Очистка городских сточных вод. Этап обработки осадка
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
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 из 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
Российское законодательство предъявляет довольно жесткие требования к качеству воды, поступающей в городской водопровод. На водозаборных станциях проводится постоянный контроль на соответствие требованиям ГОСТа и санитарно-эпидемиологическим нормам.
По качеству воды, подаваемой потребителю через систему водопроводов, Россия находится на далеком 50-м месте в мире. Хорошим качеством воды из крана у нас снабжаются многие города. Но только в нашей столице, а в последнее время и в Санкт-Петербурге, можно позволить себе роскошь напиться прямо из-под крана.
Этапы очистки воды в водоканале
Водоканал, занимающийся подготовкой и распределением воды, перед подачей ее потребителю производит предварительную очистку:
- механическую – происходит удаление песка, ила и других взвешенных частиц;
- химическую – для нейтрализации и растворения неорганических примесей, а также снижения жесткости до приемлемых стандартов;
- бактериологическую – для уничтожения бактерий используют ультрафиолетовое облучение, озонирование или самое дешевое и поэтому максимально распространенное хлорирование.
Вот только качество чаще всего так и остается на станции. На участке между пунктом подготовки и вашим краном могут встретиться изношенные трубы, в которых происходит вторичное загрязнение соединениями железа и других металлов. При проведении ремонтных работ (особенно с нарушениями технологии) в трубы попадают различные загрязнения, которые делают из чистой воды совершенно неизвестную по своему составу жидкость.
Насколько все плохо, можно узнать, сделав анализ водопроводной воды, поступающей из вашего крана в любой сертифицированной лаборатории СЭС.
Требования, предъявляемые к водопроводной воде
Федеральным законом к подаваемой потребителю по водопроводу питьевой воде предъявляются определенные требования, которые закреплены в нормах СанПиН. К ним относятся:
органолептические характеристики:
- запах – должно быть полное его отсутствие, максимально допустимо 2 балла (при нагревании до 20°с трудом можно почувствовать нейтральный аромат);
- вкус – по нормам СанПиНа допускается 2 балла (при тех же 20° чуть заметный привкус);
- мутность – максимально допустимая 1,5 мг/л, лучше всего совершенно прозрачная;
- окраска – желательно полностью бесцветная, хотя по платиново-кобальтовой шкале допускается до 20°;
- температура – лучшим показателем для холодной воды считается от 7° до 12°.
химические свойства:
- жесткость – не более 7 (10) мг-экв/л;
- щелочность – должна быть в пределах 6,0-9,0;
- сухой остаток (количество сухого вещества, оставшегося после выпаривания образца) – считается нормальным до 1000 мг/л;
- окисляемость – до 5 мг-экв/л вода будет чистой, после 5 грязной.
радиологические показатели – определяют наличие радионуклидов.
Проведение анализа своими силами
Довольно просто проверить органолептические свойства воды из крана. Для этого стоит посмотреть ее на свет, должна быть прозрачная и бесцветная. После этого определяем запах, вы ничего не должны почувствовать.
Запах хлора не считается плохим показателем качества воды, хотя он довольно вреден для человека. Хлор легко создает опасные для здоровья соединения.
Самый трудный момент – определение вкуса. Если решитесь, стоит иметь в виду, вода должна быть на вкус нейтральной или иметь слабый приятный привкус.
Жесткость воды определить проще всего, намыливая руки. Чем лучше мылится мыло и обильней пена, тем мягче вода.
Обратите внимание, если вода имеет явный запах, привкус, то пить ее согласно СанПиН категорически запрещено. При сомнениях в постановке оценки нагрейте пробу до 60°, вкус и запах станут максимально выраженными.
Если, проведя самостоятельный анализ, вы убедились, что вода чистая и вкусная, это совершенно не означает, что ее можно пить прямо из-под крана. Безопасной такая вода будет только после кипячения и последующего отстаивания. Высокая температура убьёт подавляющее количество микроорганизмов, а после отстаивания на дне осядут и лишние соли, придававшие воде жесткость.
Но самостоятельный анализ никогда не покажет вам полной картинки о составе того, что находится в водопроводе. Самым лучшим выходом будет при первой же возможности провести химический анализ водопроводной воды, чтобы чувствовать себя спокойно.
