Где очищают воду из под крана. Очистка воды на водоканалах

Где очищают воду из под крана. Очистка воды на водоканалах

Проблема чистоты воды в мегаполисах стоит острее, чем в небольших населенных пунктах. Урбанизация привела к резкому увеличению количества бытовых стоков. Для обеспечения жизнедеятельности человека в водопроводные магистрали ежедневно подаются кубокилометры питьевой воды. Понятно, что водоснабжение отдельного домовладения легко организовать с помощью шахтного колодца. В отдельных случаях поселки и города снабжаются из артезианских скважин или других естественных водоемов, но в общей массе вода забирается из искусственных водохранилищ. Да-да, именно из тез больших водоемов, где водится рыба, купаются отдыхающие, стекают атмосферные осадки, попадают бытовые и промышленные отходы.

Чтобы простая пресная вода превратилась в питьевую, она должна пройти серьезную очистку , состоящую из нескольких этапов, и только тогда, пройдя долгий путь, она потечет из крана. Возможно, недостаточно вкусная, скорее всего с различными примесями и специфическим запахом, но безопасная для здоровья. Теоретически, представители водоканалов регулярно проводят заборы и контролируют ее качество. В этой статье мы собрали информацию, как именно очищают воду и что в нее добавляют в разных городах и странах. Способы очистки отличаются, ведь в каждой части мира есть свои сложности и проблемы. Среди них: повышенные концентрации микроорганизмов, фекальные стоки, тяжелые металлы, пестициды.

Чем и как чистят воду для населения в России

Чистая питьевая вода в городских водопроводах отсутствует не только в России, но и в других странах. Приятное исключение – некоторые европейские страны, которые защищают воду конституцией. Остальным приходится довольствоваться тем, что течет из крана. Качество российской водопроводной воды способствует развитию отрасли бытовых фильтров и бутылированной воды.

Вода, забираемая из открытых водохранилищ чище, чем та, что подается из подземных резервуаров. Эта проблема затрагивает Подмосковье и часть Новой Москвы. К 2025 году планируется полная реконструкция системы водоснабжения

В Москву воду поставляют из Волги и Москвы-реки и обрабатывают на четырех станциях водоподготовки. После забора она транспортируется в регулирующий бассейн, где она проходит первый этап фильтрации. Из воды отсеивают крупные фракции мусора, растительность и рыбу. Процеженная вода отправляется в смесительную емкость для дезинфекции.

Сначала добавляют порошок активированного угля. В следующей емкости ее под высоким напором смешивают с коагулянтом полиоксихлоридом алюминия. От такой процедуры сначала смесь покрывается пеной. Добавление флоакулянта собирает пену в крупные хлопья. В ней содержатся все связанные вредные вещества. В отстойниках под собственным весом загрязнения осаждаются и убираются со дна. Повторный цикл фильтрации, проходя через песчаные и угольные фильтры.

Несколько последних лет московский водоканал начал практиковать обеззараживание и очистку питьевой воды с помощью озоносорбции. Озон получают искусственным путем. Это опасный газ, вдыхание которого приводит к летальному исходу.

После фильтрации и озонирования вода становится пригодной для питья и отвечает всем санитарно-гигиеническим нормам. К сожалению, ее нельзя сразу подавать в водопровод. Тысячи километров труб, недостаточная циркуляция и тупиковые ответвления станут отличной средой для микроорганизмов.

Мировая практика – использовать для санитарной обработки питьевой воды хлор. Он дешевый и эффективный, хотя и не безвредный. Раньше применяли жидкий хлор, поэтому сейчас переходят на его менее опасный аналог – гипохлорит натрия. На выходе из станции водоподготовки остаточные концентрации хлора в воде находится в пределах 0,8-1,2 мг/л. Превышение или занижение нормы – влечет за собой уголовную ответственность. Соблюдение технологии контролируется Роспотребнадзором.

