Библиографическое описание:

Абрамова Е. А., Киричук А. Ю., Киричук И. Ю. Система работы Курьяновских очистных сооружений // Молодой ученый. — 2016. — №8. — С. 463-468.



В статье представлен материал о системе работы Курьяновских очистных сооружениях города Москвы; об этапах их реконструкции.

Ключевые слова: очистные сооружения, сточные воды.

Ежегодно наблюдается увеличение количества потребляемой чистой воды в хозяйстве страны. Больше половины объёма воды возвращается в водные объекты в виде загрязнённых сточных вод. В крупных городах сточные воды в основном подвергаются очистке, в населённых пунктах с неразвитой инфраструктурой жилищно-коммунального хозяйства из-за недостаточной обеспеченности централизованными системами водоотведения очищается лишь малый процент использованной воды или система очистки отсутствует вообще. В результате сброса неочищенных сточных вод происходит загрязнение водоёмов, приводящее к их деградации, к снижению потенциала водоёма в регулировании химического состава и физико-химических условий поддержания устойчивости водной среды.

Антропогенная нагрузка на поверхностные воды может быть снижена только за счёт соблюдения требований нормативов по предельно допустимым концентрациям загрязняющих веществ в сточных водах при их поступлении в водоёмы. В нашей стране разработаны нормы предельно-допустимых концентраций по внесению веществ в окружающую среду, которые требуют использования дорогостоящих технологических схем очистки воды.

Важной природоохранной отраслью является жилищно-коммунальное хозяйство, которое обеспечивает экологическую безопасность населения в местах проживания. Для комфортного проживания населения, снижения эпидемиологической опасности и оздоровления городской среды необходимо чтобы работа коммунального хозяйства соответствовала современным нормам и требованиям качества.

Москва является крупнейшим городом Российской Федерации с числом жителей 12 млн. человек [10]. В связи с постоянным ростом численности населения в городе стоит острая проблема с водоотведением и очисткой сточных вод. Сточные воды от жилых застроек и промышленных предприятий самотеком поступают по внутренним и дворовым сетям в городские канализационные сети диаметром от 125 до 600 мм и коллектора — от 700 до 4500 мм, благодаря соблюдению необходимого уклона и глубины заложения сети. Канализационная сеть города Москвы — это система трубопроводов, коллекторов, каналов и сооружений, которые предназначены для сбора и перекачки сточных вод на городские очистные сооружения.

Путь поступления сточных вод на очистные сооружения достаточно продолжителен. Общая протяженность канализационной сети города Москвы на сегодняшний день составляет 7916,9 км, в том числе самотечной — 7134,4 км, напорной — 782,4 км. В тех местах, где невозможно обеспечить самотечное продвижение сточных вод, установлены насосные станции, обеспечивающие дальнейшую напорную подачу сточных вод. В связи с увеличивающейся городской застройкой протяженность сетей постоянно увеличивается, в среднем до 50 км в год. Так, за 9 месяцев 2015 года было принято в эксплуатацию 22,9 км канализационной сети [1].

Главные требования, предъявляемые к канализационной сети города — надежность, долговечность и экологическая безопасность. Условия современного мегаполиса требуют повышения качества очистки сточных вод на московских очистных сооружениях. Основным предприятием, осуществляющим сбор и очистку канализационных сточных вод, является «Мосводоканал». Специалистами АО «Мосводоканал» постоянно проводятся мероприятия по поиску, разработке и внедрению современных технологий.

Городская система канализации Москвы включает Курьяновские, Люберецкие, Южнобутовские и Зеленоградские очистные сооружения (рис. 1, 2).

C:\Users\Alla\Desktop\region_moscow.png

Рис. 1. Карта-схема расположения очистных сооружений в черте г. Москвы [2]

Все хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды, поступая на них, проходят серьезную очистку, что должно исключать сброс неочищенных сточных вод в природные водоемы [9]. Но, иногда, из-за технического состояния и износа систем водоснабжения и водоотведения, происходят прорывы, отключения и аварии, что приводит к потерям и перебоям в водоснабжении, загрязнениям природной среды и нарушениям санитарного состояния города.

Из всех вышеперечисленных Курьяновские очистные сооружения (КОС) — старейшие и крупнейшие в Москве. Проектирование КОС производилось с 1936 по 1938 годы с изначальной производительностью 500 тыс. м³/сут. В 1939 году были начаты подготовительные работы, прерванные Великой Отечественной войной. После войны, в 1947 году строительство станции продолжилось.

18 декабря 1950 года заработали первые сооружения механической очистки пропускной способностью 250 тыс. м³ в сутки, а в 1952 г. — биологические сооружения.