Лабораторный анализ состава водопроводной воды
Лучшее и самое надежное средство определения качества обратиться к профессионалам. Провести обследование можно в бактериологических лабораториях СЭС, аккредитованных для проведения анализа воды частных компаниях, а также в пунктах продажи фильтров для очистки воды.
По результату анализа вы сможете узнать, нужна ли вам дома установка многоступенчатого фильтра для дополнительной очистки воды и определить, какие конкретно картриджи очистки для этого потребуются. Если требуется установка фильтра, то после его монтажа желательно провести еще одну лабораторную проверку.
Обычно проверяют эпидемиологическую безопасность, безвредность ее химического состава, органолептические свойства. Прежде чем взять пробу, спускайте воду в течение 5-10 минут. После этого надо направить тонкую струйку на стенку стеклянной или пластиковой емкости, пока она не наполнится. Для пробы потребуется посуда объемом не менее 0,5 л, хотя в некоторых лабораториях может потребоваться и другой объем жидкости.
Нежелательно использовать старые бутылки из-под сладких напитков или агрессивных растворов.
Емкость необходимо заполнять до самого верха (исключив по возможности присутствие воздуха). Если сразу сдать на анализ не получается, надо поставить пробу в холодильник, но не более чем на двое суток. Не забудьте написать на пробе дату, время и место, где она была взята.
Имейте в виду, что исследование воды из водопровода несколько отличается от проверки образцов из скважин, колодцев и любых других источников. В очищенной пробе необходимо определить наличие частиц связанного хлора, которые довольно опасны для здоровья и количество остаточного свободного.
Вода на современных водопроводных станциях подвергается многоступенчатой очистке для удаления твердых примесей, волокон, коллоидных взвесей, микроорганизмов, для улучшения органолептических свойств. Максимально качественный результат достигается сочетанием двух технологий: механической фильтрации и химической обработки.
Особенности технологий очистки
Механическая фильтрация . Первый этап водоподготовки позволяет удалить из среды видимые твердые и волокнистые включения: песок, ржавчину и т. д. При механической обработке воду последовательно пропускают через ряд фильтров с уменьшающимся размером ячеек.
Химическая обработка . Технология используется для приведения химического состава и качественных показателей воды к норме. В зависимости от первоначальных характеристик среды обработка может включать несколько этапов: отстаивание, обеззараживание, коагуляцию, умягчение, осветление, аэрацию, деминерализацию, фильтрацию.
Методы химической очистки воды на водопроводных станциях
Отстаивание
На водопроводных станциях устанавливают специальные резервуары с переливным механизмом или устраивают железобетонные отстойники на глубине 4–5 м. Скорость движения воды внутри емкости поддерживается на минимальном уровне, причем верхние слои перетекают быстрее, чем нижние. В таких условиях тяжелые частицы оседают на дно резервуара и удаляются из системы через отводные каналы. В среднем на отстаивание воды уходит 5–8 часов. За это время оседает до 70 % тяжелых примесей.
Обеззараживание
Технология очистки направлена на удаление из воды опасных микроорганизмов. Установки обеззараживания присутствуют во всех без исключения водопроводных системах. Дезинфекция воды может выполняться облучением или добавлением химических реагентов. Несмотря на появление современных технологий, использование обеззаражи.вающих средств на основе хлора является предпочтительным. Причина популярности реагентов заключается в хорошей растворимости хлорсодержащих соединений в воде, способности сохранять активность в подвижной среде, оказывать дезинфицирующее действие на внутренние стенки трубопровода.
Коагуляция
Технология позволяет удалять растворенные примеси, которые не улавливаются фильтрующими сетками. В качестве коагулянтов для воды используют полиоксихлорид или сульфат алюминия, калийно-алюминиевые квасцы. Реагенты вызывают коагуляцию, то есть слипание органических примесей, крупных белковых молекул, планктона, находящегося во взвешенном состоянии. В воде образуются крупные тяжелые хлопья, которые выпадают в осадок, увлекая за собой органические взвеси, некоторые микроорганизмы. Для ускорения реакции на станциях очистки используют флокулянты. Мягкую воду подщелачивают содой или известью для быстрого образования хлопьев.