В питерском университете Петра Великого создали электролизный агрегат, который в будущем сможет заменить хлорирование. Активный реагент феррат натрия расщепляет токсины на малотоксичные производные и уничтожает микроорганизмы, не оставляя в воде опасных остаточных продуктов

Специалисты отмечают, что специфический запах водопроводной воды должен ощущаться, если его нет, возможно, были нарушения технологии обеззараживания. Он оценивается по пятибалльной шкале. Летом запах сильнее из-за того, что высокие температуры способствуют размножению бактерий, и приходится использовать больше хлора для обработки воды.

Отношения между местным предприятием водоканала и потребителем водопроводной воды регулируются законодательно. Если из крана течет вместо питьевой воды, странная жидкость с цветом и физическими примесями, то вы имеете право подать на поставщика некачественной услуги в суд, собрав анализы и пакет документов.

Очистка воды заграницей

В разных странах практикуются разные алгоритмы водоподготовки. Главная задача – получить безопасную воду, но, например, в Японии вода должна быть еще и вкусной. Оказывается, что из японских кранов течет вода, которая вкуснее многих видов бутылированной. Этого добиваются озонированием и фильтрацией. Здесь самые строгие стандарты. Хлорирование питьевой воды в Японии обязательно, но содержание остаточного хлора составляет до 0,4 мг/л. Чтобы поддерживать концентрацию без превышения, она отслеживается и в случаи снижения препарат добавляется на насосных станциях.

Хлорированием очищается более 90% водопроводной воды во всем мире. Около сотой доли приходится на озонирование и другие методы. Недостаток альтернативных методик – нет долгосрочного обеззараживающего эффекта. Обработанная хлором вода безопасна в микробиологическом плане, но содержит в себе галогенсодержащие соединения, в основном – тригалометаны. Использование гипохлоритов только способствует их образование. Самый простой способ снизить концентрации органических веществ природного происхождения на стадиях водоподготовки предшествующих хлорированию.

Стран, которые отказались от хлорирования питьевой воды немного, а результаты противоречивые. В Германии – все хорошо, требования к водопроводной воде строже, чем к бутылированной, в Перу – случилась эпидемия холеры

Финляндия входит в топ-10 стран с самой чистой водой. Для очистки используется сульфат железа, который связывает органические вещества. Дальше вода последовательно проходит песчаные фильтры, озон, активированный уголь и ультрафиолет. Уже в распределительной системе добавляется хлорамин.

Во Франции алгоритм похож, но без ультрафиолета. Кроме того для защиты труб используется ортофосфорная кислота. Жители Австрии наслаждаются водой с минимальными количествами двуокиси хлора.

Как правило, чем более развита страна, тем жестче прописаны предельно допустимые концентрации побочных продуктов хлорирования. Они находятся в пределах 0,06-0,2 мг/л. В российской водопроводной воде ПДК в несколько раз выше.

Альтернативные методы очистки

Заменой хлорированию могут стать обработка ультрафиолетом, ультразвук и озонирование. В продаже есть стационарные установки для подготовки воды, но хлорка пока остается однозначным монополистом в сфере дезинфекции. Отказаться от нее без введения достойной антибактериальной обработки, значит поставить здоровье и жизни потребителей под угрозу.

Ультрафиолет считается самым эффективным из нехимических вариантов. Технология развивается почти четверть века, как только ученые обнаружили, что любой химический способ очистки дает вредные для человеческого организма побочные эффекты.

Пока в отечественных водопроводах со старыми трубами течет вода не совсем питьевого качества, потребителям приходится тратиться на доочистку с помощью кипячения, отстаивания и фильтрования. Это объясняет почему, растет спрос на строительство колодцев. Выбрав хорошую компанию, клиент получит более качественную воду.

Водоснабжение Москвы обеспечивают четыре крупнейших станции водоподготовки: Северная, Восточная, Западная и Рублевская. Первые две в качестве источника воды используют волжскую воду, подаваемую по каналу имени Москвы. Последние две берут воду из Москвы-реки. Производительности этих четырех станций отличаются не очень сильно. Кроме Москвы они также обеспечивают водой ряд подмосковных городов.

