Вода у крани киян потрапляє з 3-х джерел – річкова з Дніпра (30%) та Десни (60%) та артезіанська – зі свердловин (10%) – піднімається на Дніпровську та Деснянську водопровідні станції, де проходять складні технологічні процеси її обробки. Київський водопровід складається з близько 4200 км. мереж. Саме така відстань щодня долає 700 млн. літрів чистої води.
Що після очищення?
Воду з річок очищають реагентним способом. Вода обробляється коагулянтами – сульфатом алюмінію, гідроксихлорид алюмінію. А на Дніпровській водопровідній станції вода ще й флокулянтом. Це хімічні сполуки, які спрощують та прискорюють процеси випадання в осад мікрочастинок, якими забруднена вода. «Після обробки коагулянтами вода надходить у відстійники, де відбувається осадження забруднень. Після освітлення вода подається на доочищення на швидкі фільтри. Для знезараження питної води на Дніпровській станції використовують діоксид хлору. На Деснянській – досі використовують хлор із попередньою обробкою води аміаком. Очищена вода після двох етапів очищення надходить у резервуари чистої води, звідки насосами другого підйому подається до водопровідної мережі”, – зазначають у Київводоканалі.
Що щодо контролю якості?
У Київводоканалі запевняють, що очищають воду так само якісно, як у багатьох містах західної Європи та деяких містах Північної Америки, Канади та Японії. Контролюють якість води у Києві лабораторії підприємства та Держпродспоживслужби. Фахівці контролюють якість цілодобово без вихідних:
– на виході з очисних споруд контроль – щоденно по 22, щомісяця за 48 та щорічно за 76 показниками,
– у розподільних водопровідних мережах міста – щодня без вихідних у 35 контрольних точках на різних вулицях по всіх районах Києва.
Однак більшість проб беруть до проходження води водопроводом. Тому, коли вже очищена вода проходить міськими трубами, вона відчуває вторинне забруднення.
А що по трубах?
«Київводоканал» наполягає – щоб із крана текла ідеальна кришталево чиста вода, потрібно замінити старі міські та внутрішньобудинкові мережі.
Водопровідні труби та обладнання дуже застаріло. У водопровідній системі Києва досі використовуються насоси 40-70-х років. А це – високе споживання електроенергії та часті виходи з ладу.
Що з водовідведення?
Система водовідведення має ті ж проблеми – застарілі мережі та обладнання. Більшість колекторів у Києві мають термін експлуатації понад 50 років – через це велика кількість аварій.
Але велика проблема – це Бортницька станція аерації. Будівництво та введення в експлуатацію станції проводилося поетапно у міру зростання та будівництва міста Києва. Перший блок споруд – у 1965 році, другий – у 1976 році, третій – у 1987 році.
Станція складається з 3-х блоків очищення стічних вод, 3-х цехів обробки опадів та допоміжних цехів. Термін роботи основних споруд та обладнання складає 30-40 років. Відбувається постійне руйнування залізобетонних та металевих конструкцій технологічних споруд, через велике зношування виходить з ладу основне насосне та повітродувне обладнання, від корозійних процесів руйнуються технологічні трубопроводи.
Недосконала і схема очищення стоків. Її розробили ще у 50-60-ті роки і суттєвих змін відтоді не вносили.А ось склад стічних вод за цей час дуже змінився.
Білові поля несуть небезпеку.
Вони займають площу 272 гектари та переповнені втричі. У разі прориву греблі ці накопичення напіврідкої маси нечистот можуть потрапити до Дніпра, що стане екологічною катастрофою.
Вода є важливим елементом виживання людства, і дуже важливо, щоб її якість завжди підтримувалася. В умовах швидкої урбанізації попит на чисту воду збільшився у геометричній прогресії, і муніципалітети мають відіграти важливу роль у забезпеченні доступу мешканців до безпечної питної води. Забезпечення чистою водою потребує комплексного підходу, що включає пошук, обробку, зберігання та розподіл. Тому в цій статті буде обговорюватися важливість очищення води для муніципальних цілей і досліджуватися різні методи, що використовуються на водоочисних станціях, щоб гарантувати, що вода, що подається, відповідає необхідним стандартам. Ми заглибимося в переваги очищення води перед подачею, а також деякі проблеми, з якими стикаються муніципалітети у своєму прагненні забезпечити безпечну питну воду.