Рис. 2. Производительность очистных сооружений г. Москвы (тыс. м³/сут.) [2]

Курьяновские очистные сооружения состоят из трех блоков: старый блок 1950 г. постройки (с проектной производительностью 1,0 млн. м3 в сутки) и два блока Ново-Курьяновских очистных сооружений 1971 г. (1 млн. м3 в сутки) и 1978 г. (1 млн. м3 в сутки) годов постройки (НКОС-1 и НКОС-2). В те времена сооружения располагались на юго-востоке города, на берегу реки Москвы, далеко за пределами города, среди полей и промышленных предприятий, а сейчас оказались внутри города, окруженные жилыми районами Марьино, Нагатино, Сабурово и Печатники[1].

Курьяновские очистные сооружения обеспечивают прием и очистку хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод северо-западного, западного, южного, юго-восточного районов Москвы (60 % территории города), а также из населенных пунктов, расположенных на территории Троицкого и Новомосковского округов и Подмосковья.

До недавнего времени КОС работали по устаревшим технологиям и на оборудовании, которому более полувека, а это уже не позволяло выполнять современные жесткие требования к качеству очищенных сточных вод в соответствии с СанПиН 3.2.3215–14, СанПиН 2.1.5.980–00 [3;5].

В 2011 году началась масштабная поэтапная реконструкция КОС. Ее основные задачи:

– добиться удаления из воды соединений азота и фосфора (повышенное содержание азота и фосфора способствует размножению фитопланктона, процессу «зацветания» водоема, что приводит к подавлению численности и гибели его обитателей);

– обеззараживание воды, обеспечивающее очистку воды от бактерий и паразитов, опасных для человека и животных;

– удаление дурнопахнущих выбросов, на которые не перестают поступать жалобы от жителей [7;8].

С 2011 года по 2014 год произведена полная реконструкция первого блока Ново-Курьяновских очистных сооружений (НКОС-1). Здесь были проведены работы по восстановлению бетонных конструкций блока (аэротенков, каналов, отстойников), установлено современное технологическое оборудование: илоскрёбы, илососы, аэрационные системы, погружные насосы и мешалки, турбовоздуходувные машины. Мощность блока в результате составила 600 тысяч кубических метров сточных вод в сутки. В результате ввода в эксплуатацию НКОС-1 было достигнуто снижение сброса в Москву-реку биогенных соединений азота и фосфора.

В 2015 году начата реконструкция 2-го блока НКОС. Пуск в эксплуатацию НКОС-2 планируется в 2018 году. В соответствии с постановлением Правительства Москвы от 14 марта 2006 г. № 176-ПП «О развитии систем водоснабжения и канализации города Москвы на период до 2020 года» реконструкция старой станции КОС. станет завершающим этапом в 2020 году [4].

Этапы очистки сточных вод на реконструированном первом блоке Курьяновских очистных сооружений заключаются в следующем (рис. 3).

Процесс очистки начинается с приемно-распределительной камеры, ее поверхность сейчас перекрыта оргстеклом. Это сделали в процессе недавней модернизации, чтобы избавиться от запаха, который на всю округу распространяла распределительная камера. Из нее поток нечистот направляется в НКОС-1 и НКОС-2. Но сейчас все идет в первый блок, так как. второй закрыт на реконструкцию.

Со сточными водами на КОС поступает большое количество различных видов отбросов: предметы быта горожан, отбросы пищевых производств, пластиковая тара и полиэтиленовые пакеты, а также строительный и прочий мусор. Для их удаления используются механизированные решетки — конвейер, закрепленный в потоке воды. Лента конвейера, состоящая из металлических пластин с отверстиями 6 мм, вращается так, что попавшийся мусор поднимается вверх, иначе решетка очень быстро бы забилась. Вверху мусор автоматическим скребком счищается на резиновую двигающуюся ленту. Неприятного запаха в здании решеток нет: хорошо работает вытяжка с фильтрами и запахоуловителями.

C:\Users\Alla\Desktop\рисунки Экология\1ноп.jpg

Рис. 3. Схема прохождения сточных вод в процессе очистки [2]: 1 – Приемная камера, 2 – Здание решеток, 3 – Песколовки, 4 – Главный машинный зал, 5 – Первичные отстойники, 6 – Аэротенки, 7 – Вторичные отстойники, 8 – Отводящий канал, 9 – Станция УФ обеззараживания, 10 – Цех доочистки, 11 – Илоуплотнители, 12 – Метантенки, 13 – Осадкоуплотнители, 14 – Фильтр-прессы, 15 – Песковые площадки, 16 – Мини-ТЭС

Затем, сточные воды проходят через песколовки — сооружения, служащие для удаления минеральных примесей. В поступающей воде могут содержаться песок, глинистые частицы, растворы минеральных солей, битое в пыль стекло. Далее, после песколовок, вода поступает на первичные отстойники, в которых оседают взвешенные в воде частицы. Всего на каждом блоке НКОС по восемь первичных отстойников открытого типа, имеющих круглую форму различного диаметра 33, 40 и 54 м.

