Тайны канализации: куда уходят сточные воды?

8. августа, 2017

Каждый день мы умываемся, чистим зубы, посещаем туалет… Регулярно стираем, моем посуду, принимаем душ. В результате, каждый рижанин ежедневно отправляет в канализацию 105 литров грязной воды. Что происходит с нею дальше? Представим, что мы только что вымыли пол, слили в унитаз грязную воду из тазика... давайте  теперь виртуально пройдем весь дальнейший путь этой мутной жидкости.


Фото: pixabay.com

Вода из нашего таза уходит в канализационную трубу. Сначала – в домовую, а затем – в общегородскую канализационную сеть. Протяженность городских труб составляет 1 143 километра. Это почти столько же, сколько от Риги до Берлина.

Фото: f64

Разумеется, содержимому нашего таза не надо преодолевать все это расстояние. Но до нескольких десятков километров пройти придется (в зависимости от того района Риги, где он был выплеснут). Цель – очистные сооружения в Болдерае. Чтобы заставить грязную воду двигаться по трубам, в латвийской столице денно и нощно, не замирая ни на секунду, работают 85 канализационных насосных станций предприятия Rīgas ūdens.

Двигаясь под землей, от одной насосной станции до другой, грязная вода из нашего таза добирается до станции биологической очистки «Даугавгрива». Это 46 гектаров территории, расположенной на острове Даугавгрива. Для нас, людей, станция выглядит почти пасторально: это большие пространства, покрытые зеленой травой, яблоневые деревья.  

Фото: Nora Krevņeva

Но для грязной воды из нашего тазика все выглядит по-другому. В общем потоке она пронесется по подземной части станции и выплеснется из широкой трубы в открытый бетонный бассейн. Вот сюда и приходят все сточные воды Риги. Трубы исторгают их круглые сутки, днем – больше, ночью – меньше. В дожди – совсем много, потому что осадки частично тоже уходят в канализацию. В целом, каждые сутки на станцию приходит около 160 тысяч кубов грязной воды. Выглядит она как зловонная жидкость бурого цвета.

Фото: Nora Krevņeva

Свою лепту вносят и ассенизационные машины. Они подъезжают сюда, к коллекторам, опускают в них шланги и сливают содержимое выгребных ям от домохозяйств, не подсоединенных к городской канализации. В день сюда прибывает от пяти до десяти машин.

Фото: Nora Krevņeva

Состав этой воды ужасен: кроме самой органики (отходов жизнедеятельности человеческого организма, физиологических выделений, остатков гниющих овощей и фруктов), в ней полно фосфатов, азота, нитритов, нитратов и других вредных для экологии соединений. Это результат того, что в канализацию сливается вода из стиральных и посудомоечных машин, вода, в которую добавлены различные средства бытовой химии, и даже жидкие фармокологические средства, беспечно вылитые в раковину.  

Не хотелось бы, чтобы так выглядело наше море.
Фото: pixabay.com

Кроме того, в этой воде хватает твердого мусора. Чего только люди не додумываются спускать в унитаз, будучи уверенными, что канализация все стерпит! Чайные пакетики, рыбьи кости, презервативы… Самая огромная беда – женские чулки или колготки: они на первой же насосной станции наматываются на ось насоса, выводя из строя мотор.

Но мелкий мусор со сточными водами добирается до «Даугавгривы». Поэтому, первое, что делают тут – пропускают эти воды через частые решетки с зазором всего три миллиметра. Вы видите эти решетки внизу на фото. Сквозь них просматривается отделенный мусор. Это и есть первый этап механической очистки.   

Фото: Nora Krevņeva

После решеток сточные воды отправляются в песколовки, чтобы освободиться от песка, которого в их составе хватает. Во-первых, песок притаскивают за собой  дождевые воды. А, во-вторых, помните, мы с вами вымыли пол и слили эту воду в унитаз? Там тоже не обошлось без песка, натащенного в дом с улицы. Песколовки – это прямоугольные бассейны с необычным дном. На фото не видно, что оно в форме конуса. Вода над ним проносится с большой скоростью, тогда как тяжелый песок – оседает. Таков второй этап механической очистки.  

Фото: Nora Krevņeva

Вопрос на засыпку: что осталось в сточной воде, освобожденной от твердого мусора и песка? Верно – то, о чем в приличном обществе говорить не принято. Но факт остается фактом: в воде имеются человеческие экскременты. Или, как сухо, по-деловому называют это на станции  «крупная органика». Чтобы удалить из них фосфор, к сточным водам добавляют сульфат железа из черной бочки на фото. Он действует как коагулянт: собирает растворенные органические частицы, содержащие фосфор, вместе.  

Фото: Nora Krevņeva

Теперь сточные воды отправляются в огромные круглые чаши – первичные отстойники. В целом, их шесть. В отличие от песколовок, вода здесь не несется бурным потоком, а наоборот – спокойно стоит на месте. Тем временем крупная органика постепенно оседает на дно, опровергая известную пословицу про субстанцию, которая «не тонет». Тут – еще как тонет!  

Фото: Nora Krevņeva

Механическая очистка закончена. Вода осветлилась и уже не так дурно пахнет. Она лишилась всех механических примесей. Однако вредной «химии» в ней по-прежнему полным-полно. Кто справится с этим жутким коктейлем из фосфатов, аммонийного азота, нитратов и нитритов? Трудовой коллектив живых микроорганизмов – биологически активный ил. Когда очистные сооружения запускали в работу в 1991 году, этих микроскопических помощников просто вытащили из реки. Ведь это тот самый ил, что очищает водоемы в природе. Но если в естественной среде ил работает медленно, то здесь его специально подгоняют разными способами. На фотографии внизу вы видите аэрационные бассейны (в целом их восемь). Это и есть рабочее место ила.