Важливість очищення води у муніципальних районах
Очищення води – це важливий процес, який допомагає гарантувати, що вода, що подається населенню, є безпечною та корисною для споживання. Муніципальне очищення води відіграє вирішальну роль у забезпеченні мешканців міста чистою питною водою.
Чому очищення води важливе?
Без належної очистки води вживання забрудненої води може призвести до різних захворювань, таких як холера, черевний тиф, дизентерія та інші захворювання, що передаються через воду.Ці захворювання викликаються шкідливими мікроорганізмами, такими як бактерії, віруси та паразити, які процвітають у неочищених джерелах води.
Метою муніципального очищення води є видалення цих шкідливих домішок із системи водопостачання до того, як вона досягне житлових будинків, шкіл, лікарень та інших громадських місць. Це гарантує, що населення має доступ до чистої та безпечної питної води.
Муніципальне очищення води – це процес очищення сирої чи природної води з місцевого джерела, такого як річка чи озеро. Це включає видалення домішок, таких як водорості, осад і інші органічні матеріали. Очищену воду потім дезінфікують за допомогою хімічних речовин, таких як хлор або озон, для знищення мікроорганізмів, що залишилися.
Муніципальні процеси очищення води
Муніципальне очищення води – це процес забезпечення безпеки води для пиття та використання на муніципальних територіях. Основна мета муніципального очищення води – видалити з води шкідливі забруднення та бактерії до того, як вона досягне будинків, підприємств та інших громадських місць. Муніципальні водоочисні споруди відповідають забезпечення населення чистою питною водою.
Процес очищення води на муніципальному заводі включає кілька етапів, які працюють разом для очищення води. Ці етапи включають коагуляцію, осадження, фільтрацію, дезінфекцію та, нарешті, розподіл.
Коагуляція – це перший етап процесу водоочищення. На цьому етапі в сиру воду додаються хімікати, які допомагають зваженим частинкам злипатися і утворювати більші частинки, які називаються пластівцями. Наступним етапом є осадження, при якому пластівці осідають на дні резервуара, дозволяючи чистій воді піднятися над ним.
Фільтрація видаляє будь-які зважені частинки у воді, що залишилися, за допомогою піщаних або вугільних фільтрів. Після фільтрації відбувається дезінфекція, при якій додаються хімічні речовини, такі як хлор або озон для знищення шкідливих мікроорганізмів, які можуть викликати захворювання.
Нарешті, після обробки та дезінфекції очищена вода перекачується трубами для очищення питної води або для будь-яких інших цілей у житлових або комерційних приміщеннях.
У муніципальних районах використовуються два типи водоочисних споруд: очисні споруди поверхневих вод та очисні споруди підземних вод. Установки з очищення поверхневих вод одержують воду з озер або річок, тоді як станції з очищення підземних вод одержують воду з підземних горизонтів.
Дуже важливо підтримувати обладнання для очищення води у хорошому стані, щоб воно ефективно працювало протягом тривалого часу. Графік періодичного технічного обслуговування повинен проводитись регулярно відповідно до рекомендацій виробника для оптимальної роботи обладнання, що використовується на муніципальних водоочисних спорудах.
Типи водоочисних споруд у муніципальних районах
Муніципалітети несуть відповідальність за забезпечення населення чистою та безпечною питною водою. Одним із способів забезпечення безпеки води для споживання є будівництво водоочисних споруд у муніципальних районах. Існують різні типи водоочисних споруд, які можна використовувати в залежності від джерела води та того, які забруднення необхідно видалити.
Найбільш поширеним типом водоочисних споруд, які у муніципальних районах, є станції очищення поверхневих вод.Цей тип установок призначений для очищення поверхневих вод із таких джерел, як озера, річки та водосховища. Поверхневі води проходять кілька стадій очищення, перш ніж вони будуть визнані безпечними для споживання, що включає:
Коагуляція та флокуляція: у воду додаються хімічні речовини, які допомагають частинкам злипатися (флокулювати), що полегшує їх видалення.
Седиментація: Частки, що комкуються, осідають на дні резервуара.
Фільтрація: Домішки, що залишилися у воді, відфільтровуються за допомогою піску або інших матеріалів.
