Известность повторному использованию сточных вод принесли не проекты по использованию «серого» стока и созданию замкнутых циклов в зданиях или городских пространствах, а множество станций глубокой доочистки, производящих кристально чистую пресную воду для нужд промышленности и для восполнения запасов источников питьевого водоснабжения. Принципиальная возможность и коммерческая состоятельность такой доочистки стали возможными только благодаря внедрению мембранной технологии обратного осмоса – ключевого элемента технологии.
В прошлых постах мы уже упоминали некоторые наиболее масштабные реализации идеи доочистки и повторного использования городских сточных вод: проект NEWater в Сингапуре (450 000 куб. м в сутки) и станцию в г. Ипсвич в Австралии (230 000 куб. м в сутки).
Крупнейшая в мире станция по доочистке сточных вод для промышленных целей была сооружена в 2005 году в городе Сулаибия (Кувейт), ее полезная производительность составляет 311 250 куб. м в сутки. Технологическая схема включает сетчатые фильтры, ультрафильтрацию, обратный осмос, отдувку СО2 и хлорирование. Очищенная вода используется для промышленных нужд, а концентрат обратного осмоса сбрасывается в Персидский залив. Использование обратного осмоса обеспечивает высокое качество очищенной воды: содержание взвешенных веществ, БПК5, аммонийного азота, нитратов (по N) – менее 1 мг/л, фосфатов (по РО4) – 2 мг/л, нефтепродуктов – менее 0,5 мг/л, общее солесодержание – 100 мг/л.
Станция глубокой очистки сточных вод в Сулаибии, Кувейт
Справедливости ради следует отметить, что на сегодняшний день крупнейшей в мире станцией очистки [сточной] воды является станция, построенная в 2021 году в Бахр-Эль-Бакаре (Египет). Ее производительность составляет 5,6 млн. куб. м в сутки! Фактически она очищает смесь природных и сточных вод из дренажного канала и производит воду для ирригации.
В Европе масштабы гораздо скромнее. Можно привести такие примеры, как станция в Таррагоне (Испания), производящая обессоленную воду для химической промышленности в объеме около 19 000 куб. м в сутки; станция в Эль-Прат-де-Льобрегате (Испания) мощностью 12 500 куб. м в сутки, производящая воду для закачки в водоносные горизонты; станция в Вульпене (Бельгия), производящая 6850 куб. м в сутки воды для восполнения запасов подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения. На всех станциях используется базовая технология доочистки сточных вод, включающая микро-/ультрафильтрацию, обратный осмос и обработку ультрафиолетом.
Самый известный и крупнейший в мире проект по непрямому питьевому водоснабжению, имеющий уже почти полувековую историю – это система пополнения запасов подземных вод в округе Оранж, штат Калифорния, США.
Калифорния уже давно столкнулась с проблемой снабжения миллионов жителей чистой водой, а в середине 20 века большой прирост населения штата вызвал серьезные проблемы с подземными водами – единственным местным источником водоснабжения. Другим важным источником свежей воды для агломерации служили протяженные гидротехнические системы, связывающие Оранж с рекой Колорадо и водоемами Северной Калифорнии. В результате чрезмерной откачки океанская вода стала поступать в подземные горизонты по принципу сообщающихся сосудов. Штат был вынужден закачивать водопроводную воду в барьерные скважины на берегу океана.
В 1975 году был представлен проект Water Factory 21, предполагающий глубокую доочистку сточных вод и закачку их в барьерные скважины. На этой станции доочистки в 1977 году впервые в мире был применен обратный осмос для доведения качества сточной воды до стандартов на питьевую воду. К 2008 году станция доочистки была полностью реконструирована и ее производительность доведена до 265 000 куб. м в сутки.
Технологическая схема включает микрофильтрацию, обратный осмос и обработку ультрафиолетом и пероксидом водорода. В 2017 году компания стала разливать очищенную воду в бутылки для популяризации ее высокого качества и привлечения общественного внимания. В последующие годы было еще два расширения, в результате последнего в 2023 году мощность станции будет составлять почти полмиллиона кубометров в сутки.
Технологическая схема станции глубокой доочистки сточных вод в округе Ориндж
Внешний вид очистных сооружений: блоки микрофильтрации, картриджные фильтры, установка обратного осмоса, бактерицидные УФ-лампы.