток стал откладываться осадок, приводящий к неприятным запахам. На самой станции стало больше пахнуть.
Для борьбы с запахом Мосводоканал, в ведении которого находятся очистные сооружения проводит поэтапную реконструкцию сооружений, применяя несколько разных способов избавления от запахов, про которые и пойдет рассказ ниже.
Давайте пойдем по порядку, а точнее по току воды. Сточная вода из Москвы поступает на станцию по Люберецкому канализационному каналу, представляющему собой огромный подземный коллектор заполненный сточными водами. Канал самотечный и почти на всем протяжении идет на очень малой глубине, а порой вообще фактически над землей. Его масштаб можно оценить с крыши административного здания очистных сооружений:
Ширина канала - около 15 метров(разделен на три части), высота - 3 метра.
На станции канал приходит в так называемую приемную камеру, откуда разделяется на два потока - часть идет на старую часть станции, часть на новую. Приемная камера выглядит так:
Сам канал приходит справа-сзади, а разделенный на две части поток уходит по зеленым каналам на заднем плане, каждый из которых может перекрываться так называемым шибером - специальным затвором (на фото - темные конструкции). Тут можно заметить первое нововведение для борьбы с запахами. Приемная камера полностью накрыта листами металла. Раньше она выглядела как "бассейн" заполненный фекальными водами, теперь же их не видно, естественно сплошное металлическое покрытие практически полностью перекрывает запах.
Для технологических целей был оставлен лишь совсем небольшой лючок, приподняв который можно насладиться всем букетом запахов. Привет от walsk :)
Эти огромные шиберы позволяют перекрывать каналы идущие от приемной камеры в случае необходимости.
От приемной камеры идет два канала. Они тоже еще совсем недавно были открытыми, теперь же их полностью накрыли металлическим перекрытием.
Под перекрытием скапливаются газы, выделяющиеся из сточных вод. Главным образом это метан и сероводород - оба газа взрывоопасны при высоких концентрациях, поэтому пространство под перекрытием нужно обязательно вентилировать, но тут возникает следующая проблема - если просто поставить вентилятор, то весь смысл перекрытия просто пропадет - запах попадет наружу. Поэтому для решения проблемы МКБ "Горизонт" разработало и изготовило специальную установку для очистки воздуха. Установка находится в отдельной будочке и к ней идет вентиляционная труба от канала.
Данная установка - экспериментальная, для отработки технологии. В ближайшее время такие установки начнут массово ставить на очистных сооружениях и на канализационно-насосных станциях, которых в Москве более 150 штук и от которых тоже исходят неприятные запахи. Справа на фото - один из разработчиков и испытателей установки - Александр Позиновкий.
Принцип действия установки следующий:
в четыре вертикальные трубы из нержавеющей стали снизу подается загрязненный воздух. В этих же трубах находятся электроды, на которые несколько сот раз в секунду подается высокое напряжение(десятки тысяч вольт), в результате чего возникают разряды и низкотемпературная плазма. При взаимодействии с ней большинство пахнущих газов переходят в жидкое состояние и оседают на стенках труб. По стенам труб постоянно стекает тонкий слой воды, с которым эти вещества смешиваются. Вода циркулирует по кругу, резервуар для воды - синяя емкость справа, снизу на фото. Очищенный воздух выходит сверху из нержавеющих труб и просто выпускается в атмосферу.
Для тех кому интереснее подробнее - фотография стенда , на котором все объяснено.
Для патриотов - установка полностью разработана и создана в России, за исключением стабилизатора питания(снизу в шкафу на фото). Высоковольтная часть установки:
Так как установка экспериментальная - в ней имеется дополнительное измерительное оборудование - газоанализатор и осциллограф.
Осциллограф показывает напряжение на конденсаторах. Во время каждого разряда конденсаторы разряжаются и на осциллограмме хорошо виден процесс их заряда.
К газоанализатору идет две трубки - одна забирает воздух до установки, другая после. Кроме того есть краник, который позволяет выбрать ту трубку, которая подключается к датчику газоанализатора. Александр демонстрирует нам сначала "грязный" воздух. Содержание сероводорода - 10.3 мг/м 3 . После переключения крана - содержание падает практически до нуля: 0.0-0.1.
Каждый из каналов также перекрывается отдельным шибером. Вообще говоря, на станции их огромное количество - торчат тут и там:)
После очистки от крупного мусора вода попадает в песколовки, которые, как опять же не сложно догадаться из названия предназначены для удаления мелких твердых частиц. Принцип работы песколовок довольно прост - по сути это длинный прямоугольный резервуар, в котором вода движется с определенной скоростью, в результате песок просто успевает осесть. Также туда подается воздух, который способствует процессу. Снизу песок удаляется с помощью специальных механизмов.
Как часто бывает в технике - идея простая, а исполнение - сложное. Так и тут - визуально это самая "навороченная" конструкция на пути очистки воды.
Песколовки облюбовали чайки. Вообще чаек на Люберецкой станции оказалось очень много, но именно на песколовках их было больше всего.
Увеличил фотографию уже дома и посмеялся с их вида - забавные птички. Называются чайки озерные. Нет, темная голова у них не потому что они постоянно окунают ее туда, куда не надо, просто такая конструктивная особенность:)
Скоро им впрочем придется не легко - многие открытые водные поверхности на станции будут накрыты.
Вернемся к технике. На фото - дно песколовки (не работающей в данный момент). Именно туда оседает песок и оттуда же и удаляется.
После песколовок вода снова поступает в общий канал.
Тут можно увидеть, как выглядели все каналы на станции, до того как их начали накрывать. Этот канал прямо сейчас накрывается.
Каркас варят из нержавейки, как и большинство металлических конструкций в канализации. Дело в том, что в канализации очень агрессивная среда - вода полная всяких веществ, 100% влажность, газы способствующие коррозии. Обычное железо очень быстро превращается в труху в таких условиях.
