Водоснабжение и канализация / Проектирование, эксплуатация и реставрация очистных сооружений: просто о сложном.  

ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫЕ СВЯЗИ В ОТНОШЕНИЯХ ЧЕЛОВЕКА И ПРИРОДЫ НИКТО НЕ ОТМЕНЯЛ. НЕКОНТРОЛИРУЕМЫЙ СЛИВ ГРЯЗНЫХ СТОКОВ В ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ БЫСТРО ПРИВЕЛ БЫ К ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КАТАСТРОФЕ. ПОЭТОМУ СУЩЕСТВОВАНИЕ И РАБОТА ОЧИСТНЫХ СТАНЦИЙ — НАСУЩНАЯ НЕОБХОДИМОСТЬ. РАССМОТРИМ, ПО КАКИМ ЗАКОНАМ ПРОЕКТИРУЮТСЯ, СОЗДАЮТСЯ И РАБОТАЮТ ЭТИ СООРУЖЕНИЯ.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Существуют общие принципы, которые не зависят от характеристик конкретного объекта и должны быть соблюдены при проектировании очистных сооружений любого типа. Так, расчеты в процессе проектирования производятся исключительно по формулам, определенным специальной нормативной литературой. Результаты расчетов следует размещать в таблицах, что дает возможность наглядно сопоставить различные значения и оценить степень правильности принятого решения. При расчете типажа и количества отдельных очистных секций и сооружений следует отдавать предпочтение их кратному числу применительно для всей станции очистки сточных вод. Это позволяет сократить затраты как при монтаже оборудования, так и при его дальнейшей эксплуатации.

При компоновке и расположении элементов очистных сооружений относительно друг друга необходимо соблюдать основные принципы. Должна быть предусмотрена возможность проведения строительных работ на объекте в несколько этапов и расширения очистной станции с учетом роста количества населения и потребляемой им воды. Общая длина коммуникаций внутри очистной станции должна быть минимизирована. Построенный объект должен быть доступен для обслуживания, ремонта и модернизации.

В составе проектируемого очистного сооружения предусматривается: наличие устройств, позволяющих вводить в работу и исключать из нее отдельно взятые блоки станции в целях очистки, профилактики или ремонта; наличие устройств, отвечающих за равномерное распределение поступающих сточных вод между различными элементами станции; возможность аварийного сброса жидкости; оптимальное расстояние между отдельными механизмами и блоками очистной станции; возможность беспрепятственного подъезда транспорта к каждому отдельно взятому строению очистного комплекса; вспомогательных объектов (котельная, склад хлора, мастерские и др.).

Факт объединения нескольких блоков, если таковой имеет место быть, при проектировании отражается и учитывается. Могут быть объединены, например, насосная и воздуходувная станции, вторичные отстойники и аэротенки, песколовки и преаэраторы. На генеральном плане проекта должно быть отражено это, а также наличие технологических и инженерных трубопроводов и сетей.

ВОДА — ДЕЛО ТОНКОЕ
Во время всего процесса проектирования должен быть учтен факт того, какие воды будут поступать на очистную станцию и в каждый из ее блоков: канализационные или водопроводные. Также при проектировании сооружений очистки бытовых сточных вод учитываются характеристики самих стоков: состав воды, уровень концентрации в ней различных химических веществ, ее температура. Такие данные должны быть предварительно известны проектировщикам, т.к. необходимо согласование трех составляющих: характеристик воды, поступающей по трубопроводу на станцию; оборудования, которое должно будет обеспечивать необходимую степень очистки сточных вод; характеристик водоема, принимающего стоки.

«Все эти показатели есть в нормах, – отмечает главный специалист по водоснабжению и водоотведению ОАО «Институт «Минскгражданпроект» Людмила Стрига. – Проектировщику достаточно знать, для какого объекта он делает очистные сооружения, а также где будет находиться место сброса воды. Количество и состав загрязняющих воду веществ для систем водоотведения – хозяйственнобытовых, дождевых и производственных стоков – определяется по их назначению согласно нормативной документации или технологическому процессу. Для хозяйственно-бытовых стоков существуют одни нормативы, для производственных и ливневых – другие.

