Как очищается городская вода
Москва — огромный город, который ежедневно сбрасывает в канализацию около 3 миллионов кубометров сточных вод. Их очищают целых четыре комплекса очистных сооружений: Южнобутовские, Зеленоградские, Курьяновские и Люберецкие (одни из крупнейших в Европе). Без многоступенчатой очистки сточные воды становятся источником инфекционных заболеваний и разрушают природные экосистемы водоемов. Власти города уже более 10 лет модернизируют старые очистные сооружения и возводят новые, добиваясь максимально возможного очищения стоков.
Работа еще не закончена, но изменения заметны уже сейчас. Очищенные сточные воды содержат минимальное количество загрязняющих веществ. Так, содержание аммонийного азота — вещества, наиболее характерного для хозяйственно-бытовых стоков, в результате модернизации сократилось на выходе практически до уровня европейских норм. Запах сероводорода, от которого более 50 лет страдали жители окрестных районов, практически исчез — эффективность работы специально подобранных воздухоочистных установок достигает 99 процентов.
Несмотря на то что первый московский водопровод был проведен в 1804 г., первая очередь канализации появилась значительно позже — в 1898 г. Город остро нуждался в очистных сооружениях: фабрики и заводы, бойни и прачечные сливали свои отходы прямо в реки, а многочисленные выгребные ямы вели к заражению колодцев. Строительство канализации привело к резкому снижению общей смертности. В то время сточные воды очищались почвенным способом, с помощью полей орошения.
После революции в Москве быстро развивалась промышленность, росло население города и его территория. Поля орошения перестали справляться с нагрузкой, и понадобились новые методы: станции аэрофильтрации с песколовками, отстойниками и аэротенками. В 1960-х были запущены мощные очистные сооружения с возможностью биологической очистки стоков. В XXI веке началась разработка и внедрение новых технологий, таких как ультрафиолетовое обеззараживание, а также оптимизация оборудования и методов очистки.
Самые старые очистные сооружения Москвы — Курьяновские, в этом году им исполнилось 70 лет. Люберецкие и Зеленоградские ОС были запущены в 1960-х годах, а Южнобутовские — значительно позднее, в 1999 г. Основной объем сточных вод проходит через Курьяновские и Люберецкие очистные сооружения, старые блоки которых не обеспечивали очистку стоков в соответствии с современными экологическими нормативами и источали неприятный запах. Поэтому мэрией Москвы было принято решение модернизировать эти комплексы в первую очередь.
Сначала сточным водам приходится преодолевать длинный путь по канализационным каналам и коллекторам до насосных станций. Канализационные решетки задерживают крупный мусор, чтобы он не повредил насосы. Затем вода проходит многоступенчатую очистку, чтобы вернуться в природные водоемы в почти первозданном виде.
- Решетки с ячейками в 6 и 10 мм отфильтровывают мелкий мусор и отходы.
- Песколовки удерживают песок и минеральные включения.
- В первичных отстойниках происходит осаждение твердых органических веществ.
- Аэротенки очищают осветленную воду от органических соединений с помощью активного ила — сообщества микроорганизмов.
- Вторичные отстойники обеспечивают разделение иловой смеси на воду и активный ил, который возвращается в аэротенки.
- Вода проходит через неглубокие каналы с десятками УФ-ламп для очистки от бактерий и вирусов.
- Автоматические лаборатории на водовыпусках проверяют качество воды.
Несмотря на дополнительные блоки очистки, построенные во второй половине XX века, качество очищенных вод оставалось недостаточно высоким, а старые первичные отстойники были постоянным источником канализационных запахов. Поэтому уже более 10 лет московские власти ведут масштабную реконструкцию Курьяновских и Люберецких очистных сооружений: внедряют более экологичные технологии, автоматизируют процессы и снижают отходы. К настоящему времени выполнен колоссальный объем работ. Одна из главных задач модернизации — избавиться от неприятного запаха, который мешал почти двум миллионам жителей южных и юго-восточных районов Москвы. Раньше до их домов часто ветром доносило запах сероводорода.
- Внедрено глубокое удаление фосфора и азота на реконструированных блоках (содержание аммонийного азота снизилось с 10–15 мг/л до 0,5–1,5 мг/л).
- Выделение сероводорода снижено на 90–95% с помощью плавающих перекрытий для отстойников.
- Построен блок ультрафиолетового обеззараживания.
- Построен снегосплавный пункт для переработки снежной массы.
- Внедрено глубокое удаление фосфора и азота (содержание аммонийного азота 0,37 мг/л).
- Построена теплоэлектростанция, работающая на биогазе.
- На отстойниках установлены плавающие перекрытия и газоочистные установки.
- Установлены современные центрифуги для обезвоживания осадка.