Сегодня речь пойдет про Рублевскую станцию водоподготовки — это старейшая в Москве станция по очистке воды, запущенная в 1903 году. В настоящее время станция обладает производительностью 1680 тысяч м 3 в сутки и питает водой западные и северо-западные части города.

Весь магистральный водопровод и канализация в Москве находятся в ведении Мосводоканала — одной из крупнейших организаций в городе. Для представления масштабов: по энергопотреблению Мосводоканал уступает лишь двум другим — РЖД и метро. Все станции водоподготовки и очистки принадлежат им. Давайте пройдемся по Рублевской станции водоподготовки.

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 и 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 прошлом отчете.

Отчет получился объемным, хотя показана только малая часть станции, а рассказано и того меньше даже из того что я знаю 🙂

Выражаю огромную признательность пресс-службе Мосводоканала за приглашение!

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.

Говорят, если не хочешь испортить себе аппетит, не стоит ходить на предприятия пищепрома и смотреть, из чего делают то, что мы едим. Чтобы увидеть, что мы пьем, и ходить никуда не надо вот она, мутная грязноватая вода равнинных водоемов. Но что с ней происходит, прежде чем она попадает к нам в кран?

От реки к реке Миллионы кубометров воды совершают ежесуточный круговорот от водозабора станции водоподготовки до финальной стадии очистки. На фото – водослив на одном из московских очистных сооружений

Олег Макаров

Чуть больше года назад житель города Портленда, столицы штата Орегон, Джошуа Ситер, будучи навеселе, помочился в водоем, который, по несчастью, оказался резервуаром с подготовленной питьевой водой. Негодник попал в объективы камер слежения, а запись с них — на телевидение. Город ужаснулся — что же мы пьем?! Чтобы погасить панику и утихомирить общественное мнение, властям пришлось слить весь резервуар объемом 30 млн литров. Чиновники решили, что так проще закрыть вопрос, нежели объяснять, что содержимое человеческого мочевого пузыря, растворенное в 8 млн галлонов чистой воды, никак себя не обнаружит — ни по вкусу, ни по цвету. Те же, кто сохранил хладнокровие и здравый смысл, и вовсе недоумевали: человеческая моча — это едва ли не самое безобидное, что может попасть в такой резервуар. В открытых водоемах хозяйничают птицы, земноводные и насекомые, и все они не только справляют в воде естественные надобности, но и погибают, а значит, разлагаются.


Фильтры для процесса, называемого ультрафильтрацией. Благодаря мельчайшим порам диаметром 0,01 мкм такие фильтры из ацетатцеллюлозных мембран способны удалять из воды даже бактерии и вирусы.

Где нам взять чистую воду?

Даже в лаборатории получить абсолютно чистую воду, не содержащую никаких растворов, невозможно, равно как невозможно получить 100%-ный вакуум. Взять ее в природе тем более неоткуда — в ней обязательно растворены какие-то минералы, присутствуют коллоидные и твердые взвеси, а также живые организмы, их останки и продукты жизнедеятельности. Вода, добываемая из артезианских скважин, обычно более минерализована, более жестка, зато относительно свободна от антропогенных загрязнений и органики. Однако если вести речь, например, о Москве, являющейся крупнейшим в стране потребителем воды (около 3,7 млн кубометров питьевой воды в сутки), то для столицы местные запасы артезианской воды невелики и совершенно не соответствуют запросам мегаполиса. Москва забирает воду из двух основных поверхностных источников — Волги (через канал им. Москвы и цепь водохранилищ) и Москвы-реки, а точнее, из водохранилищ, находящихся в верховьях реки и на ее притоках. Вазузская система водохранилищ на границе Тверской и Смоленской областей может дополнительно подпитывать как Волгу, так и москворецкий источник. Гидроузлы регулируют сток рек и не дают уходить талым водам, аккумулируя их в водохранилищах. Но что несут с собой талые воды? Нефтепродукты и продукты их сжигания, химические удобрения с полей и много других не очень полезных для здоровья следов деятельности человека в относительно густо заселенном Подмосковье. Таким образом, чтобы вся эта вода стала питьевой, ее необходимо очень серьезно чистить, причем технологии очистки должны постоянно совершенствоваться, чтобы соответствовать новым условиям.


