Как очищается вода городского водопровода

Как очищается вода городского водопровода

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

kak_eto_sdelano

Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала

Вода. Любой человек обойтись без воды не может, а уж сколько воды в день в среднем использует житель Москвы я даже гадать не хочу. О том, куда вода девается после того, как ею помыли руки, ополостнули кружку, слили унитаз и прочее, я вам уже рассказывал. Теперь давайте поговорим о том, что происходит с водой перед тем, как она оказывается в кране. Для этого отправимся на Юго-западную водопроводную станцию

Вода для Москвы берётся из Москвы-реки и из Волги. В случае с Юго-западной водопроводной станцией — это Москва-река. Насосная станция «первого подъема», расположенная рядом с деревней Раздоры (МО, Одинцовский район) поднимает воду с глубины пяти метров и по трубам отправляет на Юго-Западную (сюда) и Западную водопроводные станции.

1. Первый этап — первичное озонирование воды. Затем вода поступает в камеру смешения, где к ней добавляются специальные реагенты

2. Процесс смешения длится 10 минут. Реагенты способствуют, грубо говоря «сбиванию» загрязнений в хлопья

3. Далее вода идёт в отстойник, где эти самые хлопья оседают и убираются специальным механизмом на дне

4. Через наклонные пластинчатые модули вода расслаивается, что с одной стороны способствует отделению грязи, а другой ускорению движения воды

После этого вода снова озонируется

5. Качество воды — штука непостоянная и если вода на станцию придёт слишком загрязненная — в процесс добавится ещё одна стадия очистки

По словам сотрудников, такой необходимости за 10 лет существования станции не возникало

7. Следующая стадия — многослойные фильтры. Всего их 20 с двухслойной загрузкой (песок + антрацит), площадь каждого — 78 квадратных метров

Цикл очистки фильтров производится в зависимости от загрязнения. В среднем — раз в сутки.

8. Последняя стадия — мембранная ультрафильтрация

9. Вода пропускается через трубочки толщиной 0,01 микрона. Всё, что толще — задерживается

10. Каждый час мембранный модуль прочищается (в направлении противоположном фильтрации воды) и 4 раза в год чистится химически

11. Это последняя стадия, на выходе получается готовая питьевая вода

12. Вот она! 40 тысяч кубометров чистой воды. В этот подземный резервуар вода попадает примерно на 3-4 часа промежуточного хранения

13. И потом уходит к потребителю, т.е. нам в краны

14. Как выяснилось, Матвеевское водой снабжает именно Юго-западная водопроводная станция. Так что я воочию увидел, как производится вода, которую я пью)

15. Благодарю пресс-службу Мосводоканала за организацию съемки

Источник

Шесть кругов очистки. Как фильтруют питьевую воду в Москве?

Нет, уличные стоки не имеют отношения к воде, которая течет из кранов в квартирах москвичей. К основным источникам водоснабжения Москвы относятся:

— Москворецкая водная система;
— Волжская водная система;
— Вазузская гидротехническая система;

Вода для Москвы в основном забирается из природных источников, входящих в эту систему, например, из Истринского, Можайского, Рузского, Верхнерузского и Озернинского водохранилищ.

По сути, водохранилища являются естественными отстойниками, и параметры качества воды в них большую часть времени держатся в пределах необходимой нормы. Несмотря на это, специалисты «Мосводоканала» каждый день в течение года берут пробы воды (с поверхности, со дна, вблизи плотин) для дальнейшего анализа в лаборатории.

Если показатели воды после лабораторного анализа оказываются неудовлетворительными, назначается дополнительный забор проб. Их берут в точках входа рек в водохранилище, чтобы определить, откуда именно идет некачественная вода. Причинами отклонения от нормы может стать, например, сильное половодье, обильные осадки или нарушение работы промышленных предприятий вблизи водоисточника.

В последнем случае «Мосводоканал» доводит до собственников информацию о необходимости устранить последствия проблемы и наладить процесс обработки сточных вод. Если это не помогает, компания обращается в надзорные органы.