Фото: Nora Krevņeva

Биологически активный ил выглядит как коричневые хлопья, пахнет землей и немного – болотом. За его поголовьем надо все время следить. У бактерий все как у людей: если слишком много еды, бактерии переедают и могут помереть от обжорства. Если еды мало, бактерии тощают и могут помереть с голода. Поэтому количество подаваемых нечистот все время соотносят с количеством «едоков» (ила). На снимке внизу можно видеть, что вода в аэрационном бассейне слева бурлит, как в джакузи – значит, туда сейчас подается кислород. Это, словно заводской гудок, побуждает бактерии начать работу: преобразовывать соединения азота, окислять азот аммония в нитрит и нитрат (весь этот процесс называется нитрификация).  Вода же справа в бассейне спокойна. Значит, там идет обратный процесс: оказавшись без кислорода, маленькие трудяги забирают его у нитратов, тем самым разлагая их, при этом азот становится газом и уходит в атмосферу. Это называется денитрификация. Оба процесса постоянно чередуются.  

Фото: Nora Krevņeva

Включают и выключают подачу воздуха в бассейны приборы. Их там хватает, они измеряют вес ила, температуру воды и кучу других параметров. Сейчас в бассейнах +17 градусов. Плюсовые температуры для бактерий очень важны, при холоде они не живут. Как ни курьезно звучит, но сточная вода всегда теплая благодаря отходам человеческой жизнедеятельности. Трубы, проложенные под землей, тоже не дают воде остыть. Поэтому даже в лютые морозы температура сточных вод не опускается ниже +10 градусов.

Умная техника анализирует полученные параметры и сама решает, подбавить ли илу еды или наоборот, разбавляя слишком концентрированное питание, добавить в бассейны более чистой воды. Роль человека – сугубо контролирующая. На снимке внизу вы видите оператора диспетчерского пункта, который отслеживает с помощью мониторов весь процесс. Если что-то пойдет не так, раздастся звуковой сигнал и на экране побежит красная строка, которая объяснит, в чем неполадка. Оператору останется лишь вызвать нужную ремонтную службу.

Фото: Nora Krevņeva

Микроскопические трудяги поработали на славу. Содержимое нашего условного тазика с водой уже лишилось и песка, и химических составляющих жидкости для мытья пола, которую мы туда плеснули. Остается лишь отделить от воды то, что сделало ее такой чистой – биологический ил. Поэтому вода из аэрационных бассейнов уходит во вторичные отстойники. Это гигантские круглые чаши, где с большим удовольствием плавают птицы.

Фото: Nora Krevņeva

Показывая, насколько чиста вода, которая сутки назад прибыла на станцию в виде бурой зловонной жижи, инженер по производству Rīgas ūdens Юлианна Якухина спокойно опускает во вторичный отстойник руку и плещет прозрачной жидкостью: «Мы стараемся очистить воду как можно лучше. Скажем, если азота в воде допускается нормами ЕС до 10 мг на литр, то «Даугавгрива» очищает воду до 6-7 мг на литр. Если фосфора допускается 1 мг на литр, то мы доводим эту цифру до 0,6 мг на литр. То же самое и с другими параметрами».

Фото: Nora Krevņeva

За два с половиной часа ил в чашах оседает на дно и откачивается насосами. Затем бактерии вот такими архимедовыми винтами отправляются с ветерком «домой» - в аэрационный бассейн. Им снова пора браться за работу.

Фото: Nora Krevņeva

А вода из вторичных отстойников уходит в буферный резервуар возле моря и уже оттуда через трубы, выдающиеся на 2,4 километра в море, на глубине 17 метров рассеивается в морской воде. В ней можно смело купаться!

Фото: Nora Krevņeva

Остается добавить, что в процессе очистки образуется много отходов. Что с ними делают? Мусор и песок, отделенные от сточных вод, отжимают при помощи пресса и отправляют на свалку в Гетлини. Человеческие экскременты помещают в три гигантские емкости (метантенки) и подогревают до 37 градусов, чтобы там начались те же процессы, что происходят с пищей в животе у человека. То есть, сбраживание. При брожении экскременты выделяют биогаз. Его используют для выработки электро- и теплоэнергии. В итоге можно смело сказать, что «Даугавгрива» обогревается не без посильного участия всех рижан. Вот они, эти метантенки, емкостью 4 тысячи кубометров каждый.   

Фото: Nora Krevņeva

Однако, выделив биогаз, экскременты никуда не исчезли, разве только уменьшились в объеме. Эту органическую массу высушивают с помощью центрифуги. Получается 100 тонн в день массы, похожей на жирный чернозем. Вот он, внизу на снимке. Для использования в сельском хозяйстве эту массу нужно еще переработать в компост. Овощи-фрукты на таком компосте, конечно, выращивать никто не будет, но для кормовых культур – почему бы и нет?

Фото: Nora Krevņeva

Часть органики вперемешку с лишним илом увозят на так называемые аварийные иловые поля. Это охраняемая территория в местечке Варнукрогс, где сделаны бетонные площадки, надежно изолированные от грунтовых вод. Там и происходит переработка на компост. Каждый год на поля завозят примерно по 36 тысяч тонн (это 480 железнодорожных вагонов).