Работы ведутся прямо над действующим каналом - так как это один из двух основных каналов, то отключить его нельзя (москвичи ждать не будут:)).
На фото небольшой перепад уровня, около 50 сантиметров. Дно в этом месте сделано специальной формы, для гашения горизонтальной скорости воды. Как результат - очень активное бурление.
После песколовок вода поступает на первичные отстойники. На фото - на переднем плане камера, в которую поступает вода, из нее она попадает в центральную часть отстойника на заднем плане.
Классический отстойник выглядит так:
А без воды - так:
Грязная вода поступает из отверстия в центре отстойника и попадает в общий объем. В самом отстойнике взвесь содержащаяся в грязной воде постепенно оседает на дно, по которому постоянно перемещается илосгребатель, закрепленный на ферме, вращающейся по кругу. Скребок сгребает осадок в специальный кольцевой лоток, а из него, в свою очередь он попадает в круглый приямок, откуда откачивается по трубе специальными насосами. Излишки воды утекают в канал проложенный по кругу отстойника и оттуда в трубу.
Первичные отстойники - еще один источник неприятных запахов на станции, т.к. в них находится фактически грязная (очищенная только от твердых примесей) канализационная вода. Для того чтобы избавится от запаха Москводоканал решил накрыть отстойники, но тут встала большая проблема. Диаметр отстойника составляет 54 метра(!). Фото с человеком для масштаба:
При этом если делать крышу, то она должна во-первых выдерживать снеговую нагрузку зимой, во-вторых иметь только одну опору по центру - над самим отстойником опоры делать нельзя, т.к. там постоянно вращается ферма. В результате было принято элегантное решение - сделать перекрытие плавающим.
Перекрытие собрано из плавающих блоков из нержавеющей стали. Причем внешнее кольцо блоков закреплено неподвижно, а внутренняя часть вращается наплаву, вместе с фермой.
Такое решение оказалось очень удачным, т.к. во-первых отпадает проблема со снеговой нагрузкой, а во вторых не образуется объема воздуха, который пришлось бы вентилировать и дополнительно очищать.
По утверждениям Мосводоканала данная конструкция снизила выбросы пахнущих газов на 97%.
Данный отстойник был первым и экспериментальным, где была отработана данная технология. Эксперимент признан успешным и сейчас на Курьяновской станции уже накрывают подобным образом другие отстойники. Со временем все первичные отстойники будут накрыты подобным образом.
Однако, процесс реконструкции длительный - отключить всю станцию сразу невозможно, реконструировать отстойники можно только друг за другом, отключая по очереди. Да и деньги нужны немалые. Поэтому, пока не все отстойники накрыты применяют третий по счету способ борьбы с запахами - распыление нейтрализующих веществ.
Вокруг первичных отстойников были установлены специальные распылители, которые создают облако веществ нейтрализующих запахи. Сами вещества пахнут не сказать чтобы очень приятно или неприятно, но довольно специфично, впрочем их задача не замаскировать запах, а нейтрализовать его. К сожалению не запомнил конкретных веществ, которые применяются, но как сказали на станции - это отходы парфюмерной промышленности Франции.
Для распыления используются специальные форсунки, которые создают частицы диаметром 5-10 микрон. Давление в трубах если не ошибаюсь 6-8 атмосфер.
После первичных отстойников вода поступает в аэротэнки - длинные бетонные резервуары. В них подается огромное количество воздуха по трубам, а также содержится активный ил - основа всего метода биологической очистки вод. Активный ил перерабатывает "отходы", при этом быстро размножается. Процесс аналогичен тому, что происходит в природе в водоемах, однако протекает во много раз быстрее из-за теплой воды, большого количества воздуха и ила.
Воздух подается из главного машинного зала, в котором установлены турбовоздуходувки. Три башенки над зданием - воздухозаборники. Процесс подачи воздуха требует огромного количества электричества, при этом прекращение подачи воздуха приводит к катастрофическим последствиям, т.к. активный ил очень быстро погибает, а его восстановление может занять месяцы(!).
Аэротэнки, как ни странно особо не источают сильных неприятных запахов, поэтому их накрывать не планируется.
На этой фотографии видно как грязная вода поступает в аэротэнк(темная) и смешивается с активным илом(коричневый).
Часть сооружений в настоящее время отключено и законсервировано, по причинам о которых я писал в начале поста - снижение потока воды в последние годы.
После аэротэнков вода попадает во вторичные отстойники. Конструктивно они полностью повторяют первичные. Их назначение - отделить активный ил от уже очищенной воды.
Законсервированные вторичные отстойники.
Вторичные отстойники не пахнут - по сути тут уже чистая вода.
Вода собираемая в кольцевой лоток отстойника утекает в трубу. Часть воды проходит дополнительное УФ обеззараживание и сливается в речку Пехорку, часть же воды по подземному каналу идет до Москва-реки.
Осевший же активный ил используется для получения метана, который потом хранится в полуподземных резервуарах - метантэнках и используется на собственной ТЭЦ.
Отработавший ил отправляется на иловые площадки в подмосковье, где его дополнительно обезвоживают и либо захоранивают, либо сжигают.
На последок панорама станции с крыши административного здания. Нажмите для увеличения.
Выражаю огромную признательность за приглашение пресс-службе Мосводоканала , а также отдельно Александру Чурбанову - директору Люберецких очистных сооружений. Спасибо
Фото: Puertomenesteo
Статья подготовлена специально для 59 номера издаваемого «Беллоной» журнала .
Хотя в обоих случаях действуют разные технологии, оборудование, стандарты и законы, разделять их нельзя: ведь содержимое водопровода берется из природы, на которую человек влияет в ходе своей жизнедеятельности. И наоборот: стоки, попадая в природу, рано или поздно возвращаются в наши краны питьевой водой.
