Статьи по видам промышленности

50001.pro

Тэги

интервью   проекты ЮНИДО   ЕврАзЭс   промышленное развитие   экология   энергоэффективность   зеленое строительство   зеленые стандарты   качество жизни   сертификация   передача технологий   гидропоника   ГХФУ   ХФУ   R22   озоновые дыры   монреальский протокол   киотский протокол   общественное обсуждение   профессиональное образование   аммиак   промышленность   углерод   глобальное потепление   парниковый эффект   технологии   очистка воды   сточные воды   химический лизинг   зарубежный опыт   энергоаудит   альтернативные источники энергии   биоэнергетика   ветроэнергетика   гидроэнергетика   водородная энергетика   ГЭФ   переработка мусора   саморегулируемые организации   тепловые насосы   нормативы и правила   природный газ   биоразнообразие   инвестиции   возобновляемые источники энергии   гранты   частное партнерство   озоновый слой   землепользование   мировой океан   рыболовство   конференции   социальная ответственность   морские перевозки   энергоменеджмент   уран   ядерная энергетика   озоноразрушающие вещества   биотопливо   законопроекты   налоговые льготы   промышленная интеграция стран   международное сотрудничество   энергосбережение   автоматизация зданий   АЭС   благотворительность  

НЕВСКАЯ ВОДА: обходной путь в Финский залив или о водоснабжении и канализовании Санкт-Петербурга


Генеральной Ассамблеей ООН 2005–2015 годы провозглашены Международным десятилетием действий «Вода для жизни». От этой декады ООН ожидает практических действий по консолидации усилий национальной и международной экологической общественности, специализированных предприятий — операторов отрасли водоснабжения и канализования на конструктивное решение экологических проблем, справедливый доступ к питьевой воде, эффективную санитарную обработку стоков через инновационные подходы и научно-технический прогресс. Дополнительно к этому 28 июля 2010 года Генеральной Ассамблеей ООН принята резолюция, закрепляющая право человека на чистую питьевую воду и санитарию. Резолюция Генассамблеи ООН призывает правительства и международные организации активизировать усилия по обеспечению каждого человека чистой питьевой водой, выделяя финансовые средства и передавая развивающимся странам соответствующие технологии.

В мае прошлого года ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» посетил генеральный директор ЮНИДО госп. Кандэ К. Юмкелла. Итогом визита стала принципиальная договоренность о развитии долгосрочного сотрудничества и выстраивании партнерских отношений между ЮНИДО и Водоканалом. Одно из ближайших совместных мероприятий — это подготовка и участие в 4 м Невском международном экологическом конгрессе, в котором ЮНИДО является официальным партнером. На базе Водоканала состоится тематический круглый стол и пройдет специализированное совещание представителей национальных центров чистого производства ЮНИДО из 12 стран, участвующих в проекте ЮНИДО «Химический лизинг».

ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» включился в работу по международному проекту ЮНИДО Химический лизинг (снижение химической нагрузки на окружающую среду) в 2007 году. Этот проект ведет в России с 2005 года Северо-Западный международный центр чистых производств. В 2008 году на базе Южной водопроводной станции Водоканала в рамках данного проекта началась отработка бизнес-модели химического лизинга, связанной с удалением ядовитого жидкого хлора из технологической цепи обеззараживания воды и переходом на безопасный гипохлорит натрия собственного производства. В 2009 году данный пилотный проект был представлен Центром на конкурс Глобальной премии, учрежденной ЮНИДО и Правительством Австрии. И в марте 2010 года Водоканал стал лауреатом Глобальной премии по химическому лизингу. К очередному конкурсу 2011 года предполагается подготовить новый проект Водоканала по химическому лизингу, связанный со снижением эвтрофикации водных объектов (доочисткой сточных вод от биогенов на основе фосфора и азота).

Средний житель крупного города редко задумывается о том, откуда берется и какую обработку проходит самая обыкновенная, привычная вода из водопровода. Еще меньше он думает о том, что происходит с этой водой после того, как она переходит из водопроводных труб в канализационные. Между тем обеспечить мегаполис питьевой водой непросто и еще сложнее очистить сточные воды. Мы расскажем о том, как это происходит, на примере новейших сооружений Водоканала Санкт-Петербурга: нового блока водоподготовки на Южной водопроводной станции и Юго-Западных очистных сооружений.

Невская вода и очищенная вода. Сравните!

Невская вода и очищенная вода. Сравните!

До 1978 года Санкт-Петербург не имел канализационных очистных сооружений. Все отходы сбрасывались прямиком в окружающие город водоемы, в первую очередь в реку Неву и в Финский залив. Нева — очень полноводная река, и тогда считалось, что она в состоянии сама справиться со всей грязью. Но со временем выяснилось, что такое не под силу даже Неве.

