ГУП "Водоканал СПБ"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна»

Институт прикладной химии и экологии

Кафедра: инженерной химии и промышленной экологии

Направление подготовки: 20.03.01 - Техносферная безопасность

Профиль подготовки: Инженерная защита окружающей среды

ОТЧЕТ

о прохождении: производственной (практика по получению профильных умений и опыта профессиональной деятельности)

Тип практики: стационарная

Руководитель практики

от СПбГУПТД:

проф. Витковская Р.Ф.

Обучающийся:

__________________

Санкт-Петербург

2018

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна»

Рабочий график (план) практики и индивидуальное задание

Вид практики: производственная (практика по получению профессиональных умений и опыта профессиональной деятельности)

Тип практики: стационарная

Студент (аспирант) Николаев Евгений Михайлович

Институт прикладной химии и экологии

Курс 3 Учебная группа ХДА-7, Форма обучения очная

Направление подготовки 20.03.01 - Техносферная безопасность

Профиль подготовки Инженерная защита окружающей среды

Сроки прохождения практики с 05.04.2018 г. по 30.05.2018 г.

Место прохождения практики ГУП «Водоканал СПБ»

Рабочий график (план) прохождения практики

Дата	Содержание выполняемых работ и заданий	Форма отчетности
Общие (типовые вопросы, изучаемые в ходе практики)
05.04.18	Выбор технологических решений при организации производственных	Отчет
	процессов очистки сточных вод. Состав сооружений водоочистки.
	Характеристика химических реагентов, требуемая к качеству.
12.04.18	Управление параметрами технологического процесса очистки сточной	Отчет
	воды. Режимы биологической и реагентной обработки.
	Система производственно-лабораторного контроля качества сточных
	вод.
19.04.18	Оценка оптимальности выбранных параметров водоочистки.	Отчет
	Контроль заданных параметров. Практическое занятие на водопроводной станции.
	водопроводной станции, стажировка в должности технолога на ЮЗОС
	ТКВ «Юг филиал Водоотведение Санкт-Петербурга»
26.04.18	Моделирование процессов водоочистки (лабораторный практикум).	Отчет
	Пробная коагуляция сернокислым алюминием для удаления
	фосфорных соединений.
03.05.18	Современные методы управления технологией производства питьевой	Отчет
	воды. Состав сооружений водоподготовки.
10.05.18	Соответствие питьевой воды стандартам - необходимое условие	Отчет
	обеспечения безопасности питьевого водоснабжения
	Санкт-Петербурга.
23.05.18	Моделирование процессов водоподготовки (лабораторный практикум)	Отчет
	Пробная коагуляция, пробное хлорирование в лаборатории ЮВС.
	ТУВ «Юго-Восточное» филиал «Водоснабжение Санкт-Петербурга»
30.05.18	Оценка оптимальности выбранных параметров водоподготовки.	Отчет
	Контроль заданных параметров. Практическое занятие на
	Водопроводной станции, стажировка в должности технолога на
	ГВС ТУВ «Центральное» ПТУ филиал «Водоснабжение Санкт-Петербурга»
	Санкт-Петербурга
Индивидуальное задание
	Обеззараживание воды в технологии водоподготовки на Южной
	Водопроводной и Центральной Водопроводной станциях.

Требования к выполнению и оформлению индивидуального задания

Индивидуальное задание предполагает получение и анализ дополнительных сведений по технологическим процессам

Вид (ы) отчетных материалов по практике и требования к их оформлению в соответствии с индивидуальным заданием

Отчет по практике в соответствии с требованиями ГОСТ 7.32-2001, ГОСТ 7.1-2003.

Руководитель практики от СПбГУПТД_____________/Витковская Р.Ф.

Начальник службы реализации образовательных программ филиала ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»

«Информационно-образовательный центр» ____________/Иванова Н.В.

Задание принял к исполнению __________________/Николаев Е.М.

Дата ____________

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Историческая справка о предприятии ГУП «Водоканал Санкт-Петербург»

2. Водоотведение

2.1 Юго-Западные очистные сооружения (ЮЗОС)

2.2 Северная станция аэрации (ССА)

3. Водоподготовка

3.1 Южная водопроводная станция (ЮВС). Комплекс очистных сооружений для производства питьевой воды K-6

3.1.1 Блок А

3.1.2 Блок Б

3.1.3 Блок В

3.1.4 Лабораторный анализ на Южной водопроводной станции

3.1.4.1 Пробное коагулирование

3.1.4.2 Хлоропоглощение

3.2 Главная водопроводная станция (ГВС)

4. Контроль качества

4.1 Биомониторинг

5. Индивидуальное задание. Обеззараживание воды в технологии водоподготовки на Южной Водопроводной и Главной Водопроводной станциях

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Студенты Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна прошли производственную практику на предприятии ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», в ходе которой посетили ряд сооружений водоподготовки и водоочистки.

Во время прохождения практики студентами был прослушан цикл лекций, посвященный разбору работы организации, происходящих там стадий и процессов, применяемых технологий. После цикла лекций была предоставлена возможность посетить очистные сооружения и провести практические занятия с целью более подробного ознакомления со всеми процессами и общения с сотрудниками предприятий, которые поделились информацией связанной с тематикой практики.

Полученные и закрепленные знания способствуют в будущем становлению квалифицированных специалистов в области водоочистки и водоподготовки.

1. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О ПРЕДПРИЯТИИ ГУП «ВОДОКАНАЛ САНКТ-ПЕТЕРБУРГ»

водоканал водоподготовка обеззараживание питьевой

ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» -- государственное унитарное предприятие, обеспечивающее услугами водоснабжения и водоотведения жителей города и пригородов, а также 19 тыс. абонентам в лице организаций и предприятий.

Централизованное водоснабжение в Петербурге появилось благодаря созданию акционерного Общества Санкт-Петербургских водопроводов, устав которого Александр II утвердил 10 октября 1858 года.

