Очисні споруди господарсько-побутових стічних вод. Види та принцип роботи міських очисних споруд Як працює станція очищення стічних вод

03.10.2023

І сьогодні я розповім вам про каналізацію та утилізацію води у сучасному мегаполісі. Завдяки недавньому походу на Південно-Західні очисні споруди міста Санкт-Петербурга я і кілька моїх супутників одноразово перетворилися з простих блогерів на експертів світового рівня з технологій збору та очищення води, і тепер з радістю покажемо та розповімо вам, як це все влаштовано!

Труба, з якої потужним струменем ллється рейтинг соціальний капітал вміст каналізаційного колектора

Аеротенки ЮЗОС

Тож почнемо. Воді, розведеній милом і шампунем, вуличним брудом, промисловими відходами, залишками їжі, а також результатами цієї їжі перетравлення (все це потрапляє в каналізацію, а потім - на очисні споруди) має пройти довгий і тернистий шлях перед тим, як вона знову віриться в Неву або Фінську затоку. Починається цей шлях або у ґратах водостоку, якщо справа відбувається на вулиці, або у “фановій” трубі, якщо йдеться про квартири та офіси. З не дуже великих (15 см у діаметрі, всі напевно бачили їх у себе вдома у ванній чи туалетній кімнатах)фанових труб вода впереміш з відходами потрапляє у більші загальнобудинкові труби. Декілька будинків (а також вуличних водостоків на прилеглій території) об'єднуються в локальний водозбір, які, у свою чергу, об'єднуються в райони каналізації і далі - в басейни каналізації. На кожному етапі діаметр труби з нечистотами збільшується і в тунельних колекторах він досягає вже 4,7м. По такій ось здоровенної трубі брудна вода неквапливо (самотеком, ніяких насосів) доходить до станцій аерації. У Петербурзі є три великі, що повністю забезпечують місто, і трохи менше, у віддалених районах типу Рєпіно, Пушкіна або Кронштадта.

Так, щодо самих очисних споруд. У деяких може виникнути цілком резонне питання – «Навіщо взагалі очищати стічні води? Затоку з Невою все стерпають!». Загалом так воно раніше і було, до 1978 стоки практично ніяк не очищалися і відразу потрапляли в затоку. Затока їх погано бідно переробляла, справляючись, однак, із зростаючим потоком нечистот щороку все гірше. Звичайно, такий стан справ не міг не позначитися на екології. Найбільше діставалося нашим скандинавським сусідам, а й околиціПетербурга теж відчували у собі негативний вплив. Та й перспектива греблі через Фінський змусила задуматися про те, що відходи міста-мільйоника замість щасливого плавання в Балтійському морі тепер бовтатимуться між Кронштадтом і (тоді ще) Ленінградом. Загалом, переспективи з часом захлинутися нечистотами нікого не тішили, і місто в особі Водоканалу поступово почало вирішувати завдання очищення стоків. Майже повністю вирішеною її вважати можна лише останній рік - восени 2013 року було запущено головний каналізаційний колектор Північної частини міста, після чого кількість вод, що очищаються, досягла 98,4 відсотка.

Басейни каналізації на карті Санкт-Петербурга

Подивимося з прикладу Південно-Західних Очисних Спорудів, як відбувається очищення. Досягши самого дна колектора (дно саме знаходиться на території очисних споруд) вода потужними насосами піднімається на майже 20 метрову висоту. Це потрібно для того, щоб брудна вода проходила етапи очищення під дією сили тяжіння з мінімальним залученням насосного обладнання.

Перший етап очищення - грати, на яких залишається велике і не дуже сміття - всякі ганчірки, брудні шкарпетки, втоплені кошенята, втрачені мобільні телефони та інші гаманці з документами. Більшість зібраного вирушає прямо на звалище, але найцікавіші знахідки залишаються в імпровізованому музеї.

Насосна станція

Басейн із нечистотами. Вид зовні

Басейн із нечистотами. Вид зсередини

У цьому приміщенні встановлені грати, що вловлюють велике сміття.

За каламутним пластиком можна розглянути зібране ґратами. Виділяються папір та етикетки

Принесене водою

А вода рухається далі, наступний крок – пісколовки. Завдання цього етапу зібрати грубі домішки і пісок - все те, що пройшло повз ґрати. Перед випуском з пісковловлювачів у воду додають хімічні реагенти для видалення фосфору. Далі вода прямує в первинні відстійники, в яких відокремлюються зважені та плаваючі речовини.

Первинні остійники завершують перший етап очищення – механічний та частково – хімічний. Відфільтрована і відстоялася вода не містить у собі сміття і механічних домішок, але в ній, як і раніше, повно не найкориснішої органіки, а також живе безліч мікроорганізмів. Цього всього теж необхідно позбутися, і починають з органіки...

Пісколівки

Конструкція на передньому плані повільно рухається вздовж басейну

Первинні відстійники. Вода в каналізації має температуру близько 15-16 градусів, від неї активно йде пара, тому що температура навколишнього повітря нижче

Процес біологічної очистки проходить в аеротенках - це такі здоровенні ванні, в які заливають воду, закачують повітря і запускають «активний мул» - коктейль з найпростіших мікроорганізмів, заточених на перетравлення саме тих хімічних сполук, яких потрібно позбутися. Повітря, що закачується в тінки, необхідне підвищення активності мікроорганізмів, за таких умов вони майже повністю «перетравлюють» вміст ванни за п'ять годин. Далі біологічно очищену воду направляють у вторинні відстійники, де від неї відокремлюють активний мул. Іл знову вирушає в аеротенки (крім надлишків, які спалюють), а вода потрапляє на останню стадію очищення – обробку ультрафіолетом.

Аеротенки. Ефект "кипіння" через активне закачування повітря

Диспетчерська. З висоти видно всю станцію

Вторинний відстійник. Вода в ньому чомусь дуже приваблює птахів

На Південно-Західних Очисних Спорудах цьому етапі також проводиться суб'єктний контроль якості очищення. Виглядає це в такий спосіб - очищену та знезаражену воду заливають у невеликий акваріум, у якому сидять кілька раків. Раки – істоти дуже вибагливі, на бруд у воді реагують негайно. Оскільки емоції ракоподібних люди розрізняти поки що не навчилися, використовується більш об'єктивна оцінка – кардіограма. Якщо раптом кілька (захист від помилкових спрацьовувань) раків зазнали сильного стресу, значить з водою щось не так, і потрібно терміново розбиратися, який з етапів очищення дав збій.

