Как работает Бортническая станция аэрации

Мы часто рассказываем как очищается вода перед поступлением в наши краны. Сегодня же напишем о том, что с ней происходит после того, как она попала в систему канализации.

Система канализации

Сначала вода из квартир попадает во внутреннюю сточную систему, которая собирает стоки со всего дома, потом отводится в наружную канализацию. Только в Киеве она состоит из трех тысяч километров разветвленной системы трубопроводов, септиков, колодцев, насосных станций.

В целом сточные воды это:

• хозяйственно-бытовые, которые собираются преимущественно из канализаций жилых домов;
• производственные сточные воды (очистка промышленных стоков обычно производится непосредственно на производстве, поскольку их состав может быть опасен для систем централизованной очистки, а уже потом сливается в централизованную систему);
• дождевые воды, которые собирает ливневая канализация.

Далее эти стоки вместе или раздельно собираются на станциях очистки сточных вод и проходят несколько этапов очистки до состояния, которое допускает слив их в трубопровод.

Поскольку одной из самых обговариваемых в Украине является Бортническая станция, мы будем говорить именно о ней. В нее сливаются все воды Киева, Ирпеня, Вишневого, Гостомеля, Ворзеля, Бучи, Коцюбинского, Софиевской Борщаговки, а также Борисполя и Вышгорода. Состоит она из трех блоков, которые были введены в работу в 1964, 1975 и 1986 годах. Паспортная производительность 1,8, а фактическая на сегодня 0,7 - 1 млн.м³/сут.

По такому же принципу работают и остальные классические станции очистки сточных вод на территории Украины.

Почему забиваются канализации?

Сотрудники Киевского водоканала приезжают на аварийные вызовы около сорока раз в день. Чаще всего причина вызова - засорение канализации. Их не удивить одеялами, подушками, гантелями, костями и мобильными телефоны в трубах и септиках, однажды там была обнаружена даже половина автомобиля. Вы понимаете, что данные предметы довольно редко попадают в септики и трубопроводы случайно. Поэтому, когда у вас во дворе в очередной раз неприятно воняет или прорвало канализацию, поблагодарите своих соседей.

Еще одной причиной забивания труб является жир, который попадает в воду преимущественно из продуктов питания. Он налипает на стенки и образует жировые пробки. За одну плановую прочистку канализационных труб вытаскивают около двух тонн жировых отложений.

Стоит отметить, что плановая прочистка канализации производится сотрудниками водоканала два раза в году. Также на их плечи ложится решение аварийных ситуаций.

Как работают станции аэрации?

Теперь поговорим о том, что происходит с водой, которая по этой канализации добралась до этапа очистки.

Мы привыкли называть станции аэрации именно так, но на самом деле это лишь один этап огромной схемы, которая предусматривает еще ряд важных этапов.

Механическая очистка сточных вод

Это считается одной из проблем, поскольку крупные мусорные частицы попадают на последующие этапы очистки.

Обилие найденных сотрудниками Киевского водоканала вещей в канализации и в гребельном отделении станции Бортничи удивляет. Это и ушные палочки, и подгузники, шприцы, продукты питания, мобильные телефоны и даже кости животных.

Мусор, который задерживается на решетках, отжимают на специальных установках и отправляют на мусоросжигательный завод “Энергия”.

На самом деле если бы песколовки были длиннее, они бы имели более высокую эффективность и могли бы задерживать до 97% песка, а при промывке его можно было бы использовать в строительстве.

Биологическая очистка

После стадии механической очистки вода направляется в первичные отстойники. Это именно те круглые бассейны диаметром 40 метров и глубиной 4 метра, которые из своих окон могут наблюдать жители Осокорков. Примерно за 2 — 2,5 часа пока вода движется от центра отстойника к сборному лотку, из нее выпадает около 40% осадка, который откачивается на метантенки (это анаэробный процесс, происходящий с минимальным количеством воздуха). В них ил перерабатывается в биогаз, который содержит преимущественно метан. Полученный газ используется для обогрева помещений.