Дезінфекція: додається дезінфікуючий засіб, такий як хлор або ультрафіолет, щоб убити бактерії або віруси, що залишилися.
Ще одним типом муніципальних водоочисних споруд є станції очищення ґрунтових вод. Підземні води надходять із свердловин, пробурених у підземних водоносних горизонтах. У цьому типі установок використовуються ті ж процеси, що і в установках для поверхневих вод, але можуть знадобитися додаткові кроки, якщо в ґрунтових водах є певні мінерали, які необхідно видалити.
Крім того, існують також спеціалізовані установки, такі як опріснювальні установки, які очищають морську воду і перетворюють її на питну, видаляючи солі та інші домішки.
Після того, як муніципальне обладнання для очищення води встановлено, важливо регулярно його обслуговувати та правильно експлуатувати. Сюди входить контроль якості води, що надходить, тестування проб очищеної води та перевірка обладнання на предмет зносу або пошкоджень.
Незважаючи на важливість очищення води у муніципальних районах, тут можуть виникнути проблеми.До них відносяться бюджетні обмеження, старіюча інфраструктура та стихійні лиха, такі як повені або посухи, які можуть вплинути на якість вихідної води. Проте, інвестуючи у належне технічне обслуговування та регулярно модернізуючи обладнання, муніципалітети можуть продовжувати забезпечувати населення чистою та безпечною питною водою.
Технічне обслуговування та керування водоочисними спорудами
Технічне обслуговування та керування водоочисними спорудами має вирішальне значення для забезпечення доставки безпечної питної води населенню. Ці споруди потребують регулярного обслуговування та моніторингу, щоб гарантувати ефективну роботу процесу очищення води.
Завдання з технічного обслуговування станції очищення питної води можна розділити на дві категорії: профілактичні та коригувальні. Профілактичне обслуговування включає регулярно виконувані дії для запобігання виходу обладнання з ладу, наприклад, заміну фільтрів або очищення резервуарів. З іншого боку, коригуюче обслуговування відноситься до дій, які виконуються у відповідь на проблему або збій, наприклад ремонт насоса або усунення витоку.
Ефективне управління має значення для забезпечення безперебійної роботи всіх підприємств. Це включає управління персоналом, відстеження рівня запасів хімікатів і обладнання, ведення обліку використання та якості води, а також дотримання нормативних вимог.
Управління процесом на водоочисних спорудах також передбачає вирішення таких проблем, як старіння інфраструктури, зміна правил і зростання попиту на безпечну питну воду.Щоб забезпечити дотримання правил, встановлених такими організаціями, як Агентство з охорони навколишнього середовища (EPA), оператори повинні бути в курсі змін у законах та керівних принципах щодо очищення води.
Ще одним важливим аспектом управління підприємством є підтримання належного навчання персоналу, який експлуатує обладнання на підприємстві. Належне навчання гарантує, що всі співробітники розуміють свої обов'язки щодо процедур безпеки та ефективно керують усіма аспектами обладнання для очищення води.
Проблеми в муніципальному очищенні води
Муніципальне очищення води є важливим процесом, який забезпечує забезпечення населення безпечною та чистою питною водою. Однак тут виникають різні проблеми, які потрібно вирішити для підтримки якості води.
Недостатнє фінансування. Однією з найбільших проблем муніципального очищення води є недостатнє фінансування. Вартість експлуатації водоочисної станції може бути високою, а муніципалітети можуть не вистачити ресурсів для покриття всіх витрат. Це може призвести до виходу з експлуатації обладнання або неможливості найняти достатню кількість персоналу, що може призвести до неякісних процесів обробки.
Забруднення у джерелах сирої води. Ще однією проблемою є боротьба із забруднювачами у джерелах сирої води. Різні типи забруднювачів, такі як пестициди, хімікати та промислові відходи, можуть потрапити до річок та озер, звідки муніципалітети отримують воду. Муніципалітети мають інвестувати в сучасне обладнання для очищення води, яке зможе ефективно видаляти ці забруднення.
Застаріла інфраструктура.Багато муніципалітетів мають застарілу інфраструктуру, яка потребує частого ремонту та обслуговування. Це може спричинити збої в ланцюжку поставок, що призведе до неадекватного розподілу очищеної води. Це також збільшує ризик забруднення через те, що старі труби вимивають у воду свинець чи інші шкідливі речовини.
