Водоснабжение на грани чистоты

Новости по теме

02 мая 2024 г. 11:18
В Херсонській ОВА пояснили, чи треба відновлювати Каховську ГЕС  

30 апреля 2024 г. 14:50
В Минфине разъяснили детали строительства нового водопровода после подрыва Каховской ГЭС  

10 апреля 2024 г. 10:25
На відновлення об’єктів тепло- та водопостачання Уряд виділив 176,5 млн грн  

Украинцы потребляют 80% воды из поверхностных источников (из реки Днепр и реки Днестр пьют 35 млн. человек), а 20% из подземных, тогда как в Европе основным источником водоснабжения являются подземные воды. В открытые водоемы сбрасывается колоссальное количество неочищенных сточных вод, бытовых и промышленных отходов, смываются дождем пестициды, нитраты, нитриты, соли тяжелых металлов и т.д.

Вода из этих источников поступает на станции очистки воды, где применяются реагентные и безреагентные методы водоподготовки воды. Очистка воды регламентирована приказом Госкомитета строительства, архитектуры и жилищной политики №37 от 2002 года. В документе прописаны обязательства водоснабжающих предприятий, а также промышленных предприятий по очищению стоков, а также закреплены механизмы и степень очистки вод. По общему загрязнению вода в западных регионах считается чище, чем в восточных и центральных. Качество питьевой воды считается низким в промышленных областях - Луганской, Донецкой, Херсонской, Харьковской, Одесской, Николаевской.

Попробуем разобраться, как должна происходить очистка воды, каковы принятые международные стандарты качества.

Система чистоты

Системы канализации можно разделить на два типа. Один тип - раздельная канализация - предусматривает особую систему для сбора и отвода поверхностных вод - дождя, паводка, просачивающейся грунтовой воды. Для сточных вод устроена другая система. Каждая система впадает в свои сооружения для очистки либо, если сброс идет без очистки, в свой водоем. Но чаще всего применяется второй, смешанный тип: и сточные воды, и воду с улиц и дорог собирают в общую канализационную сеть. При сильных дождях количество собирающейся с улиц воды может в 300 раз превышать объем сточных вод, поэтому приходится предусматривать ливнеотводы, предотвращающие переполнение канализационной сети.

Читайте также: Водопроводная вода: пить или не пить?

Сначала вода подвергается так называемой механической очистке, где задерживается 20-30% загрязнений. Затем – проходит стадия биологической очистки воды. Как правило, в биологической очистке используется так называемый активный ил. В специальных бассейнах на органических веществах, еще остающихся в воде, прошедшей отстойники, размножаются бактерии и другие микроскопические организмы. За несколько часов эти микроорганизмы превращают органические соединения в ил, способный осесть. В одном литре очищаемой воды содержится около 100 млн. микроорганизмов. Чтобы разложение шло быстрее, необходимы большие объемы кислорода. Поэтому очищаемую воду продувают воздухом, она перемешивается винтами или дисками, при вращении вносящими в воду кислород. После этого в отстойниках активный ил, состоящий из микроорганизмов, в основном оседает на дно, а чистая вода выпускается в водоем.

Такой очистки недостаточно для поддержания приемлемого качества воды в плотно населенных промышленных районах, а также там, где естественные водоемы особо чувствительны к загрязнениям. Там, где остатки загрязнений в сточных водах, прошедших очистные сооружения, слишком опасны для природы и человека, а процессы самоочищения в водоемах, куда эти воды сливают, не могут справиться с загрязнениями, приходится применять еще одну стадию - третью ступень очистки.

Эта ступень, химическая очистка, имеет целью прежде всего удалить из воды растворенные соединения фосфора, стимулирующие размножение водорослей. Такая очистка особенно важна, если очищенные воды должны сбрасываться в стоячий водоем (в озеро). К воде подмешивают особые химикаты, которые вызывают выпадение всех растворенных веществ, в том числе фосфатов, в осадок. В воде образуются хлопья, опускающиеся на дно и по пути захватывающие с собой всякую взвесь, которая еще осталась.

Обязательства бизнеса

Промышленные сточные воды, насколько возможно, следует отводить по общей системе канализации на городские очистные сооружения. К сожалению, часто это правило нарушается. Смешивание промышленных стоков с бытовыми часто облегчает очистку первых, так как в них обычно мало органических веществ, могущих служить пищей для микроорганизмов активного ила. Кроме того, смешивание сглаживает колебания количества и концентрации промышленных стоков (по выходным дням их меньше или совсем нет).