Среди учредителей Общества были как инженеры - А.Н. Ермаков, П.И. Палибин, А.А. Перетц, Е.И. Окель, так и крупные коммерсанты - И.И. Глазунов, М.И. Якунчиков, И.Н. Кушинников.

В 1858-1917 годы на первых порах акционерное Общество столкнулось с большими финансовыми и технологическими трудностями. В начале 1863 года строительство водопровода практически остановилось. На тот момент была построена водонапорная башня на Шпалерной улице (архитекторы И.А. Мерц и Э. Шуберский) и проложено несколько верст водопроводной сети. Средства уставного капитала Общества были истрачены, акции продавались плохо, и даже правительственная субсидия не смогла изменить ситуацию. В марте 1863 года в Общество вступил петербургский купец I гильдии А.И. Крон, который внес недостающую сумму (около 900 тысяч рублей) и взялся завершить затянувшиеся работы.

Снабжение водой первых потребителей началось в конце 1863 года.

В ходе строительства первоначальный проект претерпел некоторые изменения. Сперва планировалось брать воду из так называемого «ковша» - соединенного с Невой искусственного водоема возле Таврического дворца. Однако «ковш» для этих целей оказался непригодным, и Обществу пришлось устроить водозабор из Невы.

До середины 1870-х годов водопроводом пользовались жители лишь левобережной части города. Для снабжения водой Петербургской (Петроградской) и Выборгской сторон, а также Васильевского острова в 1873 году было создано новое акционерное общество (Товарищество), которое было передано в управление английским подрядчикам.

В 1890 году Городская дума приняла решение о выкупе имущества Общества Санкт-Петербургских водопроводов, а в 1892 году - и Товарищества новых водопроводов, в городскую собственность. Для управления водопроводами была создана Городская исполнительная комиссия по водоснабжению Санкт-Петербурга, подчиненная городской управе. По представлению председателем исполнительной комиссии назначался управляющий городскими водопроводами.

В первые десятилетия работы системы централизованного водоснабжения в Санкт-Петербурге все абоненты получали воду, подвергнутую лишь грубой механической очистке. В 1889 году на Главной водопроводной станции начали работу песчаные фильтры, построенные Общественном Санкт-Петербургских водопроводов по настоятельному требованию городских властей.

В 1911 году на Петербургской (Петроградской) стороне была построена станция фильтрации с озонированием воды. На Главной водопроводной станции было внедрено обеззараживание питьевой воды хлором (первые опыты хлорирования были проведены в Кронштадте в 1909 году). С 1911 года начала работу созданная городской думой Исполнительная комиссия по сооружению канализации и переустройству водоснабжения г. Санкт-Петербурга, к которой в значительной мере перешли функции развития водопроводного хозяйства.

Первая мировая и Гражданская войны негативно отразились на техническом состоянии системы водоснабжения города, на ее сооружениях, оборудовании и сетях. В двадцатых - начале тридцатых годов прошлого века для строительства водоводов даже приходилось использовать деревянные трубы - из-за нехватки более подходящих материалов. Дореволюционный уровень подачи воды в городскую водопроводную сеть был достигнут лишь к 1935 году.

Однако были в это время и достижения. Прежде всего это строительство Южной водопроводной станции (I очередь пущена в 1933 году, II очередь, частично, - в 1940 году) и модернизация очистных сооружений Главной водопроводной станции.

В 1923-1924 годы были возобновлены работы по строительству канализационных сетей. В 1925 году городскими властями были утверждены основные планы канализования Ленинграда (по раздельной схеме, с выделением четырех самостоятельных канализационных бассейнов). В качестве опытного района для создания новой системы канализации был выбран Васильевский остров. Строительство канализации на Васильевском острове (с общей протяженностью уличной сети 153,3 км) продолжалось в течение 10 лет. К 1930 году была построена Василеостровская канализационная насосная станция. Выпуск сточных вод (без очистки) производился в Невскую губу.

В тридцатые годы активно строились канализационные коллекторы в ряде других районов города. Протяженность канализационной сети Ленинграда достигла 1130 км, что превышало дореволюционный уровень более чем в два раза.

В 1940 году была принята новая генеральная схема канализования Ленинграда, в основе которой также лежала раздельная система водоотведения. Схема предусматривала механическую очистку и отстаивание сточных вод, с последующим сбросом в четыре фарватера Невской губы. Ливневые воды должны были сбрасываться во все водотоки города. Прокладку главных коллекторов предполагалось производить тоннельным методом.

В 1966 году была утверждена Генеральная схема канализации Ленинграда, которая включала в себя, помимо прочего, три крупных комплекса канализационных очистных сооружений. Первый из них - Центральная станция аэрации - был введен в 1978 году (I очередь). До этого все канализационные стоки города сбрасывались в водоемы практически без очистки. В 1984 году была введена II очередь Центральной, а в 1987 году - I очередь Северной станций аэрации. В 1986 году началось строительство Юго-Западных очистных сооружений.

В 90-е годы ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» была разработана и реализована новая для России концепция стратегического планирования финансово-хозяйственной деятельности предприятий жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ). Важнейшим шагом в деле реализации этой концепции на предприятии стало создание системы управления на основе планирования корпоративного развития.

В 2008 году петербургский Водоканал отметил свое 150-летие. Одним из важнейших событий юбилейного года стал запуск первого участка продолжения Главного канализационного коллектора.

В июне 2009 года состоялась торжественная церемония вывоза последнего баллона с хлором с территории Северной водопроводной станции, ознаменовавшая окончательный отказ Водоканала от использования в обеззараживании воды жидкого хлора и его замену на безопасный гипохлорит натрия.

В июле 2010 года на крупнейшей городской водопроводной станции - Южной водопроводной станции - был запущен в пусконаладку новый блок водоподготовки мощностью 350 тысяч кубометров питьевой воды в сутки (в город вода с этого блока начала поступать в январе 2011 года).

В 2011 году Водоканал значительно расширил систему биомониторинга, внедрив ее на канализационных очистных сооружениях: с начала года состав дымовых газов завода по сжиганию осадка на Юго-Западных очистных сооружениях контролируют африканские улитки, а с июля качество очистки сточной воды на ЮЗОС оценивают австралийские краснопалые раки.

