В последние тридцать лет во всем мире проявляется большой интерес к первичному озонированию воды. Интерес не праздный, потому что применяемое первичное хлорирование для подавления биомассы приводит к появлению в воде хлорорганических соединений, не безвредных для организма человека. Только в Украине в шести крупных промышленных центрах в долине Днепра в водопроводной воде обнаружено одно из таких соединений - хлорофос, концентрация которого в несколько раз превышает гранично допустимые нормы. В 1974 году на столичном водопроводе была запущена первая в Украине озонаторная станция с производительностью 600 тыс.куб.м/сутки и количеством озона 100 кг/час.
С введением в эксплуатацию Каневского водохранилища, ставшего «притчей во языцех», изменились гидрологические характеристики реки Днепр в районе города Киева. Изменились и органолептические показатели речной воды в сторону ухудшения. На такие показатели озонаторная станция не была рассчитана. Возник затруднительный выбор: первичное хлорирование или озонирование? И то и другое осуществлялось с нарушениями технологических норм очистки. Альтернативный же вариант первичной очистки воды от органики не изучался.
Пока раздумывали над тем, как выйти из сложившейся ситуации, время шло. В соседних республиках налаживалось озонопроизводство и теоретическая база по применению озона. Решив наконец перейти на первичное озонирование, «Киевводоканал» столкнулся с тем, что имеющееся оборудование устарело, требует замены и к тому же увеличения мощности.
Своего мощного озонаторного производства в Украине не было. Со временем возник вопрос о закупке оборудования или у Курганского машиностроительного завода (Россия), или у фирмы «Трелигаз» (Франция). Создать что-то свое из имеющихся маломощных озонаторных установок, когда для достижения производительности в 100 - 200 кг/час озона необходимо «лепить» сооружение из большого числа модулей, - как техническое решение это совершеннейший нонсенс. А тем более - ставить такое сооружение куда угодно и где хочется.
Все это вместе взятое сдерживало широкое внедрение первичного озонирования как на киевских водопроводах, так и в других крупных промышленных центрах в долине Днепра.
Шестнадцать лет спустя, после проявленного интереса к озонированию, в 1990 году правительство Украины принимает решение об изготовлении озонаторных котлов большой производительности. Заказчик - Министерство жилищно-коммунального хозяйства (ныне это Госкомитет по жилищно-коммунальному хозяйству). Им был заказан озонаторный котел производительностью в 30 килограмм в час озона, который в 1993 году был изготовлен заводом «Турбоатом» в г.Харькове. Параллельно в 1991 году «Киевпроекту» была поставлена задача запроектировать первичное озонирование на Днепровском водопроводе с учетом работающей станции озонирования. Кроме того, были заказаны и изготовлены блок питания, преобразователь частоты, компрессор и другое оборудование. Все это свезено на участок строительства.
Начался 1995 год, а подготовительным работам, направленным на увеличение мощности озонаторной станции, не видно конца, хотя администрация Днепровского водопровода обещает в этом году все собрать и провести испытания.
Существует четыре варианта введения в действие первичного озонирования, которые друг от друга отличаются местом ввода озона в технологической цепочке очистки воды, различными техническими дополнениями и энергетическими затратами.
Самым идеальным вариантом является четвертый вариант, заключающийся в строительстве новой озонаторной станции. В любом проекте в советское время самый лучший вариант шел последним, но не в качестве того, который нужно выполнять, а как показательный, образцовый. К которому нужно стремиться... По-видимому эти соображения привели к тому, что подавляющая часть промышленности Украины оснащена устаревшими технологиями.
В основу исходных данных на проектирование был взят первый вариант. Вкратце он заключается в том, что от общего кольца в озонаторе озон подается на трубопроводы, отводящие воду под смесители. В смесители сначала поступает коагулянт, а затем в эти же трубопроводы, по которым вводится коагулянт, подается озон. Схема не новая, и она работает во многих странах мира. Но это вчерашний день. А сегодня стремятся строить озонаторные станции без смесителей.
К недостаткам первого варианта нужно отнести и то, что новое оборудование будут ставить на строительные конструкции и сооружения, срок которых уже перевалил за половину положенного срока эксплуатации. Наращивание мощности станции (а это неизбежно, исходя из опыта московской озонаторной станции) приведет в конечном итоге к серии аварийных ситуаций. И, к тому же, ставку нужно делать не на импортное оборудование, а на свое, отечественное. Чтобы потом не быть зависимым от поставок комплектующих, каждый раз отдавая валюту за то, что с успехом могли бы сделать наши незагруженные КБ и промышленные предприятия.
Информация о том, что водопроводы в Украине будут переходить на озонирование, уже появилась в прессе. Вскоре от озоностроительных фирм и предпринимателей, а также от институтов и предприятий, занимающихся озоностроением, появится реклама. Не исключено, что на волне восторженных отзывов прессы, озонаторнопроизводящая промышленность сумеет навязать водоканалам свою некачественную или вообще ненужную продукцию. Водоканалы, не имеющие ни необходимых специалистов, ни лабораторий, окажутся в сложном положении. Так, к примеру, в начале 90-х годов на волне эйфории, что озон - панацея, «Мосводоканалом» (г.Москва) было закуплено на большие суммы, в том числе и валюты, различного оборудования. В результате выяснилось, что многое нужно менять, дорабатывать или вообще отказываться как от непригодного к эксплуатации. На данный момент Московская озонаторная станция является самой крупной в мире. Но, тем не менее, проблем, связанных с озоном и водоочисткой, не убавилось. Не минуют эти проблемы и киевские водопроводные станции.