Кстати, именно Нева является основным источником питьевой воды для Санкт-Петербурга. В это непросто поверить, ведь в Неве вода мутная и грязная, а из крана течет прозрачная. Жители считают, что вода появляется из подземных горизонтов, ну или просто «откуда-нибудь». Менее же всего они склонны задумываться о судьбе использованной ими воды.

Южная водопроводная станция функционирует с 1933 года и обеспечивает водой южные районы: Московский, Фрунзенский, Красносельский, левобережную часть Невского, Кировский, Пушкинский, Петродворцовый. Когда строились первые сооружения станции, народа в городе было меньше, Нева была чище, а требования к воде не были такими высокими, как сейчас. Соответственно, первые возведенные блоки предусматривали лишь самую простую водоподготовку, так называемую одноступенчатую: вода проходила сквозь фильтры, хлорировалась и отправлялась к потребителю. Тем проще оценить, насколько все изменилось сейчас.

Вода, которой промывают фильтры, теперь снова идет в процесс. Раньше ее просто сбрасывали Мутномер – важный прибор контроля качества очистки

В цехах шестого блока всегда чисто

В цехах шестого блока всегда чисто

Самый новый, шестой блок станции производительностью 350 000 кубометров в сутки, введенный в действие в начале 2011 года, построен с учетом всех современных концепций развития мегаполисов, в том числе с учетом требований по энергоэффективности и экологии. Путь воды начинается с водозабора, расположенного у нового вантового моста на глубине 12 м. Технологии очистки воды позволяют справиться с практически любыми загрязнениями, однако качество воды на входе все равно необходимо постоянно контролировать. Для этой цели, наряду с традиционными лабораторными методами, применяются и нетрадиционные — «в штате» Водоканала есть несколько десятков раков и рыб, задействованных в системе биомониторинга. Их состояние — лучший показатель качества воды: если в Неву попадут токсичные вещества, раки моментально подадут сигнал — их сердце начнет биться быстрее. Такой точности и оперативности вряд ли можно добиться только анализами проб воды. Кстати, биомониторинг применяется не только для контроля качества воды на входе в станцию, но и, к примеру, для контроля чистоты дымовых газов, образующихся при сжигании осадка, — но об этом позже.

Центрифуга для обезвоживания осадка. Осадок превращается в компонент для стройматериалов

Центрифуга для обезвоживания осадка. Осадок превращается в компонент для стройматериалов

Прошедшая «живой контроль» вода попадает в блок предварительного озонирования, где насыщается озоном. После этого вода смешивается с первым химическим реагентом — коагулянтом, солью алюминия, которая связывает загрязнения и образует хлопья. В следующей камере в воду добавляется флокулянт, задача которого — сделать образовавшиеся хлопья более крупными, следовательно, легче удаляемыми из воды. Что и происходит в следующем блоке, в отстойнике-осветлителе, откуда вода направляется на фильтрацию. Фильтр — большая камера, нижняя часть которой заполнена гранулированным активированным углем и песком. Этот этап — финальный в борьбе с мутностью воды, которая в процессе очистки уменьшается более чем втрое, а иногда и больше, если на входе вода грязнее обычного.

Однако прозрачная вода еще не стала чистой с точки зрения потребителя, ей необходимо обеззараживание. И тут Водоканал Санкт-Петербурга шагает впереди всей остальной страны: если Москва только готовится к переходу на гипохлорит натрия, то в Петербурге последний баллон с жидким хлором был торжественно вывезен с территории водопроводных станций еще в 2009 году, и теперь в процессе обеззараживания применяется современный реагент — гипохлорит натрия NaOCl, который столь же эффективен, как и хлор, но при этом абсолютно безопасен с точки зрения хранения и транспортировки (см. «ЮНИДО в России» № 1). Производство раствора гипохлорита натрия налажено прямо на месте. А чтобы обеспечить более длительный обеззараживающий эффект и одновременно избежать образования хлорорганических соединений, в воду добавляется еще один реагент — сульфат аммония (NH4)2SO4. После этого следует этап обработки ультрафиолетом — и вода, еще недавно бывшая частью полноводной реки, подается в краны.

Вода очищена, а вот куда девать все, что образовалось в процессе ее очистки? Ведь коагулянт и флокулянт к потребителю не ушли, да и фильтры необходимо регулярно промывать от всего того, что на них остается. Раньше промывная вода просто сбрасывалась в ту же Неву. На новом блоке промывная вода очищается — и снова отправляется в работу. А образовавшийся осадок идет в центрифуги, где обезвоживается и превращается в сырье для производства стройматериалов. Водоканал сейчас как раз изучает вопросы реализации такого условно-бесплатного материала. Бесплатным его можно назвать потому, что он образуется фактически из отходов, которые раньше просто выбрасывались обратно в реку, а термин «условно» означает, что оборудование для обеспечения данного техпроцесса обошлось недешево.