Суворі правила: Уряд має суворі правила щодо якості питної води, що змушує муніципальну владу забезпечувати дотримання цих стандартів. Недотримання цих правил спричиняє серйозні штрафи або пені, які впливають на бюджет, що виділяється на експлуатацію заводу.
Нестача навченого персоналу. Нарешті, може виникнути нестача навченого персоналу, необхідного для ефективної експлуатації та обслуговування водоочисних споруд. Для експлуатації установки потрібні кваліфіковані оператори, які знайомі з різними процесами, такими як флокуляція, коагуляція, осадження, фільтрація, дезінфекція та іншими процесами, що використовуються при очищенні питної води. Якщо не вистачає кваліфікованого персоналу, ефективність роботи стає скрутною.
На водоочисних станціях використовуються складні технології, що гарантують відповідність води, що подається суворим стандартам якості. Муніципалітети також повинні інвестувати в регулярне технічне обслуговування та керування цими об'єктами, щоб підтримувати їхню роботу на оптимальному рівні. Таким чином вони можуть гарантувати безперебійне постачання своїх громадян високоякісною питною водою.
Однак існують і проблеми, з якими стикаються муніципалітети забезпечення безпечною питною водою.Головними з них є старіння інфраструктури, зростання населення, наслідки зміни клімату та бюджетні обмеження. Незважаючи на ці проблеми, муніципальна влада має продовжувати приділяти першочергову увагу інвестиціям у водоочисні споруди, щоб забезпечити всіх чистою та безпечною питною водою.
Погодьтеся, що вода відіграє ключову роль у житті людини, і помалу ми вчимося відповідально підходити до свого питного раціону. Вже мало хто п'є воду просто з-під крана, в основному її так чи інакше фільтрують або замовляють бутильовану додому. Але як взагалі відбувається очищення води?
Росія дуже велика країна і забезпечити її питною водою непросто. Так, у нас є 20% світового запасу питної води — льодовики, чимало водосховищ, річок та озер, але все ще зберігаються проблеми якості та доступності води.
Вся проблема в тому, як очистити воду від забруднень і зробити її придатною для пиття. Основним джерелом служать поверхневі води – до них відносять озера, річки та водосховища. А підземні води грають другорядну роль постачанні людини питтям. Навіть великі міста нашої країни, такі як Москва, Казань чи Санкт-Петербург, беруть воду насамперед із найближчих річок та водосховищ.
Поверхневі води відновлюються досить швидко, не потрібно нічого викачувати з-під землі, крім того, їх можна зберігати у водосховищах. Загалом схема робоча, але є ризик хімічний та мікробних забруднень.
У випадку з підземною водою ситуація трохи інша: в ній повно мінералів, солей та інших домішок, які ще потрібно прибрати, а перед цим спробуй цю воду викачати.
Як ви розумієте, питна вода повинна відповідати санітарно-епідеміологічним вимогам та гігієнічним нормативам, а з цим можуть виникнути проблеми через технології очищення води та обладнання.
Будь-яке обладнання, ті ж труби, наприклад, потрібно обслуговувати, тому що якщо не стежити за ними — метали та пестициди можуть опинитися у вашому гуртку. Та навіть погодні умови можуть вплинути на якість води, лише дощ вже створює велике навантаження на систему.
Ну і звичайно, найголовніше в очищенні води – це методи фільтрації. Їх досить багато, і кожен із них має свої «за» та «проти», а вчені щодня намагаються зробити їх усе краще.
Як очищають воду?
Механічний спосіб
Усього основних методів два — механічний та хімічний. Механічний спосіб переважно використовують для початкового очищення. При такому методі забруднення відокремлюють за допомогою фільтрів — сміття, пісок тощо вони очистити в стані.
Цей метод досить дешевий і простий, але тільки не зовсім ефективний — очищає всього близько 60%. Тож одним їм не обійтися.
Хімічний спосіб
З хімічним все просто – додав у воду спеціальний розчин реагентів, усі зарази та домішки загинули – пийте на здоров'я! Чи ні? Все лихо в тому, що після реакцій можуть залишитися речовини, елементи розпаду і таке інше.
Але все ж таки, хімічні способи дуже ефективні, наприклад, метод з коагуляцією: реактиви-коагулянти при контакті з розчинними домішками просто утворюють осад-а далі залишається тільки відправити на фільтрацію. І все, жодних проблем. Також можна використовувати органічні кислоти, наприклад лимонну, і вони нейтралізують будь-яку потенційну пакость.