Стоит сказать, что в Беларуси осуществляется исключительно раздельная очистка сточных вод, при которой они не смешиваются. Объединение разных стоков с целью их совместного очищения чревато лишними финансовыми затратами и отрицательным результатом на выходе. Например, дождевые воды очищаются только от песка и нефтепродуктов. А в сильный ливневый дождь, когда идет большой поток, сброс воды производится без очистки: никакие очистные сооружения не справятся с такими объемами поступающей жидкости.

Если говорить о предприятиях, то здесь дождевые и хозяйственно-бытовые сточные воды, согласно строительным нормам на проектирование, проходят цикл очистки и используются в системе оборотного водоснабжения. Там имеется своя локальная очистная система, свои показатели, применимые к конкретной ситуации. Таким образом, совместная очистка сточных вод всех типов никому не выгодна».

Объем сточных вод, поступающих на очистную станцию в единицу времени – важный показатель, который необходимо принимать во внимание при проектных работах. Для проведения соответствующих расчетов нужно располагать информацией о плотности жилой застройки и числе жителей.

ПРИСТУПАЯ К СТРОИТЕЛЬСТВУ
Начало работ по возведению станции очистки сточных вод – свидетельство того, что все проектные работы завершены успешно.

При этом стоит отметить, что успешность проведения проектных работ напрямую зависит от степени согласованности в работе заказчика и проектировщика. Речь идет о закупке оборудования.

Площадка для строительства очистной станции должна выбираться с учетом общих требований к проектированию подобных сооружений, а также наличия проходящих в непосредственной близости коммуникаций (линий электро- и теплоснабжения, газопроводов, дорог). Место расположения очистной станции выбирается с учетом господствующих в данной местности в летнее время года ветров: объект строится с подветренной по отношению к жилым массивам стороны. В случае строительства очистной станции на берегу реки она располагается ниже по течению по отношению к населенному пункту/району. Площадь территории для строительства определяется без учета места под иловые и песчаные площадки.

Не будет лишним равномерный уклон площадки, на которой планируется постройка очистной станции. Этот уклон обеспечивает самостоятельный ток воды по каналам сооружения, а также отвечает за отвод поверхностных вод.

Поступающие сточные воды проходят механическую, а затем биологическую очистку. Осадок, образующийся в результате фильтрации воды, в дальнейшем подвергается дополнительной обработке – уплотнению и удалению.

По словам Людмилы Стриги, существующая на сегодняшний день в Беларуси технология очистки сточных вод – классическая. В большинстве случаев это две ступени обработки стоков: механическая и биологическая. Очистка химическими реагентами производится не везде, т.к. она подразумевает дополнительное усложнение конструкции и увеличение затрат.

СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ
Существует несколько способов и степеней очистки сточных вод: механическая, химическая, физико-химическая, биологическая, термическая. Практически всегда некоторые из них применяются в совокупности на одной очистной станции. В зависимости от того, как используется отцеженный и отсеянный осадок, способы очистки классифицируют как рекуперационные и деструктивные. В первом случае осадок собирается и используется в качестве полезного сырья. Второй вариант подразумевает утилизацию либо полное уничтожение собранного осадка.

Очистка от примесей в зависимости от размеров самого нерастворимого осадка может производиться как: флокуляция, электрофлотация, коагуляция, электрокоагуляция (при очистке от примесей мелкой дисперсии); процеживание и фильтрация, центробежное фильтрование и отстаивание, осветление во взвешенном осадке, флотация (при очистке от примесей крупной дисперсии). Методы очистки также разнятся в зависимости от физикохимических характеристик примесей: очистка от органических примесей: – адсорбция, экстракция, ректификация, ультрафильтрация и обратный осмос (рекуперационные); – радиационное, электрохимическое, парофазное и жидкофазное окисление (деструктивные); очистка от минеральных примесей: – электродиализ, дистилляция, обратный осмос, ионный обмен, замораживание, реагентные методы; очистка от газов: – реагентные методы, нагрев, отдувка.