После первичных отстойников уже отстоявшаяся вода подвергается полной биологической очистке в аэротенках. Аэротенкиоткрытые большие бассейны прямоугольной формы глубиной 4–6 м с функцией перемешивания. В них содержится специальный активный живой ил. Он состоит из различных бактерий, простейших организмов, коловраток, червей, водных грибов и дрожжей, которые перерабатывают биологические отходы. С помощью активного ила при принудительной подаче воздуха происходит биологическая очистка. Этот же самый процесс происходит и в природе,например на дне озер, но только весьма медленно. На станции очистки этот процесс требуется максимально ускорить [6]. Для этого в аэротенки подают огромное количество воздуха, закачиваемого турбовоздуходувками высокой мощности. Турбовоздуходувки потребляют большое количество электроэнергии и их непрерывная работа крайне важна. Стоит отключить подачу кислорода и перемешивание, как живой ил начнет умирать. В течение суток он полностью погибает. Если такое произойдет, то на его восстановление потребуется много месяцев, в течение которых биологическая очистка будет невозможна и все сточные воды придется сливать напрямую в реку Москву, что приведет к экологической катастрофе.

После аэротенков, биологически очищенная вода с примесью активного ила поступает на вторичные отстойники. Вторичные отстойники по конструкции подобны первичным. Их задача — отделить оседающий на дно ил с помощью постоянно перемещающегося по кругу илосгребателя. Он сгребает ил в кольцевой лоток, после чего ил откачивается по трубе насосами. Излишки воды утекают в канал по кругу отстойника, а оттуда в трубу. В процессе переработки отходов, ил активно размножается. Часть ила повторно пускают в работу в аэротенки, а излишки направляют на сбраживание в метантенки — специальные полуподземные резервуары. Там ил нагревается до 50–54 градусов и выделяет биогаз. Это достойная и возобновляемая замена природному газу. Для сокращения выбросов парниковых газов и сбережения ресурсов, а также для повышения надежности электроснабжения очистных сооружений в январе 2009 года на КОС была запущена работающая на биогазе мини-теплоэлектростанция, вырабатывающая 10 МВт электроэнергии и 8 МВт тепла. Мини-ТЭС обеспечивает электроэнергией 50 % объектов технологического оборудования КОС, что позволяет не допустить сброса неочищенных сточных вод в моменты аварий или отключения других источников электроэнергии [2].

Из вторичных отстойников практически чистая вода поступает в отводящий канал, идущий к реке Москве. Раньше очистка на этом завершалась, сточные воды города не подвергались обеззараживанию. После проведения в 1995 году оценки основных известных методов обеззараживания наиболее эффективным и не влияющим на окружающую среду и здоровье человека был признан метод обеззараживания ультрафиолетом. Он основан на необратимых повреждениях молекул ДНК и РНК микроорганизмов под воздействием ультрафиолета. Источником УФ-лучей являются лампы, заполненные смесью паров ртути и инертных газов и собранные в модули, располагающиеся в потоке обеззараживаемой жидкости, обтекающей их со всех сторон. В 2008 году началось строительство блока ультрафиолетового обеззараживания (УФО) на Курьяновских очистных сооружениях производительностью 3 млн. м3/сутки и максимальным часовым расходом 180 000 м3/час. Данная установка является крупнейшей в мире, а ее размещение — уникально. Блок УФО КОС был возведен на существующем отводном канале очищенных сточных вод в реке Москве и вписан в высотную схему движения воды. Это избавило от строительства огромной насосной станции и от затрат на перекачку.

Новый блок был построен прямо над отводящим каналом. С 2012 г. все сточные воды на Курьяновских очистных сооружениях перед сбросом в реку подвергаются ультрафиолетовому обеззараживанию. Благодаря этому показатели бактериальной загрязненности очищенной воды КОС достигли нормативных значений СанПиН 2.1.5.980–00, что улучшило экологическое и санитарно-эпидемиологического состояния воды реки Москвы (табл. 1) [5].

В блоке имеется комната, в которой вода из отводящего канала по трубе проходит через множество датчиков, измеряющие разные параметры в реальном времени и передают их в диспетчерскую. Таким образом, осуществляется постоянный контроль качества очистки воды.