Але це ситуація позаштатна, а за звичайного порядку речей вже чиста вода вирушає до Фінської затоки. Так, щодо чистоти. Хоч раки в такій воді і існують, і мікроби-віруси всі з неї видалені, пити її все ж таки не рекомендується . Проте вода повністю відповідає екологічним стандартам ХЕЛКОМ (коннвенції із захисту Балтики від забруднення), що за останні роки вже позитивно позначилося на стані Фінської Затоки.

Зловісне зелене світло знезаражує воду

Рак-детектор. До панциря прикріплена не звичайна мотузка, а кабель, яким передаються дані про стан тварини

Клац-клац

Скажу ще пару слів щодо утилізації того, що з води відфільтровується. Тверді відходи відвозять на полігони-звалища, а ось інше спалюють на заводі, розташованому на території очисних споруд. У топку вирушають зневоднений осад із первинних відстійників та надлишки активного мулу із вторинних. Спалювання відбувається при відносно високій температурі (800 градусів) для максимального скорочення шкідливих речовин у вихлопі. Дивно, що з усього обсягу приміщень заводу пічки займають лише незначну частину близько 10%. Решта 90% віддано величезній системі різноманітних фільтрів, що відсіюють всі можливі і неможливі шкідливі речовини. На заводі, до речі, запроваджено аналогічну суб'єктивну систему «контролю якості». Тільки детекторами виступають уже не раки, а равлики. Але принцип дії загалом такий самий - якщо вміст шкідливих речовин на виході з труби буде вище допустимого, організм молюска відразу ж відреагує.

Печі

П родувальні засувки котла-утилізатора. Призначення до кінця не зрозуміло, але як виглядають ефектно!

Равлик. Над головою у неї люлька, з якої капає вода. А поряд ще одна, з вихлопом

P. S. Одне з найпопулярніших питань, які ставили до анонсу - "Ну що там із запахом? Смердить, так?". Запахом я виявився до певної міри навіть розчарований:) Неочищений вміст каналізації (на першому фото) практично не пахне. На території станції запах, звичайно, є, але дуже помірний. Найсильніше (і це вже відчутно!) смердить зневоднений осад з первинних відстійників і активний мул - те, що вирушає в грубку. Тому, до речі, їх і почали спалювати, полігони, на які раніше звозили мул, давали дуже неприємний запах для околиць...

Інші цікаві посади на тему промисловості та виробництва.

За допомогою каналізаційних очисних споруд здійснюється відведення господарських, атмосферних та промислових стоків. Помилки в їх проектуванні та будівництві загрожують багатьма негативними наслідками.

Як працює каналізація

Складаються локальні очисні споруди каналізації з окремих модулів.

Незважаючи на те, що набір блоків може відрізнятись, алгоритм роботи у всіх систем однаковий:

Спочатку стоки, що надійшли всередину, проходять механічне очищення. Це дозволяє отримати великі частинки мінерального та органічного походження. Пристосування застосовуються найпростіші – ґрати та сита. Щоб відфільтрувати менші фракції (скляний бій, пісок, шлак), використовуються пісколовки. Завдяки мембранним пристосуванням досягається більш ретельне чищення. Відстійник дозволяє виявити зважені компоненти – переважно йдеться про мінеральні домішки.
Далі в роботу вступають очисні споруди біологічної очистки. Щоб розкласти органічні сполуки окремі компоненти, використовують бактерії підвищеної активності. Рідкі складові проходять через біофільтр, що дозволяє отримати мул та газоподібні сполуки.
Останнім етапом роботи локальних каналізаційних очисних споруд є знезараження відходів хімічним шляхом. Рідина, що виходить назовні, з точки зору санітарних норм цілком підходить для технічного використання.

Різновиди каналізаційних систем

Розробка місцевих очисних споруд здійснюється до того, як проводитимуться основні будівельні заходи. Перед початком проектування проводиться підбір найбільш оптимальної системи, враховуючи її призначення, характер стоків та їх обсяг.

Давайте розглянемо, як влаштована каналізація у місті . В даний час існують такі види очисних споруд:

Локальні.
Індивідуальні (автономні).
Блоки та модулі.

Локальні очисні споруди

Локальний тип очисних споруд дозволяє збирати та очищати стоки на окремих об'єктах. Залежно від типу будівель, що обслуговуються, локальні системи діляться на господарсько-побутове та промислові. Традиційний пристрій очисних споруд передбачає поступове зниження швидкості стічних вод у міру їхнього видалення від точки скидання. У цьому тверді фракції поступово випадають осад, утворюючи на дні труби наліт. Для видалення домішок, що залишилися, використовуються системи доочищення.

Принцип роботи очисних споруд каналізації класичного типу має на увазі наявність досить габаритних ємностей (або відстійників). Вони необхідні для відстоювання відходів. Подібні системи очисних споруд практично не використовуються для оснащення невеликих приватних будівель. Як показав досвід експлуатації локальних очисних споруд, ці конструкції найбільше підходять для невеликих населених пунктів, у яких відсутні централізовані каналізаційні магістралі.

Септики

Дані пристрої широко застосовуються при влаштуванні очисних споруд каналізації автономного типу. Як правило, йдеться про заміські будинки. Важливо розуміти принцип роботи автономної каналізації, якщо ви збираєтеся самостійно її робити або обслуговувати.

Самі конструкції являють собою пластикові баки, і мають цілу низку корисних якостей:

Невелика вага. Це полегшує транспортування та монтаж септиків. При цьому не потрібна підйомна спецтехніка.
Стійкість по відношенню до агресивних середовищ. Стоки, що містяться всередині, не пошкоджують ємності.
Інертність до корозії. Засипаний землею септик не іржавіє.
Хороші характеристики міцності.

