Каждый день в мегаполисе используют более пяти миллионов кубометров воды. А вот куда она потом девается, мы узнаем, проследив за одной каплей из водопроводной струи.
НАЧАЛО ПУТИ
Вот эта капля, чистая и прозрачная, попала на тарелку, которую мама мыла после обеда. Захватив с собой мыльный раствор с остатками пищи, капля через сливное отверстие стекла в трубу канализации. Оттуда, смешавшись с потоком грязной воды, влилась в трубу побольше. Трубы соединялись, расширялись, и наконец капля оказалась в широком подземном канале.
Так выглядит территория очистной станции с крыши метантенка. За круглыми отстойниками видны каналы аэротенков.
Вода здесь совершенно мутная. По соседству с нашей каплей в потоке движется другая, выжатая из тряпки, которой мыли пол, — она несёт пыль и песок. Рядом ещё одна, полная грязи и микробов с вымытых рук. А на поверхности плавают пластиковые бутылки, ветки, листья деревьев. К сожалению, это нерадивые дворники сбрасывают мусор в люки канализации.
Недалеко от подмосковных Люберец поток воды вышел из-под земли и попал на территорию очистной станции, которая обслуживает северные и восточные районы столицы.
ГРЯЗЬ ВИДИМАЯ
Вот и первое препятствие — грубые решётки из вертикальных металлических стержней, они расположены в нескольких сантиметрах один от другого. Крупный мусор задерживается на них и специальными скребками сбрасывается в бункер. Наша капля легко преодолела решётку. Далее вода поступает в цех тонких решёток. На них остаются плавающие предметы и твёрдые кусочки грязи размером более 5 мм.
В песколовках поперёк канала подвешены металлические стержни. Они тормозят течение, делают его более плавным.
Из цеха — вновь на открытый воздух, в песколовки. По названию понятно, что здесь вода очищается от песка. Песколовка — это обычный канал, в самом начале которого в воду опущены металлические стержни, висящие на гибких тросиках. Их задача — немного затормозить поток, сделать течение более плавным. В спокойном, без вихрей потоке песчинки под дей-ствием силы тяжести постепенно опускаются на дно.
Из песколовки поток воды отправляется в первичный отстойник. Это огромный резервуар глубиной 4 м и диаметром 40 м. Грязная вода поступает снизу в центр отстойника и медленно движется к его краям. Каждая капля добирается до стенки в среднем за два часа. Даже самой мелкой мути достаточно времени, чтобы достичь дна. Но в этом и нет особой необходимости. Отстойник сконструирован так, что в выходной лоток, проходящий вдоль стенки резервуара, через впадины в гребёнке попадает вода из верхнего слоя толщиной всего 2—3см. Она уже совсем прозрачная, или — на профессиональном языке — осветлённая.
ГРЯЗЬ НЕВИДИМАЯ
Показалось нашей капле, что пора бы уже и на волю. Но её ожиданиям не суждено сбыться так быстро. Ведь в воде остались растворённые органические вещества. Их отфильтровать сложно, а иногда и невозможно. Но оказалось, что этой органикой охотно питаются многие мелкие водные обитатели — различные червячки, рачки, например известные любителям аквариумов дафнии. Огромное количество этих крошечных представителей водной фауны в виде густой липкой массы серого цвета, которая называется активным илом, вливают в воду. Тут же со дна под давлением подают воздух, так что вода как будто кипит. Пузырьки воздуха, бурля, перемешивают воду с илом.
Из отстойника в лоток попадает вода только из поверхностного слоя. Она стекает через впадины гребёнки, идущей по всему периметру лотка.
Прокачка воздухом нужна не только для того, чтобы лучше смешать ил с водой, но и чтобы насытить водно-иловую смесь кислородом, которым дышат эти существа. Причём, чем больше в воде растворённых примесей, тем больше нужно кислорода, чтобы ил смог её очистить.
Поступающую в аэротенк воду смешивают с активным илом, и она долго течёт по извилистому каналу, пока водные организмы, составляющие иловую массу, не поглотят все органические вещества.
По каналу, который называется аэротенком (от греческого аэро… — воздушный и английского слова tank — резервуар), смесь должна течь долго, пока ил не «съест» всю органику. Поэтому его делают очень длинным. Чтобы сэкономить площадь, канал аэротенка построен в форме лабиринта с несколькими крутыми поворотами. Пройдя его, и наша капля избавилась от растворённых в ней остатков мыла и пищи.
В воде из вторичного отстойника резвится стерлядь — доказательство того, что вода в нём чистая.
После выхода из аэротенка «сытый» ил надо отделить от чистой воды. Для этого служат вторичные отстойники, которые очень похожи на первичные и работают так же. Но они немного побольше — их диаметр 50 м. Вода, попадающая в лоток, уже настолько чиста, что не может повредить речным обитателям.