В 2012 году был завершен предпоследний этап строительства Главного канализационного коллектора - ликвидация пяти прямых выпусков сточных вод. Эти стоки были переключены на коллектор и по нему направлены на Северную станцию аэрации, что позволило обеспечить в Петербурге очистку 97% сточных вод.

В 2013 году Водоканал запустил в работу еще три стационарных снегоплавильных пункта. В результате общее число ССП выросло до десяти. На них утилизация снега происходит за счет тепла поступающих в снегоплавильные камеры сточных вод.

В 2014 году на Главной водопроводной станции была запущена в пусконаладку новая насосная станция 1-го подъема производительностью 500 тысяч кубометров воды в сутки. Строительство нового водозабора и новой насосной станции 1-го подъема стало первым этапом реконструкции Главной водопроводной станции.

В апреле 2015 года был завершен важный этап программы прекращения сброса неочищенных сточных вод - строительство канализационного коллектора на участке Адмиралтейской набережной от Дворцового проезда до Сенатской площади. Это позволило закрыть шесть прямых выпусков сточных вод в Неву общим объемом около тысячи кубометров в сутки.

В августе 2016 года Водоканал запустил в эксплуатацию очистные сооружения поверхностного стока в поселке Осиновая Роща, предназначенные для очистки поверхностных сточных вод, собираемых с территории военного городка №1.

В ноябре 2016 года завершены строительно-монтажные работы по внедрению установок УФО на водонапорных башнях в поселках Солнечное и Белоостров. Установка систем УФ-обеззараживания - одно из мероприятий по совершенствованию и модернизации систем водоснабжения и водоотведения. Цель работ - внедрить УФ-обеззараживание всего объема питьевой воды, подаваемой потребителю.

В 2017 году была продолжена работа по созданию системы управления водоснабжением в Южной, Северной и Центральной зонах водоснабжения. Эта работа включает реконструкцию насосных станций с заменой насосных агрегатов и внедрением передовой системы управления их работой, оснащение водопроводной сети технологическими расходомерами, замену счетчиков воды у абонентов на устройства с передачей данных, формирование аппаратно-программного комплекса учета, развитие услуги электронной связи с абонентами «Личный кабинет абонента». В результате в 2017 году удалось добиться снижения энергопотребления в Южной зоне водоснабжения на 4,2 % по сравнению с 2016 годом.

В рамках охраны окружающей среды выполнялось строительство сетей и коллекторов для переключения сбрасываемых без очистки сточных вод на очистные сооружения. Основные мероприятия - это начало строительства Охтинского тоннельного канализационного коллектора и завершение работ по реконструкции дождевой канализации в рамках благоустройства территории Муринского парка.

В рамках социально-ориентированных проектов по эксплуатации городских фонтанов и общественных туалетов в 2017 году было отремонтировано 5 общественных туалетов, завершены мероприятия по капитальному ремонту 4 фонтанов в г. Кронштадт. Для обеспечения городских мероприятий ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» принял в эксплуатацию 200 передвижных мобильных туалетных кабин, и 5 новых передвижных санитарно-гигиенических комплексов.

ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» -- государственное унитарное предприятие, обеспечивающее услугами водоснабжения и водоотведения жителям города и пригородов, а также 19 тыс. абонентам в лице организаций и предприятий. Предприятие ведет свою историю с 1858, когда возникло Общество Санкт-Петербургских водопроводов. Впоследствии структура управления водоканализационным хозяйством города претерпела ряд структурных преобразований. В 1939 было организовано Управление водопроводно-канализационного хозяйства «Водоканал». В настоящее время ГУП является одним из крупнейших в России в сфере водопроводно-канализационного хозяйства. В составе современного ГУП «Водоканал СПб.» 3 производственных филиала: Левобережный, Правобережный и Юго-Западный Водоканал.

Общая протяженность водопроводных и канализационных сетей превышает 15 тысяч километров. В составе предприятия работают 9 водопроводных станций, 15 очистных сооружений, 193 повысительные насосные станции, 3 завода для сжигания осадка и 2 завода по производству гипохлорита натрия. Кроме того, в ведении организации эксплуатация и развитие городских фонтанов и общественных туалетов. В 2012 «Водоканал» запустил строительство и эксплуатацию стационарных снегоплавильных пунктов.

Петербургский «Водоканал» является наиболее развитым и инновационным предприятием в коммунальной отрасли в нашей стране, благодаря неизменному контролю качества и постоянным нововведениям. Таким образом, например, в системе обеззараживания отсутствует жидкий хлор, он заменен на менее токсичный гипохлорит. Так же предприятию удалось при аммонировании воды заменить растворы аммиака на более безопасный и менее токсичный в производстве в сульфат аммония.

«Водоканал» активно использует систему биомониторинга качества очистки сточной воды, которое оценивают австралийские краснопалые раки, и контроль состава дымовых газов завода по сжиганию осадка при использовании гигантских африканских улиток. Контроль состояния воды в реке Неве осуществляется с использованием речных раков.

Так же предприятие активно занимается просветительной и благотворительной деятельностью. В составе «Водоканала» работает Информационно-образовательный центр, куда входят музейный комплекс «Вселенная Воды» и Детский экологический центр. Предприятие занимается помощью ластоногим, предоставляя место для реабилитации на территории очистных сооружений поселка Репино в Курортном районе Санкт-Петербурга.

Среди главных проектов, реализуемых ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»:

• Программа "Прекращение сброса неочищенных сточных вод в водоемы Санкт-Петербурга";

• Модернизация водопроводных станций города;

• Создание системы управления комплексом водоснабжения;

• Совершенствование методов обработки и утилизации осадка сточных вод.

2. ВОДООТВЕДЕНИЕ

2.1 Юго-Западные очистные сооружения (ЮЗОС)

Юго-Западные очистные сооружения (ЮЗОС), входящие в структуру ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», обеспечивают прием и очистку хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, а также поверхностного стока с юго-западной части города Санкт-Петербурга (включая входящие в его состав населенные пункты). В зоне обслуживания ЮЗОС проживает около 800 тыс. человек.

