Продолжаем публикацию репортажей о жизни Черноголовки в рубрике «Невидимый город», и сегодня мы пройдём по одному из самых интересных городских коммунальных объектов – очистным сооружениям.

Итак, для начала немного исторических и общих фактов.

Процесс очистки сточных вод, как промышленных, так и бытовых, в том виде, в каком мы знаем его сегодня, появился не так давно – в начале XX века. До этого отходы человеческой жизнедеятельности всего лишь разбавлялись водой и сливались в водоём или грунт.

Качественно новым этапом в утилизации бытовых и промышленных сточных вод в начале прошлого века выступило изобретение биологической стадии очистки с помощью бактерий, разлагающих отходы жизнедеятельности человека. Для этого была изобретена специальная установка «аэротенк». Это резервуар, в котором сточная вода подвергается воздействию особых микроорганизмов и бактерий, получивших название «активный ил», и в результате очищается от органических соединений.

Вплоть до сегодняшнего дня процесс очистки сточных вод оставался таким же, разве только появились дополнительные стадии. Впрочем, давайте обо всем по порядку.

Задача очистных сооружений заключается в очистке сточных вод, подготовке и спуску их в водоём. Современная очистка состоит из механической стадии (удаляются нерастворимые загрязнения), биологической (в процессе жизнедеятельности бактерии и микроорганизмы уничтожают органические соединения), дезинфекции.

Отдельной острой проблемой сегодня выступает утилизация того осадка, что в результате накапливается после всех стадий очистки. Это плохо сохнущее, издающее неприятный запах вещество. Очистные сооружения нашей страны используют разные способы обезвреживания осадка – в Черноголовке применяются ленточные фильтр-прессы. Но об этом мы поговорим позже.

Давайте обратимся непосредственно к объекту нашей экскурсии – черноголовским очистным сооружениям, экскурсию по которым нам провел Александр Михайлович Фастовец, директор ФГУП «УЭ НЦЧ РАН».

Максимальная производительность черноголовских очистных сооружений, где сегодня постоянно трудятся около 70 человек, составляет 15 тысяч кубометров сточных вод в сутки. В среднем ежесуточно город производит 11 тысяч кубометров, но на очистные их поступает меньше, около 9, 5 тысяч. Остальное по пути теряется – таков сложный путь канализационных стоков. Давайте проследим его.

Каждый из нас видел металлические люки во дворах жилых домов – обычно это колодцы, работающие в самотечном режиме. Особенность их устройства состоит в том, что ближайший к дому колодец располагается с таким расчетом, чтобы образовался достаточный перепад для самостоятельного движения стоков. Это означает, что всё, что попало в канализацию, благодаря устройству колодца собирается в нём, а оттуда уже самотёком движется к магистральным системам. Существует и второй режим передвижения сточных вод – напорный. На территории нашего города располагается три так называемых кессона, собирающих самотечные линии со всего города. Кессоны достигают 15-16 метров в глубину (в отличие от магистральной системы). Это чрезвычайно сложные для строительства объекты, особенно в условиях заболоченной местности.

Отсюда с помощью насосов все собранные с города стоки движутся в принудительном режиме в главную насосную станцию. Интересно, что и здесь, и по дороге – на трех малых насосных станциях, о которых мы упомянули выше,  – происходит измельчение всего того мусора, что несёт с собой сточная вода. Однако, на главной станции производительность больше, равно как и диаметр труб – 600-800 мм. Главная насосная станция по сути является началом очистных сооружений Черноголовки. Здесь собираются стоки со всего города, более-менее крупный мусор измельчается, и дальше сточные воды в принудительном порядке по трубам большого диаметра доставляются на очистные сооружения.

Важный момент: функционирующая в современной Черноголовке канализационная система была построена в советские времена. Сегодня такой объект потребовал бы миллионных вложений.

Зайдём на территорию очистных сооружений – удивительный по компактности, аккуратности и чистоте участок. Несколько кирпичных зданий (видно, что отстроены недавно, чистенькие и красивые), небольшой комплекс открытых бассейнов, круглых и прямоугольных, где движется поток мутной воды, что-то без остановки бурлит и шумит, а между всем этим – ярко-зелёные квадраты газона и ухоженные дорожки.