Где раки не зимуют
Нужно сказать, что власти города и единственный поставщик воды в городской водопровод, Государственное унитарное предприятие (ГУП) «Водоканал Санкт-Петербурга», судя по их деятельности в последние годы, понимают эту взаимосвязь и ведут работу в усовершенствовании и той, и другой системы. Насколько успешно они справляются с поставленными задачами?
В дома и предприятия Петербурга вода поступает из Невы (а в Неву, как известно, – из Ладожского озера). За один час из реки выкачивается около 240 тыс. кубометров – это как 96 олимпийских плавательных бассейнов. На ГУП «Водоканал» насосы работают беспрерывно, 24 часа в сутки. Вода распределяется по девяти станциям, обслуживающим разные районы города, и там подвергается очистке. Но перед этим она попадает в… аквариумы с раками.
Разумеется, не простыми: к членистоногим подсоединены датчики. Речные обитатели обладают особенной чуткостью и восприимчивостью к составу воды. Если в ней окажется повышенный уровень каких-либо чужеродных компонентов, раки отреагируют на это учащенным сердцебиением, приборы передадут эту информацию на компьютеры, и сотрудники предприятия примут меры.
Рассказывая о принципах такой системы, носящей название «биомониторинг», сайт Российского НИИ комплексного использования и охраны водных ресурсов (РосНИИВХ) поясняет, что технически возможно постоянно отслеживать уровень некоторых компонентов, общее содержание солей и наиболее распространенные тяжелые металлы и органические соединения в воде путем рутинного отбора проб воды на контрольной точке для анализа химическими методами. Но такая система контроля, отмечает РосНИИВХ, не всегда дает истинное представление о состоянии водного объекта, а использование водных обитателей – речных рачков и рыб – позволяет оперативно оценивать качество воды в целом. В Петербурге система биомониторинга была запущена в 2005 году.
Раки несут свою службу на всех станциях ГУП «Водоканал». А вот технологии очистки различаются. В основном применяют обеззараживание при помощи реагентов и ультрафиолета, однако на одной из станций, Южной, не так давно ввели новый метод – озонирование. И тот и другой способы широко применяются в развитых странах и считаются самыми передовыми.
Сплошная латынь
Петербург стал первым городом в России, где применение ультрафиолетовых лучей для очистки воды стало повсеместным и обязательным. Но это – лишь один из этапов обеззараживания воды. Обычно он применяется в конце очистки. А перед этим жидкость с заборных станций проходит несколько ступеней. Первая – аммонирование. Использование сульфата аммония практикуется не только в Петербурге. Так, в Новочебоксарске Чувашской республики, по информации на официальном сайте города, сульфат аммония применяют с 2011 года, и аммонирование, рассказывает сайт, помогает добиться продолжительного обеззараживающего действия хлорреагентов и эффективно сокращает содержание в водопроводной воде неблагоприятно действующих на человеческий организм хлорорганических соединений, включая хлороформ.
Следующий обеззараживающий препарат – гипохлорит натрия. Им заменили более агрессивный хлор, которым обрабатывали воду раньше. Впрочем, в некоторых городах до сих пор его продолжают использовать, хотя эта технология уже считается устаревшей. Гипохлорит натрия на сегодняшний день – один из самых мощных и распространенных в цивилизованном мире способов нейтрализовать практически все вредоносные бактерии. Лишь немногие европейские города отказались от хлорирования.
После того как при помощи реагентов все микробы и бактерии убиты, требуется освободить воду от биологических остатков. Справиться с этой задачей помогают тесно связанные между собой процессы коагуляции и флокуляции. «Коагуляция» означает «свертывание, сгущение», а «флокуляция» – образование хлопьев. В процессе коагулирования вода осветляется при помощи химических реактивов, которые связывают частицы примесей, превращая их в осадок. Специальный коагулянт – сульфат алюминия – дестабилизирует молекулы нежелательных примесей, а при помощи флокуляции эти частицы притягиваются друг к другу, образуя большие хлопья. В таком виде их проще извлечь из воды.
Процесс отделения этих хлопьев от основной жидкости происходит в так называемом полочном отстойнике – конструкции, состоящей из многих тонких пластин-полочек. Оттуда вода выходит уже заметно более чистая. И готовая к следующему этапу – сорбции. На этом этапе вода проходит через сорбенты – то есть поглощающие вещества, – в частности, активированный уголь. Дополнительно очистке помогает песок. Уголь и песок не только очищают воду, но и придают ей приятный привкус.
И, наконец, завершающая стадия – облучение воды ультрафиолетом. Ультрафиолетовое излучение убивает болезнетворные микробы и вирусы, которые могли остаться в воде после обработки гипохлоритом натрия. Ультрафиолетовые лучи хороши тем, что оказывают только обеззараживающее действие, не влияя на вкус воды и не привнося в нее никаких посторонних веществ. В Петербурге данную технологию стали применять с 2008 года.
Не оставить микробам никаких шансов
На сегодняшний момент только на одной из девяти очистных станций – Южной – перед применением аммонирования, коагуляции, флокуляции, сорбции, обработки ультрафиолетовыми лучами воду обрабатывают еще и озоном.
Озон – сильный окислитель, он разрушает оболочки бактерий и вирусов и способствует их скорейшей гибели. Реакция проходит в герметичной камере, и увидеть ее невозможно. Озон действует быстро, в течение нескольких секунд, и не оставляет шансов на выживание ни одному виду микробов. При этом он не придает воде никаких привкусов и запахов.
На сегодняшний день озон считается одним из самых эффективных дезинфекторов. Он позволяет убить микроорганизмы в 300-3000 раз быстрее других средств. Кстати, еще один плюс в использовании озона – в осадочном состоянии он стерилизует стенки резервуаров.