Виробники септиків надають інструкцію, з чого складаються очисні споруди. Усередині ємності може бути різна кількість секцій, кожна з яких виконує окрему функцію. Це можуть бути відстійники, біологічні чи механічні фільтри. Септиками зазвичай комплектуються приватні очисні споруди. Вони дуже прості в обслуговуванні та експлуатації, демонструючи відмінну довговічність. Схема каналізації може бути повністю автономною. Для поліпшення ступеня очищення відходів у складі конструкція очисних споруд вводять додаткові секції. Найбільш популярний варіант - фільтраційні та аераційні поля.

Аеротенки

Ці пристрої входять до складу габаритних промислових очисних споруд каналізації. Їх функція полягає у переробці заводських та фабричних відходів. Аеротенки є ємністю великих обсягів, в яких вода перемішується з активним мулом.

Щоб підвищити швидкість реакції, жижу збагачують киснем. Трапляються випадки, коли аеротенки включаються до складу автономних каналізацій заміських будівель. Для цього були розроблені портативні баки, які для зручності встановлюють усередині септиків. Для підвищення ефективності аеротенків їх можуть комплектувати спеціальними уловлювачами, що дозволяють виводити з відходів жир та нафтопродукти.

Біологічні фільтри

У складі каналізаційних конструкцій часто є біологічні фільтри. Як правило, йдеться про вбудовані елементи. Біофільтр зазвичай посилюють локальні очисні системи. Основною активною речовиною для біологічної фільтрації виступають спеціальні бактерії, завдяки яким суттєво прискорюється процес розкладання відходів. В результаті виходить досить чиста вода, у складі якої відсутні шкідливі для довкілля компоненти. Її дозволяється зливати в грунт або найближчу водойму.

Лівнівки

Метою очисних споруд є виведення зі стоків шкідливих домішок неорганічного та органічного характеру. Після цього відфільтровану воду дозволяється застосовувати для поливу міст та полів. Збір, транспортування та очищення талих та дощових вод здійснюється за допомогою зливової каналізаційної системи. Традиційні каналізаційні магістралі цих цілей не призначені.

Завдяки зливовій системі очисних споруд каналізації досягається захист фундаментів, дорожніх покриттів та газонів. Якщо все зробити правильно, присадибна територія не підтоплюватиметься навесні та під час сильних дощів. Надлишки води за допомогою системи жолобів та труб відводяться всередину загального колектора. Відповідно до нормативів, зливку необхідно монтувати нижче за рівень промерзання заміли, щоб вона змогла безперебійно функціонувати у будь-яку пору року. До складу системи входять фільтри для усунення дрібних фракцій (піску, частинок скла, кам'яної крихти тощо). Як наслідок, колектор приймає очищену воду.

У тих випадках, коли необхідне тонше очищення стоків, водні очисні споруди доповнюються сорбційними модулями та фільтрами видалення нафтопродуктів. Це дозволяє досягти такого рівня чистоти відходів, що готову рідину можна буде зливати у водоймища або використовувати для зрошення городів та клумб. Обслуговування зливових конструкцій має на увазі періодичну заміну фільтраційних картриджів.

Автономні системи

За своєю конструкцією автономні каналізаційні системи дуже схожі на локальні очисні споруди. Хоча певні відмінності, безперечно, є. До цього виду очисних споруд стічних вод відносять септики та ємності для акумуляції відходів. Спочатку стічні води накопичуються всередині системи, а потім проходять процедуру фільтрації.

Блоки та модулі

Завдяки блочним та модульним різновидам очисних споруд досягається більш глибоке очищення відходів. Як правило, конструкціями даного типу оснащуються заводи, фабрики та промислові цехи.

Використання блоків та модулів дозволяє досягати наступних цілей:

Висока якість підсумкового результату очищення.
Зменшення відсотка мулових відкладень у очищеній воді.
Захист довкілля від шкідливого впливу.
Можливість повторного використання очищеної води.

Блокові та модульні системи перевершують найпростіші очисні споруди щодо ефективності та продуктивності. Їхнього потенціалу цілком вистачає, щоб обслуговувати всі будинки в районі. Блоки та модулі добре справляються з температурними коливаннями, і можуть застосовуватись у місцевостях із суворим кліматом.

Який варіант кращий

Для того, щоб визначитися з різновидом очисної системи, рекомендується орієнтуватися на такі критерії:

Сумарний обсяг стоків, що виробляється даним об'єктом протягом доби.
Де знаходяться очисні споруди – під землею чи її поверхні. Місцевості із високим рівнем підземних вод потребують використання поверхневих комунікацій.
З чого складаються очисні споруди: перелік окремих секцій зазвичай міститься у супровідній інструкції.
Специфіка монтажу очисних споруд. Для самостійної установки найбільше підходять пластикові септики.

Окремі різновиди працюють у повністю автономному режимі. Інші моделі очисних споруд потребують електричного живлення. Під час спорудження необхідно враховувати існуючі санітарні нормативи. Ті конструкції, які обслуговуються асенізаторською машиною, потребують облаштування вільного під'їзду.

Специфіка проектування

У процесі складання проекту очисних конструкцій обов'язково прораховуються всі ризики, які можуть вплинути на ефективність системи. Облік вимагає і існуюча законодавча база, де прописані всі основні вимоги щодо захисту природного середовища. Очисні споруди дозволяється розміщувати виключно в межах санітарно-захищених зон.

Під час роботи над проектом слід мати на увазі наступні моменти:

Габарити та об'єм системи.
Найбільш підходяща модель.
Глибина проходження ґрунтових вод.
Рівень промерзання землі дільниці.
Продуктивність модуля.
Тип приладів, що очищають.
Специфіка монтажних заходів.

Щоб уникнути претензій з боку санітарно-дозвільних інстанцій, слід придбати ряд документів:

Договором про придбання чи оренду землі.
Кресленням установки комунікацій та блоків системи.
Результатами перевірок та інспекцій.
Технічні умови експлуатації водних ресурсів.
Інформація про кількість витрати води.
Детальний опис очисних споруд.

Будь-яке порушення санітарних приписів загрожує грошовими та адміністративними стягненнями.

