В 2008 году на снегосплавных пунктах Мосводоканала заработала система рециклинга щебня. С внедрением этой новинки столичного ЖКХ в обиход вошел и новый для коммунальщиков термин –  Курьяновские и Люберецкие очистные сооружения Москвы являются крупнейшими в Европе станциями по очистке производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Производительность станций составляет 3,125 и 3 млн. м 3 /сут соответственно. Очищенные воды используются повторно в водном балансе Подмосковья для обводнения рек Москвы и Пехорки. Обводнение р. Пехорки очищенной водой Люберецких очистных сооружений составляет 90% расхода в устьевом участке. Обводнение р. Москвы очищенной водой Люберецких и Курьяновских очистных сооружений в створе «Отдых» составляет более 50% среднего расхода.

До последнего времени вода, обработанная на очистных сооружениях, не подвергалась обеззараживанию. Это было связано с отсутствием экономичного и в то же время экологически безвредного метода дезинфекции большого объема воды. Применение традиционного хлорирования было невозможно по целому ряду принципиальных проблем. Хранение больших запасов газообразного хлора на территории очистных сооружений в черте города, а также его транспортировка потенциально опасны как для населения, так и для окружающей среды. Сточные воды, содержащие остаточные концентрации активного хлора, токсичны для гидробионтов . При хлорировании сточных вод образуются канцерогенные и мутагенные хлорорганические соединения, способные длительное время сохраняться в природной среде и по трофической цепи поступать в организм человека.

Учитывая эти факторы, в 1989 г . по поручению Совета Министров РСФСР Госстроем РСФСР по согласованию с органами Минжилкомхоза РСФСР и Госкомприроды РСФСР было принято вынужденное решение об исключении обеззараживания из технологических схем очистки сточных вод на Курьяновских и Люберецких очистных сооружениях в связи с экологическим несовершенством хлорирования и отсутствием альтернативных технологий [1; 2]. В настоящее время обеззараживанию с использованием гипохлорита натрия подвергается только доочищенная на зернистых фильтрах вода Курьяновских очистных сооружений, поступающая в Юго-Восточную систему промышленного водоснабжения г. Москвы.

В городских сточных водах обнаруживаются многие виды патогенных простейших, бактерий и вирусов. Болезни, вызываемые этими микроорганизмами, различны и могут приводить к серьезным последствиям для организма человека [3; 4]. Учитывая важность обеззараживания сточных вод, МГУП «Мосводоканал» постоянно занималось поиском приемлемого технического решения этой задачи.

По результатам обобщения отечественного и зарубежного опыта в 1995 г . была проведена ранговая экспертная оценка 15 основных промышленных методов обеззараживания воды по 24 показателям. По 17 вариантам схем обеззараживания были выполнены технологические и технико-экономические расчеты. В итоге сделан вывод, что ни один из известных химических методов обеззараживания не может быть применен по техническим или экономическим соображениям. По совокупности показателей наиболее приемлемым был признан метод обеззараживания ультрафиолетом как высокоэффективный в эпидемическом отношении и не сопровождающийся образованием побочных продуктов, негативно влияющих на окружающую природную среду и здоровье человека [2; 5].

С 1997 г . МГУП «Мосводоканал» совместно с ведущим российским производителем УФ-оборудования – НПО «ЛИТ» на московских станциях аэрации организовано проведение цикла

 

 

 

Рис. 3. Опытно – промышленная станция на Курьяновских очистных сооружениях/

исследовательских работ, направленных на определение требований к эксплуатации УФ-оборудования на крупных очистных сооружениях. В процессе работ определялись эффективность и стабильность обеззараживания ультрафиолетом биологически очищенных сточных вод по отношению к различным видам микроорганизмов, включая простейшие и вирусы. Отрабатывались технологические режимы работы УФ-оборудования в процессе длительной эксплуатации.

Технологические исследования и испытания проводились на Зеленоградских, Курьяновских и Люберецких очистных сооружениях. На очистных сооружениях Зеленограда длительная эксплуатация (1997–1998 годы) опытно-промышленной УФ-станции производительностью 24 тыс. м 3 /сут на основе серийной установки УДВ 1000/288 (рис. 1) производства НПО «ЛИТ» показала высокую эффективность и стабильность обеззараживания сточных вод УФ-облучением [2; 6].