В лаборатории «Мосводоканала» воду тестируют на соответствие 200 показателям, среди которых физико-химические, микробиологические и гидрологические. Первичные результаты благодаря современному оборудованию специалисты лаборатории способны получить в течение пяти минут. Кстати, в лаборатории проверяют не только исходную, природную воду, но и питьевую, которая проходит очистку на станциях водоподготовки.

Питьевая вода очищается в несколько этапов. Сначала вода из природного источника забирается с помощью мощных насосов и по водопроводным сетям попадает на станцию водоподготовки. Затем она поступает в первое головное сооружение – смеситель. Здесь ее перемешивают с необходимыми реагентами: активированным углем, коагулянтами, необходимыми для осветления воды, окислителями и дезинфектантами. Это нужно, чтобы разложить органические соединения, находящиеся в воде.

После этого вода перетекает в отстойники для осветления. Реагенты, замешанные в воду, притягивают к себе все взвешенные частицы, тем самым делая воду чище и светлее. Этот процесс называется «седиментация». Затем воду напитывают озоном и пускают на обработку ультрафиолетом. Следующий этап – очистка воды с помощью углевых и песчаных фильтров.

Финальная стадия – мембранная ультрафильтрация: вода проходит сквозь специальные волокна с порами не больше 0,02 микрона. Таким образом, вода очищается до абсолютного состояния, но при этом не теряет свой солевой состав. В таком виде вода поступает в резервуар для питьевой воды и в дальнейшем передается потребителям.

Источник

Физика города: как очищают воду из Москвы-реки и чего в ней быть не должно

Иллюстрация: Ольга Денисова

Водопровод – одна из основных артерий мегаполиса. Как город обеспечивает чистоту воды, которая течет по трубам? Объясняем, что такое флокулянты, фильтр-циклы и аэротенки. Публикуем список из девяти пунктов – как определить, что вода пригодна для использования. Рассказываем, что происходит на Курьяновских очистных сооружениях. Материал подготовлен нашими друзьями из Детского центра научных открытий «ИнноПарк».

Для удовлетворения коммунально-бытовых и хозяйственно-питьевых нужд человека подходит не любая вода. Жидкость должна соответствовать множеству требований:

1 в ней не должно содержаться более 0,25 г/дм³ взвешенных веществ;

2 на поверхности не должно быть никаких пленок: масляных, нефтяных и других;

3 вода должна быть бесцветной, если мы нальем ее в цилиндрический столбик высотой 20 см и посмотрим на нее сверху;

4 от нее не должно исходить сильных и зловонных запахов (сильнее одного балла);

5 температура воды в источнике не должна превышать допустимый уровень;

6 реакция среды должна быть нейтральной;

7 в жидкости не должно содержаться слишком много солей – это не минеральная вода;

8 должны отсутствовать возбудители заболеваний;

9 из микроорганизмов допустимо присутствие в воде кишечной палочки и колифагов, но в очень малой концентрации (до 100 существ на 1 дм³).

Подходящей людям воды в природе очень мало – около 1%. Кроме того, ее источники иссякаемы. До XVIII века москвичи брали воду прямо из Москвы-реки, но к началу царствования Екатерины II она была загрязнена настолько, что сделалась непригодной для бытовых нужд. Тогда решили подпитывать Москву из Мытищинских ключей, которые бежали в город самотеком по Ростокинскому акведуку. Однако, этот источник быстро высох.

В начале прошлого века горожане вновь обратились к главной водной артерии столицы. Для ее очистки использовались английские фильтры. Чтобы контролировать уровень реки, были организованы плотины и водохранилища.

Раньше воду обеззараживали и очищали при помощи соединений хлора. Сейчас для этих целей используется озон. Его применяют на Юго-Западной водопроводной станции Москвы.