Вода же направляется в аэротенки, где насыщается воздухом (отсюда и название аэробная) колония микроорганизмов, которые называются активным илом, поглощают органические вещества и, соответственно, активно размножаются в благоприятной среде.

После аэротенков, где вода проводит еще 2 — 2,5 часа, активный ил оседает и направляется к иловым колодцам. На этом этапе вода по каналу длиной почти 9 км течет в Днепр, а излишек ила отправляют на иловые поля, которые являются самой проблемной частью биологической очистки сточных вод.

Эти поля представляют собой нагромождения полужидкой массы размером в 272 га и несут большую опасность. Фактически они переполнены втрое — вместо 3,5 предусмотренных, содержат 10 млн тонн иловой массы. В 2013 году произошел прорыв дамбы, который смогли быстро восстановить, предупредив экологическую катастрофу и вылив нечистот в Днепр. Раньше активный ил использовали как удобрение на полях, но в 1986 году в связи с аварией на Чернобыльской АЭС это использование запретили. Современным решением является уплотнение ила и сжигание его в специальных установках, этот проект должен быть внедрен в ближайшие годы.

Вопрос биологической очистки усложняется также выбросами фосфатов, которые усугубляют размножение активного ила. Об этом мы писали ранее.

Почему очистные сооружения так воняют?

Вы уже увидели, как происходит обработка воды. Практически каждый участок на очистных сооружениях может выделять неприятный запах, который покрывает Осокорки, Позняки и иногда Бортничи.

В 1964 году, когда Бортническая станция аэрации запускалась, она была вынесена за пределы города, но в наше время Бортничи уже входят в черту города. В этом и проблема. Ее решение кроется в усовершенствовании технологии очистки — увеличении длительности биологической обработки и снижении количества выбросов.

Основными пахнущими газами являются сероводород и меркаптаны, выделяющиеся в процессе биологического разложения примесей.

Как решают проблему в Европе?

Мы узнали, что происходит в Киеве, теперь давайте посмотрим, как выглядит система очистки сточных вод, например, в Берлине.

В нем проживает около 3,5 млн. человек, это примерно как и в Киеве. Длина канализационных сетей при этом в три раза меньше - всего 9646 километров, а вот станций больше — целых шесть. Мы кратко рассмотрим одну из них — станцию “Рулебен”, которая была запущена в 1963 году, то есть ровесница Бортничей. Ежедневно она генерирует от 8 до 15 тонн твердых отходов, в целом принцип очистки аналогичен и производится в два этапа, как и в Бортничах.

Но при этом в переработку уходят все продукты:

• песок из песколовок промывается и отправляется на строительные нужды;
• активный ил отправляется на обезвоживание и сжигание с последующим разделением на фракции и вывозом на утилизацию или последующее применение.

Что будет дальше?

Бортничи были признаны аварийным объектом еще в 1989 году, и только в 2015 году Украина подписала инвестиционную программу с Японией. Правительством был взят кредит под 0,1 % годовых на реконструкцию станции. В марте 2019 года был объявлен тендер на проведение реконструкции за деньги программы. Работы по реконструкции были начаты в конце 2019 года. В течение 6 лет они должны быть закончены.

По итогам установки системы дезодорации воздуха уровни загрязнителей должны упасть:

• сероводорода с 2,2-6,01 до 0,07-0,19 мг/м3;
• метана – с 0,3-1 до 0,01 мг/м3;
• этилмеркаптана – с 3-8,51 до 0,15-0,38 мг/м3.

Таким образом будет решена проблема неприятных запахов.

Что касается иловых полей, то планируется установка системы для его уплотнения и печей для сжигания. Это позволит не только предупредить дальнейший слив на поля, но и утилизировать накопившиеся отходы.

Также предусмотрены системы для утилизации остальных осадков: песка, органических веществ из первичного отстойника.

И главное — производительность очистных сооружений будет увеличена с 1 до 1,573 млн.м3/сутки, что обеспечит полноценное покрытие нужд города Киева и близлежащих районов Киевской области.

В этом видео описан процесс реконструкции Бортнической станции аэрации.