Проектная производительность ЮЗОС 330 тыс. м³/сут. Они введены в работу в 2005 г., являются одними из самых крупнейших современных отдельно расположенных очистных сооружений, построенных в Российской Федерации. ЮЗОС - один из важнейших объектов в национальной программе выполнения положений Хельсинской конвенции (ХЕЛКОМ) и были созданы в тесном техническом и финансовом сотрудничестве со странами Балтийского моря.

В соответствии с Проектом Приказа Министерства природных ресурсов и экологии РФ «Об утверждении перечня объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, относящихся к первой категории, вклад которых в суммарные выбросы, сбросы загрязняющих веществ в Российской Федерации составляет не менее чем 60 процентов» (подготовлен Минприроды России 14.04.2016) Юго-Западные очистные сооружения включены в список.

Юго-Западные очистные сооружения считаются одним из важнейших объектов системы канализования в регионе Балтийского моря, самым современным технологическим комплексом по очистке стоков. (Рисунок 1, 2)

Рисунок 1 - Юго-Западные очистные сооружения (вид сверху).

Рисунок 2 - Технологическая схема очистки воды на ЮЗОС.

Сточные воды, поступающие на Юго-Западные очистные сооружения, вначале проходят механическую очистку. Этот блок состоит из приемно-щитовой камеры с двумя шахтами глубиной по 35 м., 8 механизированных самоочищающихся решеток с автоматическим управлением, в которых задерживается осадок от 5мм и выше (прозор - 6 мм.) (Рисунок 3), 8 секций аэрируемых песколовок (объемом около 400 м³ каждая) глубиной 5,5 м., при этом каждая пара песколовок заканчивается коническим приямком глубиной 6 м., а фракции удаляемого песка менее 0,12-0,15 мм., (Рисунок 4) и 4 первичных отстойников диаметром 54 м. и гидравлической глубиной 5,3 м. (Рисунок 5). Здесь из стоков удаляется взвеси, различные механические загрязнения и песок.

Рисунок 3 - Механизированные решетки.

Рисунок 4 - Песколовки.

Рисунок 5 - Первичные отстойники.

Затем наступает черед биологической очистки. В состав этого блока входят 6 двухкоридорных аэротенках глубиной 6-6,5 м. (Рисунок 6) и вторичные отстойники (Рисунок 7). За биологическую очистку отвечает так называемый активный ил - простейшие микроорганизмы, которые используют для своей жизнедеятельности загрязняющие вещества, поступающие со сточными водами в аэротенк и тем самым обеспечивая очистку воды. Для обеспечения дыхания микроорганизмов активного ила в аэротенки нагнетают воздух.

Рисунок 6 - Аэротенки.

Рисунок 7 - Вторичный отстойник.

На ЮЗОС используется самая эффективная на данный момент технология по удалению биогенных элементов - азота и фосфора. Но в условиях общесплавной системы водоотведения очень сложно добиться стабильной работы активного ила. Слишком много факторов мешают микроорганизмам ила всегда работать с высокой эффективностью - это изменение температуры воды, поступление нефтепродуктов, металлов, различных синтетических поверхностно-активных веществ. Для стабилизации процесса удаления фосфора, фосфатов внедрена химическая обработка стоков. На Юго-Западных очистных сооружениях уже в 2008 году петербургскому Водоканалу удалось выйти на уровень содержания фосфора в очищенных сточных водах ниже 0,5 мг/л, а азота - 8 мг/л. Химическая часть процесса очистки заключается в добавлении в сточные воды специального реагента, благодаря которому фосфаты образуют нерастворимые соединения, и вместе с осадком выводятся из системы.

Также на Юго-Западных очистных сооружениях очищенные сточные воды проходят обеззараживание с помощью ультрафиолета для уничтожения бактерий в выпускаемых сточных водах (12 блоков, 3 канала). (Рисунок 8)

Рисунок 8 - УФ - обеззараживание.

Образовавшийся в результате очистки сточных вод осадок сжигается на заводе - он был построен в 2007 году. А с 2011 года на этом заводе начала работать уникальная система биомониторинга состава дымовых газов - с использованием улиток.

Кроме улиток на ЮЗОС в системе биомониторинга «работают» и речные раки. Биоэлектронная система контроля токсикологической безопасности очищенных сточных вод была внедрена здесь в 2011 году при помощи сотрудников Санкт-Петербургского Научно-исследовательского центра экологической безопасности РАН. По самочувствию и сердцебиению раков технологи следят за качеством очищенной сточной воды перед тем, как ее выпустить в Невскую губу. Если качество воды ухудшится, чувствительный рак это ощутит сразу - ученые заметят не только изменения в его поведении, но и получат сигнал от специального оптоволоконного датчика, прикрепленного к панцирю. Датчик в режиме реального времени снимает показания сердечной активности раков.

Юго-Западные очистные сооружения остаются достойным примером общей работы во имя экологического благополучия Санкт-Петербурга и Балтийского моря.

2.2 Северная станция аэрации (ССА)

С 28 июня 2011 года Санкт-Петербург полностью выполняет рекомендации Хельсинкской комиссии по защите Балтийского моря по содержанию фосфора в сбросе сточных вод - не более 0,5 мг/л.

После первого этапа реконструкции в Петербурге запустили Северную станцию аэрации (ССА) на территории поселке Ольгино. Благоустройство проводилось в рамках программы "Прекращение сброса неочищенных сточных вод в водоемы".

Торжественная церемония открытия прошла в день 159-летия петербургского "Водоканала". В ней принял участие губернатор Северной столицы Георгий Полтавченко.

"Сегодня важный день в городском хозяйстве Санкт-Петербурга. Я хочу поблагодарить всех, принимавших участие в реализации проекта, в том числе наших финских коллег, поскольку в финансирование принимали участие различные компании, в том числе иностранные", - сказал он.