Мешалка помогает коагулянту и флокулянту распространиться по объему воды

Мешалка помогает коагулянту и флокулянту распространиться по объему воды

Вообще, оборудование шестого блока ЮВС — тема отдельного разговора. На станции применяются только самые современные насосы известных марок, чья надежность и энергоэффективность — выше всяких похвал. В основном представлены знаменитые европейские бренды, а вот отечественного оборудования, к сожалению, очень мало. Весь технологический процесс выстроен таким образом, чтобы минимизировать энергозатраты, а также исключить сбои в процессе производства чистой воды. Уровень автоматизации заслуживает уважения: мы были на станции в период пуско-наладки, который обычно требует больше сил, чем штатная эксплуатация, но даже пусконаладка четырех технологических линий обеспечивалась силами двух десятков человек (и это во всех сменах!), затем людей понадобится еще меньше. Датчики отслеживают все возможные параметры, включая мутность воды на входе и на выходе. К сожалению, в день нашего визита система диспетчеризации еще не функционировала в полной мере, но даже по тому, что мы видели, можно сделать определенные выводы — с центрального пульта SCADA-системы оператор сможет следить буквально за всем, включая наличие персонала на рабочих местах и его отсутствие там, где ему делать нечего. Да, система контролирует даже наличие людей и своевременно предупреждает о том, что на станции появился посторонний.

Обязательно контролируется содержание хлорамина в воде Первым делом ода подвергается озонированию

Автоматизация очистных сооружений позволяет управлять всеми нужными параметрами

Автоматизация очистных сооружений позволяет управлять всеми нужными параметрами

Впрочем, произвести чистую воду мало, ее нужно доставить к потребителю. Отечественные водопроводные сети формировались давно, их вряд ли можно назвать современными, да и степень износа их такова, что без их модернизации ни о какой эффективности и думать не стоит. В Водоканале Санкт-Петербурга это понимают лучше всех, поэтому в зоне обслуживания Урицкой насосной станции, где проживает около 140 000 человек, была создана пилотная система управления водоснабжением: параметры работы сети корректируются на основании показаний датчиков в контрольных (диктующих) точках. Это позволяет избежать избыточного напора, сократить число аварий на сетях, а также оптимизировать расход энергии. Кроме того, в зоне обслуживания этой станции применяются счетчики с дистанционным съемом показаний, что позволяет четко контролировать расход воды и следить за водным балансом в реальном времени. Результаты впечатляют: экономия энергии 43 %, уменьшение потерь на 39 %, а числа повреждений на сетях — на треть. В ближайшей перспективе — перенос опыта Урицкой насосной станции на всю зону обслуживания Южной водопроводной станции с соответствующей модернизацией сетей, а затем — создание подобной системы на территории всего Санкт-Петербурга.

Аэротанки с активным илом, биологическая очистка стоков

Аэротанки с активным илом, биологическая очистка стоков

Пока такой сверхсовременный блок водоочистки в Петербурге один. Южная станция строилась очередями, многие объекты построены еще до войны (кстати, во время войны линия фронта проходила совсем недалеко от станции, а памятник погибшим на территории станции — не дань своеобразной моде на Великую Отечественную войну, а реальная история объекта), поэтому их реконструкция нецелесообразна, а чаще всего и вовсе невозможна. Конечно, один шестой блок не решит всех проблем водоснабжения огромного города, однако начало положено, и это весьма технологичное начало. На очереди строительство новых блоков на Северной водопроводной станции (производительностью 800 тысяч кубометров воды в сутки) и на Главной водопроводной станции (500 тысяч кубометров в сутки).

Но рано или поздно любая вода превращается в канализационные стоки. В канализационном коллекторе соединяются бытовые, промышленные и ливневые стоки. Как было упомянуто выше, до конца 70 х годов вопросом очистки сточных вод не занимались вовсе. В дальнейшем очистные сооружения появились на искусственном острове Белый, затем в поселке Ольгино. А самые современные, Юго-Западные очистные сооружения были запущены в 2005 году. Их строительство стало крупным международным экологическим проектом, для реализации которого были привлечены 15 финансовых источников, в том числе мировых финансовых институтов. И именно на этих сооружениях впервые были предусмотрены не только традиционные механическая и биологическая стадия очистки, но и глубокое удаление биогенов — азота и фосфора. Дело в том, что акватория Балтийского моря охраняется в том числе международными нормами, в частности, Хельсинкской конвенцией 1992 года, образован специальный контролирующий орган — HELCOM, Хельсинкская комиссия. Ею разработаны рекомендации по содержанию в сточных водах азота и фосфора, поскольку именно они отвечают за процесс эвтрофикации Балтийского моря (то есть цветения сине-зеленых водорослей). Новые рекомендации ХЕЛКОМ по азоту — не более 10 мг/л, по фосфору — не более 0,5 мг/л. На Юго-Западных очистных сооружениях их выполняют уже в течение нескольких лет.