Наличие установок для того или иного способа очистки сточных вод определяется, как уже было сказано, на этапе проектирования и зависит от нескольких факторов: от количества стоков, от требований к качеству переработанной воды при ее дальнейшем использовании, от наличия энергетических и финансовых ресурсов.

РЕКОНСТРУКЦИЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Одна из основных проблем, с которыми сталкиваются очистные сооружения во время своей работы, – коррозия элементов конструкции. Металлические и бетонные саркофаги очистных систем, подвергаясь на протяжении длительного срока воздействию агрессивных сред, постепенно приходят в негодность.

Широко применявшаяся ранее анаэробная технология очистки сточных вод гарантированно вызывала коррозию конструкций очистных систем. Объясняется это протеканием химических процессов, при которых в окружающую среду выделяется большое количество газов, таких как сероводород и метан. Они вступают в химическую реакцию с водяным паром, который оседает на стенках саркофагов и трубопроводов. Образовавшаяся в результате кислота разъедает поверхность. Основной метод, применяемый сегодня для предотвращения этого процесса, – применение современных материалов, обработка которыми продлевает срок службы саркофагов. Так, в зависимости от степени разрушений используют двухкомпонентную эластомерную, битумно-латексную изоляцию либо специальные полипропиленовые вкладыши. Последний вариант применяется при высокой степени износа конструкции, когда она уже неспособна самостоятельно выдерживать механическое давление жидкости.

Помимо обработки саркофагов в целях реконструкции очистных станций применяют и другие методы. Среди них: внедрение новых методов очистки стоков, которые позволяют избежать расхода воздуха и увеличения количества аммонийного азота; монтаж (либо модернизация) оборудования, отвечающего за нитри-денитрификацию (удаление азота). Позволяет сэкономить электроэнергию и воздух; замена аэрационной системы, обновление раскладки аэраторов; совместное удаление фосфора и азота при использовании индивидуальных алгоритмов работы. Позволяет удалять большое количество химических веществ без дополнительного использования реагентов.

Людмила Стрига отмечает, что очистные сооружения, которые подлежат реконструкции – это строения 50–60-х годов прошлого века. Они бывают настолько примитивны и изношены, что коммунальные службы не располагают необходимыми для их реконструкции суммами. Более того, в этом случае будет проще поставить совершенно новую систему очистки, которая позволит снизить нагрузку на экологические условия в целом. По словам специалиста, производить полную замену старых очистных сооружений необходимо. В настоящее время есть много примеров сброса не до конца очищенных стоков (оборудование уже просто не может обеспечить качественную очистку) на рельеф. Столь необходимая модернизация старых очистных сооружений упирается в вопрос финансирования, которое зачастую отсутствует.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Степень очистки сточных вод находится в прямой зависимости от того, какими характеристиками обладает местность, в которой будет произведен слив переработанных сточных вод. Место размещения очистных сооружений подбирается с учетом того, где будет находиться место выпуска переработанных стоков. «Если это водоем, – подчеркивает Людмила Стрига, – то учитываются те показатели для сброса стоков, которые прописаны в нормах. По сути, каждый водоем должен быть обследован и занесен в реестр с учетом его характеристик. К сожалению, эти данные представлены не по всем водным источникам. В то же время для решения вопроса о сбросе стоков необходимо знать химикобиологические показатели водоема. Снова получается нерешенная дилемма и замкнутый круг, т.к. специалистов, которые могли бы провести такое комплексное исследование, не так много.

Говоря о системе оборотного водоснабжения и ее роли в экономии водных и финансовых ресурсов, нужно отметить ее невостребованность, по крайней мере пока. Водные ресурсы нашей страны позволяют потреблять воду без использования оборотного цикла. Получается, что обустройство в каждом жилом доме своей локальной очистной системы будет дороже и невыгодно для нас. Но во всем есть свои исключения. Так, в жилых домах строящегося комплекса «Лебяжий» в Минске застройщиком предлагается применение системы оборотного использования воды, при которой после процесса очистки бытовые стоки направлялись бы на хозяйственные нужды (но уже не в качестве питьевой воды)».