Георгий Полтавченко добавил, что на данный момент город поступательно движется к реализации всех рекомендаций Хельсинской комиссии.

"Санкт-Петербург очищает 97,5% всех сточных вод, и мы планируем довести этот показатель до 100% в самое ближайшее время", - подчеркнул градоначальник.

Значимость проекта отметил и посол Европейского Союза в РФ Маркус Эдерер. По его словам, он важен не только для Петербурга, но и для всего Балтийского моря.

"Проект имеет огромное экологической значение для региона с населением 100 млн человек, повышающие качество их жизни", - сказал он.

Эдерер отметил, что проект стал самым технически сложным во всей Восточной Европе. В него вложены средства из казны Северной столицы, деньги "Водоканала", а также деньги из бюджета страны и ряда инвестиционных банков ЕС.

Напомним, станция находилась в эксплуатации более 30 лет. За это время существенно изменились различные нормативы по качеству воды. Реконструкция ССА, которая началась в 2012 году, проводилась в том числе для того, чтобы обеспечить очистку сточных вод в соответствии с рекомендациями Хельсинской комиссии по защите Балтийского моря (ХЕЛКОМ).

Северная станция аэрации - одна из трех крупнейших канализационных очистных сооружений города. Расположена станция западнее пос. Ольгино и занимает площадь 65 га. (Рисунок 9) Строительство станции началось в 1975 году. Первая очередь ССА мощностью 500 м³ в сутки была введена в 1986 году, на полную проектную мощность сооружения заработали в 1995 году. Именно на Северную станцию аэрации попадают стоки из Главного канализационного коллектора (его строительство завершено 10 октября 2013 года). С 2007 года на Северной станции аэрации работает завод по сжиганию осадка сточных вод.

Рисунок 9 - Северная станция аэрации (источник Яндекс Карты).

Рисунок 10 - Технологическая схема ССА.

С 1995 года производительность станции составляет 1 250 000 м³ стоков в сутки (второе место после Центральной станции аэрации). Бассейн канализования ССА включает в себя территорию правобережья р. Невы, Большой Невки, а также Петроградскую сторону.

К 2002 очистка сточных вод производилась на 8 механизированных решетках (Рисунок 11, 12) с прозорами 16 мм и 2 ступенчатых решетках с прозорами 6 мм. Очистка от мелких минеральных примесей проходит на 20 горизонтальных аэрируемых песколовках. Перед подачей на биологическую очистку стоки очищаются также в 8 радиальных первичных отстойниках.

Рисунок 11 - Решетки Северной станции аэрации.

Рисунок 12 - Решетки со взвесями после очистки.

Дальнейшую биологическую очистку проводят с использованием 10 секций трехкоридорных аэротенков. Перед сбросом в водоем очищенная вода проходит обработку в 12 радиальных вторичных отстойниках.

Биологически очищенные сточные воды выводятся в Невскую губу на расстоянии 1,5 км от берега. В 2007 году на ССА был открыт завод по сжиганию осадка сточных вод (второй после завода на Центральной станции аэрации). (Рисунок 13)

Рисунок 13 - Завод по сжиганию обезвоженного осадка на ССА.

До этого обезвоженный осадок (около 200 000 м³ в год) складировался на полигоне у пос. Новоселки. (Рисунок 14)

Рисунок 14 - Полигон у пос. Новосёлки.

В 2009 году на ССА завершили проект по утилизации биогенных веществ; построили канализационный коллектор от пос. Песочный до пос. Новоселки с выходом на ССА, что полностью ликвидировало сброс неочищенных сточных вод в районе, улучшив экологическое состояние Финского залива и оз. Сестрорецкий Разлив. Реконструкция ССА создала условия для активного развития жилищного и промышленного строительства Северо-Приморской части города, промышленной зоны «Парнас», пос. Песочное и Левашово.

Главной особенностью данной станции является канализационная насосная станция (КНС). Она заглубленная на 60 м и построена методом опускного колодца. КНС представляет собой сооружение типа «стакан в стакане», то есть всасывающее отделение находится вокруг приемного. Внутри приемного отделения расположены насосы диаметрами всасывающих и напорных линий около 4 м.

Именно на Северную станцию аэрации попадают стоки из Главного канализационного коллектора (его строительство завершено 10 октября 2013 года).

Сейчас в Петербурге очищается 98,5% сточных вод. Речь идет о показателях в 2,2 млн кубометров за день. На всех канализационных сооружениях "Водоканала" внедрены технологии глубокого удаления фосфора и азота. После реконструкции станция аэрации сможет увеличить качество очистки воды, построив 2 насосные станции сырого осадка и одну насосную станцию возвратного и избыточного ила.

Сточные воды приходят на станцию по коллектору на глубине 70 м, диаметр которого составляет 4 метра. Затем насосами стоки поднимают в приемную камеру, откуда они распределяются на разные линии: механической и химической очистки. После воды проходят процедуру отстаивания (Рисунок 15), во время которой осадок, который тяжелее, оседает на дно. Далее стоки идут на биологическую очистку (Рисунок 16) активным илом - в специальные камеры подаётся воздух, чтобы бактерии не только могли активно поедать осадки, но и дышать. После проверки проб вода отправляется прямиком в Финский залив.

Рисунок 15 - Первичный отстойник на ССА.

Рисунок 16 - Аэротенк на ССА, проходящий очистку после многократного проведения в нём биологической очистки сточных вод.

В планах "Водоканала" - переключить стоки посёлка Металлострой на Северную станцию аэрации, второй этап реконструкции ССА.

С 28 июня 2011 года Санкт-Петербург полностью выполняет рекомендации Хельсинкской комиссии по защите Балтийского моря по содержанию фосфора в сбросе сточных вод - не более 0,5 мг/л.

ССА расположена по адресу: пос. Ольгино (от м. Черная речка 13 км. автотранспортом).