Умягчение
Содержание соединений кальция и магния (солей жесткости) в воде строго регламентировано. Для удаления примесей используют фильтры с катионными или анионными ионообменными смолами. Когда вода проходит через загрузку, ионы жесткости замещаются водородом или натрием, безопасным для здоровья человека и водопроводной системы. Поглощающая способность смолы восстанавливается обратной промывкой, но емкость уменьшается с каждым разом. Ввиду высокой стоимости материалов такая технология умягчения воды используется в основном на локальных очистных сооружениях.
Осветление
Методику используют для очистки поверхностных вод, загрязненных фульвокислотами, гуминовыми кислотами, органическими примесями. Жидкость из таких источников часто имеет характерный цвет, привкус, зеленовато-коричневый оттенок. На первом этапе воду направляют в смесительную камеру с добавлением химического коагулянта и хлорсодержащего реагента. Хлор разрушает органические включения, а коагулянты выводят их в осадок.
Аэрация
Технология используется для удаления из воды двухвалентного железа, марганца, других окисляющихся примесей. При напорной аэрации жидкость барботируется воздушной смесью. Кислород растворяется в воде, окисляет газы и соли металлов, выводя их из среды в виде осадка или нерастворимых летучих веществ. Аэрационная колонна наполняется жидкостью не полностью. Воздушная подушка над поверхностью воды смягчает гидроудары и увеличивает площадь контакта с воздухом.
Безнапорная аэрация требует более простого оборудования и проводится в специальных душевальных установках. Внутри камеры вода распыляется через эжекторы для увеличения площади контакта с воздухом. При высоком содержании железа аэрационные комплексы могут дополняться озонирующим оборудованием или фильтрующими кассетами.
Деминерализация
Технология используется для подготовки воды в промышленных водопроводных системах. Деминерализация выводит избыточное железо, кальций, натрий, медь, марганец и другие катионы и анионы из среды, увеличивая срок службы технологических трубопроводов и оборудования. Для очистки воды используют технологию обратного осмоса, электродиализа, дистилляции или деионизации.
Фильтрация
Воду фильтруют пропусканием через угольные фильтры, или углеванием. Сорбент поглощает до 95 % примесей, как химических, так и биологических. До недавнего времени для фильтрации воды на водопроводных станциях использовались прессованные картриджи, но их регенерация является достаточно дорогостоящим процессом. Современные комплексы включают порошкообразную или гранулированную угольную загрузку, которую просто высыпают в емкость. При перемешивании с водой уголь активно удаляет примеси, не изменяя своего агрегатного состояния. Технология более дешевая, но такая же эффективная, как блочные фильтры. Угольная загрузка выводит из воды тяжелые металлы, органику, поверхностно-активные вещества. Технология может применяться на очистных сооружениях любого типа.
Воду какого качества получает потребитель
Вода становится питьевой только после прохождения полного комплекса очистных мероприятий. Затем она поступает в городские коммуникации для доставки потребителю.
Необходимо учесть, что даже при полном соответствии параметров воды на очистных сооружениях санитарно-гигиеническим нормам в точках водоразбора ее качество может быть значительно ниже. Причина в старых, проржавевших коммуникациях. Вода загрязняется при прохождении по трубопроводу. Поэтому установка дополнительных фильтров в квартирах , частных домах и на предприятиях остается актуальным вопросом. Грамотно подобранное оборудование гарантирует соответствие воды нормативным требованиям и даже делает ее полезной для здоровья.
Активированный уголь, ультрафиолетовое излучение, безвредные химические реагенты и десант аквариумных раков обеспечивают горожан той водой, которая каждый день поступает в дома. Её очисткой и транспортировкой занимается петербургский Водоканал, в ведении которого находятся 9 городских водопроводных станций. Корреспондент The Village побывал на одной из них, выяснил, как очищают воду и можно ли пить её прямо из-под крана.