Ульрафильтрация и озоносорбция — наиболее современные технологии, внедряемые сегодня в сфере водоподготовки. Метод озоносорбции (применяется на новых блоках рублевской и западной станций) заключается в совместном применении процессов озонированиясорбции с помощью порошкообразного или гранулированного активного угля.

На Москву работают четыре станции водоподготовки. Две из них — Северная и Восточная — заняты очисткой волжской воды, поступающей по каналу Москва-Волга, две другие — Рублевская и Западная — забирают воду, приходящую по Москве-реке. Подготовка питьевой воды давно уже не хайтек, и основные этапы этого процесса хорошо известны. Это предварительное хлорирование, реагентная обработка, отстаивание, фильтрование и обеззараживание. Но поскольку к качеству воды сегодня предъявляются новые требования, а «качество» загрязнения поверхностных вод тоже, увы, повышается, в последние годы на объектах «Мосводоканала» внедряются новые технологии удаления из питьевой воды всевозможных неприятных примесей — от тяжелых металлов до вирусов. В 2006 году на базе Западной станции водоподготовки создана Юго-Западная водопроводная станция, где современные технологии нашли свое наиболее радикальное воплощение.

Хлор в отставке

Воспользовавшись схемой водоподготовки именно на этой станции, рассмотрим вкратце, как именно грязная и мутная вода из открытых водоемов становится чистой питьевой. С самого начала забираемая с помощью насосов первого подъема вода Москвы-реки может быть подвергнута предварительному хлорированию (в случае сильного загрязнения). Уже много лет хлорирование является наиболее эффективным методом обеззараживания, избавления воды от болезнетворных бактерий. Проблема лишь в одном: жидкий хлор ядовит и является сильным окислителем. Разумеется, в тех концентрациях, которые присутствуют в подготовленной воде, никаких неприятностей от него ждать не приходится, но для обеспечения бесперебойного процесса хлорирования жидкий хлор необходимо запасать в больших количествах, и тогда он может стать серьезным поражающим фактором в случае техногенной катастрофы или теракта. Поэтому с 2009 года на московских станциях водоподготовки началось внедрение другого вещества, содержащего активный хлор, — гипохлорита натрия. Это вещество по обеззараживающему действию хлору не уступает, однако более безопасно.


Озонирование — один из главных методов очистки воды. Это историческое фото контактного бассейна, в котором происходило озонирование на Восточной водопроводной станции (Москва).

Если начальное хлорирование не требуется, вода сразу поступает в камеру предварительного озонирования. Озонирование — давно взятый на вооружение способ очистки воды. Будучи мощным окислителем, неустойчивые молекулы из трех атомов кислорода разрушают химические соединения, образующие вкус, запах и цвет воды, а также окисляют металлические примеси. Озон сам по себе работает как коагулянт, превращая часть растворенных веществ во взвеси, которые гораздо проще осадить или отфильтровать. Озонирование происходит в закрытых камерах, исключающих утечки газа. Используется кислород атмосферного воздуха, который забирают, охлаждают и иссушают, а затем пропускают через электрический разряд. Озоно-воздушная смесь вдувается в воду сквозь керамические диффузоры с мелкими отверстиями, а затем отработанный газ принудительно (с помощью катализаторов и высокой температуры) возвращается к исходному состоянию О 2 .

Прошедшая предварительное озонирование вода, конечно, еще далека от полной очистки — в ней достаточно примесей в виде коллоидных взвесей и мелкодисперсных суспензий. В специальном смесителе, состоящем из четырех последовательных бассейнов, в воду добавляют коагулянт (полиоксихлорид алюминия) — вещество, заставляющее мелкие взвеси собираться в более крупные комки. Специальные реагенты вносятся для осаждения примесей и для образования хлопьев (хлопьеобразующие химикаты носят название флокулянтов).


