Грязный бизнес

Ровно сто лет назад в Великобритании была изобретена технология очистки сточных вод, по сей день использующаяся во всём мире

Два самых значимых отечественных мегапроекта последнего десятилетия – Олимпиаду в Сочи и саммит стран АТЭС во Владивостоке - объединяют внушительные средства, потраченные на модернизацию канализационных систем и строительство новых очистных сооружений в этих городах. 

До того, как стать витриной новой России, и Сочи, и Владивосток сбрасывали большую часть своих промышленных, хозяйственно-бытовых и ливневых стоков прямиком в море. Понадобились нашествие иностранных туристов и деньги федерального центра, чтобы эти два не самых депрессивных российских города вошли в XXI век с цивилизованной системой утилизации жидких отходов.

Меж тем в силу перегруженности, изношенности или просто отсутствия очистных сооружений в «доолимпиадном» состоянии находятся сегодня канализационные хозяйства подавляющего большинства населенных пунктов страны.

Так, по данным Минприроды, в зависимости от региона от 35 до 85% всех стоков в России сбрасываются в реки, озера и моря без очистки вообще либо с нарушением допустимых нормативов. Зачастую при этом загрязняются и водоемы, из которых происходит отбор питьевой воды.

В свою очередь, согласно данным ставропольского «Водоканала», ежегодно краевая столица и ее окрестности (около 600 тыс. человек) забирают из Сенгилеевского водохранилища порядка 45 млн. м3 (тонн) воды. Однако из них лишь 27 млн. оказываются в итоге на очистных канализационных сооружениях города. Какова судьба оставшихся 18 млн. тонн, остается только догадываться.

Здесь уместно вспомнить, что генеральный план города Ставрополя на 2010-2030 годы предполагает строительство еще одного комплекса очистных сооружений мощностью 80 тыс. м3 в сутки в Южном планировочном районе (в дополнение к 135 тыс. м3/сут., существующим сегодня).

Однако, зная об амбициозных планах «отцов города» построить вокруг Града креста кольцо новых жилых микрорайонов, можно предположить, что и в 2030 году коммунальное хозяйство Ставрополя не сможет обеспечить 100%-ную очистку сточных вод.

Идея запрятать канализационные потоки под землю и убрать их «с глаз долой» насчитывает не одну тысячу лет. К примеру, построенная за 600 лет до рождества Христова знаменитая римская «большая клоака» (Cloaca Maxima) – система каменных подземных каналов, по которым нечистоты и дождевые стоки отправлялись за черту города, в реку Тибр, - функционирует по сей день, правда, уже как часть ливневой канализации центральной части Рима.

Распад Римской империи (400-500 гг. н. э.) и последовавшие за этим «темные века» и средневековье вернули зловонные фекальные ручьи на улицы европейских городов. Лишь к концу 1700-х большинство из них наладили какую-никакую систему отвода дождевых и бытовых стоков.

Между тем быстрая индустриализация и урбанизация Европы в 19-м столетии привели к тому, что находящиеся в городской черте реки превратились, по сути, в открытые выгребные ямы. Так, в Лондоне «великое зловоние» лета 1858 года вкупе со вспышками холеры 1832, 1849 и 1855 годов подвигли парламент на принятие решительных мер.

В течение последующих шести лет (1859-1865) было построено 160 км подземных каналов, которые перехватывали и направляли подальше от центра города (вниз по течению в устье реки Темзы) содержимое 720 км главных и 21 тыс. км вспомогательных канализационных труб Лондона.

Результаты не заставили себя долго ждать, и 1867 год стал последним в истории столицы Великобритании, когда та пострадала от эпидемии холеры.

Подобное решение (перенаправлять потоки подальше от города и разбавлять их большим объемом воды) хотя и снимает остроту проблемы, но не решает, однако, главного. А именно, что реки и моря не могут бесконечно долго, без ущерба для себя, служить свалкой для неочищенных, по сути токсичных, жидких отходов жизнедеятельности человечества.

Во многом поэтому предложенный в апреле 1914 года английскими химиками Эдвардом Арденом и Вильямом Локеттом биологический способ очистки сточных вод рассматривается многими как самое значительное открытие ХХ века в области экологии и общественной гигиены. Надежный, относительно дешевый и, самое главное, способный справляться как с небольшими (50 м3/сут.), так и громадными (500 тыс. м3/сут.) объемами коммунальных стоков данный метод очень быстро получил признание и распространение во всем мире.