- Проводится ультрафиолетовое обеззараживание всех вод, сбрасываемых в черте города.
- Идет постоянный мониторинг качества очищенной воды, а также атмосферного воздуха рядом с очистными комплексами.
В результате заметно улучшилась экологическая обстановка вокруг очистных сооружений. Запах сероводорода надежно удерживают плавающие крышки отстойников, которые поднимаются и опускаются вместе с уровнем воды, — это уникальная разработка российских инженеров. Глубокое удаление фосфора и азота предотвращает цветение Москвы-реки и в целом улучшает состояние акватории, а ультрафиолетовое облучение уничтожает все болезнетворные бактерии и вирусы.
В 2020–2022 гг. будет проведена дальнейшая модернизация очистных сооружений. В планах — строительство более эффективных песколовок, замена устаревшего оборудования и создание собственного узла обработки мусора. Извлеченные из канализационных вод крупные отходы будут проходить процесс обезвоживания и обеззараживания, а затем вывозиться в металлических пресс-контейнерах. Это позволит избежать неприятного запаха, связанного с вывозом мусора на полигоны.
Кроме того, планируется переоборудовать старые аэротенки для глубокого удаления азота и фосфора. Эти вещества можно будет извлекать из осадка для производства минеральных удобрений. На заключительном этапе модернизации будет построен новый блок для ультрафиолетового обеззараживания 100% сточных вод.
По данным Департамента природопользования и охраны окружающей среды города Москвы (ДПиООС), повышение эффективности уборки и очистки водоохранных зон привело к снижению концентраций в Москве-реке взвешенных веществ, некоторых металлов и нефтепродуктов. В центральной части города их концентрации стали минимальными за последние пять лет наблюдений.
Долгосрочные планы включают в себя строительство 53 новых очистных сооружений на Москве-реке к 2035 г. Чистая река станет полноценной частью городской инфраструктуры: по ней будет курсировать водный транспорт, на набережных будут созданы новые общественные пространства и пляжные зоны.
Источник
Как очищается городская водопроводная вода
Проблема чистоты воды в мегаполисах стоит острее, чем в небольших населенных пунктах. Урбанизация привела к резкому увеличению количества бытовых стоков. Для обеспечения жизнедеятельности человека в водопроводные магистрали ежедневно подаются кубокилометры питьевой воды. Понятно, что водоснабжение отдельного домовладения легко организовать с помощью шахтного колодца. В отдельных случаях поселки и города снабжаются из артезианских скважин или других естественных водоемов, но в общей массе вода забирается из искусственных водохранилищ. Да-да, именно из тез больших водоемов, где водится рыба, купаются отдыхающие, стекают атмосферные осадки, попадают бытовые и промышленные отходы.
Чтобы простая пресная вода превратилась в питьевую, она должна пройти серьезную очистку, состоящую из нескольких этапов, и только тогда, пройдя долгий путь, она потечет из крана. Возможно, недостаточно вкусная, скорее всего с различными примесями и специфическим запахом, но безопасная для здоровья. Теоретически, представители водоканалов регулярно проводят заборы и контролируют ее качество. В этой статье мы собрали информацию, как именно очищают воду и что в нее добавляют в разных городах и странах. Способы очистки отличаются, ведь в каждой части мира есть свои сложности и проблемы. Среди них: повышенные концентрации микроорганизмов, фекальные стоки, тяжелые металлы, пестициды.
Чем и как чистят воду для населения в России
Чистая питьевая вода в городских водопроводах отсутствует не только в России, но и в других странах. Приятное исключение – некоторые европейские страны, которые защищают воду конституцией. Остальным приходится довольствоваться тем, что течет из крана. Качество российской водопроводной воды способствует развитию отрасли бытовых фильтров и бутылированной воды.
Вода, забираемая из открытых водохранилищ чище, чем та, что подается из подземных резервуаров. Эта проблема затрагивает Подмосковье и часть Новой Москвы. К 2025 году планируется полная реконструкция системы водоснабжения
В Москву воду поставляют из Волги и Москвы-реки и обрабатывают на четырех станциях водоподготовки. После забора она транспортируется в регулирующий бассейн, где она проходит первый этап фильтрации. Из воды отсеивают крупные фракции мусора, растительность и рыбу. Процеженная вода отправляется в смесительную емкость для дезинфекции.
Сначала добавляют порошок активированного угля. В следующей емкости ее под высоким напором смешивают с коагулянтом полиоксихлоридом алюминия. От такой процедуры сначала смесь покрывается пеной. Добавление флоакулянта собирает пену в крупные хлопья. В ней содержатся все связанные вредные вещества. В отстойниках под собственным весом загрязнения осаждаются и убираются со дна. Повторный цикл фильтрации, проходя через песчаные и угольные фильтры.