3. ВОДОПОДГОТОВКА

Для наиболее качественной и эффективной водоподготовки методы должны выбираться при сопоставлении таких факторов, как:

• состав исходной воды;

• качество питьевой воды, регламентированного нормативными документами или определенным потребителем воды;

• предварительный подбор методов очистки воды. Анализируются возможности и условия их применения, исходящие из поставленной задачи.

Водоснабжение Санкт-Петербурга осуществляется из поверхностных и подземных источников. Основным источником водоснабжения является река Нева, откуда забирается около 98% воды.

Перед подачей потребителям вся вода проходит очистку и проверку качества.

3.1 Южная водопроводная станция (ЮВС). Комплекс очистных сооружений для производства питьевой воды K-6

Комплекс К-6 Южной водопроводной станции рассчитан на производство номинального суточного объёма воды, равного 350 000 м³/сутки при режиме работы 24 часа.

Качество очищенной воды соответствует:

- Российским стандартам питьевой воды: Нормы СанПин;

- Европейским стандартам питьевой воды: Стандарт ЕЕС.

В новом комплексе использованы новые современные технологии и современное оборудование:

• предварительное озонирование;

• фильтры с двухслойной загрузкой песок/активированный гранулированный уголь (ГАУ);

• обеззараживание ультрафиолетом;

• обезвоживание осадка;

• обработка и возврат в процесс промывной воды.

3.1.1 Блок А

Рисунок 17 - Главный технологический корпус, включающий блок осветления, блок фильтрации, озонаторную.

Первая ступень очистки

Предварительное озонирование воды (озон получают из воздуха на территории станции).

• Остаточный озон стерилизует поверхность резервуара.

• Озон удаляет некоторые запахи и привкусы, которые некоторым людям кажутся неприятными.

• Остаточный озон быстро превращается в O₂. (Рисунок 18, 19)

Рисунок 18,19 - Оборудование производства озона ведущей мировой компании «Ozonia».

Вторая ступень очистки

Осветление воды: коагуляция, флокуляция и отстаивание в полочном отстойнике.

Коагуляция - процесс слипания твердых частиц в момент их соприкосновения. Очистка воды коагуляцией представляет собой обработку воды реагентами - коагулянтами (чаще всего сульфат алюминия), под действием которых мельчайшие частицы загрязнителей укрупняются, слипаются в хлопья.

Коагуляция обеспечивает эффективное дальнейшее задержание примесей механическими фильтрами или выпадение примесей в осадок. Стоит заметить, что коагуляция особенно эффективна при очистке воды от примесей железа.

Важнейшим фактором, определяющим эффективность процесса коагуляции, является подача в обрабатываемую воду требуемых количеств реагентов или, чаще говорят, оптимальных доз реагентов. Под оптимальной дозой понимают минимальное количество активного продукта реагента, выраженное в мг/л или г/м³, необходимого для достижения требуемого эффекта процесса коагуляции.

Величина оптимальной дозы реагента зависит от содержания примесей воды, условий коагуляции и, может быть определена экспериментально проведением по известным методикам технологического анализа на каждой конкретной воде. В результате такого анализа строят коагуляционные кривые, по которым определяют оптимальные дозы.

Температура воды оказывает на процесс коагуляции существенное влияние и связано это, в первую очередь, с интенсивностью броуновского движения. При снижении температуры интенсивность движения затухает, снижается вероятность сближения и слипания частиц, замедляется гидролиз и образование гидроксидов металлов.

Флокуляция - процесс схожий с коагуляцией, только при нем происходит образование более рыхлых и больших хлопьев. В качестве синтетического флокулянта используют полиакриламид.

Флокулянтами называют высокомолекулярные вещества, образующие в водных растворах длинные цепочки. Флокулянты используются, чаще всего, в дополнение к коагулянтам для увеличения размеров образующихся хлопьев и их последующего удаления.

Применение коагуляции совместно с флокуляцией увеличивает эффективность хлопьеобразования.

Полочный отстойник состоит из модулей тонких пластин (ламели) и илоуплотнителя.

Принцип тонкослойного отстаивания нашел применение при конструировании полочных (ламельных) отстойников, рабочий объем которых разделен по высоте наклонными пластинами на ряд отстойных зон, при этом интенсификация процессов осаждения осуществляется за счет увеличения контактной поверхности осаждения и уменьшения высоты осаждения взвеси.

Отстаивание загрязнений в тонких слоях потока жидкости протекает быстро, т. к. путь движения всплывающих или осаждающихся частиц в десятки раз меньше, чем в обычных отстойниках. Введение параллельных пластин в живое сечение позволяет равномерно распределить и сохранить это распределение по длине, что увеличивает коэффициент использования объема по сравнению с обычным отстойником.

Применяют для средней и глубокой очистки сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов.

Третья ступень очистки

Двухслойные скорые фильтры с загрузкой (песок/гранулированный активированный уголь)

Реактивация ГАУ (гранулированный активированный уголь) (Рисунок 20), используемого в скорых фильтрах блока водоподготовки, - это экологичная технология, которая позволяет Водоканалу эффективно решать задачи по рациональному использованию природных ресурсов. Технология реактивации заключается в том, что отработанный гранулированный активированный уголь проходит специальную термическую обработку, в результате которой он восстанавливает свои сорбционные свойства. Данное решение позволяет не только оптимизировать производственные и финансовые затраты предприятия, но и значительно экономит природные ресурсы, которые потребовались бы для производства нового угля.

Рисунок 20 - Двухслойный скорый фильтр с загрузкой (гранулированный активированный уголь).

Сама реактивация включает в себя несколько стадий: сушка (она проходит в два этапа), обработка ГАУ в печи при температуре 700-800 градусов в присутствии водяного пара, последующее охлаждение и рассев (удаление мельчайших гранул, которые по размеру не подходят для использования в фильтрах). При этом эти гранулы (так называемая негодная фракция) также находят применение в процессе водоподготовки: гранулы проходят дробление, в результате чего получается ПАУ - порошкообразный активированный уголь. Сорбционная технология дозирования ПАУ для удаления органических веществ и нефтепродуктов используется Водоканалом на всех водопроводных станциях.