В целом на полную очистку воды на станциях затрачивается порядка пяти часов. Когда она попадет в квартиры – зависит от удаленности жилья от станции. В некоторых случаях путь до наших кранов может растянуться на 24 часа, в течение которых вода будет путешествовать по разветвленной водопроводной сети.
Все дело – в трубах
И именно в этом кроется главная причина того, что нас зачастую не устраивает качество воды, которую мы получаем: состояние водопроводных труб пока не соответствует не только европейским стандартам, но иногда и нашим российским требованиям. Проблема – в изношенности оборудования в некоторых районах и домах города.
В старых трубах нередко можно обнаружить зеленоватый налет из микроорганизмов и ржавчину. Разумеется, часть этого «богатства» (если в вашей квартире не стоит дополнительных фильтров) обязательно попадает в воду, которая по таким коммуникациям течет. Поэтому, когда от горожан поступает жалоба на странный запах, цвет или вкус воды, снимаются две пробы: в квартире и на водомерном узле дома (участке водопроводной трубы у трубопровода, соединяющего городской водопровод с внутренним, находящимся в здании).
По примерным подсчетам, около 30% водопроводных сетей в городе изношены и требуют замены. Однако внутридомовые сети обслуживает не Водоканал, а управляющие компании, которым необходимо решать проблемы 23 тыс. многоквартирных домов Петербурга (примерно столько их в городе на сегодняшний день). Видимо, поэтому вопрос ремонта труб до сих пор остается проблемным и нерешенным: очень часто переговоры собственников жилья с управляющими компаниями ведутся сложно и долго, а сами компании не всегда проявляют инициативу в замене оборудования, которое хоть и плохо, но функционирует.
При этом до сих пор не все горожане знают, что в их силах повлиять на ситуацию, если обслуживающая их дом компания не желает заменять старые водопроводные трубы по требованиям жильцов. С 2004 года в Петербурге работает Госжилинспекция (ГЖИ), которая контролирует содержание жилищного фонда и придомовых территорий, в том числе и на основании заявлений от населения. Например, в 2014 году ГЖИ зафиксировала 9000 административных правонарушений и выписала штрафы на 150 млн рублей. Получается, что качество питьевой воды из-под крана зависит, в том числе, и от нашей активности.
Не вредно, но и не полезно
В целом, если смотреть на ситуацию с чистотой водопроводной воды в Петербурге, то, по мнению многих экспертов, вода безопасна для здоровья людей. При этом «безвредный» не значит «полезный». Ладожская и, как следствие, невская вода обладает специфическим минеральным составом – она считается ультрапресной, а значит, бедной на содержание необходимых организму магния, кальция и фтора. Учитывая, что водозабор происходит преимущественно поверхностным способом, основная концентрация этих элементов не попадает на станцию, и в результате мы пьем пускай и чистую, но «пустую» воду.
Врачи видят в этом одну из главных причин недостатка минеральных веществ в организме петербуржцев. И здесь уже ситуацию не исправить, поскольку иного источника воды, кроме как Ладога или Нева, в Северной столице нет и быть не может. Горожанам остается восполнять баланс микроэлементов за счет витаминных комплексов и здорового питания.
Гораздо больше в этом смысле повезло жителям Вены и Цюриха, чьи водопроводы берут питание от горных рек. Там воду из-под крана не только смело пьют без кипячения, но и по праву гордятся ею.
Для швейцарцев дополнительным плюсом стало то, что страна полностью отказалась от использования искусственных пестицидов на полях и фермах, исключив, таким образом, попадание этих веществ в природу, – в том числе источники воды, реки и озера.
Ну а теперь – в обратный путь
Сточные воды из домов Петербурга распределяются по трем крупным станциям аэрации (или обработки канализационных вод потоками атмосферного воздуха, с помощью которых происходит окисление и расщепление органических соединений и отдувка летучих примесей). К трем крупным аэрационным станциям Петербурга относятся Центральная, Северная и Юго-Западная. Некоторые районы, например Петродворец, Репино и Сестрорецк, отдают грязную воду на малые очистные сооружения.
До недавних пор для удаления вредных элементов из стоков использовались две ступени очистки: механическая и биологическая. Первая призвана отсекать более или менее крупный мусор при помощи различных решеток, отстойников и песколовок. Второй блок – это биологически активный ил, в котором беспрерывно трудятся аэробные микроорганизмы, расщепляющие органические вещества и нейтрализующие вредных микробов. Ил также поглощает загрязняющие вещества и, таким образом, очищает воду. После очистки извлеченный из стоков осадок сжигается, а вода возвращается в Финский залив, а также Неву и другие реки.
Однако в 1990-е годы Хельсинкская конвенция по защите Балтийского моря от загрязнений ужесточила требования по максимальному содержанию фосфора и азота в сточных водах, попадающих в Балтику. Это послужило толчком для внедрения в Петербурге более эффективного способа очистки – химико-биологического. Теперь, помимо двух уже использовавшихся этапов очистки на Водоканале стали применять метод осаждения фосфора при помощи сернокислого железа. Кроме того, на некоторых станциях происходит обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами. С 2011 года, как сообщает сайт ГУП «Водоканал», Петербург полностью выполняет рекомендации управляющего органа Хельсинкской конвенции, Хельсинкской комиссии по защите Балтийского моря (ХЕЛКОМ), по содержанию фосфора в сбросе сточных вод – не более 0,5 мг/л и азота – не более 10 мг/л.
Повышенное внимание к содержанию фосфора и азота в Финском заливе неслучайно. Переизбыток этих элементов провоцирует неконтролируемый рост сине-зеленых водорослей (цианобактерий). Их массовое разрастание и разложение являются причиной не только загрязнения воды, но и недостатка в ней кислорода, что вредит водным экосистемам и даже приводит к гибели обитателей моря, в частности ценных пород рыб. Поэтому борьба с этими водорослями и предотвращение их появления стали одним из главных направлений работы стран, имеющих выход к Балтийскому морю.