Міські очисні споруди

1. Призначення.
Водоочисне обладнання призначене для очищення міських стічних вод (суміш побутових та виробничих стоків об'єктів комунального господарства) до нормативів скидання у водоймище рибо-господарського призначення.

2.Область застосування.
Продуктивність очисних споруд становить від 2500 до 10000 куб.

Розрахунковий склад та концентрація забруднюючих речовин у вихідній воді:

ГПК – до 300 – 350 мг/л
БПКпов – до 250 -300 мг/л
Завислі речовини – 200 -250 мг/л
Азот загальний – до 25мг/л
Азот амонійний – до 15мг/л
Фосфати – до 6 мг/л
Нафтопродукти – до 5мг/л
ПАР – до 10мг/л

Нормативна якість очищення:

БПКповн – до 3,0 мг/л
Завислі речовини – до 3,0 мг/л
Азот амонійний – до 0,39 мг/л
Азот нітритів – до 0,02 мг/л
Азот нітратів – до 9,1 мг/л
Фосфати – до 0,2 мг/л
Нафтопродукти – до 0,05 мг/л
ПАР – до 0,1мг/л

3. Склад очисних споруд.

До складу технологічної схеми очищення стічних вод входить чотири основні блоки:

блок механічного очищення – для видалення великих покидьків та піску;
блок повного біологічного очищення – для видалення основної частини органічних забруднень та сполук азоту;
блок глибокого доочищення та знезараження;
блок обробки опадів.

Механічна очистка стічних вод.

Для видалення грубодисперсних домішок використовуються механічні проціджувачі, що забезпечують ефективне видалення забруднень розміром більше 2 мм. Видалення піску здійснюється на пісколовки.
Видалення покидьків та піску повністю механізоване.

Біологічне очищення.

На стадії біологічного очищення застосовуються аеротенки нітри-денітрифікатори, що забезпечує паралельне видалення органічних речовин та сполук азоту.
Нітрі-денітрифікація необхідна для забезпечення нормативів на скидання сполук азоту, зокрема, його окислених форм (нітритів і нітратів).
Принцип роботи такої схеми заснований на рециркуляції частини мулової суміші між аеробною та аноксичними зонами. При цьому окислення органічного субстрату, окислення та відновлення сполук азоту відбувається не послідовно (як у традиційних схемах), а циклічно, невеликими порціями. В результаті процеси нітри-денітрифікації протікають практично одночасно, що дозволяє видаляти сполуки азоту без використання додаткового джерела органічного субстрату.
Ця схема реалізується в аеротенках з організацією аноксічних та аеробних зон та з рециркуляцією мулової суміші між ними. Рециркуляція мулової суміші здійснюється з аеробної зони до зони денітрифікації ерліфтами.
В аноксічній зоні аеротенку нітри-денітрифікатора передбачено механічне (занурювальними мішалками) перемішування мулової суміші.

На рис.1 представлена принципова схема аеротенку нітри-денітрифікатора, коли повернення мулової суміші з аеробної зони в аноксичну здійснюється під гідростатичним тиском по самопливному каналу, подача мулової суміші з кінця аноксічної зони на початок аеробної проводиться ерліфтами або занурювальними насосами.
Вихідна стічна вода і зворотний мул з вторинних відстійників подаються в зону дефосфатації (безкисневу), де відбувається гідроліз високомолекулярних органічних забруднень і амоніфікація азотовмісних органічних сполук без будь-якого кисню.

Принципова схема аеротенку нітрі-денітрифікатора із зоною дефосфатації
I – зона дефосфатації; II – зона денітрифікації; III - зона нітрифікації, IV - зона відстоювання
1-стічна вода;

2- поворотний мул;

4-ерліфт;

6 - мулова суміш;

7- канал циркуляційної мулової суміші,

8 - очищена вода.

Далі мулова суміш надходить в аноксичну зону аеротенка, де також відбувається вилучення і деструкція органічних забруднень, амоніфікація азотовмісних органічних забруднень факультативними мікроорганізмами активного мулу в присутності пов'язаного кисню (кисню нітритів і нітратів, що утворюються на посліду). Далі мулова суміш прямує в аеробну зону аеротенку, де відбувається остаточне окислення органічних речовин і нітрифікація азоту амонійного з утворенням нітритів та нітратів.

Процеси, що протікають у цій зоні, зумовлюють необхідність інтенсивної аерації стічних вод, що очищаються.
Частина мулової суміші з аеробної зони надходить у вторинні відстійники, а інша - знову повертається в аноксичну зону аеротенку для денітрифікації окислених форм азоту.
Ця схема, на відміну від традиційних, дозволяє поряд з ефективним видаленням сполук азоту підвищити ефективність вилучення сполук фосфору. За рахунок оптимального чергування аеробних та анаеробних умов при рециркуляції здатність активного мулу акумулювати сполуки фосфору зростає у 5-6 разів. Відповідно зростає ефективність його видалення з надлишковим мулом.
Однак у разі підвищеного вмісту фосфатів у вихідній воді, для видалення фосфатів до величини нижче 0,5-1,0 мг/л, потрібно проведення обробки очищеної води залізо-або алюміній, що містить (наприклад, оксихлорид алюмінієм) реагентом. Введення реагенту найбільш доцільно проводити перед спорудами доочищення.
Освітлена у вторинних відстійниках стічна вода прямує на доочищення, потім на знезараження і далі у водоймище.
Принциповий вид комбінованої споруди – аеротенка нітри-денітрифікатора представлений на рис. 2.

Споруди доочищення.

Біосорбер– установка для глибокого доочищення стічних вод. Докладніше опис та загальні види установок.
Біосорбер– див. у попередньому розділі.
Застосування біосорбера дозволяє отримати воду, очищену до норм ГДК рибогосподарської водойми.
Висока якість очищення води на біосорберах дозволяє використовувати для знезараження стоків УФ-установки.

Споруди з обробки опадів.