Прежде всего интересует, куда будет девать «Киевводоканал» воздушно-озоновую смесь после контакта ее с бассейном? Это не праздный вопрос, так как начиная с момента, когда деревья сбрасывают листву, киевлян захлестывают острые респираторные заболевания. Болезни верхних дыхательных путей досаждали и в минувшее лето. Причиной их явилось высокое содержание в воздухе окислов азота и углеводорода, которые под действием солнечной радиации превращаются в озон.
Воздушно-озоновая смесь, по-видимому, будет выбрасываться в атмосферу. Вопрос лишь в том, каким образом будет осуществляться выброс. Если загонять в ламинарные слои атмосферы, чтобы не происходило оседание озоно-воздушной смеси на близлежащие регионы, - а это Оболонь, Троещина, Минский массив, Виноградарь, - то кто гарантирует, что эта смесь не осядет на Печерске или в Обухове, Кагарлыке, Мироновке?.. Слишком уж печальный опыт по выбросам в ламинарные слои атмосферы Чернобыльской АЭС. Проекцией загрязненных радиоактивным аэрозолем воздушных струй на земную поверхность как раз и являлись вышеуказанные районы. С «розой ветров» нужно дружить. И это обстоятельство необходимо учитывать при возведении мощных озонаторных станций на северной окраине Киева. Не хватало еще озонового смога в Киеве. Если в планах строительства озонаторных станций под Киевом не будет установок по разложению озона перед его выбросом в атмосферу, ничего хорошего ожидать киевлянам от встреч с озоном не приходится.
Уместным будет обратиться здесь к опыту Московской озонаторной станции, где постоянно контролируется концентрация озона на выбросе как с помощью аппаратуры, так и «нюхачами». Есть, оказывается, такая команда, состоящая преимущественно из женщин с развитым обонянием. Но самое главное, наверное, в том, что работу озонаторной станции постоянно курируют два крупных научно-инженерных центра.
У «Киевводоканала» нет таких научных центров, которые бы изучали днепровскую воду. Имеющиеся возможности лаборатории «Киевводоканала» ограничены 28 показателями качества воды. С подключением Института коллоидной химии и химии воды им.Думанского диапазон можно расширить до ста показателей. Но институту нужно платить, а таких средств у водохозяйственной организации нет. Учитывая то, что контроль за качеством воды, как исходной, так и поступающей в магистральные трубопроводы, необходимо вести систематически, а также то, что не исключены продукты озонолиза, которые обязательно будут проявляться при окислении органики озоном (так, на Московской озонаторной станции в воде, обработанной озоном, обнаружен сильнейший яд - диоксин), настоятельно требуется свой научно-инженерный центр. Центр должен быть оснащен не только самым современным оборудованием и приборами, но и обеспечен высококлассными научными специалистами. Чтобы центр не являлся статистическим, а продуцировал теоретические разработки, исходные данные которых можно было бы применить при любой нештатной ситуации.
По-видимому, приступая к озонопроизводству, необходимо начинать с этого. А как же иначе?
В большинстве своем новое - это хорошо забытое старое. Еще в 1972 году при решении задач восполнения запасов подземных вод в береговой полосе водохранилищ гидрогеологами предлагался ряд ценных разработок, применимых для «Киевводоканала». По мнению специалистов, непосредственный забор воды из Днепра для водоснабжения нежелателен. Рекомендовалось у больших городов на Днепре строить береговые водозаборы подземных вод, при этом искусственно пополняя их запасы за счет воды из водохранилищ. Экспериментально учеными установлено:
пополнять запасы подземных вод водой днепровских водохранилищ без предварительной очистки ее от сине-зеленых водорослей можно только методом самотечной инфильтрации (методы бассейнов, канав, бороз и затопления);
сине-зеленые водоросли массово развиваются в водохранилище в июле - августе, причем в бассейне в неблагоприятных для них условиях они погибают, оседая на дне и бортах. Толщина илистой пленки в это время увеличивается на 1,5 - 2 см. В бассейн производительностью 4000 куб.м/сутки за июль и первую декаду августа вместе с водой поступает до 12 тонн биомассы;
при перехвате водозаборными сооружениями 70 - 80% потока пополнения подземных вод затраты на сооружение бассейнов окупятся через 6 - 8 месяцев.
С целью увеличения инфильтрационного цикла бассейнов при условии бесперебойного пополнения запасов подземных вод, что особенно необходимо на водозаборах, гидрогеологи рекомендуют:
сооружение бассейна-отстойника, откуда вода водохранилища перекачивается или спускается в инфильтрационные бассейны;
забор воды в водохранилище с глубин, где минимальное количество планктона;
вселение в бассейны (при достаточно больших их размерах) растительноядных рыб - белого амура и белого толстолобика.
Бассейны искусственного пополнения подземных вод необходимо располагать не ближе 50 м от водозаборных сооружений. После продолжительных наблюдений ученые установили, что на этом расстоянии происходит полная очистка воды от бактериального загрязнения.
Разве это не метод борьбы с органикой, который так долго ищется?..
Между тем качество воды в р.Днепр из года в год ухудшается. Водохозяйственные организации в этой ситуации заняли весьма странную позицию. Они ищут средства очистки воды, не принимая при этом никакого участия в ликвидации причин ее загрязнения в водохранилищах. Кампания по оздоровлению Днепра только началась. С улучшением качества днепровской воды можно будет заниматься ее первичным озонированием.