Станции очистки воды
|
Среднестатистический петербуржец в день расходует около 300 литров воды. Основной ее объем идет на умывание, приготовление еды и уборку квартиры. В течение года нагрузка у всех водопроводных станций, где воду очищают и распределяют по городу, примерно одинаковая. Есть лишь два пиковых дня, когда она возрастает. Это 31 декабря, когда люди начинают мыться перед Новым годом, и 31 августа, когда все возвращаются с детьми с дач и из отпусков. Очистка воды идёт на девяти водопроводных станциях, многие из которых построены ещё в довоенный период. Сейчас Водоканал переоборудует существующие системы, а самым современным на сегодняшний день считается блок К-6, действующий с 2010 года на Южной водопроводной станции. В ближайшие четыре года новое оборудование появится ещё на трёх предприятиях, а затем и на всех остальных станциях. Несмотря на разницу в оснащении, все они работают по схожей схеме. |
миллиона кубометров воды в сутки подают в дома Петербурга
|
|
Елена Нефедова, главный технолог системы водоснабжения ГУП «Водоканал»: «Нева - одна из самых мягких рек в мире, в ней мало солей кальция и магния. С точки зрения обывателя, она удобна в быту, но не является физиологически полноценной для организма. Одна из проблем - это перенасыщение воды железом, которое происходит при транспортировке до крана потребителя. Мы отвечаем за воду, которая поступает к дому, а за внутренние сети ответственность несут управляющие компании. У нас действует горячая линия, мы принимаем все жалобы и отслеживаем устранение проблем. Как и во всём мире, у нас сейчас снижаются объёмы подачи воды. Если ещё семь лет назад это было три миллиона кубометров воды, то сейчас - два миллиона. Происходит это по двум причинам: рост уровня жизни населения и технические усовершенствования, позволяющие снижать потери воды». |
Биомониторинг
Раки появились в Водоканале в 2005 году. Сейчас на станциях их живёт около 60. Для каждого из них оборудован резервуар, куда вода поступает прямо из Невы. То есть животные мониторят её ещё до очистки. Раки работают эффективнее любых физико-химических методов, поскольку определяют токсичность воды в течение двух минут. И реагируют они не только на стандартный набор загрязнителей, но и на совершенно новые вещества, что может обезопасить город в случае террористической атаки.
К панцирям раков прикреплены специальные датчики, которые фиксируют частоту их сердцебиения. Данные выводят на монитор в виде светофора, где зелёный свидетельствует о комфортном состоянии, жёлтый - о беспокойном, а красный - о критическом. Тревогу объявляют, если красный загорится сразу у трёх беспозвоночных.
|
У каждого животного есть своя медицинская карта. Перед поступлением на должность его обследуют, как космонавта: смотрят на реакцию в подвешенном состоянии, оценивают скорость перехода в возбуждённое состояние, выявляют темперамент. В Водоканал берут только сангвиников - они быстрее всего реагируют на изменения среды. Действует здесь также и жёсткая половая дискриминация: на работу принимают только самцов, потому что раки женского пола более нервозны и не могут адекватно оценивать состояние воды. В качестве живого мониторинга рядом с раками плавают окуни и караси. Но они здесь больше для красоты. Рыбе потребуется несколько часов, чтобы отреагировать на изменения состава воды, а понять, что в жидкости присутствуют опасные примеси, можно только если караси с окунями умрут.
|
В Водоканал берут только раков-сангвиников мужского пола.
Они чутко реагируют на среду, но не слишком нервозны
|
Очистка
Сегодня водоочистка петербургской воды одна из лучших в стране. Это результат двух нововведений последних лет: во-первых, воду стали обрабатывать ультрафиолетом, во-вторых, хлор заменили на относительно безвредный гипохлорит натрия. Последний баллон с опасным при транспортировке хлором с церемониями вывезли в 2009 году с Северной водопроводной станции.
|
Наиболее современный блок Водоканала - К-6 -перерабатывает около 350 тысяч кубометров воды, которая идёт в Московский, Фрунзенский, Красносельский районы. В ближайшие годы все станции города оснастят таким же оборудованием. Вся система работы в новом блоке полностью автоматизирована, два дежурных следят за очисткой через мониторы. Воду из Невы, которую уже промониторили раки, сначала насыщают озоном. С его помощью жидкость окисляется, что делает дальнейшее очищение более эффективным. Озон получают из воздуха через специальные аппараты здесь же, на станции. Потом в воду добавляют коагулянт - сульфат алюминия, который способствует образованию осадка из примесей. После этого вода перетекает в камеры-мешалки. В первой при медленном вращении коагулянт хорошо растворяется, во второй всплывают примеси - грязно-белые пенистые образования, а в третьей осадок уже группируется в хлопья, так их называют в Водоканале.