Враховуючи значний обсяг опадів утворюються в процесі очищення стоків (до 1200 куб.м/добу), для зменшення їх обсягу необхідно використовувати споруди, що забезпечують їх стабілізацію, ущільнення та механічне зневоднення.
Для аеробної стабілізації опадів використовуються споруди аналогічні аеротенкам із вбудованим илоущільнювачем. Подібне технологічне рішення дозволяє виключити подальше загнивання опадів, що утворюються, а так само приблизно в два рази зменшити їх обсяг.
Подальше зменшення обсягу відбувається на щаблі механічного зневоднення, що передбачає попереднє згущення опадів, їх реагентну обробку, а потім зневоднення на фільтр-пресах. Об'єм зневодненого осаду станції продуктивністю 7000 куб.м/сут складе приблизно 5-10 куб.м/сут.
Стабілізований та зневоднений осад прямує на зберігання на мулових майданчиках. Площа мулових майданчиків у разі складе приблизно 2000 кв.м (продуктивність очисних споруд 7000 куб.м/сут).

4. Конструктивне оформлення очисних споруд.

Конструктивно очисні споруди механічного та повного біологічного очищення виконані у вигляді комбінованих споруд на базі нафтових резервуарів діаметром 22 та висотою 11 м, закритих зверху дахом та обладнаних системами вентиляції, внутрішнього освітлення та опалення (витрата теплоносія має мінімальний, оскільки температуру не нижче 12-16 град.).
Продуктивність однієї подібної споруди – 2500 куб.м/добу.
Аналогічно виконаний аеробний стабілізатор із вбудованим илоущільнювачем. Діаметр аеробного стабілізатора – 16 м для станцій продуктивністю до 7,5 тис. куб.м/добу та 22 м – для станції продуктивністю 10 тис. куб.м/добу.
Для розміщення ступеня доочищення – на базі установок Біосорбер БСД 0,6, установок знезараження очищених стоків, повітродувної станції, лабораторії, побутових і підсобних приміщень потрібна будівля шириною 18 м, висотою 12 м і довгою для станції продуктивністю 2500 куб. 10000 куб, м / добу - 30 м.

Специфікація будівель та споруд:

комбіновані споруди – аеротенки нітри-денітрифікатори діаметром 22м – 4 шт.;
виробничо-побутова будівля 18х30 м з блоком доочищення, повітродувною станцією, лабораторією та побутовими приміщеннями;
комбіноване спорудження аеробний стабілізатор із вбудованим илоущільнювачем діаметром 22м – 1 шт.;
галерея завширшки 12 м;
мулові майданчики 5 тис. кв.м.

Сьогодні мова вкотре піде на тему, близьку кожному з нас без винятків.

Більшість людей, натискаючи кнопку унітазу не замислюються, що відбувається з тим, що вони змивають. Витекло і втекло, діло те. У такому великому місті як Москва в день у каналізаційну систему витікає не багато не мало чотири мільйони кубометрів стічних вод. Це приблизно стільки ж, скільки протікає води у Москві-ріці за день навпроти Кремля. Весь цей величезний об'єм стічної води потрібно очищати і це завдання дуже непросте.

У Москві діють дві найбільші станції очищення стічних вод, приблизно однакового розміру. Кожна їх очищає половину те, що " виробляє " Москва. Про Кур'янівську станцію я вже докладно розповідав. Сьогодні я розповім про Люберецьку станцію - ми знову пробіжимося основними етапами очищення води, але ще й торкнемося однієї дуже важливої теми - як на станціях очищення борються з неприємними запахами за допомогою низькотемпературної плазми та відходів парфумерної промисловості і чому ця проблема взагалі стала актуальною як ніколи .

Для початку трохи історії. Вперше каналізація "прийшла" до району сучасних Люберець на початку ХХ століття. Тоді були створені Люберецькі поля зрошення, на яких стічні води ще за старою технологією просочувалися через землю і тим самим очищалися. Згодом ця технологія стала неприйнятною для дедалі більшої кількості стічних вод і в 1963 році була побудована нова станція очищення - Люберецька. Трохи пізніше була побудована ще одна станція - Новолюберецька, яка фактично межує з першою та використовує частину її інфраструктури. По суті, зараз це одна велика станція очищення, але що складається з двох частин - старої і нової.

Погляньмо на карту – ліворуч, на заході – стара частина станції, праворуч, на сході – нова:

Площа станції - величезна, прямою з кута в кут близько двох кілометрів.

Як не складно здогадатися – від станції йде запах. Раніше він мало кого хвилював, а зараз ця проблема стала актуальною з двох основних причин:

1)Коли станція була побудована, в 60-х, навколо неї практично ніхто не жив. Поруч було невелике селище, де мешкали самі працівники станції. Тоді ця місцевість була далеко-далеко від Москви. Зараз іде дуже активна забудова. Станцію фактично з усіх боків оточують новобудови і їх буде ще більше. Нові будинки будують навіть на колишніх мулових майданчиках станції (поля, на які звозився мул стічних вод, що залишився від переробки). В результаті мешканці прилеглих будинків змушені періодично нюхати "каналізаційні" запахи, та й природно вони постійно скаржаться.

2)Каналізаційні води стали більш концентровані ніж раніше, за радянських часів. Сталося це через те, що обсяг води, що використовується, останнім часом сильно скоротився, у той час як у туалет ходити менше не стали, а навіть навпаки - населення виросло. Причин того, що води, що "розбавляє", стало набагато менше досить багато:
а) використання лічильників - воду стали економніше використовувати;
б) використання більш сучасної сантехніки - дедалі рідше можна зустріти поточний кран чи унітаз;
в) використання більш економної побутової техніки - пральні машини, посудомийні машини тощо;
г) закриття величезної кількості промислових підприємств, які споживали дуже багато води - АЗЛК, ЗІЛ, Серп та Молот (частково) і т.п.
Як результат - якщо станція при будівництві розраховувалася на об'єм 800 літрів води на людину на добу, то зараз реально цей показник не більше 200. Підвищення концентрації та зниження потоку призвело до ряду побічних ефектів - у каналізаційних трубах, розрахованих на більший потік, став відкладатися осад, що призводить до неприємних запахів. На самій станції побільшало пахнути.