На блоке К-6 используются особенные двуслойные скорые фильтры. Снизу они на 60 см (общий объем - 63,3 м³) заполнены кварцевым песком (Рисунок 21), а сверху - 120 см (объем - 126,7 м³) гранулированного активированного угля. Фильтроцикл составляет от 24 до 42 часа в зависимости от температуры воды.

Рисунок 21 - Двухслойный скорый фильтр с загрузкой (кварцевый песок).

Уголь имеет высокую прочность и сорбционную способностью, эффективен для удаления из воды различных органических веществ, в том числе нефтепродуктов.

Четвертая ступень очистки

Обеззараживание воды с помощью гипохлорита натрия в сочетании с сульфатом аммония

В данном процессе используют гипохлорит натрия, вместо газообразного хлора. В процессе ввода гипохлорита натрия в систему трубопроводов, образуется осадок, состоящий из гидроксида магния (????(????)₂) и диоксида кремния (??????₂), забивающий водные каналы. Поэтому концентрация щелочи в гипохлорите натрия должна быть такой, чтобы не вызывать образования осадка.

Гипохлорит натрия применяется для обработки бытовых и промышленных вод, для разрушения животных и растительных микроорганизмов, устранения запахов (особенно образующихся из серосодержащих веществ), обезвреживания промышленных стоков, например, от цианистых соединений.

По сравнению с хлором гипохлорит натрия является более простым в применении, малотоксичным, безопасным в эксплуатации реагентом. С точки зрения химических аспектов процесса обеззараживания воды обе рассматриваемые технологии равноценны.

При взаимодействии газообразного хлора с водой образуется хлорноватистая кислота:

.

В щелочной среде хлорноватистая кислота диссоциирует с образованием иона водорода и гипохлорит-иона:

.

При использовании для обеззараживания воды гипохлорита натрия гипохлорит-ион напрямую вводится в обрабатываемую воду. При этом часть гипохлорит-ионов гидролизуется:

.

При использовании гипохлорита натрия концентрация гидроксил-ионов увеличивается, что способствует достижению оптимальных условий обеззараживания. Напротив, использование газообразного хлора приводит к некоторому подкислению воды, уменьшая pH, что снижает эффективность обеззараживания при одних и тех же дозах активного хлора.

Рисунок 22 - Принципиальная схема обеззараживания воды на водопроводных станциях Санкт-Петербурга:

а) - действовавшая до 2003 г.;

б) - реализованная после модернизации в 2008 г.

Использование вместо аммиачной воды сульфата аммония, водные растворы которого имеют слабокислую реакцию, увеличивает содержание дихлораминов, усиливая эффективность обеззараживания обрабатываемой воды. Некоторое снижение значения рН обрабатываемой воды вследствие замены аммиачной воды сульфатом аммония улучшает процесс коагуляции воды сульфатом алюминия, создавая оптимальные по кислотности среды условия.

Рисунок 23 - Дозирование реагентов.

Дозирование реагентов (сульфат аммония, сульфат алюминия, гипохлорит натрия) (Рисунок 23) осуществляется в автоматическом режиме и обеспечивает качество питьевой воды мирового уровня.

Пятая ступень очистки

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Ультрафиолетом (УФ) называют невидимую глазом часть спектра электромагнитных волн, имеющих энергию большую, чем у видимого фиолетового света (100 - 400 нм).

Обеззараживающим (бактерицидным- уничтожает вирусы) эффектом обладает только часть спектра УФ-излучения в диапазоне волн 205 - 315 нм.

Фотохимические процессы практически не зависят от рН и температуры воды, незначительно зависят от ее химического состава. Наличие взвесей должно обязательно учитываться при выборе режима работы, поскольку они экранируют загрязнения и поглощают часть излучения.

Важнейшим качеством УФ-обработки воды является отсутствие изменения ее физических и химических характеристик даже при дозах, намного превышающих практически необходимые.

Широкая распространенность метода УФ-обеззараживания воды объясняется такими его достоинствами, как:

• универсальность и эффективность воздействия на различные микроорганизмы в воде;

• экологичность, безопасность для жизни и здоровья человека;

• относительно низкая цена;

• невысокие эксплуатационные расходы;

• низкие капитальные затраты;

• простота обслуживания установок.

3.1.2 Блок Б

Обработка промывной воды, включая реагентное хозяйство. (Рисунок 24)

Рисунок 24 - Блок Б Южной водопроводной станции.

Сбор промывной воды, её очистка и возврат в приёмные камеры сооружений позволяет минимизировать отрицательное воздействие на качество воды в реке Неве. (Рисунок 25, 26)

Рисунок 25, 26 - Оборотная система промывной воды.

Рисунок 27 - Типовая установка «Полидос» по приготовлению и дозированию рабочего раствора флокулянта (полиэлектролита).

3.1.3 Блок В

Блок В включает в себя:

• обработку осадка;

• хранение нового и отработанного активированного гранулированного угля;

• транспортировку гранулированного угля в фильтры с помощью эжектора; (Рисунок 28)

• обезвоживание осадка в центрифугах.

Также в комплексе предусмотрена комната отбора проб и приборного контроля.

Рисунок 28 - Погрузка активированного угля с помощью эжектора.

На производствах присутствуют бункеры хранения отработанного активированного угля. (Рисунок 29)

Рисунок 29 - Бункер для хранения отработанного активированного угля.

Обезвоживание осадка в центрифугах (Рисунок 30, 31);

Рисунок 30 - Центрифуги Flottweg, узел обезвоживания осадка.

Рисунок 31 - Центрифуги для обезвоживания осадка.

Также в комплексе предусмотрена комната отбора проб и приборного контроля. (Рисунок 32, 33)

Рисунок 32, 33 - Автоматизированная система технологического контроля позволят в режиме «онлайн» контролировать качество питьевой воды.