Слабые законы – грязная вода
При этом Россия, являющаяся одной из сторон ХЕЛКОМ, как ни печально, была и остается одним из главных загрязнителей залива. Несмотря на модернизацию очистных сооружений (как сообщил в середине августа официальный портал Администрации Санкт-Петербурга, к концу года должен завершиться первый этап начавшейся в 2012 году реконструкции одной из главных очистных станций – Северной), которые, согласно ГУП «Водоканал», очищают более 98% сточных вод, в акваторию по-прежнему поступает огромное количество грязных стоков. Причин, как минимум, две: разрешенные прямые сбросы и несанкционированные прямые выбросы, которые грубо нарушают требования по очистке отработанных вод.
В Петербурге, согласно сайту Водоканала, действует комбинированная система канализования: 30% территории (в основном районы новостроек и пригороды) канализованы по раздельной схеме (дождевые и талые воды собираются отдельно от остальных стоков) и 70% имеет так называемую общесплавную канализацию, в которую поступают хозяйственно-бытовые, промышленные, а также поверхностные (дождевые, талые) стоки.
При общесплавной канализации предприятия обязаны очищать загрязненные стоки до определенного уровня, не допуская попадания загрязнений в общую сеть. Но прямые сбросы, минующие канализацию, могут дополнительно загрязнять акваторию.
Выбросы пытаются контролировать надзорные органы, в частности природоохранная прокуратура; на многие объекты-нарушители накладываются взыскания и штрафы. Однако размеры выплат, предписанные законом, настолько малы, что виновные зачастую не предпринимают серьезных мер для исправления ситуации. Например, согласно статье 8.13 Кодекса об административных правонарушениях (КоАП) РФ, нарушение водоохранного режима на водосборах водных объектов, которое может повлечь загрязнение указанных объектов или другие вредные явления, влечет наложение административного штрафа: на граждан в размере от 500 до 1000 рублей; на должностных лиц – от 1000 до 2000 рублей; на юридических лиц – от 10 тыс. до 20 тыс. рублей. Неудивительно, что предприятиям гораздо выгоднее заплатить штраф, чем ставить дорогостоящие системы очистки.
Деньги на воду
К сожалению, все это отражается на состоянии рек города и Финского залива. Комитет по природопользованию Санкт-Петербурга в «Докладе об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2014 году» приводит не самые оптимистичные данные.
Так, было проведено исследование 22 водотоков в пределах города. Только два участка из всех, где проводились замеры, получили оценку как «слабо загрязненные» – один в Фонтанке и один в Неве. Остальные водотоки охарактеризованы как «загрязненные», «очень загрязненные» и «грязные». К последним относятся реки Каменка, Ижора и Охта. Что касается Невской губы, замеры проводились в четырех районах акватории: Открытая часть, Северный курортный район, Южный курортный район и Морской торговый порт. Все они и в 2013, и в 2014 году получили статус «умеренно загрязненные». Примерно такие же показатели были в 2008 и 1997 годах – получается, о положительной динамике говорить рано.
Почему же ситуация не улучшается, несмотря на технические усовершенствования Водоканала? Еще одна причина – это канализационные сети Ленинградской и других близлежащих областей, чье состояние на сегодняшний день далеко от идеала. Значительная часть сооружений в этих регионах приходит в негодность, отчего они не способны очищать стоки, к тому же затруднен природоохранный контроль над многими из них. На реконструкцию и модернизацию канализационных сетей и станций аэрации нужны значительные деньги.
В некоторых случаях необходимые суммы можно было бы выделить, например, с уплаты штрафов за загрязнение окружающей среды, но и этого не происходит. Дело в том, что средства бюджета собираются в «общий котел» и далее распределяются по всем нуждам регионов. На природу просто не остается денег. Пока что эксперты видят только три выхода из сложившейся ситуации: это изменение законодательства с увеличением доли расходов бюджета на природоохранные мероприятия, увеличение сумм штрафов за негативное воздействие на окружающую среду, а также привлечение инвесторов, заинтересованных в постройке современных очистительных предприятий.
В свое время иностранные инвестиции значительно помогли Водоканалу модернизировать очистные сооружения и другие объекты. Остается надеяться, что и в будущем международное сотрудничество в этом направлении продолжится.
Водоснабжение Москвы обеспечивают четыре крупнейших станции водоподготовки: Северная, Восточная, Западная и Рублевская. Первые две в качестве источника воды используют волжскую воду, подаваемую по каналу имени Москвы. Последние две берут воду из Москвы-реки. Производительности этих четырех станций отличаются не очень сильно. Кроме Москвы они также обеспечивают водой ряд подмосковных городов.
Сегодня речь пойдет про Рублевскую станцию водоподготовки — это старейшая в Москве станция по очистке воды, запущенная в 1903 году. В настоящее время станция обладает производительностью 1680 тысяч м 3 в сутки и питает водой западные и северо-западные части города.
Весь магистральный водопровод и канализация в Москве находятся в ведении Мосводоканала — одной из крупнейших организаций в городе. Для представления масштабов: по энергопотреблению Мосводоканал уступает лишь двум другим — РЖД и метро. Все станции водоподготовки и очистки принадлежат им. Давайте пройдемся по Рублевской станции водоподготовки.
Рублевская станция водоподготовки находится недалеко от Москвы, в паре километров от МКАДа, на северо-западе. Расположена она прямо на берегу Москвы-реки, откуда и забирает воду для очистки.
Чуть выше по течению Москва-реки располагается Рублевская плотина.
Плотина была построена в начале 30х годов. В настоящее время используется для регулирования уровня Москвы-реки, для того, чтобы мог функционировать водозабор Западной станции водоподготовки, который находится на несколько километров выше по течению.