Для боротьби із запахом Мосводоканал, у віданні якого перебувають очисні споруди проводить поетапну реконструкцію споруд, застосовуючи кілька різних способів позбавлення запахів, про які й йтиметься розповідь нижче.

Давайте підемо по порядку, а точніше струмом води. Стічна вода з Москви надходить на станцію по Люберецькому каналізаційному каналу, що є величезним підземним колектором заповненим стічними водами. Канал самопливний і на всьому протязі йде на дуже малій глибині, а часом взагалі фактично над землею. Його масштаб можна оцінити з даху адміністративної будівлі очисних споруд:

Ширина каналу - близько 15 метрів (розділений на три частини), висота - 3 метри.

На станції канал приходить у так звану приймальну камеру, звідки поділяється на два потоки – частина йде на стару частину станції, частина на нову. Приймальна камера виглядає так:

Сам канал приходить праворуч-ззаду, а розділений на дві частини потік йде зеленими каналами на задньому плані, кожен з яких може перекриватися так званим шибером - спеціальним затвором (на фото - темні конструкції). Тут можна побачити перше нововведення для боротьби із запахами. Приймальна камера повністю накрита листами металу. Раніше вона виглядала як "басейн" заповнений фекальними водами, тепер їх не видно, природно суцільне металеве покриття практично повністю перекриває запах.

Для технологічних цілей залишили лише зовсім невеликий лючок, піднявши який можна насолодитися всім букетом запахів.

Ці величезні шибери дозволяють перекривати канали, що йдуть від приймальної камери в разі потреби.

Від приймальної камери йде два канали. Вони теж зовсім недавно були відкритими, тепер їх повністю накрили металевим перекриттям.

Під перекриттям накопичуються гази, що виділяються із стічних вод. Головним чином це метан і сірководень - обидва вибухонебезпечні газу при високих концентраціях, тому простір під перекриттям потрібно обов'язково вентилювати, але тут виникає наступна проблема - якщо просто поставити вентилятор, то весь сенс перекриття просто пропаде - запах потрапить назовні. Тому для вирішення проблеми МКБ "Обрій" розробило та виготовило спеціальну установку для очищення повітря. Установка знаходиться в окремій будочці, і до неї йде вентиляційна труба від каналу.

Ця установка - експериментальна, для відпрацювання технології. Найближчим часом такі установки почнуть масово ставити на очисних спорудах та на каналізаційно-насосних станціях, яких у Москві понад 150 штук і від яких також виходять неприємні запахи. Праворуч на фото – один із розробників та випробувачів установки – Олександр Позиновкий.

Принцип дії установки наступний:
у чотири вертикальні труби з нержавіючої сталі знизу подається забруднене повітря. У цих трубах знаходяться електроди, на які кілька сотень разів на секунду подається висока напруга (десятки тисяч вольт), в результаті чого виникають розряди і низькотемпературна плазма. При взаємодії з нею більшість газів, що пахнуть, переходять у рідкий стан і осідають на стінках труб. По стінках труб стікає тонкий шар води, з яким ці речовини змішуються. Вода циркулює по колу, резервуар для води – синя ємність праворуч, знизу на фото. Очищене повітря виходить зверху з нержавіючих труб і просто випускається в атмосферу.

Для патріотів - установка повністю розроблена та створена в Росії, за винятком стабілізатора живлення (знизу в шафі на фото). Високовольтна частина установки:

Так як установка експериментальна - в ній є додаткове вимірювальне обладнання - газоаналізатор та осцилограф.

Осцилограф показує напругу на конденсаторах. Під час кожного розряду конденсатори розряджаються і на осцилограмі добре видно процес їхнього заряду.

До газоаналізатора йде дві трубки – одна забирає повітря до встановлення, інша після. Крім того, є краник, який дозволяє вибрати ту трубку, яка підключається до датчика газоаналізатора. Олександр демонструє нам спочатку "брудне" повітря. Вміст сірководню – 10.3 мг/м3. Після перемикання крана вміст падає практично до нуля: 0.0-0.1.

Далі канал, що підводить, упирається в спеціальну розподільчу камеру (також накриту металом), де потік розділяється на 12 частин і йде далі в так звану будівлю решіток, яке видно на задньому плані. Там стічна вода проходить перший етап очищення - видалення великого сміття. Як не складно здогадатися з назви – для цього її пропускають через спеціальні ґрати з розміром осередку близько 5-6 мм.

Кожен із каналів також перекривається окремим шибером. Взагалі кажучи, на станції їх величезна кількість - стирчать тут і там

Після очищення від великого сміття вода потрапляє в пісковловлювачі, які, як знову ж таки не складно здогадатися з назви, призначені для видалення дрібних твердих частинок. Принцип роботи пісковловлювачів досить простий - по суті це довгий прямокутний резервуар, в якому вода рухається з певною швидкістю, в результаті пісок просто встигає осісти. Також туди подається повітря, яке сприяє процесу. Знизу пісок видаляється за допомогою спеціальних механізмів.

Як часто буває в техніці – ідея проста, а виконання – складне. Так і тут - візуально це "наворочена" конструкція на шляху очищення води.

Пісколовки облюбували чайки. Взагалі чайок на Люберецькій станції виявилося дуже багато, але саме на пісковловлювачах їх було найбільше.

Збільшив фотографію вже вдома і посміявся з їхнього вигляду – кумедні пташки. Називаються чайки озерні. Ні, темна голова у них не тому, що вони постійно занурюють її туди, куди не треба, просто така конструктивна особливість
Незабаром їм, втім, доведеться нелегко - багато відкритих водних поверхонь на станції будуть накриті.

Повернемося до техніки. На фото - дно пісковловлювача (не працює в даний момент). Саме туди осідає пісок і звідти ж і віддаляється.

Після песколовок вода знову надходить у загальний канал.

Тут можна побачити, як виглядали всі канали на станції, перш ніж їх почали накривати. Цей канал прямо зараз накривається.

Каркас варять з нержавіючої сталі, як і більшість металевих конструкцій у каналізації. Справа в тому, що в каналізації дуже агресивне середовище - вода повна будь-яких речовин, 100% вологість, гази, що сприяють корозії. Звичайне залізо дуже швидко перетворюється на потерть у таких умовах.