3.1.4 Лабораторный анализ на Южной водопроводной станции

3.1.4.1 Пробное коагулирование

1. Название

Рабочая методика проведения пробного коагулирования для блока К-6 № 1Т-А

2. Область применения и задачи

Пробное коагулирование проводится для установления ориентировочных оптимальных доз флокулянта и коагулянта и подтверждения установленных доз реагентов. Оптимальной дозой является минимальная доза, дающая наибольший эффект очистки.

3. Ссылка на документы

Методики проведения технологических изысканий и моделирования процессов очистки воды на водопроводных станциях. Москва. 2001

Методики проведения технологических изысканий и моделирования процессов очистки воды на водопроводной станции. Белград. 2010

4. Аппаратура, оборудование, материалы.

Посуда и реактивы для определения:

• массовой доли оксида алюминия по действующим ТУ на алюминий сернокислый технический (водный раствор),

• рН, щелочности, цветности, мутности, алюминия, растворенного алюминия, перманганатной окисляемости в соответствии с нормативной документацией.

v Мерные стаканы на 1, 2 дм³;

v Флокулятор на 6 мешалок;

v Пипетки дозаторы на 1,0 см3, на 5,0 см³;

v Часы процедурные;

v Вытяжной шкаф;

v Холодильник.

5. Подготовка к работе

5.1. Приготовление рабочего раствора сернокислого алюминия

5.1.1 Определение массовой доли оксида алюминия (С_к%, % по Al₂O₃) в исходном растворе по действующим ТУ на алюминий сернокислый технический (водный раствор).

5.1.2 Расчет концентрации исходного раствора коагулянта (С_к, г/дм³):

,

где:

С_к% - массовая доля оксида алюминия, %;

с - плотность исходного раствора коагулянта, г/см³;

10 - коэффициент для перевода в г/дм³.

5.1.3 Приготовление раствора сернокислого алюминия с концентрацией 10 г/дм³ (10 мг/см³).

Объем исходного раствора (V) сернокислого алюминия, необходимого для приготовления, рассчитывают по формуле:

,

где:

V₁ - объем приготавливаемого рабочего раствора, см³;

С_к - концентрация исходного раствора коагулянта, г/дм³;

С - концентрация получаемого раствора - 10 г/дм³ (10 мг/см³).

Концентрацию полученного раствора проверяют по рабочей методике № 10Т не реже 1 раза в 6 месяцев.

5.1.4 Приготовление рабочего раствора коагулянта.

Рабочий раствор коагулянта готовят в день проведения исследований разбавлением раствора с концентрацией 10 г/дм³ (10 мг/см³) в 10 раз. Полученный рабочий раствор коагулянта имеет концентрацию (С_р.к.) 1 мг/см³.

Расчет количества коагулянта (V_к), необходимого для получения требуемых доз коагулянта в 1 дм³ исследуемой воды:

,

где:

V - объем воды, взятой для проведения пробной коагуляции, дм³;

Д_к - доза коагулянта по Al₂O₃, мг/дм³;

С_р.к. - концентрация рабочего раствора коагулянта, мг/см³.

5.1.5 Приготовление рабочего раствора флокулянта

Рабочий раствор флокулянта готовят разбавлением исходного раствора флокулянта дистиллированной водой в 10 раз. Концентрацию приготовленного рабочего раствора флокулянта (С_р.ф.) рассчитывают по формуле:

,

где:

С_ф - концентрация исходного раствора флокулянта, %;

0,1 - коэффициент для перевода в мг/см³.

5.2. Расчет количества флокулянта (V_ф), необходимого для получения требуемых доз флокулянта в 1 дм³ исследуемой воды:

,

где:

V - объем воды, взятой для проведения пробной коагуляции, дм³;

Дф - доза флокулянта по активной части, мг/дм³;

С_р.ф. - концентрация рабочего раствора флокулянта, мг/см³.

6. Ход проведения пробного коагулирования

Пробное коагулирование проводят на сырой воде с добавлением промывной воды с блока К-6. В мерные стаканы наливают по 1 дм³ исследуемой воды. Ставят в флокулятор и включают скорость вращения мешалок «60» (об/мин). Последовательно во все стаканы вводят рассчитанное количество рабочих растворов коагулянта и на скорости «60» перемешивают 3 минуты. Затем не изменяя, скорость вращения вносят рассчитанное количество флокулянта (при его использовании на очистных сооружениях) и уменьшают скорость вращения мешалок до «15», перемешивают в течение 2 минут, затем продолжают перемешивание на той же скорости еще 15 минут для окончательного образования хлопка, как на блоке К-6. Пробное коагулирование проводят при температуре, соответствующей температуре воды источника. Пробы отставляют для отстаивания на 40 минут, при необходимости ставят в холодильник. Вода на блоке К-6 проходит все стадии очистки примерно за 1 час. По истечении заданного времени (с учетом существующей технологической схемы водоподготовки) отбирают воду с верхнего слоя и определяют мутность. Часть воды фильтруют через предварительно подготовленные промытые горячей водой двойные бумажные фильтры, отбрасывая первые 10 - 15 см³ фильтрата. В фильтрате определяют щелочность, перманганатную окисляемость, цветность, pH и растворенный алюминий. Одновременно проводят исследования воды источника по показателям: температура, мутность, цветность, окисляемость, аммиак и ионы аммония, щелочность, рН. А также анализируют модельный раствор (сырая вода + промывная вода), на мутность, цветность, щёлочность, перманганатная окисляемость, рН и остаточный алюминий.

ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»

Филиал водоснабжения ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»

Территориальное управление водоснабжения «Юго-Восточное» Южная водопроводная станция Химико-бактериологическая лаборатория

ОТЧЕТ

по результатам проведения пробного коагулирования на К-6

Показатели качества воды источника водоснабжения ЮВС

Дата «18» мая 2018 г.

Температура, 0 С	Мутность, мг/дм3	Цветность, град	Окисляемость мг/дм3	Аммиак и ионы аммония, мг/дм3	Щелочность, ммоль/дм3	рН
11,5	1,2	38	9,09	< 0,10	0,53	7,3

Показатели качества воды источника водоснабжения с блока К-6 + промывная вода