Таблица 1

Достигнутая на блоке УФО эффективность обеззараживания

Наименование показателей

До обеззараживания

После обеззараживания (среднее)

Проектное значение

СанПиН 2.1.5.980–00

Среднее

Макс.

ОКБ, общие колиформные бактерии, КОЕ/100 мл

150798

240000

216

<500

<500

ТКБ, термотолерантные колиформные бактерии, КОЕ/100 мл

119568

190000

91

<100

<100

Количество колифагов, БОЕ/100 мл

547

980

8

<100

<100

Еще одной важнейшей проблемой является устранение неприятных запахов, связанных с работой очистных сооружений. Неприятные запахи связаны с большими площадями открытых технологических сооружений, а так же с работой канализационных насосных станций, вытяжек и коллекторов [7].

Для её решения российскими инженерами была разработана уникальная конструкция — плоские плавающие перекрытия, аналогов которой нет в мире. В отличие от распространенных перекрытий купольного типа они более компактны и экономичны, плотность перекрытий намного больше, не требуется возведения дорогостоящих опор и фундаментов. Было применено перекрытие основных источников запаха — первичных отстойников сточных вод, подводящих каналов, приёмных камер, песколовок и илоуплотнителей. В общей сложности было перекрыто 123,2 тысячи квадратных метров поверхностей, в том числе 34 первичных отстойника диаметром 33, 40 и 54 метра, установлено воздухоочистное оборудование.

В результате концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе снизилась:

– по аммиаку — в 18 раз;

– по сероводороду — в 22 раза;

– по метану — в 2,3 раза [2].

Рис. 4. Динамика очистки сточных вод от биогенных элементов

Итак, по итогам реконструкции 1-го блока Ново-Курьяновских очистных сооружений можно увидеть, что значительно повысилось качество очистки сточных вод, особенно по биогенным элементам (рис. 4), было оптимизировано количество персонала очистных сооружений за счёт установки современного оборудования и автоматики, были обновлены основные конструкции, что обеспечило их надёжную работу и продлило срок службы до 50 лет. Применение способа обеззараживания с использованием ультрафиолетового излучения не только дешевле, эффективнее других методов, но и экологичнее. Реализованные мероприятия по устранению специфических запахов убрали эту проблему, помогли улучшить экологическую обстановку в прилегающих к КОС жилых районах и устранить дискомфорт почти двух миллионов москвичей.

Литература:

  1. Мосводоканал. Канализация [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http://www.mosvodokanal.ru/sewerage/
  2. Мосводоканал. Очистные сооружения [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http://www.mosvodokanal.ru/sewerage/
  3. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 22 августа 2014 г. N 50 г. Москва «Об утверждении СанПиН 3.2.3215–14 «Профилактика паразитарных болезней на территории Российской Федерации»
  4. Постановление Правительства Москвы от 14 марта 2006 г. N 176-ПП «О развитии систем водоснабжения и канализации города Москвы на период до 2020 года»
  5. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.5.980–00 «2.1.5. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 22 июня 2000 г.)
  6. Скогликов А. А. Оборудование фирмы «KSB AG» для реализации современных технологий биологической очистки сточных вод //Водоснабжение и санитарная техника. 2008 — № 3. — Часть 1. — С. 49–54.
  7. Сочалин О. И. Реконструкция Курьяновских очистных сооружений // Экология Производства. 2015. — № 6. — С.72–77.
  8. Трунов П. В., Лунин С. В., Чуев Е. В., Павлова В. Ю. Повышение эффективности биологического удаления соединений азота и фосфора на очистных сооружениях канализации //Водоснабжение и санитарная техника. 2010. -№ 9. — С.4–8.
  9. Федеральный закон Российской Федерации от 7 декабря 2011 года № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» (ст.14, п15; ст.26,27).
  10. Численность населения Российской Федерации по муниципальным образованиям на 1 января 2015 года [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/publications/catalog/afc8ea004d56a39ab251f2bafc3a6fce
Основные термины (генерируются автоматически): сточных вод, очистных сооружений, очистки сточных вод, сточные воды, очистные сооружения, Курьяновских очистных, очистных сооружениях, города Москвы, неочищенных сточных вод, Курьяновских очистных сооружений, Ново-Курьяновских очистных сооружений, Курьяновских очистных сооружениях, блока Ново-Курьяновских очистных, Курьяновские очистные сооружения, сброса неочищенных сточных, канализации города Москвы, работы Курьяновских очистных, очистных сооружений г, загрязнённых сточных вод, очисткой сточных вод.

Ключевые слова

очистные сооружения, сточные воды.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос