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

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.

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.

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.

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).

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.