Однако некоторые химические вещества, содержащиеся в промышленных сточных водах, могут нарушать работу очистных сооружений. Так, кислоты или щелочи могут вредить канализационным трубам или мешать биологической очистке. Поэтому существуют предписания, ограничивающие содержание вредных веществ в промышленных стоках, поступающих в общие очистные сооружения. Например, в них не должны содержаться яды, сильные кислоты и щелочи, масла, жиры, огнеопасные жидкости. Величина рН должна быть между 6,0 и 9,5; температура промышленных стоков не должна превышать 35С.

Степень загрязненности промышленных сточных вод принято выражать в эквивалентах бытовых стоков (ЭБС). Один ЭБС - это количество органических веществ-загрязнителей, производимое одним человеком за сутки. На их окисление, как уже говорилось, за пять суток расходуется 60 г кислорода, то есть БПК5=60 г. Если промышленные стоки по содержанию вредных веществ превосходят допустимые пределы, их перед спуском в общую канализацию предварительно должны обрабатывать на заводе.

В Европе воду очень часто используют для охлаждения. Это самый простой и дешевый способ отвода тепловых излишков с электростанций. Вода, забираемая из реки, проходит через электростанцию, нагреваясь примерно на 10С, и отводится обратно в реку. Это так называемое проточное охлаждение. Если при этом речная вода слишком нагревается, перед возвратом в реку нагретую воду пропускают через градирню. Там часть воды испаряется в атмосферу, унося лишнее тепло.

Если же и этот метод не снижает температуру воды настолько, чтобы она стала безопасной для водоема, приходится прибегать к замкнутой системе водяного охлаждения. После градирни воду не возвращают в водоем, а снова направляют «на работу» к агрегатам электростанции. Возможна такая конструкция системы охлаждения, которая позволяет при необходимости переходить от проточного охлаждения к замкнутому. При замкнутой системе охлаждения все лишнее тепло отводится в атмосферу через градирню. При такой системе в градирне летом на каждые 1000 МВт мощности испаряется воды: на обычной электростанции - 0,65 куб.м./с, на атомной - 0,8 куб.м./с.

Следовательно, при испарительном охлаждении вода расходуется довольно быстро. Кроме того, поступление таких количеств воды путем испарения в атмосферу может оказать нежелательное воздействие на окружающую среду, например изменить в данном месте климат. Поэтому уже с середины 80-х годов пришлось кое-где внедрить охлаждение без испарения.

А как у них?

Финляндия

Жители Финляндии получают питьевую воду из второго по величине озера в стране через скальный тоннель длиной 120 км. На очистных сооружениях ее обрабатывают сульфатом железа, чтобы связать находящиеся в ней органические вещества. Полученный осадок удаляется с помощью песчаных фильтров. Затем воду подвергают воздействию озона для дезинфекции и улучшения вкусовых качеств, а также двуокиси углерода, чтобы повысить щелочность воды и снизить коррозию труб. Далее следуют фильтрация через слой активированного угля и обеззараживание ультрафиолетом.

Читайте также: Украинцы до сих пор фильтруют воду - опрос

Франция

В Парижской агломерации действуют три станции подготовки воды, использующие систему наземных рек и водоемов, а также скважины и подземные источники. На них воду обрабатывают озоном, пропускают через песчаные фильтры, затем вновь озонируют и очищают с помощью фильтров с гранулированным активированным углем. Для поддержания качества воды используется хлор, а для обеспечения работоспособности водопровода —ортофосфорная кислота, образующая защитную пленку внутри труб.

Австрия

Источником воды для Вены служат горные ключи на склонах Северных Альп. Лишь небольшая доля потребностей горожан удовлетворяет потребности в воде за счет скважин, остальное поставляется без помощи насосов по тоннелям и водоводам прямо с гор. Благодаря высокому качеству воды и из соображений экологического характера обработка ограничена применением в небольших объемах хлора и двуокиси хлора. Воду можно пить из-под крана.

Германия

В Берлине водоснабжение обеспечивается примерно 700 подземными скважинами. Не содержащую свободного кислорода воду подвергают аэрации, затем с помощью реагентов абсорбируют растворенные железо и марганец и проводят через песчаные фильтры. Хлорация воды в Берлине не применяется.

Япония

В Токио в середине 2000-х годов примерно 50% потребителей жаловалось на запах хлора в воде, после чего власти запустили программу модернизации сети водоснабжения, направленную на внедрение технологий, исключающих применение активных химических веществ. Ключевыми элементами системы стали озонизация и биологические фильтры из активированного угля. 

Если Вы прочитали достаточно много информации по выбору и устройству стальных водонапорных башен системы Рожновского, но мало что поняли из-за большого количества формул, ищите более простой источник, где будут описаны основные моменты по выбору ВБР в простой, понятной даже для обывателя форме.