В ходе технологических модельных испытаний на Курьяновских и Люберецких очистных сооружениях были определены значения величины коэффициента УФ-пропускания сточными водами в условиях реальных колебаний физико-химических показателей качества, а также дозы УФ-облучения, необходимые для обеспечения эффективного обеззараживания (рис. 2).

 

 

 

Результаты долговременных опытно-промышленных испытаний, проведенных в 1999–2000 годах на Курьяновских очистных сооружениях (рис. 3) на УФ-оборудовании корпусного и лоткового типа производства НПО «ЛИТ» (ртутные и амальгамные лампы низкого давления повышенной мощности), были положены в основу конструктивных и технических решений УФ-систем, соответствующих масштабам московских очистных сооружений [1; 2].

Анализ качества сточных вод в ходе опытно-промышленных испытаний и исследований проводился в химико-бактериологической лаборатории Курьяновских очистных сооружений, бактериологической лаборатории Московского ЦГСЭН, лаборатории санитарной микробиологии НИИ ЭЧиГОС им. А. Н. Сысина, отделении медицинской гельминтологии НИИ МПиТМ им. Е. И. Марциновского.

На первом этапе выявлялась эффективность УФ-обеззараживания по основным микробиологическим показателям, нормируемым СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод». В течение всего периода исследований эффективность обеззараживания по общим и термотолерантным колиформным бактериям составляла 99,9%. На последующих этапах проводились специальные испытания по воздействию УФ-излучения на специфические виды микроорганизмов – вирусы и цисты простейших, также определялась токсичность сточных вод до и после УФ-облучения. Инвазионность содержащихся в сточных водах цист лямблий и ооцист криптоспоридий определялась методом биопроб на мышах. В процессе исследований была выявлена 100-процентная эффективность обеззараживания по колифагам и энтеровирусам, 100-процентная инактивация цист патогенных простейших, установлены эффективные дозы УФ-облучения, также было определено, что УФ-облучение не влияет на токсичность сточных вод [1; 2].

Результаты исследований позволили рекомендовать метод УФ-обеззараживания для применения на Курьяновских и Люберецких очистных сооружениях. В 1999 г . была разработана и согласована органами санэпиднадзора Москвы «Концепция по обеззараживанию очищенных сточных вод на Московских станциях аэрации». Согласно Постановлениям Правительства Москвы от 11 мая 2004 г . № 289-ПП «О Целевой среднесрочной программе «Повышение экологической и эпидемиологической безопасности на городских объектах и в местах массового скопления людей на основе современных ультрафиолетовых технологий обеззараживания воды и воздуха (2005–2007 гг.)» и от 14 марта 2006 г . № 176-ПП «О развитии систем водоснабжения и канализации города Москвы на период до 2020 г .», в 2006 г . специалистами ГУП «Институт МосводоканалНИИпроект» была разработана проектная документация на блок УФ-обеззараживания для Люберецких очистных сооружений.

В соответствии с проектом, на УФ-обеззараживание направляется вода, очищенная на втором блоке Ново-Люберецких очистных сооружений с удалением соединений азота (производительность 500 тыс. м 3 /сут), введенном в эксплуатацию в 1997 г .; на блоке удаления биогенных элементов с удалением соединений азота и фосфора (производительность 500 тыс. м 3 /сут), введенном в эксплуатацию в 2006 г . Обеззараженные сточные воды сбрасываются в р. Пехорку.

 

 

Строительство блока УФ-обеззараживания проведено в кратчайшие для такой масштабной станции сроки (в течение одного года). Ввод его в эксплуатацию состоялся в августе 2007 г . Максимальная пропускная способность блока составляет 56250 м 3 /ч, или 1 млн. 350 тыс. м 3 /сут при среднесуточном расходе 1 млн. м 3 (рис. 4). УФ-станция рассчитана на достижение микробиологических показателей качества сточных вод, соответствующих требованиям СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных водоемов».

Очищенные сточные воды в самотечном режиме первоначально поступают на механические щелевые плоские сита с прозором 1,4 мм (пять сдвоенных сит), предназначенные для удаления грубодисперсных примесей, и далее, через сборно-распределительный канал, на комплекс УФ-обеззараживания.

В блоке УФ-обеззараживания применены УФ-модули специальной конструкции с вертикально установленными лампами. Учитывая значительный расход обрабатываемых сточных вод, в УФ-модулях использованы уникальные амальгамные лампы низкого давления высокой мощности ДБ-600, разработанные и произведенные НПО «ЛИТ» (рис. 5). Использование вертикальных УФ-систем на лампах низкого давления такой высокой мощности позволяет создавать компактные УФ-станции, размещаемые на действующих очистных сооружениях при отсутствии свободных площадей (рис. 6).

Рис. 5. Вертикальный УФ модуль

Рис. 6. План УФ-станции на Ново-Люберецких очистных сооружениях

 

Вертикальное расположение ламп, установленных в шахматном порядке (рис. 7), позволяет также обеспечить максимально высокую эффективность перемешивания и, как следствие, обеззараживания сточных вод, существенно упростить процедуру замены ламп. При замене ламп исключается выполнение операций по извлечению модулей из сточных вод и их отмывке от загрязнений (для систем горизонтального типа проведение данных операций обязательно). При этом значительно сокращен ручной труд обслуживающего персонала.

 

Блок УФ-обеззараживания состоит из восьми каналов, в каждом из которых – по четыре последовательно расположенных секции в составе двух УФ-модулей вертикального типа, установленных поперек канала (рис. 8).

Рис. 8. УФ модули в канале

В состав УФ-комплекса входит автоматизированная система поддержания уровня сточных вод в каждом канале. Поддержание уровня обеспечивается посредством изменения положения щита регулирующего щитового затвора в зависимости от уровня сточных вод в канале. В комплект каждого модуля входит также автоматическая механическая система очистки кварцевых чехлов с пневматическим приводом. Общая потребляемая мощность УФ-модулей составляет менее 30% мощности, затрачиваемой на биологическую очистку этого же расхода сточных вод. Эксплуатация УФ-станции производится в автоматическом режиме. Себестоимость обеззараживания воды на новом блоке не превышает 10 коп. за 1 м 3 воды.

 

Физико-химические показатели качества сточных вод, поступающих на обеззараживание: взвешенные вещества 4–10 мг/л; БПК 5 2–4 мг/л; ХПК 20–50 мг/л. При вводе УФ-блока в промышленную эксплуатацию микробиологические показатели качества обеззараженных сточных вод контролировались бактериологическими лабораториями «Территориального управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по городу Москве» и Аналитического центра «РОСА». По данным лабораторий Роспотребнадзора и Люберецких очистных сооружений, за весь период эксплуатации УФ-система стабильно обеспечивает проектные показатели качества обеззараженных сточных вод (таблица и рис. 9).

Введенный в эксплуатацию блок на Люберецких очистных сооружениях является первым этапом в создании систем УФ-обеззараживания в Москве. В 2008 г . планируется строительство систем УФ-обеззараживания на Курьяновских очистных сооружениях производительностью 3,125 млн. м 3 /сут с выпуском обеззараженных сточных вод в р. Москву. Согласно Генеральной схеме развития канализации г. Москвы, к 2014 г . весь объем очищенных сточных вод будет подвергаться УФ-обеззараживанию.

 

Рис. 9. Эффективность УФ-обеззараживания по микробиологическим показателям

а – ОКБ; б – ТКБ; в – колифаги; до облучения; после облучения; нормируемый уровень

 

МГУП «Мосводоканал» осуществлен комплекс работ по поиску, обоснованию, разработке и реализации оптимального технического решения проблемы обеззараживания очищенных вод Курьяновских и Люберецких очистных сооружений. Многолетняя планомерная работа позволила выбрать наиболее эффективный и экологически безопасный метод обеззараживания, разработать оборудование для его реализации. Технические решения и оборудование НПО «ЛИТ» стали основой уникального, крупнейшего в мире блока УФ-обеззараживания сточных вод на Люберецких очистных сооружениях. Оснащение всех очистных сооружений Москвы блоками УФ-обеззараживания позволит существенно улучшить экологическое и санитарно-эпидемиологическое состояние рек Москвы и Пехорки.

 

 

Реферат

Разработка и внедрение систем УФ-обеззараживания сточных вод г. Москвы. Пахомов А. Н., Богомолов М. В., Данилович Д. А., Козлов М. Н., Стрельцов С. А., Белов Н. А., Костюченко С. В., Волков С. В., Жуков В. И. – С.

Осуществлен комплекс работ по поиску, обоснованию, разработке и реализации оптимального технического решения проблемы обеззараживания очищенных вод московских очистных сооружений канализации.