О машиностроении

Популярное

Николай Кошман: Из рекордных 83 млн кв. м жилья «нарисовали» не меньше четверти

Закомплексованный комплекс защитных сооружений г. Санкт-Петербурга

Жилищное строительство: тревожные цифры первого полугодия

Мировые запасы чистой питьевой воды на Земле составляют всего лишь 3% от общего объема водных ресурсов планеты. Но если общий объем воды величина постоянная — это океаны, моря, озера, подземные воды, ледники, то количество чистой воды постоянно уменьшается. И, по мнению многих ученых, недалек тот день, когда на смену нефтяным войнам придут войны за воду. Именно поэтому первоочередной задачей стала очистка сточных вод.

Законодательство

Вполне закономерно, что мировое сообщество давно озаботилось качеством сточных вод. И сегодня все развитые страны жестко регламентируют различными правовыми документами параметры сбрасываемой воды. Первыми еще 1909 году были США и Канада. Они заключили рамочный договор о пограничных водах. Курирует этот вопрос Международная объединенная комиссия (МОК) по пограничным водам.

В Европе таким документом является Европейский регламент 91/271. Но в той же Италии руководящими документами выступают республиканское законодательство в области охраны природы и региональные законодательные акты. В России также принят Федеральный закон Российской Федерации от 7 декабря 2011 г. N 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении», а качество сточных вод регламентируется нормами ПДК (предельно допустимых концентраций) и СанПиНами (санитарными нормами и правилами). К тому же наша страна является членом Комиссии по охране морской среды Балтийского моря (ХЕЛКОМ), в частности, там предъявляются очень жесткие требования к сбросу сточных вод в море и впадающие в него реки.

Как чистят в России?

Самыми передовыми технологиями биологической очистки на сегодня в России располагают Юго—Западные очистные сооружения Санкт—Петербурга. Блок биологической очистки работает по схеме Кейптаунского университета. Технологический процесс позволяет удалять азот, фосфор и органические загрязнения. Весь процесс проходит в четырех зонах: аэробной, аноксидной, переходно—оноксидно—аэробной и завершается снова в аэробной зоне.

На завершающем этапе вода попадает в общую камеру и выходит на три линии аппаратов ультрафиолетового обеззараживания. И только после этого попадает обратно в речную систему.

Флотация, коагуляция и ионный обмен

Любая водоочистка начинается с флотации, проще говоря, удаления мелких примесей. Во флотаторе они всплывают на поверхность, после чего удаляются механически.

Для биологической очистки сточных вод широко используются биофильтры (Honeywell, Green Rock или «Matala®»). Очистка сточных вод тут осуществляется за счет фильтрации воды сквозь пористую загрузку. В настоящее время современное фильтрующее оборудование изготавливается на основе полимерных материалов, таких как, например, полипропилен. Его используют финны.

Сегодня востребованы и широко используются ионные фильтры. Тут вода подается в фильтр, проходит через ионитный слой, замещает ионы электролита на ионы солей, растворенных в воде, и уходит в дренажную систему. В роли электролита выступают различные смолы.

Также в числе основных современных технологий подготовки воды можно назвать ультрафильтрацию, обратный осмос, ионный обмен с противоточной регенерацией в зажатом слое.

Самое востребованное

На сегодня наиболее востребованы блочно—модульные станции очистки хозяйственно—бытовых стоков. Такие как «Биоресурс», «Ерш®Б», «Бионик», «ВПР Био», «Тверь» и т. д. Именно они обеспечивают нормальную повседневную жизнедеятельность дома отдыха «Зюраткуль» в г. Челябинске, здания «Департамента коммунального хозяйства и строительства» Тюменской области, аэропорта «Менделеево» на острове Кунашир, военного объекта пос. Лехтуси Ленинградской области (радиолокационная станция Военно—Космических сил). Обычно блочно—модульные станции очистки хозяйственно—бытовых стоков применяются в местах компактного проживания людей (дачные и коттеджные поселки, небольшие областные города, большие туристические комплексы). А вот только Москва сбрасывает 4,01 млн кубометров в сутки на свои очистные сооружения. Добавьте Московскую область — это еще 2,0 млн кубометров в сутки. Тут, конечно, модульными станциями не обойдешься. Но, зачем капитальное строение военному городку или пансионату на Истре?

По словам Евгения Пупырева, генерального директора ОАО «Институт МосводоканалНИИпроект», если раньше они занимались проектами очистных сооружений от 50 тыс. до 1млн кубометров, то теперь не редкость станция водоподготовки на 250 тыс. кубометров в сутки или станция очистки сточных вод на 5,5 тыс. кубометров.

Главное, что бы после очистки вода на выходе соответствовала бы требованиям СанПиН 2.1.5.980 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» и гигиенических нормативов ГН 2.1.5.1315-03 к содержанию загрязнений в очищенных поверхностных сточных водах и экологическим требованиям при сбросе в рыбохозяйственные водоемы.

Главным достоинством блочно—модульных станций очистки хозяйственно—бытовых стоков является их относительно невысокая стоимость, отсутствие расходов на капитальное строительство, сдача исполнителем под ключ, простота эксплуатации и минимум обслуживающего персонала. К этому можно добавить и то, что заказчик сам выбирает комплектацию. Можно выбрать импортные комплектующие известных фирм, а можно остановиться на отечественных. Это будет гораздо дешевле. Хотя можно заметить, что чем выше процент импортных комплектующих (насосы, арматура), тем выше гарантийный срок службы станции.