Первым делом мы входим в самое «грязное» здание – здание первичной механической очистки стоков. Как раз в это помещение через главную насосную станцию и приходят сточные воды со всего города.

Механическая очистка происходит непосредственно с помощью двух специальных установок Rotamat производительностью по 7, 5 тысяч кубометров в сутки каждая.

Традиционно на этой стадии использовались и зачастую продолжают использоваться решетки с отверстиями малого размера, но этот способ считается устаревшим и малоэффективным. Вот почему работники черноголовских очистных так гордятся этими установками для механической очистки воды.

Итак, на этой стадии из стоков устраняется разнообразный мелкий мусор, в том числе песок. По подсчетам работников, в сутки установкой может быть отфильтровано до 6 кубометров песка, а в дождливую погоду и того больше. Это здание было построено в 2005-м году. Для его запуска пришлось переориентировать целую систему труб, не доходившую до места постройки.

Отсюда очищенные от песка и мелкого мусора стоки сливаются в первичные отстойники – так называемые «анаэробы», представляющие собой бетонные цистерны пятиметровой глубины.

Раньше они служили первичными отстойниками механической очистки, вода здесь просто отстаивалась. После реконструкции, проведённой несколько лет назад, были встроены мешалки – для подготовки стоков к следующей стадии.

Кроме того, здесь происходит основная борьба с бытовой химией, что попадает в стоки. Главным образом, это моющие средства (представьте, сколько всего мы используем в обыденной жизни – от стирального порошка и чистящих средств до разнообразных гелей и шампуней).

Далее сточные воды попадают в сердце очистных сооружений – аэротенки, длинные прямоугольные бассейны.

Если остальные стадии очистки считаются дополнительными, то проход стоков через аэротенки – обязателен. Это аэробная стадия, где бактерии и микроорганизмы (активный ил) в процессе своей жизнедеятельности очищают воду от органических веществ, в том числе от соединений азота и фосфора.

Особенность этой стадии очистки состоит в капризности активного ила. Для жизни ему необходим кислород, то есть достаточный уровень аэрации. Его обеспечивают две насосные установки (по 75 киловатт каждая), нагнетающие воздух. Здесь их называют воздуходувками – фактически, они должны постоянно насыщать воду кислородом. При недостаточном уровне аэрации активный ил уже в течение 2 суток может безвозвратно погибнуть, и на его восстановление потребуются месяцы работы. 

Идём дальше. После прохождения аэротенков стоки попадают во вторичные отстойники – очередные глубокие бетонные ванны.

Вода здесь уже относительно чистая: пить ее, конечно, нельзя, это техническая вода, даже не речная. Эту воду можно слить в реку, но купаться в ней нежелательно. В этих отстойниках установлены илососы – устройства для очистки воды от ила. Их движение осуществляется по кругу с помощью рельсов, располагающихся на краю цистерны.

Илососы не только собирают осадок в насосную камеру, но и доставляют его в здание, где происходит один из самых интересных процессов – механическое обезвоживание осадка.

Тут нам придётся сделать небольшое отступление. Дело в том, что эта стадия редка даже для очистных сооружений больших городов в силу дороговизны в установке и обслуживании оборудования. Что касается Черноголовки, раньше мокрый ил (влажность 96—98%) с помощью насосной установки доставлялся на так называемые поля орошения. Это участки земли, предназначенные специально для отстоя осадка, они располагаются на поле за очистными. Фактически ил просто утрамбовывался и оседал в грунт – на протяжении десятилетий! Сегодня четверть полей орошения в Черноголовке уже освобождена это этого богатства – как раз благодаря введению процесса обезвоживания осадков.

Происходит обезвоживание вот на этих южно-корейских ленточных фильтр-прессах. Сначала осадок проходит через илоуплотнители, а затем попадает в пресс-фильтры, где теряет больше половины своей влаги под действием пресса.