Несколько последних лет московский водоканал начал практиковать обеззараживание и очистку питьевой воды с помощью озоносорбции. Озон получают искусственным путем. Это опасный газ, вдыхание которого приводит к летальному исходу.
После фильтрации и озонирования вода становится пригодной для питья и отвечает всем санитарно-гигиеническим нормам. К сожалению, ее нельзя сразу подавать в водопровод. Тысячи километров труб, недостаточная циркуляция и тупиковые ответвления станут отличной средой для микроорганизмов.
Мировая практика – использовать для санитарной обработки питьевой воды хлор. Он дешевый и эффективный, хотя и не безвредный. Раньше применяли жидкий хлор, поэтому сейчас переходят на его менее опасный аналог – гипохлорит натрия. На выходе из станции водоподготовки остаточные концентрации хлора в воде находится в пределах 0,8-1,2 мг/л. Превышение или занижение нормы – влечет за собой уголовную ответственность. Соблюдение технологии контролируется Роспотребнадзором.
В питерском университете Петра Великого создали электролизный агрегат, который в будущем сможет заменить хлорирование. Активный реагент феррат натрия расщепляет токсины на малотоксичные производные и уничтожает микроорганизмы, не оставляя в воде опасных остаточных продуктов
Специалисты отмечают, что специфический запах водопроводной воды должен ощущаться, если его нет, возможно, были нарушения технологии обеззараживания. Он оценивается по пятибалльной шкале. Летом запах сильнее из-за того, что высокие температуры способствуют размножению бактерий, и приходится использовать больше хлора для обработки воды.
Отношения между местным предприятием водоканала и потребителем водопроводной воды регулируются законодательно. Если из крана течет вместо питьевой воды, странная жидкость с цветом и физическими примесями, то вы имеете право подать на поставщика некачественной услуги в суд, собрав анализы и пакет документов.
Очистка воды заграницей
В разных странах практикуются разные алгоритмы водоподготовки. Главная задача – получить безопасную воду, но, например, в Японии вода должна быть еще и вкусной. Оказывается, что из японских кранов течет вода, которая вкуснее многих видов бутылированной. Этого добиваются озонированием и фильтрацией. Здесь самые строгие стандарты. Хлорирование питьевой воды в Японии обязательно, но содержание остаточного хлора составляет до 0,4 мг/л. Чтобы поддерживать концентрацию без превышения, она отслеживается и в случаи снижения препарат добавляется на насосных станциях.
Хлорированием очищается более 90% водопроводной воды во всем мире. Около сотой доли приходится на озонирование и другие методы. Недостаток альтернативных методик – нет долгосрочного обеззараживающего эффекта. Обработанная хлором вода безопасна в микробиологическом плане, но содержит в себе галогенсодержащие соединения, в основном – тригалометаны. Использование гипохлоритов только способствует их образование. Самый простой способ снизить концентрации органических веществ природного происхождения на стадиях водоподготовки предшествующих хлорированию.
Стран, которые отказались от хлорирования питьевой воды немного, а результаты противоречивые. В Германии – все хорошо, требования к водопроводной воде строже, чем к бутылированной, в Перу – случилась эпидемия холеры
Финляндия входит в топ-10 стран с самой чистой водой. Для очистки используется сульфат железа, который связывает органические вещества. Дальше вода последовательно проходит песчаные фильтры, озон, активированный уголь и ультрафиолет. Уже в распределительной системе добавляется хлорамин.
Во Франции алгоритм похож, но без ультрафиолета. Кроме того для защиты труб используется ортофосфорная кислота. Жители Австрии наслаждаются водой с минимальными количествами двуокиси хлора.
Как правило, чем более развита страна, тем жестче прописаны предельно допустимые концентрации побочных продуктов хлорирования. Они находятся в пределах 0,06-0,2 мг/л. В российской водопроводной воде ПДК в несколько раз выше.
Альтернативные методы очистки
Заменой хлорированию могут стать обработка ультрафиолетом, ультразвук и озонирование. В продаже есть стационарные установки для подготовки воды, но хлорка пока остается однозначным монополистом в сфере дезинфекции. Отказаться от нее без введения достойной антибактериальной обработки, значит поставить здоровье и жизни потребителей под угрозу.
Ультрафиолет считается самым эффективным из нехимических вариантов. Технология развивается почти четверть века, как только ученые обнаружили, что любой химический способ очистки дает вредные для человеческого организма побочные эффекты.
Пока в отечественных водопроводах со старыми трубами течет вода не совсем питьевого качества, потребителям приходится тратиться на доочистку с помощью кипячения, отстаивания и фильтрования. Это объясняет почему, растет спрос на строительство колодцев. Выбрав хорошую компанию, клиент получит более качественную воду.
Источник