Поднимемся наверх:
На плотине используется вальцовая схема — затвор двигается по наклонным направляющим в нишах с помощью цепей. Приводы механизма находятся сверху в будке.
Выше по течению находятся водозаборные каналы, вода с которых, как я понял, поступает на Черепковские очистные сооружения, находящиеся неподалеку от самой станции и являющиеся ее частью.
Иногда, для забора проб воды из реки Мосводоканал использует катер на воздушной подушке. Пробы забираются ежедневно по несколько раз в нескольких точках. Нужны они для определения состава воды и подбора параметров технологических процессов при ее очистке. В зависимости от погоды, времени года и прочих факторов состав воды сильно меняется и за этим постоянно следят.
Кроме того пробы воды из водопровода отбирают на выходе из станции и во множестве точек по всему городу, как сами Мосводоканаловцы, так и независимые организации.
Также имеется ГЭС небольшой мощности, включающая три агрегата.
В настоящее время она остановлена и выведена из эксплуатации. Заменять оборудование на новое — экономически не целесообразно.
Пора выдвигаться на саму станцию водоподготовки! Первое куда пойдем — насосная станция первого подъема. Она закачивает воду из Москвы-реки и поднимает ее вверх, на уровень самой станции, которая находится на правом, высоком, берегу реки. Заходим в здание, поначалу обстановка вполне обычная — светлые коридоры, информационные стенды. Неожиданно встречается квадратный проем в полу, под которым огромное пустое пространство!
Впрочем к нему мы еще вернемся, а пока пойдем дальше. Огромный зал с квадратными бассейнами, насколько я понял это что-то типа приемных камер, в которые поступает вода из реки. Сама река находится справа, за окнами. А насосы закачивающие воду — слева внизу за стенкой.
Снаружи здание выглядит так:
Фото с сайта Мосводоканала.
Тут же установлено оборудование, похоже это автоматическая станция анализа параметров воды.
Все сооружения на станции имеют весьма причудливую конфигурацию — много уровней, всевозможные лесенки, спуски, баки, и трубы-трубы-трубы.
Какой-то насос.
Спускаемся вниз, примерно на 16 метров и попадаем в машинный зал. Тут установлено 11 (три запасных) высоковольтных мотора, приводящих в движение центробежные насосы уровнем ниже.
Один из запасных моторов:
Для любителей шильдиков 🙂
Вода снизу закачивается в огромные трубы, которые вертикально проходят через зал.
Все электротехническое оборудование на станции выглядит очень аккуратно и современно.
Красавцы 🙂
Заглянем вниз и увидим улитку! Каждый такой насос имеет производительность 10 000 м 3 в час. Для примера, он мог бы полностью, от пола до потолка заполнить водой обычную трехкомнатную квартиру всего за минуту.
Спустимся на уровень ниже. Тут гораздо прохладнее. Этот уровень находится ниже уровня Москва-реки.
Не очищенная вода из реки по трубам поступает в блок очистных сооружений:
Таких блоков на станции несколько. Но перед тем как пойти туда, сначала посетим другое здание, называемое «Цех производства озона». Озон, он же O 3 используется для обеззараживания воды и удаления из нее вредных примесей, с помощью метода озоносорбции. Данная технология вводится Мосводоканалом в последние годы.
Для получения озона используется следующий техпроцесс: воздух с помощью компрессоров(справа на фото) нагнетается под давлением и попадает в охладители(слева на фото).
В охладителе воздух охлаждается в два этапа с использованием воды.
Затем подается на осушители.
Осушитель представляет из себя две емкости содержащие смесь поглощающую влагу. В то время как одна емкость используется, вторая восстанавливает свои свойства.
С обратной стороны:
Оборудование управляется с помощью графических сенсорных экранов.
Далее подготовленный холодный и сухой воздух поступает в генераторы озона. Генератор озона представляет собой большую бочку, внутри которой расположено множество трубок-электродов, на которые подается большое напряжение.
Так выглядит одна трубка(в каждом генераторе из десятки):
Ершик внутри трубки 🙂
Через стеклянное окошко можно посмотреть на весьма красивый процесс получения озона:
Пришло время осмотреть блок очистных сооружений. Заходим внутрь и долго поднимаемся по лестнице, в результате оказываемся на мостике в огромном зале.
Тут самое время рассказать про технологию очистки воды. Сразу скажу, что я не специалист и процесс понял лишь в общих чертах без особых подробностей.
После того как вода поднимается из реки, она попадает в смеситель — конструкция из нескольких последовательных бассейнов. Там в нее поочередно добавляют разные вещества. В первую очередь — порошковый активированный уголь (ПАУ). Затем в воду добавляют коагулянт (полиоксихлорид алюминия) – который заставляет мелкие частицы собираться в более крупные комки. Затем вводится специальное вещество называемое флокулянт — в результате чего примеси превращаются в хлопья. Затем вода попадает в отстойники, где все примеси осаждаются, после чего проходит через песчаные и угольные фильтры. В последнее время добавился и еще один этап — озоносорбция, но об этом ниже.
Все основные реагенты применяющиеся на станции (кроме жидкого хлора) в один ряд:
На фотографии насколько я понял — зал смесителя, найдите людей в кадре 🙂
Всевозможные трубы, резервуары и мостики. В отличие от канализационных очистных сооружений тут все гораздо запутаннее и не так интуитивно понятно, кроме того, если там большая часть процессов происходит на улице, то подготовка воды происходит полностью в помещениях.
Этот зал является лишь малой частью огромного здания. Частично продолжение можно разглядеть в проемах внизу, туда отправимся позже.
Слева стоят какие-то насосы, справа огромные баки с углем.
Там же очередная стойка с оборудованием измеряющим какие-то характеристики воды.