Є ще методи, що ґрунтуються на флотаційних процесах, сорбційних явищах, рідинній екстракції, іонообмінних реакціях, електродіалізі та зворотному осмосі, а також термічній обробці.
Крім цього, значного поширення набули біологічні методи очищення, які використовують метаболічні процеси живих організмів. Перспективним напрямом досліджень є застосування радіаційних та іонізуючих випромінювань для підвищення ефективності очищення води.
Зворотний осмос
Багато хто чув про зворотний осмос — на сьогодні це один із найефективніших способів очищення. Процес очищення відбувається завдяки напівпроникній мембрані, через яку з більш концентрованого менш концентрований розчин переходить вода. У цьому мембрана пропускає розчинник (у разі воду), але з пропускає деякі розчинені у ньому речовини.
Зворотний осмос здатний видалити частинки 0,001-0,0001 мікрометра. Для розуміння наскільки це невеликий розмір – вода практично повністю очищається від усіх речовин: ні домішки, ні поживні речовини, ні щось ще не пройде через мембрану. Однак такий спосіб очищення влетить у копієчку, тому що фільтри досить часто потрібно міняти.
Вчені вигадали, як знизити вартість: синтезувати керамічні мембрани з промислових відходів, а для основи використовувати мікросфери золи.
Від роботи вугільних електростанцій залишається багато золи, та її використання вирішує відразу дві проблеми. У золі є корисні речовини, такі як мікросфери з алюмосилікату. Вони є ідеальною речовиною для створення керамічних мембран через свою легкість та форму.
«Вийшла робота присвячена першому етапу розробки, а саме створенню нових керамічних підкладок. Це основа, яка теж має вигляд мембрани, але на неї згодом будуть наноситися додаткові шари, які мають менший розмір пор і можуть затримувати менші компоненти. Потреба підкладці обумовлена тим, що при фільтрації нам необхідно пропускати через мембрану рідину під тиском. І мембрана має витримувати різницю тиску, тому й обрано матеріал на основі кераміки», — лля Рижков, Доктор фізико-математичних наук, провідний науковий співробітник Інституту обчислювального моделювання СО РАН.
Однак, така мембрана із золою має великі пори, що не дозволяє повноцінно очистити воду, але для першого ступеня очищення, щоб позбавитися великих речовин, вона підходить ідеально.
Коротко та про інші методи
Для очищення води можна використовувати навіть радіацію. Опромінення, в цілому, досить багато де застосовують, наприклад, очищають продукти. Втім, у нашому випадку такий метод підійде лише для стічних вод, якщо додати озон або перекис водню.
За допомогою холодного кип'ятіння, тобто спеціального приладу, який працює як блендер. Навколо його лопат утворюється високий тиск і температура, потім відбувається стиск і розрідження води, що призводить до невеликих вибухів бульбашок. Такий метод призводить до знезараження води, а не до її повноцінного очищення. Приблизно за такою ж схемою працює нова розробка команди Новосибірського державного технічного університету (НДТУ НЕТІ).
Новий метод вітчизняних вчених використовує відразу кілька фізичних прийомів.Воду обробляють шляхом зміни тиску, потім пускають потоки води на великій швидкості – для цього використовують звукові коливання різної частоти, при цьому створюються бульбашки та завихрення. Все це змушує шкідливі речовини у воді, наприклад, солі та метали, перетворитися на осад, який потім легко видалити за допомогою фільтра.
Крім цього, є способи очищення з додаванням золота та інших металів або різних живих організмів, але це досить рідкісні та вузькоспрямовані способи.
Очищення води – важливо для всього людства
Очищення води вкрай важливе — погодьтеся, що склад того, що ми п'ємо, впливає на організм людини по-різному. Склад води важливий, зокрема, для миття продуктів або походу в душ. Буде вкрай неприємно усвідомлювати, що як чисте яблуко через воду може виявитися тільки бруднішим, а миття неочищеною водою може викликати нездорову реакцію у шкіри.
І хоча те, що вода з-під крана одразу готова до використання, ми сприймаємо як даність, за цим стоїть велика праця фахівців, які й досі покращують станції та методи очищення.