Роботи ведуться прямо над діючим каналом - оскільки це один із двох основних каналів, то відключити його не можна (москвичі не чекатимуть:)).

На фото невеликий перепад рівня близько 50 сантиметрів. Дно тут зроблено спеціальної форми, для гасіння горизонтальної швидкості води. Як результат – дуже активне вирування.

Після песколовок вода надходить на первинні відстійники. На фото - на передньому плані камера, в яку надходить вода, вона потрапляє в центральну частину відстійника на задньому плані.

Класичний відстійник виглядає так:

А без води – так:

Брудна вода надходить з отвору в центрі відстійника та потрапляє в загальний об'єм. У самому відстійнику завись міститься в брудній воді поступово осідає на дно, яким постійно переміщається лосгребатель, закріплений на фермі, що обертається по колу. Скребок згрібає осад у спеціальний кільцевий лоток, а з нього, у свою чергу, він потрапляє в круглий приямок, звідки відкачується по трубі спеціальними насосами. Надлишки води витікають у прокладений канал по колу відстійника і звідти в трубу.

Первинні відстійники - ще одне джерело неприємних запахів станції, т.к. у них знаходиться фактично брудна (очищена лише від твердих домішок) каналізаційна вода. Для того, щоб позбавитися запаху Москводоканал вирішив накрити відстійники, але тут постала велика проблема. Діаметр відстійника складає 54 метри (!). Фото з людиною для масштабу:

При цьому якщо робити дах, то він повинен по-перше витримувати снігове навантаження взимку, по-друге, мати тільки одну опору по центру - над самим відстійником опори робити не можна, т.к. там постійно обертається ферма. В результаті було прийнято елегантне рішення – зробити перекриття плаваючим.

Перекриття зібране з плаваючих блоків із нержавіючої сталі. Причому зовнішнє кільце блоків закріплено нерухомо, а внутрішня частина обертається наплаву, разом із фермою.

Таке рішення виявилося дуже вдалим, т.к. по-перше відпадає проблема зі сніговим навантаженням, а по-друге не утворюється обсяг повітря, який довелося б вентилювати і додатково очищати.

За твердженнями Мосводоканалу, ця конструкція знизила викиди пахучих газів на 97%.

Даний відстійник був першим та експериментальним, де була відпрацьована дана технологія. Експеримент визнано успішним і зараз на Кур'янівській станції вже накривають подібним чином інші відстійники. Згодом усі первинні відстійники будуть накриті таким чином.

Проте, процес реконструкції тривалий – відключити всю станцію одразу неможливо, реконструювати відстійники можна лише один за одним, відключаючи по черзі. Та й гроші потрібні чималі. Тому, поки не всі відстійники накриті застосовують третій спосіб боротьби з запахами - розпилення нейтралізуючих речовин.

Навколо первинних відстійників були встановлені спеціальні розпилювачі, які створюють хмару речовин, що нейтралізують запахи. Самі речовини пахнуть не сказати щоб дуже приємно чи неприємно, але досить специфічно, проте їхнє завдання не замаскувати запах, а нейтралізувати його. На жаль не запам'ятав конкретних речовин, які застосовуються, але, як сказали на станції, - це відходи парфумерної промисловості Франції.

Для розпилення використовують спеціальні форсунки, які створюють частинки діаметром 5-10 мікрон. Тиск у трубах якщо не помиляюсь 6-8 атмосфер.

Після первинних відстійників вода надходить у аеротенки – довгі бетонні резервуари. У них подається величезна кількість повітря по трубах, а також міститься активний іл - основа всього біологічного методу. Активний мул переробляє "відходи", при цьому швидко розмножується. Процес аналогічний тому, що відбувається в природі у водоймах, проте протікає набагато швидше через теплу воду, велику кількість повітря та мулу.

Повітря подається з головного машинного залу, в якому встановлені турбовоздуходувки. Три вежі над будинком - повітрозабірники. Процес подачі повітря вимагає величезної кількості електрики, причому припинення подачі повітря призводить до катастрофічних наслідків, т.к. активний мул дуже швидко гине, яке відновлення може зайняти місяці(!).

Аеротенки, як не дивно, особливо не випромінюють сильних неприємних запахів, тому їх накривати не планується.

На цій фотографії видно як брудна вода надходить в аеротенк (темна) і поєднується з активним мулом (коричневий).

Частину споруд на даний час відключено та законсервовано, з причин про які я писав на початку посту – зниження потоку води в останні роки.

Після аеротенків вода потрапляє у вторинні відстійники. Конструктивно вони повністю повторюють первинні. Їхнє призначення - відокремити активний мул від уже очищеної води.

Законсервовані вторинні відстійники.

Вторинні відстійники не пахнуть - насправді тут вже чиста вода.

Вода, що збирається в кільцевий лоток відстійника, витікає в трубу. Частина води проходить додаткове УФ знезараження і зливається в річку Пехорку, частина ж води підземним каналом йде до Москва-річки.

А активний мул, що осів, використовується для отримання метану, який потім зберігається в напівпідземних резервуарах - метантенках і використовується на власній ТЕЦ.

Відпрацьований мул вирушає на мулові майданчики в підмосков'ї, де його додатково зневоднюють і або захоронюють, або спалюють.

Це дочірнє підприємство нафтохімічної компанії «СІБУР», є одним із найбільших виробників високоякісних каучуків, латексів та термоеластопластів у Росії.

01 . Наш провідник у світ високих технологій очищення стічних, технологічних і, звичайно, каналізаційних вод співробітник прес-служби Ксенія розбирається з охороною. Після невеликої затримки нас все ж таки пропускають на територію.

02 . Зовнішній вигляд комплексу. Частково процес очищення відбувається всередині будівлі, але деякі етапи знаходяться на відкритому повітрі.

03 . Відразу обмовлюся, що цей комплекс переробляє тільки стоки «Воронежсинтезкаучуку» і не стосується міської каналізації, так що читачі, які жують зараз, в принципі можуть не турбуватися про свій апетит. Я, дізнавшись про це, трохи засмутився, так хотів дізнатися у обслуговуючого персоналу про щурів-мутантів, трупи та інші жахіття. Отже, один з двох напірних трубопроводів, що підводять діаметром 700 мм (другий - резервний).