КАНАЛИЗАЦИЯ = ЦИВИЛИЗАЦИЯ?
Система центральной канализации, логичным завершением которой является очистная станция, доступна не всем жителям нашей страны. Жильцам некоторых сельских населенных пунктов и даже пригородов крупных городов приходится довольствоваться локальными очистными сооружениями.

Как отмечает главный специалист по водоснабжению и водоотведению «Минскгражданпроект» Людмила Стрига, далеко не ко всем домам индивидуальной застройки в Боровлянах и Цне подведена центральная канализация. Жильцам подобных домов необходимо обустраивать на своих участках локальные очистные сооружения. В традиционном исполнении это выгребная яма или септик, в альтернативном – очистные сооружения полной биологической очистки, состоящие из полимерных емкостей. Решения для очистки сточных вод, предлагаемые разными поставщиками, могут отличаться друг от друга. Результат всегда один – вывод очищенной воды. Здесь и появляются сложности, ведь для фильтрующей траншеи или сливной канавы требуется немало места. Разумеется, на занятой ею территории уже ничего нельзя выращивать. И т.к. никто не заинтересован в таком расходовании полезного пространства, логичным решением вопроса становится централизованная канализация.

При отсутствии этой возможности лучшим из предлагаемых вариантов такого сооружения становится локальная комплексная станция по очистке воды. Принцип ее работы заключается в поочередной обработке сточных вод в нескольких камерах резервуара. На первом этапе стоки отстаиваются, осветляются, из них удаляются взвешенные вещества. Второй этап – сбраживание сточных вод с помощью анаэробных бактерий. Трудноокисляемые вещества в результате этого становятся легкоокисляемыми. На третьей ступени в стоки подается воздух, происходит их осветление и обработка аэробными бактериями. Четвертый уровень – очистка стоков при помощи биологической пленки, сорбция и окисление, удаление фосфатов.

Не всегда между понятиями «канализация» и «цивилизация» можно поставить знак равенства. Ведь сам факт наличия централизованной канализации не гарантирует ее бесперебойную работу и качественную очистку сточных вод.

Людмила СТРИГА, главный специалист по водоснабжению и водоотведению ОАО «Институт «Минскгражданпроект»:
– Проектировщику гораздо проще работать, когда перечень оборудования, предлагаемого к установке на объект, уже известен. Но, к сожалению, постоянно приходится сталкиваться со случаями, когда заказчик не владеет всей ситуацией на рынке, а также попросту не имеет в своем штате специалистов, владеющих информацией о том либо другом сооружении или технологическом процессе. Такая ситуация, отчасти, складывается потому, что в Беларуси не производится оборудование для очистных станций. На нашем рынке, как правило, представлены российские, прибалтийские производители.

При выборе оборудования заказчик снова возвращается к проектировщику за советом. Не стоит думать, что при этом получается лоббирование интересов конкретного поставщика. Проектировщики могут посоветовать только знакомое им оборудование, зарекомендовавшее себя с хорошей стороны. В моей практике еще не было ни одного объекта, когда заказчик принес бы подписанное техническое задание, будучи абсолютно уверенным, что оно выполнено полностью и правильно.

Кроме того, иногда получается так, что в отделе продаж поставщика оборудования работают не совсем компетентные специалисты. О соответствии всего комплекса оборудования техническим условиям очистного сооружения приходится всецело заботиться проектировщику. Я полагаю, что если поставщик занимается продажами комплектного оборудования, то он должен понимать, что он продает, кому и для чего. Если соответствие технологическим требованиям не учитывается поставщиком оборудования, то процесс проектирования неминуемо затягивается.

"Мастерская. Современное строительство"
www.masterskaya.by

⚠️РНТЦ: «Ценообразование в строительстве. Учитываем на практике нормы законодательства».
Темы видеосеминара: ЗП в сметах, стоимость пусконаладки, транспортные расходы, разработка индивидуальных нормативов расхода, проекты для многократного применения в строительстве .