Уже в 1915 году, несмотря на начавшуюся войну, 12 английских городов обзавелись экспериментальными установками, а в 1916-м в Вустере была построена первая «настоящая» очистная станция производительностью 2,8 тыс. м3 в день.

Идея, лежащая в основе работы биологических (при помощи активного ила) очистных сооружений, довольно проста, и ее техническое воплощение мало изменилось за прошедшие сто лет.

Канализационные стоки, поступающие на станцию из разбросанных по городу коллекторов, сначала при помощи решеток отделяются от крупного мусора. Затем в песколовках удаляются мелкие тяжелые частицы вроде песка, шлака, гальки и т.д.

Очищенная от твердых примесей, однородная, мутная, серая жидкость поступает в огромные (40-50 м диаметром) железобетонные «тазики-отстойники», где удаляются (осаждением) взвешенные органические частицы и собираются плавающие на поверхности жир, масло, нефтепродукты и пр.

Сточные воды, прошедшие такую первичную обработку, все еще опасны и для людей, и для животных с растениями как по микробиологическим (возможно присутствие возбудителей опасных болезней), так и токсикологическим показателям (растворенные азотистые соединения, соли тяжелых металлов, фосфаты и т.д.).

На данном этапе при всей нашей «продвинутости» извлечь из тысяч кубометров воды подобный «коктейль» вредных веществ, используя классические физико-химические методы (фильтрация, осаждение и т.д.), задача практически невыполнимая.

Меж тем именно это удается сделать сообществу простейших микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли и пр.), из которых состоит этот самый пресловутый активный ил. Выглядящий как грязно-зеленые хлопья, активный ил «выращивается» специально в так называемых аэротенках - как правило, прямоугольных бассейнах, хорошо перемешиваемых и интенсивно аэрируемых (насыщаемых кислородом).

Именно сюда, в аэротенки, поступают канализационные стоки после первичной обработки (из «тазиков-отстойников»). Именно здесь составляющие иловую биомассу микроорганизмы нейтрализуют растворенные в воде нитраты, фосфаты и прочие токсичные для нас органические/неорганические соединения, питаясь ими, как питаются удобрениями растения.

В результате спустя некоторое время сточные воды, бывшие когда-то опасным «коктейлем» из сотен химических веществ, превращаются в своего рода заросший тиной деревенский пруд. Осталось отделить иловую биомассу и убить (если необходимо) болезнетворные бактерии хлором или УФ-излучением, чтобы прошедшие такую двухступенчатую очистку стоки можно было уже безопасно сбросить в близлежащие водоемы или использовать для орошения полей.

Впрочем, иногда требуются дополнительные манипуляции (фильтрование, обработка специальными реагентами), и тогда говорят уже о трехступенчатой системе очистки сточных вод.

Несмотря на масштабы, предприятия биологической очистки промышленных или хозяйственно-бытовых стоков не являются такими уж дорогими ни в терминах потребления электроэнергии, ни в смысле операционных ежедневных затрат.

Главный лимитирующий фактор здесь – довольно высокая первоначальная стоимость ($10-100 млн.) возведения всех этих отстойников, аэротенков, цехов обезвоживания осадка и пр. Понятно, что возвращаться эти деньги могут лишь за счет тарифов на водоотведение на протяжении 20-30 лет, и надеяться на частный капитал здесь особо не стоит.

В то же время, по оценкам специалистов, полная реконструкция существующих очистительных мощностей должна обойтись государству примерно в 700 млрд. рублей ($20 млрд.). Сумма не выглядит такой уж неподъемной на фоне, например, Олимпиады в Сочи ($10-50 млрд.) или предполагаемой стоимости строительства газопровода «Южный поток» ($20 млрд.).

Согласно федеральной целевой программе «Чистая вода», в 2011-2017 годах государство собирается израсходовать на все про все – замену водоподводящих и канализационных сетей, модернизацию систем очистки питьевой воды и канализационных стоков, обеспечение населенных пунктов централизованным водоснабжением – довольно скромные 331 млрд. рублей ($9 млрд.).

Потому неудивительно, что одним из целевых показателей данной программы является стыдливое «увеличение доли сточных вод, очищенных до нормативных значений, в общем объеме сточных вод, пропущенных через очистные сооружения, с 46 процентов в 2009 году до 53 процентов к 2017 году». В переводе с чиновничьего это значит, что мы и дальше будем губить мир и собственную страну, сбрасывая в реки и моря неочищенные канализационные стоки и промышленные отходы.