04 . Насамперед стічні води потрапляють на ділянку механічного очищення. Він включає 4 блоки механічного очищення стічних вод Rotamat Ro5BG9 компанії компанії «HUBER» (3 – в роботі, 1 – в резерві), що поєднують барабанні решітки з дрібним зором і високоефективні аеровані песколовки. Покидьки з грат і пісок після віджиму подаються за допомогою конвеєрів у бункери зі шлюзним затвором. Покидьки з ґрат направляються на полігон ТПВ, але можуть також використовуватися як наповнювач при компостуванні осаду. Пісок складується на спеціальних піскових майданчиках.

05 . Крім Ксенії, нас супроводжував начальник цеху Чаркін Олександр Костянтинович. Він сказав, що не любить фотографуватися, тому я про всяк випадок клацнув його, коли він захоплено розповідав нам принцип дії песколовок.

06 . З метою згладжування нерівномірності надходження промислових стічних вод підприємства необхідно проводити усереднення стічних вод за обсягом та складом. Тому, у зв'язку з циклічним коливанням концентрації та складом забруднюючих речовин, далі води потрапляють у звані усреднители. Їх тут два.

07 . Вони оснащені системами механічного перемішування стічних вод. Загальна місткість двох усреднителей – 7580 м3.

08 . Можна спробувати здути пінку.

09 . Після усереднення за обсягом та складом стічні води за допомогою занурювальних насосів надходять на очищення на флотатори.

10 . Флотатори – це 4-е флотаційні установки (3 – у роботі, 1 – у резерві). Кожен флотатор забезпечений флокулятором, тонкошаровим відстійником, контрольно-вимірювальним та дозуючим обладнанням, повітряним компресором, системою подачі рециркуляційної води тощо.

11 . У них здійснюється сатурація частини води повітрям та подача коагулянту для видалення латексу та інших завислих речовин.

12 . Напірна флотація дозволяє відокремити легкі завислі речовини або емульсії від рідкої фази за допомогою бульбашок повітря та реагентів. Як коагулянт використовується гідроксохлорид алюмінію (близько 10 г/м3 стічних вод).

13 . Для зниження витрати реагенту та підвищення ефективності флотації використовується катіонний флокулянт, наприклад Zetag 7689 (близько 0,8 г/м3).

14 . Цех механічного зневоднення осаду (ЦМО). Тут зневоднюється осад з флотаторів та активний мул після біологічного очищення та доочищення.

15 . Механічне зневоднення осаду проводиться на стрічкових фільтр-пресах пресів (ширина полотна 2 м) з додаванням розчину катіонного флокулянта. В аварійних ситуаціях осад подається на аварійні майданчики для мулу.

16 . Зневоднений осад прямує на знезараження та досушування на турбосушку (VOMM Ecologist-900) з кінцевою вологістю 20% або на майданчики складування.

17 .

18 . Фільтрат та брудні промивні води зливаються в резервуар брудної води.

19 . Вузол приготування та дозування робочого розчину флокулянту.

20 . За зеленими дверима з попереднього фото автономна котельня.

21 . Біологічне очищення згідно з проектом здійснюється на біотенках з використанням завантажувального матеріалу КС-43 КПП/1.2.3 виробництва «Екополімер». Біотенки - 2х-коридорні з розміром коридорів 54х4, 5х4, 4 м (місткість кожного - 2100 м3). З поперечним секціонуванням шляхом встановлення легких перегородок. З розміщенням контейнерів з носіями закріпленої біомаси та полімерною системою аерації. На жаль, зовсім забув сфотографувати їх ближче.

22. Повітродувна станція. Обладнання - відцентрові повітродувки Q = 7000 м3/год, 3 шт. (2 – у роботі, 1 – у резерві). Повітря використовується для аерації та регенерації завантаження біотенків, а також промивання фільтрів доочищення.

23 . Доочищення здійснюється на швидких безнапірних піщаних фільтрах.

24 . Кількість фільтрів – 10 прим. Кількість секцій у фільтрі – дві. Розміри однієї секції фільтра: 5,6 х3, 0 м.
Корисна площа одного фільтра, що фільтрує, – 16,8 м2.

25 . Фільтруюча завантаження – пісок кварцовий еквівалентним діаметром 4 мм, висота шару – 1,4 м. Кількість завантажувального матеріалу на фільтр – 54 м3, об'єм гравію – 3,4 м3 (нефракціонований гравій заввишки 0,2 м).

26 . Далі очищені стічні води проходять знезараження на УФ-установці ТАК55М 5-4х2i1 (варіант із доочищенням) виробництва Wedeco.

27 . Продуктивність установки 1250 м3/год.

28 . Промивні води біотенків, швидких фільтрів, мулові води з ілоущільнювачів, фільтрат, промивні води ЦМО акумулюються у резервуарі брудної води.

29 . Мабуть, це саме колоритне місце, з побачених нами =)

30 . З резервуара води подаються на освітлення у радіальні відстійники. Служать для освітлення стічних вод внутрішньоплощадної каналізації: фільтрат та промивні води міхобезводження осаду, стоки спорожнення біотенків при регенерації, брудні промивні води швидких фільтрів доочищення, мулова ущільнювачів. Освітлені води прямують у біотенки, осад – в илоущільнювач (в аварійних ситуаціях – безпосередньо в резервуар-змішувач осаду перед ЦМО). Зберігається видалення спливаючих речовин.

31 . Їх два. Один був повний і пахнув.

32. А другий був фактично порожній.

33 . ЦУП

34 . Оператор.

35 . У принципі, у цьому все. Процес очищення завершено. Після УФ-знезараження води надходять у збірну камеру, а з неї - самопливним колектором далі до місця скидання у Воронезьке водосховище. Описаний технологічний процес повністю забезпечує виконання вимог, що пред'являються до якості очищених стічних вод, що відводяться в поверхневу водойму рибогосподарського призначення. А ця картинка нехай виконує роль групового фото на згадку про учасників екскурсії.