На станции очистки вода проделывает многокилометровый путь, проходя через различные устройства и сооружения. Там из неё удаляют песок, глину и другие примеси, а также растворённые органические вещества. В реку вода поступает кристально чистой.
За чистотой воды следят необычные «работники» станции. Это несколько стерлядок, живущих в аквариуме с водой из отстойника. Стерлядь выбрали потому, что она не выносит даже ничтожных загрязнений. Кстати, в Санкт-Петербурге для этих целей приспособили раков, тоже любящих чистую воду. Но у рыб, если замечено недомогание, проще проверить состояние внутренних органов или сделать анализ крови и выяснить, чем они отравились.
Лампы устанавливают в туннеле, из которого вода сбрасывается в реку.
И всё же то, что безвредно для рыб, может оказаться опасным для человека. В той капле, что попала в канализацию с грязных рук, остались болезнетворные бактерии. Сейчас и на них нашли управу. На станции построили блок ультрафиолетового обеззараживания. Вода протекает по туннелям, в которых установлены наборы специальных ламп. Их ультрафиолетовые лучи смертоносны для микроорганизмов.
Такие блоки ультрафиолетовых ламп используют для обеззараживания воды.
После такой обработки вода оказывается гораздо чище, чем в реке, куда её сбрасывают. И наша капля отправилась в новое путешествие, в конце которого она, может быть, утолит чью-то жажду, или станет соком сладкого яблока, или сделает ещё что-нибудь полезное.
НА СОБСТВЕННОМ ГАЗЕ
Капле осталось неведомо, что происходило с илом в покинутом ею отстойнике, а между тем его дальнейшие превращения очень интересны.
От центра отстойника до его борта над водой установлена штанга, заканчивающаяся колесом с электродвигателем. Колесо медленно катится по борту отстойника, и штанга делает круг за кругом. С ней связаны невидимые с поверхности лопасти, которые движутся по дну. Лопасти сгребают ил к специальному отверстию, через которое его извлекают из отстойника.
И здесь обнаруживается занятная вещь: масса ила, который теперь считается пассивным, за время его работы в аэротенках заметно возросла. Естественно, рачки и червячки наелись, а многие за это время даже дали потомство. Поэтому ил делят на две части. Одну помещают в чистую воду «нагулять аппетит» и вновь приобрести необходимую активность — в технике это называется регенерацией. Остальной ил загружают в огромные, с многоэтажный дом, резервуары — метантенки, попутно засевая его особыми анаэробными бактериями, способными жить только в отсутствие кислорода.
Когда очередной резервуар заполняется, его герметично закрывают и водяным паром нагревают содержимое до 50°С. При такой температуре ил начинает бродить. В процессе брожения бактерии разлагают органические вещества ила и выделяют биогаз метан, который ничем не отличается от природного газа. За сутки на Люберецкой станции из метантенков добывают почти 150 тысяч кубометров биогаза. Этого с избытком хватает для котельной, производящей пар. Так что станция работает на собственном возобновляемом углеводородном сырье.
ОТХОДЫ ИЛИ УДОБРЕНИЯ?
Ил находится в метантенках восемь суток. За это время все водные организмы погибают. Но из-за высокого содержания влаги он занимает большой объём, и вывозить его со станции в таком виде невыгодно, поэтому иловую смесь обезвоживают.
Процесс напоминает приготовление домашнего творога: скисшее молоко сливают в марлевый мешочек, который подвешивают, и ждут, когда стечёт сыворотка. Это занимает более суток, а на станции столько времени ждать не могут. Для ускорения иловую смесь пропускают через специальные фильтры, которые называются фильтр-прессами. Под давлением в несколько атмосфер её закачивают в пространство между плотно прижатыми друг к другу рамами, обтянутыми тканью. Вода просачивается сквозь ткань, а осадок остаётся. Затем рамы раздвигают, сухой осадок падает на транспортер, который загружает его в кузов самосвала.
Когда-то осадок использовали как удобрение. Но после того как в Москве появилось много промышленных предприятий, в канализацию стали попадать сточные воды, содержащие опасные для здоровья человека соли тяжёлых металлов. Поэтому сейчас осадок вывозят на специальные полигоны и захоранивают как отходы. Между тем специалисты станции считают, что осадком можно удобрять лесопосадки, использовать его для выращивания цветов и технических культур, которые не идут в пищу.
Возможно, в скором времени так и будут поступать, и тогда технология очистки воды станет безотходной.
А. ДУБРОВСКИЙ. Фото автора.
Пожалуйста, ответьте на наши опросы. Несколько минут, потраченных вами на голосование, позволят нам понять, как сделать наш сайт и портал более интересным и нужным!