Схем очистки воды на Юго-Западной водопроводной станции

После этого вода поступает в отстойник, где примеси оседают, образуя так называемый контактный ил (частично он сливается в канализацию, а частично возвращается в смеситель, где способствует коагуляции). По завершении отстоя воду осветляют и отправляют в камеру повторного озонирования.

Вирус не пролезет

Терзания воды на этом отнюдь не заканчиваются. При необходимости в следующей камере в воду добавляются коагулянт и сорбент в виде порошкообразного активированного угля. Уголь вбирает в себя остатки органических веществ (например, пестицидов), вместе с которыми он будет удален из воды при последующей многослойной фильтрации. Фильтры, загруженные слоем песка (внизу) и гидроантрацита (вверху), примут на себя последние остатки твердых взвесей. На этом традиционный цикл очистки практически завершен, однако для более качественной водоподготовки к нему добавлено еще одно высокотехнологичное звено — ультрафильтрация.


В систему водоснабжения Москвы входят 15 водохранилищ с суммарным полезным объемом 2,3 млрд. м 3 . Суммарная водоотдача составляет 11 млн. м 3 /сут, что в 2,5 — 3 раза превышает нынешние потребности столицы в воде, используемой на хозяйственно-питьевые нужды.

Зал ультрафильтрации вмещает целый массив баллонообразных фильтров, расставленных блоками в четыре линии. В каждом таком пластиковом баллоне 35 500 ацетатцеллюлозных половолоконных мембран. Пористость волокон составляет 0,01 мкм, что вполне достаточно для удержания в фильтрах бактерий и вирусов. При этом даже после стольких стадий очистки вода сохраняет необходимый человеку набор растворенных в ней минеральных микроэлементов. Венчает водоподготовку финальное обеззараживание: для хлорирования вновь используется гипохлорит натрия, также добавляется аммиачная вода. Это было бы лишним (бактерии и вирусы отфильтрованы), если бы вода поступала потребителю непосредственно со станции водоподготовки, но… прежде чем вода потечет из крана в квартире, ей предстоит долгий путь по трубопроводной сети, качество которой, мягко говоря, неравномерно, и через водопроводные подстанции с резервуарами, где очень вероятно повторное проникновение вредной органики. Обработанная же реагентами вода еще долго будет сопротивляться заражению.


Сточные воды рассматриваются сегодня не только как объект очистки, но и как ресурс. Из органического осадка, отделенного от стоков, методом анаэробного брожения в метантенках получают биогаз. Эти же осадки используются в качестве компоста для удобрения почв. Из стоков добывается энергия с помощью теплонасосов.

И снова чистить!

Воду, которую забирают из водоемов для потребностей большого города, чистят дважды — когда превращают ее в питьевую и когда она сама превращается в канализационные стоки. Очисткой стоков в Москве занимаются также четыре станции, однако технология возврата влаги природе несколько отличается от водоподготовки.

Сначала стоки процеживаются через металлические решетки, в результате чего от воды отделяются твердые бытовые отходы (их увозят на полигон как обычный мусор). Затем в так называемых песколовках осаждаются твердые минеральные примеси, после чего вода идет в первичный отстойник, где на дно выпадает осадок органического происхождения. Далее в аэротенках происходит биологическая очистка сточных вод с помощью активного ила. Отработав свое, активный ил отделяется от жидкости во вторичном отстойнике. Остается процедура обеззараживания, и здесь она производится с использованием УФ-излучения (а не хлора или его производных), после чего очищенная вода сливается в реки Москворецкого бассейна. Круговорот завершен.