Мощность очистных сооружений — 330 000 кубометров в сутки. На территории ЮЗОС работает также завод по сжиганию осадка, образующегося в процессе очистки стоков (это один из трех подобных заводов, построенных петербургским Водоканалом).

Смотровое окно печи для сжигания осадка позволяет наблюдать за процессом

Смотровое окно печи для сжигания осадка позволяет наблюдать за процессом

Несколько слов о биологической очистке. Она происходит в аэротенках — емкостных сооружениях, куда подается сточная вода, воздух и активный ил. Активный ил — это биоценоз простейших микроорганизмов, которые в процессе своей жизнедеятельности обеспечивают очистку стоков. Воздух нужен для дыхания ила, а загрязнения сточной воды — его пища. Ил — это живые организмы, которым надо создать нормальные условия для жизни и «работы», поэтому за процессом ведется постоянный контроль с помощью современных приборов.

Для получения стабильных показателей по удалению фосфора на ЮЗОС внедрен химический метод с применением железосодержащего реагента. Очищенные воды перед сбросом в Финский залив проходят обеззараживание ультрафиолетовым излучением.

Две самые интересные части Юго-Западных очистных сооружений — цех механической очистки и завод по сжиганию осадка. Цех механической очистки ярко иллюстрирует основную проблему всей нашей системы канализования. В нем расположен музей с романтичным названием «Наши приплываши», где собраны все самые интересные экспонаты, которые удается снять с решеток. Сказать: «Чего там только нет!» — не сказать ничего. Если объяснить попадание в канализацию мобильного телефона еще возможно, то как попадают туда относительно крупные заполненные воздухом детские игрушки из легкой пластмассы, куски автомобильных номеров и ложки с вилками непонятно. Тем не менее все это не выдумка специалистов ЮЗОС. Они неохотно признаются: да, у нас весьма совершенный очистной комплекс, но даже он не в состоянии порой справиться с человеческой глупостью и безответственностью. К сожалению, некоторые люди считают канализацию своего рода мусоропроводом. Сотрудники ЮЗОС настаивают на просветительной работе с малых лет, но кому ж интересно слушать лекции про обращение с унитазом…

Огромный куб, в котором происходит очистка дыма Такими стоки поступают на станцию. Выходят – прозрачными!
Музей «Наши приплываши». Чего только не встретишь в канализации!

Музей «Наши приплываши». Чего только не встретишь в канализации!

В процессе очистки сточных вод образуется осадок — квинтэссенция той грязи, которая содержится в сточных водах. Его утилизация долгие годы являлась огромной проблемой. Осадок вывозили на специальные полигоны на окраинах города — и площадь этих полигонов приходилось постоянно расширять. Выход был найден в строительстве заводов по сжиганию осадка. Первый такой завод появился в 1997 году на Центральной станции аэрации на острове Белый, а в 2007 году к нему добавились еще два — на Северной станции аэрации в Ольгине и на Юго-Западных очистных сооружениях. Осадок сжигается в специальных печах, и образующееся в процессе сжигания тепло Водоканал использует для собственных нужд, а частично преобразует в электроэнергию.

Что касается дымовых газов — они подвергаются тщательной очистке. Состав дымовых газов жестко контролируется, а с недавнего времени у высокоточной аппаратуры появились помощники — африканские улитки. Они дышат смесью дымовых газов и воздуха тем самым создается атмосфера территории, прилегающей к заводу. К их раковинам прикреплены оптоволоконные датчики сердцебиения и поведения (двигательной активности), благодаря которым с помощью специального программного обеспечения система в автоматическом режиме оценивает функциональное состояние животных, то есть их «самочувствие». Эта система может реагировать не только на резкие и значительные по величине изменения степени биологической опасности загрязненного воздуха. Она также контролирует накопление возможного негативного влияния на здоровье улиток, которое связано с хроническим токсическим воздействием загрязняющих веществ, выбрасываемых с дымовыми газами.

Хотя заводы позволяют весьма эффективно справиться с утилизацией осадка, в петербургском Водоканале сейчас рассматривают варианты повышения «энергетического эффекта» от переработки осадка. Речь идет о том, чтобы ввести дополнительную стадию — на пути к сжиганию, где в процессе сбраживания осадка вырабатывался бы биогаз. Который, в свою очередь, стал бы сырьем для выработки электроэнергии. В результате, считают в Водоканале, удастся обеспечить большую часть энергопотребностей канализационных очистных сооружений энергоресурсами собственного производства.

Статью подготовил Сергей Бучин

Правила использования статей

© 2010 - 2017, Вестник «ЮНИДО в России». Все права защищены.