Обычно оборудование модульных станций выполняется из полимерных материалов и нержавеющей стали, неудивительно, что обычно гарантийный срок на такие станции дается до 5 лет. Единственное, что требует регулярной замены раз в 1—2 года — наполнители фильтров.

Дешевле сбросить, чем очистить

Что касается промышленности, здесь все гораздо сложнее. В качестве примера мы приводим фрагмент выступления заместителя начальника технологического отдела «Ионообменные технологии» Ирины Устимовой, которая на одном из мероприятий рассказала об опыте по разработке оптимальной схемы водопотребления и водоотведения для одного из промышленных предприятий.

По ее словам, стоимость сброса содержащихся в стоках ионов SO4-2, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+ колеблется в пределах 7—55 рублей за тонну. Расчеты показывают, что слив неочищенной воды обойдется компании дешевле, чем обработка с помощью оптимально подобранных методов концентрирования и выпаривания. Кроме того, в последние годы в России начал появляться интерес к бессточным технологиям. Однако на сегодняшний день порядка 8 млн кубов очищенной воды требуют более 40 млн руб. только эксплуатационных затрат ежегодно, поэтому сложно говорить о масштабных инвестициях в данную сферу.

Еще одна инновация, которая сейчас дорабатывается в лаборатории бизнес—парка Государственного университета управления, — метод обеззараживания воды с помощью ультрафиолета. Дезинфекция воды по данной технологии происходит с помощью импульсной ксеноновой лампы, которая обеспечивает устранение всей патогенной микрофлоры при отсутствии биообрастания. Оборудование запускается в работу мгновенно и имеет высокую экологическую безопасность.

Мембрана нам поможет?

Мембранные технологии водоочистки способны решить многие экологические и экономические проблемы. Сейчас, по мнению экспертов, мембранный рынок динамично развивается, поскольку мембранные технологии имеют ряд преимуществ: надежность, компактность и полная автоматизация установок, минимальное использование химикатов и низкие энергозатраты, а также возможность получения питьевой воды из морской.

Рынок мембранных технологий, %

Обсудили — прослезились…

Проблемы водоподготовки и водоочистки настолько актуальны, что ежегодно обсуждаются в рамках одноименной международной конференции. И каждый раз звучат довольно мрачные факты и прогнозы в области потребления чистой воды. Особенно здесь «усердствует» промышленность.

Так, по данным экспертов, выступавших на конференции, за одни сутки потребление чистой воды в мире достигает около 10 млрд т, что соответствует годовой добыче всех полезных ископаемых. На жизнеобеспечение одного жителя экономически развитой страны каждый день уходит около 25—30 т пресной воды. В 2010 году ежедневный прямой забор воды на нужды человечества достиг 4,43 трлн т, а в 2012 году потребление увеличилось еще на 16%. При этом растет требование к качеству очистки и водоподготовки.

Интересные данные: 70% потребляемой в мире воды расходуется на производство продовольствия, 22% — на промышленные технологии и энергетику, и только 8% на санитарно—гигиенические нужды.

Россия лидирует по объему водных ресурсов на человека, но при этом качество отечественной воды с каждым годом ухудшается: только 1% воды подходит для питья без предварительной очистки. А потом все стоки, очищенные также не лучшим образом, сбрасываются в реки и озера. За один год в реки поступают 893 тыс. т взвешенных веществ, 19,7 тыс. т нефтепродуктов, 160 тыс. т аммонийного азота, около 50 тыс. т фосфата и железа и многое другое. Наиболее интенсивные загрязнения в Московской, Смоленской, Орловской, Оренбургской, Нижегородской и Тульской областях.

С 1993 по 2011 год сброс грязных сточных вод в России уменьшился с 27 млрд до 16 млрд т — но это связано со сворачиваем промышленного производства в стране. Так что сейчас источники воды стали несколько чище, хотя при этом почти 100% водных ресурсов России нуждаются в очистке. То есть, мы видим замкнутый круг: устаревшие системы очистки стоков загрязняют источники воды, которую также очищают по—старинке.

Российская система водоподготовки в промышленности такова, что качество используемой предприятиями воды не соответствует действующим стандартам. Используемые оборудование и технологии устарели, а это ведет к значительным потерям воды и последующему загрязнению окружающей среды. Денег на разработку и внедрение новых технологий выделается очень мало, инвесторы не спешат вкладывать сюда деньги — прежде всего, из-за неблагоприятного инвестиционного климата и очень жестких законов в области водоснабжения. А отечественная научная инфраструктура в данной отрасли попросту разрушена — отдельные исследования российских институтов не складываются в полноценную систему, хотя уровень теоретических основ водоподготовки и очистки воды в стране всегда был высок.

Тем не менее, рынок водоподготовки в России развивается и является растущим. Важную роль здесь играют появление зарубежных технологий и продукции, а также развитие производства отечественных реагентов. Однако специфика этого сектора российского рынка такова, что заказчики, в том числе, государственные, крайне редко строят новые системы водоподготовки и водоочистки, а больше всего стремятся реконструировать старые. Да и то не комплексно, а только те части, которые уже нельзя не менять.

Игорь КУЗНЕЦОВ
Елена МЕДЫНЦЕВА

Фото: astrakhan-online.ru, canalizator-pro.ru, ecos.ru, fotki.yandex.ru, nicstroy.ru, numach.livejournal.com, rgo.ru, tourbina.ru