Баки с углем.
Озон является крайне опасным газом (первая, высшая категория опасности). Сильнейший окислитель, вдыхание которого может привести к летальному исходу. Поэтому процесс озонирования происходит в специальных закрытых бассейнах.
Всевозможная измерительная аппаратура и трубопроводы. По бокам — иллюминаторы, через которые можно посмотреть на процесс, сверху — прожекторы, которые также светят через стекла.
Внутри водичка очень активно бурлит.
Отработанный озон поступает к деструктору озона представляющим собой нагреватель и катализаторы, там озон полностью разлагается.
Переходим к фильтрам. На табло показывается скорость промывки(продувки?) фильтров. Фильтры со временем загрязняются и их очищают.
Фильтры представляют собой длинные резервуары наполненные гранулированным активированным углем(ГАУ) и мелким песком по специальной схеме.
Фильтры находятся в отдельном изолированном от внешнего мира пространстве, за стеклом.
Можно оценить масштаб блока. Фотография сделана посередине, если взглянуть назад, то можно увидеть то же самое.
В результате всех этапов очистки вода становится пригодной для питья и удовлетворяет всем нормам. Однако, запускать такую воду в город нельзя. Дело в том, что протяженность водопроводных сетей Москвы — тысячи километров. Есть участки с плохой циркуляцией, закрытые ответвления и т.п. Как результат — в воде могут начать размножаться микроорганизмы. Чтобы это избежать воду хлорируют. Раньше это делали путем добавления жидкого хлора. Однако он является крайне опасным реагентом (в первую очередь с точки зрения производства, перевозки и хранения), поэтому сейчас Мосводоканал активно переходит на гипохлорит натрия, который гораздо менее опасен. Для его хранения пару лет назад был построен специальный склад (привет HALF-LIFE).
Опять же все автоматизировано.
И компьютеризировано.
В конце концов, вода попадает в огромные подземные резервуары на территории станции. Эти резервуары наполняются и опустошаются в течение суток. Дело в том, что станция работает с более менее постоянной производительностью, в то время как потребление в течение дня очень сильно меняется — утром и вечером оно крайне высокое, ночью очень низкое. Резервуары служат некоторым аккумулятором воды — ночью они наполняются чистой водой, а днем она забирается и них.
Управляется вся станция из центральной диспетчерской. 24 часа в сутки дежурят два человека. У каждого рабочее место с тремя мониторами. Если я правильно запомнил — один диспетчер следит за процессом очистки воды, второй — за всем остальным.
На экранах отображается огромное количество всевозможных параметров и графиков. Наверняка эти данные берутся в том числе с тех приборов, которые были выше на фотографиях.
Крайне важная и ответственная работа! Кстати говоря, на станции практически не было замечено работников. Весь процесс очень сильно автоматизирован.
В заключение — немного сюрра в здании диспетчерской.
Конструкция декоративного характера.
Бонус! Одно из старых зданий, оставшихся со времен самой первой станции. Когда-то она вся была кирпичной и все сооружения выглядели примерно так, однако сейчас все полностью перестроено, сохранилось лишь несколько строений. Кстати, вода в те времена подавалась в город с помощью паровых машин! Чуть подробнее можно почитать (и посмотреть старые фото) в моем прошлом отчете.
Отчет получился объемным, хотя показана только малая часть станции, а рассказано и того меньше даже из того что я знаю 🙂
Выражаю огромную признательность пресс-службе Мосводоканала за приглашение!
Коммунальные службы российских городов утверждают, что вода, которая течет из наших кранов абсолютно безопасна и пригодна для питья. Но так ли это на самом деле?
Чтобы понять какая вода поступает в наши квартиры давайте отследим весь путь ее движения. Начнем с того, что воду для нужд городского населения берут в основном из открытых водоемов: рек, водохранилищ, озер. Реже из глубинных источников – артезианских скважин.
Так, жителям Москвы вода поступает из Можайского, Истринского, Химкинского и еще десяти водохранилищ области, а также из рек Москва и Волга. Жителям Санкт-Петербурга – из реки Нева. Ростовчанам – из рек Дон и Северский Донец. Жителям Воронежа в основном из артезианских источников.
Через водонасосные станции вода попадает в специальные резервуары, где проходит несколько стадий очистки. Самая первая – механическая очистка. Специальный фильтр-решетка очищает воду от крупных загрязнений: листьев и веток деревьев, камней, рыбы, пластиковых бутылок и прочего мусора.
Затем в нее добавляют реагенты, которые связывают мелкие частицы загрязнения и образуют хлопья, впоследствии оседающие на дно резервуара. После этого вода подвергается фильтрации: проходит через емкость с песком, а затем через гравитационный фильтр. В нем под действием силы тяжести осаждаются крупные частицы загрязнения, а также мелкие частицы высокой плотности.
Следующая стадия очистки – обеззараживание. В большинстве регионов России воду от бактерий и микроорганизмов по-прежнему очищают с помощью хлорсодержащих веществ. Исключение составляют лишь Москва и Санкт-Петербург, где для обеззараживания используют озон.
Небольших концентраций хлора достаточно чтобы убить до 95% бактерий, находящихся в воде. Но так как хлор способен накапливаться в организме, то регулярное употребление такой воды наносит существенный вред здоровью.(гиперссылка на статью о вреде хлора): вызывает обострение хронических и развитие новых заболеваний, в том числе онкологических.
Озонирование воды более безопасный для здоровья метод очистки, но он также имеет ряд недостатков. При неточном подборе концентрации озона в воде образуются токсичные продукты окисления, фенолы, а также «ассимилируемый органический углерод», который легко усваивается микроорганизмами и способствует их размножению. Поэтому для повышения безопасности воды озонирование следует применять в комплексе с другими методами обеззараживания: хлорированием, ионным обменом и т.д.