|
Главные нововведения Водоканала - обработка воды ультрафиолетом и замена хлора на гипохлорит натрия |
Блок К-6, действующий с 2010 года на Южной водопроводной станции
К-6 - самый современный блок, который есть в Водоканале
По его примеру в ближайшие годы переоборудуют все водоочистные сооружения города
Трубы, по которым вода поступает на станцию после мониторинга раками
Гидравлический прыжок, во время которого в воду добавляют коагулянт
Камера-мешалка, где вода отделяется от хлопьев грязи
Камеры-мешалки
Камера-мешалка с хлопьями
Полочный отстойник, куда прилипают хлопья грязи, образующиеся в воде с помощью коагулянта
Полочный отстойник
Полочный отстойник
Осадок в полочном отстойнике
Приспособление для перемещения техники
Одна из стадий фильтрации через активированный уголь и песок
Порошкообразный уголь удаляет запах и примеси нефтепродуктов
Озон получают из воздуха через специальные аппараты
|
Чтобы убрать из воды неаппетитные хлопья, воду отправляют в отстойники. Это огромные пластины, на которые налипает осадок, пока будущая питьевая вода утекает на дальнейшую очистку. Все осевшие вещества отправляют на отдельную переработку. В огромной центрифуге их обезвоживают, утрамбовывают - и хоронят на полигоне. В последнее время Водоканал пытается найти пункты сбыта для осадка, поскольку его можно использовать при производстве тротуарной и керамической плитки. |
Водный осадок с фильтров можно использовать при производстве тротуарной и керамической плитки
|
Тем временем вода течёт дальше и проходит фильтрацию через активированный уголь и песок, которые меняют раз в четыре года. Порошкообразный уголь в качестве фильтрата ввели не очень давно - он удаляет запах и примеси нефтепродуктов. Кстати, жидкость для промывки фильтров не сбрасывают в Неву, а тоже отправляют на очистку.
Резервуар для чистой воды
Несколько раз в день воду проверяют в лаборатории
Все осевшие вещества отправляют на отдельную переработку
В огромной центрифуге осадки обезвоживают, утрамбовывают и хоронят на полигоне
Водоканал пытается найти пункты сбыта для осадка, поскольку его можно использовать при производстве тротуарной и керамической плитки
Камера ультрафиолетового излучения
Вода проходит ультрафиолетовое облучение. В этих аппаратных пахнет примерно так же, как в лор-процедурной или в солярии
Вода проходит ультрафиолетовое облучение
После фильтрации в воду загружают реагенты: сульфат аммония и гипохлорит натрия. Их запах мы чувствуем, набирая воду из-под крана. Хлорсодержащие вещества используют до сих пор во всём мире. Они нужны, чтобы в ходе транспортировки вода сохраняла свойства. Наконец чистая вода попадает в резервуары, где её обеззараживают с помощью ультрафиолетового излучения. В этих аппаратных пахнет примерно так же, как в лор-процедурной или в солярии. После облучения воду отправляют к людям.
Безопасность
|
Работники Южной водопроводной станции пьют воду из-под крана не беспокоясь за своё здоровье. С очистных сооружений жидкость уходит стопроцентно безопасной. Загрязниться она может поднимаясь по трубам уже в самих зданиях. Их обслуживает не Водоканал, а жилищно-коммунальные службы. Поэтому каждому жителю города рекомендуют произвести экспертизу и узнать, нужно ли ставить дополнительные фильтры на домашние краны. При выборе фильтра нужно обращать внимание на его содержание. Функции глубокой очистки и смягчения неактуальны для Петербурга: в воде и так отсутствуют кальций и магний, которые делают её жёсткой. Главное, с чем очиститель должен справляться, - избыток железа, накапливающегося в старых трубах. |