«Москва гид»: Монстр очистки

Рассмотрим механизм водоочистки на примере Западной водопроводной станции, построенной в 1964 году. Сегодня через нее проходит до 1 900 000 м³ в сутки – этого хватает на 30 районов. Насосная станция первого подъема берет воду из Москвы-реки и пропускает ее через решетки и сетки. Далее в смесителях перегородного типа в жидкость добавляют реагент – флокулянт, – на мелких частицах которого оседают загрязнения, выпадающие в результате в виде осадка. Здесь же воду обеззараживают хлором, активированным углем и марганцем.

После этого вода поступает в камеру хлопьеобразования – загрязняющие вещества налипают на хлопья, которые удаляются. Очищенная таким образом вода идет в горизонтальные отстойники, где за 30 – 40 минут проходит через песок и просачивается в водоотводные трубы. Перед паводком и после него происходит промывка отстойников. Период от промывки до промывки называется фильтр-циклом.

Очищенная вода хранится в подземных цистернах. После всех описанных процедур она поступает на насосную станцию второго подъема, где происходит ее перекачка в город. После того как мы употребили эту воду, она поступает через канализацию на станции аэрации, где ее готовят к выбросу в окружающую среду. Таких станций четыре: Люберецкие, Курьяновские, «Южное Бутово» и города Зеленограда.

Как устроены очистные сооружения

На Курьяновских очистных сооружениях вода проходит четыре стадии очистки.

1 Решетки. Сначала вода поступает в приемные камеры. Кислород и нитраты расходуются на окисление органики. Взвешенного вещества здесь должно быть не более 500 мг/л. Раньше отходы преимущественно были пищевыми, поэтому после решеток стояли дробники. Теперь в этом нет необходимости, поскольку в отходах преобладает полиэтилен. Решетки отсеивают крупный мусор, который попадает в воду.

2 Песколовки. Вода содержит много мелких взвесей – например, песок. В песколовках он отсеивается, и дальше идет вода с еще более мелкими загрязнениями.

3 Первичные радиальные отстойники. Жидкость поступает из центра на периферию. Тяжелый осадок падает вниз, органика гниет с выделением метана, нефтепродукты и эфиры поднимаются наверх и снимаются специальными щетками.

4 Аэротенки. Аэротенки – это четырехкоридорные прямоугольные забетонированные сооружения, на дне которых расположены трубопроводы. В них подается активный ил. В процессе очистки он увеличивает свою массу. Одна часть ила соединяется с сырым осадком и подается на метантенк, другая возвращается. Осадок сбраживается в термофильном режиме при температуре 50 °С в течение восьми суток. В результате образуется биогаз: CO2, пары воды и CH4. Сброженный осадок обезвоживается. Он используется для рекультивации твердых бытовых отходов. Весь процесс устроен так, что вода очищается почти естественным путем, как в природе, только интенсивнее. Кислород окисляет загрязнения и уничтожает их. После этого вода подается во вторичные отстойники, где она очищается от активного ила и, осветленная, сбрасывается в среду.

Перед тем как вода попадает в Москву-реку, берется суточная проба на соответствие рыбохозяйственным нормам. Эти стандарты еще строже, чем коммунально-бытовые.

Сегодняшние технологии очистки стали эффективнее, но человек в этом смысле не всемогущ. Вода, прошедшая через наши руки, квартиры и дома, возвращается в природу грязной. Для минимизации нашего пагубного влияния применяется многоступенчатая система фильтрации. И все же нам следует помнить, что не стоит выливать в водопровод растворители, очистители, яды и другие вещества, имеющие специфическую маркировку на упаковке – страшные значки с черепами, символы биологической опасности и тому подобное.

Полина Васильева, Детский центр научных открытий «ИнноПарк»

О «Физике города»

Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему небоскребы не падают? Чем отличается кровь горожанина от крови жителя деревни? Выше какого этажа не стоит жить и почему?

Мы предложили коллегам из Детского центра научных открытий «ИнноПарк» дать ответы на наши вопросы и разъяснить, сколько велосипедистов нужно для освещения столицы, какие оптические иллюзии можно увидеть в городе и как начать экономить энергию, не выходя из дома. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.

Источник