На данном этапе очистка воды окончена, но не окончен ее путь в наши квартиры: вода по системе трубопроводов поступает в водонапорную башню, а оттуда – в дома. При этом, она проходит порой через километры старых, изношенных и ржавых труб. Здесь происходит вторичное загрязнение воды железистыми бактериями, солями жесткости и тяжелыми металлами.
По официальным данным на июнь 2016 г износ водопроводных сетей в России составил 64,8%. В отдельных регионах эти цифры еще выше: в пензенской области – 82%, в Пятигорске – 95%, в Архангельске – 70%, в Нефтеюганске – 71%. Таким образом, более половины водных магистралей России находится в аварийном или предаварийном состоянии, что приводит к периодической утечке и смешиванию водопроводной и канализационных вод, так как водоносные магистрали зачастую проходят рядом с канализационными.
Опасна ли хлорированная вода?
Хлорированная вода – это вода, которую обеззараживают от вредоносных бактерий и микроорганизмов с помощью хлорсодержащих веществ. Именно она течет из наших кранов и ею наполнены городские бассейны.
Хлор – дешевое и удобное, но не самое безопасное средство для очистки воды. Чем же конкретно полезен, и чем опасен хлор? Несет ли он вред нашему здоровью в тех дозах, которые содержаться в водопроводной воде? Давайте разберемся.
Влияние хлора на патогенные организмы
В качестве дезинфицирующего средства хлор впервые применил доктор Семмелвейс в 1846 г. Он использовал «хлорную воду» для очищения рук перед осмотром больных в главном госпитале г. Вены. Для обеззараживания воды хлор начали применять в конце 19 столетия. С его помощью в 1870 году удалось остановить эпидемию холеры в Лондоне, а позднее, в 1908 году, и в России.
В первые годы после открытия обеззараживающих свойств хлора, его применяли только при появлении кишечных инфекций, и лишь в тех регионах, где были замечены вспышки заболеваний. Но уже тогда Лев Толстой советовал пить только хлорированную воду. Вскоре обеззараживать воду хлором начали повсеместно.
Влияние хлора на организм человека
Но те самые свойства хлора, которые спасают от кишечных инфекций, могут и навредить навредить нашему организму. Ведь хлор – это высокотоксичный ядовитый газ, который не раз использовался как смертельное химическое оружие массового поражения. В 1915 году в ходе Первой Мировой войны германские войска применяли его против войск Российской Империи. В мировой истории этот факт известен под названием «Атака мертвецов».
Главная опасность хлора в его высокой активности: он легко вступает в реакцию с органическими и неорганическими веществами. А их в очищаемой воде в избытке, так как водозабор ведется в основном из открытых водоемов, богатых органикой: рек, озер, водохранилищ. Результат таких реакций – вредные органические соединения: трихлорметаны, хлороформ, хлорноватистая и соляная кислоты, обладающие токсическими, канцерогенными и мутагенными свойствами.
В малых дозах эти соединения не опасны. Но они имеют способность накапливаться в организме, что приводит к обострению хронических и развитию новых заболеваний, в том числе онкологических. Чаще всего употребление хлорированной воды вызывает рак мочевого пузыря, почек, желудка, кишечника, гортани и молочной железы. А так же способствует развитию атеросклероза, гипертонии, болезней сердца, анемии.
Американские ученые сравнили карту хлорирования воды и карту распространения рака мочевого пузыря и кишечника. Они пришли к выводу, что эти заболевания наиболее распространены в тех районах, где для очистки воды используются бо́льшие концентрации хлора.
Профессор Красовский Г. Н. более 40-ка лет изучал воздействие хлора на организм человека. Он утверждает, что употребление при беременности нескольких стаканов не очищенной от хлора воды в большинстве случаев приводит к выкидышам на ранних сроках. Если же этого не происходит, то у женщин, регулярно пьющих воду из-под крана, повышается опасность родить ребенка с патологиями, такими как заячья губа и волчья пасть.
Даже употребляя такую воду лишь изредка, вы как минимум подвергаете себя опасности развития дисбактериоза. Ведь главная причина использования хлора – это его способность убивать вредные бактерии и микроорганизмы. И точно так же он убивает полезную микрофлору: бифидо- и лактобактерии, живущие в нашем кишечнике.
Опасно не только употребление хлорированной воды внутрь, но и купание в такой воде, а также вдыхание ее ядовитых паров. При продолжительном горячем душе летучие токсичные органические вещества, испаряющиеся из воды, вдыхаются в высоких концентрациях, поэтому организм может получить в 6-100 раз больше химических веществ, чем при приеме воды внутрь. Также принятие горячих душа или ванной является главной причиной повышенного уровня хлороформа практически в каждом доме.
При длительном нахождении в такой воде, например в ванной или бассейне, хлорсодержащие вещества впитываются через кожу, а также поступают в организм с дыханием. Это негативно отражается на состоянии кожи, волос и слизистых оболочек, вызывает развитие астмы, аллергических реакции, проблем с дыханием.
Научный медицинский «Журнал аллергологии и клинической иммунологии» опубликовал интересное исследование канадских и французских ученых. Они выявили, что 18 из 23 спортсменов, которые тренируются в бассейнах с хлорированной водой, страдают от одного из видов аллергии, а также имеют изменения в легких аналогичные изменениям у больных астмой.
Как избавить от хлора воду из-под крана
На данный момент использование хлора - это самый распространенный, дешевый и действенный способ очистки воды от бактерий и микроорганизмов. Его используют повсеместно. Если вы получаете воду из центрального водоснабжения, то лучше позаботиться о дополнительной очистке. Наши специалисты подберут систему фильтров для очистки воды от всех опасных загрязнений. Вы сможете спокойно пить воду, готовить еду, принимать душ или ванну, купать ребенка.