Скопируйте код и вставьте в свой блог:


alex-avr

Рублевская станция водоподготовки

Водоснабжение Москвы обеспечивают четыре крупнейших станции водоподготовки: Северная, Восточная, Западная и Рублевская. Первые две в качестве источника воды используют волжскую воду, подаваемую по каналу имени Москвы. Последние две берут воду из Москвы-реки. Производительности этих четырех станций отличаются не очень сильно. Кроме Москвы они также обеспечивают водой ряд подмосковных городов. Сегодня речь пойдет про Рублевскую станцию водоподготовки - это старейшая в Москве станция по очистке воды, запущенная в 1903 году. В настоящее время станция обладает производительностью 1680 тысяч м3 в сутки и питает водой западные и северо-западные части города.








Водоснабжение Москвы обеспечивают четыре крупнейших станции водоподготовки: Северная, Восточная, Западная и Рублевская. Первые две в качестве источника воды используют волжскую воду, подаваемую по каналу имени Москвы. Последние две берут воду из Москвы-реки. Производительности этих четырех станций отличаются не очень сильно. Кроме Москвы они также обеспечивают водой ряд подмосковных городов. Сегодня речь пойдет про Рублевскую станцию водоподготовки - это старейшая в Москве станция по очистке воды, запущенная в 1903 году. В настоящее время станция обладает производительностью 1680 тысяч м3 в сутки и питает водой западные и северо-западные части города.

Весь магистральный водопровод и канализация в Москве находятся в ведении Мосводоканала - одной из крупнейших организаций в городе. Для представления масштабов: по энергопотреблению Мосводоканал уступает лишь двум другим - РЖД и метро. Все станции водоподготовки и очистки принадлежат им. Давайте пройдемся по Рублевской станции водоподготовки.

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.

br />
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 прошлом отчете .

Отчет получился объемным, хотя показана только малая часть станции, а рассказано и того меньше даже из того что я знаю:)

Выражаю огромную признательность пресс-службе Мосводоканала за приглашение!

Также огромное спасибо walsk за хорошую компанию и помощь в составлении отчета!




Идея «линии жизни», которая спрятана где-то внутри человека и отмеряет отведенный ему срок, многим кажется привлекательной. Иначе почему кто-то седеет уже в 30, а кто-то ездит на велосипеде и в 90? Пока одни протягивают ладони гадалкам, а другие ходят с вопросом к кукушке, третьи уповают на достижения науки и сдают анализы на биомаркеры возраста. И хотя последний метод определения «истинного», биологического возраста кажется гораздо более достоверным, чем первые два, к толкованию его результатов стоит подходить не менее осторожно. «Чердак» рассказывает, по каким приметам сегодня ученые определяют возраст людей и как эти приметы ищут.


Новые температурные рекорды

Что происходит с климатом в европейских странах?

В конце июня в Европе - от Чехии до Испании - были зафиксированы новые тепловые рекорды. Школы были закрыты. Деревни эвакуированы. Спасатели были направлены на места лесных пожаров. Социальные службы навещали пенсионеров, пытаясь предотвратить массовые смерти от сердечных приступов и тепловых ударов.


Биоэкономика в тренде

Как производители ищут новые сырьевые материалы на биологической основе

Биоэкономика набирает обороты по всему миру: промышленность ищет новые сырьевые материалы на биологической основе. В каких же случаях целесообразно использовать возобновляемые источники? Мы выяснили, что такое биологическое сырье, из чего производят известную синюю сумку из IKEA, как компостируемый пластик позволяет восстановить урожайность в Китае, что такое упаковка из фруктозы и как биоэкономика снижает воздействие на окружающую среду.


Сейчас - велосипед, завтра - образование

Как последовательно решать глобальные проблемы

Мы остановили расширение озоновых дыр, увеличили продолжительность жизни вдвое за последние сто лет, создали эффективную систему здравоохранения, однако проблема глобального потепления не решена до сих пор. Специалист отдела инсайтов инновационного фонда Sitra при парламенте Финляндии Йенна Ляхдемяки-Пеккинен во дворе Института «Стрелка» рассказала, как не бояться негативных трендов и чем ответить им прямо сейчас. О полезных привычках и важности образования - T&P записали основные тезисы.


Newsweek (США): в результате изменения климата Сибирь к 2080 году может стать более пригодной для жизни

Каковы перспективы самого холодного района России