Вот это и есть обезвоженный ил. Или, как его здесь называют, кек. По расчетам, ежедневно нашим городом производится не менее, а то и более 6 тонн кека. Это три огромные телеги, которые трактор вывозит на поля орошения.

Консистенция у кека чрезвычайно интересная. Первое, что приходит на ум, – сравнение с молотой резиной. Это вещество бесформенно, при передвижении колышется, словно желе. Оно не уплотняется под собственным весом, более того,  никогда не уплотнится до твердого состояния, и на полях орошения даже в сильные морозы в нем можно будет увязнуть.

Вообще проблема утилизации осадка является сегодня одной из самых острых для очистных сооружений в нашей стране. Есть несколько вариантов: от захоронения и утрамбовки карьеров до сжигания. Но в масштабе всей страны этот вопрос пока ещё не решён окончательно. Главным образом из-за дороговизны процесса. Конечно, удобным для всех решением стало бы изобретение универсального удобрения на основе кека (из-за необычного состава на законодательном уровне пока не регламентировано, в каком режиме можно использовать кек в сельском хозяйстве). Но вот тот замечательный газон, который мы видели, произрастает как раз на 30-сантиметровом слое обезвоженного ила. Так что у этого удивительного кека впереди большое будущее.

Но давайте вернёмся к нашим стокам, которые мы оставили на стадии вторичных отстойников, где из воды удаляется ил. Отсюда сточная вода попадает в отдельно стоящее здание, где подвергается ультрафиолетовому облучению (УФО). Так уничтожаются бактерии.

Раньше вместо стадии УФО для обеззараживания стоков применяли контактный резервуар, где просто очищали воду с помощью хлорки. Но из-за токсичности этого вещества со временем для обеззараживания стали применять более безопасные методы очистки. Вот и в Черноголовке этот примитивный метод теперь заменило УФО, а резервуар, наполненный водой, стал домом для самых обычных карасей.

После ультрафиолетового облучения вода достигнет состояния, когда её уже можно будет без опасения слить в водоём. В нашем случае – в речку Загребку. Но сначала она должна пройти обработку вот такими сложными ультрафиолетовыми лампами, тоже южнокорейскими.

Лоток, по которому движется поток воды, абсолютно уникален. Двенадцатиметровая бетонная ванна залита таким образом, что погрешность сужения расстояния между стенками составляет всего 5 мм на всей длине. Лоток должен быть таким ровным из-за капризности установки, эффективность работы которой падает при малейшем сдвиге. И лампы должны омываться водой строго определенным образом.

На этом путешествие сточной воды по очистным сооружениям заканчивается (отсюда она сливается в Загребку), а наше с вами – нет. Ведь мы еще не посетили лабораторию.

Как в любой лаборатории, здесь все чрезвычайно интересно: мойка приборов, сушильный шкаф, дистиллятор, весы – обычные и особой точности (до четвертого знака). Как вы догадались, здесь проводятся анализы. Так, например, мы узнали, что кислотность, то есть водородный показатель воды (pH) в Черноголовке составляет порядка 7 единиц, что для питьевой воды хорошо.

Всего здесь работает 3 человека, и в их обязанности входит проведение разнообразных ежедневных анализов стоков: объема ила в воде, химического и биологического потребления кислорода и многого другого, что необходимо для нормального функционирования очистных сооружений на разных стадиях очистки. Проводят здесь и еженедельные анализы на определение показателей содержания в воде нитратов, фосфатов, железа.

Вот теперь, пожалуй, наше путешествие окончено. Надеемся, мы сумели вызвать у вас не только любопытство, но и уважение к нелегкому труду всех, кто работает на этом необычном объекте!

Благодарим за увлекательную экскурсию Александра Михайловича Фастовца, директора ФГУП «УЭ НЦЧ РАН», а также всех, благодаря кому очистные сооружения Черноголовки успешно работают.

Экономьте моющие средства!

Текст – Лиза Пашинина
Фотографии – Роман Шмидт
Видео – Владимир Соловьев