Северная станция аэрации

Северная станция аэрации — крупнейшее предприятие водопроводно-канализационного хозяйства Санкт-Петербурга, осуществляющее механическую и биологическую очистку сточных вод северной части города. Входит в состав ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Расположена в Приморском районе города на берегу Невской губы Финского залива. Является одним из ключевых объектов системы водоотведения, обеспечивающих экологическую безопасность акватории Балтийского моря.

История

Предпосылки строительства

К началу 1970-х годов система канализации Ленинграда оказалась перегружена. Северные районы города, активно застраивавшиеся в послевоенные десятилетия, не имели собственных очистных сооружений. Сточные воды сбрасывались в Неву и Невскую губу практически без очистки, что приводило к критическому загрязнению водных объектов. В 1973 году было принято решение о строительстве крупного комплекса очистных сооружений на севере города.

Строительство и ввод в эксплуатацию

Строительство Северной станции аэрации (ССА) началось в 1978 году. Проект был разработан институтом «Ленгипроинжпроект». Первая очередь станции мощностью 400 тыс. м³/сутки была введена в эксплуатацию в 1984 году. Вторая очередь, увеличившая мощность до 1 млн м³/сутки, запущена в 1988 году. Окончательно строительство завершилось в 1995 году, когда станция вышла на проектную мощность 1,2 млн м³/сутки.

Модернизация и реконструкция

В 2000-х годах началась масштабная реконструкция ССА. В 2007 году введена в строй система ультрафиолетового обеззараживания очищенной воды, что позволило отказаться от хлорирования. В 2011 году запущен цех механического обезвоживания осадка. В 2015 году завершено строительство второй очереди системы УФ-обеззараживания. В 2020 году начата реконструкция аэротенков с заменой аэрационной системы на мембранные диски.

Технологический процесс

Механическая очистка

Поступающие на станцию сточные воды проходят через решётки с прозорами 6 мм, где задерживаются крупные отбросы. Затем вода попадает в песколовки, где осаждаются минеральные частицы (песок, шлак). Далее в первичных отстойниках происходит удаление взвешенных веществ. Эффективность механической очистки составляет 60–70% по взвешенным веществам.

Биологическая очистка

Основной этап очистки осуществляется в аэротенках — сооружениях объёмом до 20 тыс. м³ каждый. В них вода смешивается с активным илом — сообществом микроорганизмов, которые разлагают органические загрязнения. Процесс интенсифицируется подачей воздуха через аэрационную систему. Время пребывания воды в аэротенках составляет 6–8 часов.

После аэротенков вода поступает во вторичные отстойники, где активный ил отделяется от очищенной воды. Часть ила возвращается в аэротенки, избыточный ил направляется на обработку.

Обеззараживание

Очищенная вода проходит через установки ультрафиолетового облучения. Система УФ-обеззараживания ССА является одной из крупнейших в Европе — она включает 144 модуля общей мощностью 1,2 млн м³/сутки. Обработка УФ-излучением позволяет уничтожить до 99,9% патогенных микроорганизмов без образования побочных продуктов (в отличие от хлорирования).

Обработка осадка

Избыточный активный ил и осадок из первичных отстойников подвергаются механическому обезвоживанию на центрифугах и ленточных фильтр-прессах. Влажность осадка снижается с 97% до 75–80%. Обезвоженный осадок (кек) вывозится на полигоны или используется для производства техногрунтов. В 2023 году на ССА запущена пилотная установка по сжиганию осадка в кипящем слое.

Характеристики и показатели

Мощность и загрузка

• Проектная мощность: 1,2 млн м³/сутки
• Фактическая загрузка: около 800–900 тыс. м³/сутки (2024 год)
• Обслуживает: 2,5 млн жителей Санкт-Петербурга и Всеволожского района Ленинградской области

Качество очистки

Станция обеспечивает очистку сточных вод до нормативов, установленных для сброса в рыбохозяйственные водоёмы. Основные показатели (2023 год):

• БПК5 (биологическое потребление кислорода): < 3 мг/л
• Взвешенные вещества: < 3 мг/л
• Азот аммонийный: < 0,5 мг/л
• Фосфор общий: < 0,5 мг/л

Энергопотребление

ССА потребляет около 80 млн кВт·ч электроэнергии в год. В 2022 году на станции внедрена система автоматического управления аэрацией, позволившая снизить энергопотребление на 15%.

Экологическое значение

Ввод в эксплуатацию Северной станции аэрации позволил прекратить сброс неочищенных сточных вод в Неву и Невскую губу. Вместе с Юго-Западными очистными сооружениями (запущены в 2005 году) ССА обеспечила очистку 98,5% сточных вод Санкт-Петербурга. Это сыграло ключевую роль в улучшении экологического состояния Финского залива и выполнении требований Хельсинкской конвенции по защите Балтийского моря.

По данным ГУП «Водоканал», с 1984 года сброс загрязняющих веществ в водные объекты Санкт-Петербурга сократился:

• по взвешенным веществам — в 12 раз;
• по органическим веществам — в 15 раз;
• по нефтепродуктам — в 20 раз.

Инновационные проекты

Утилизация биогаза

На станции действует система сбора и утилизации биогаза, образующегося в метантенках при сбраживании осадка. Биогаз используется для выработки тепловой и электрической энергии. В 2023 году на ССА запущена когенерационная установка мощностью 2,5 МВт.

Автоматизация управления

С 2018 года на станции внедряется автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) на базе SCADA-системы. Это позволяет в реальном времени контролировать параметры очистки и оперативно реагировать на изменения состава сточных вод.

Рекуперация фосфора

В 2022 году начат пилотный проект по извлечению фосфора из сточных вод с последующим получением удобрений. Технология основана на кристаллизации струвита (фосфата аммония-магния).

Персонал и инфраструктура

Штат станции составляет около 600 человек. На территории ССА расположены:

• административно-бытовой комплекс;
• лаборатория контроля качества воды;
• ремонтно-механические мастерские;
• насосные станции и трансформаторные подстанции.

В 2020 году на станции открыт учебный центр для подготовки операторов очистных сооружений.

Интересные факты

• Северная станция аэрации занимает территорию площадью 80 га.
• Глубина заложения подводящего коллектора достигает 40 метров.
• На станции установлены самые мощные в России воздуходувки для аэрации — производительностью 50 тыс. м³/час каждая.
• В 2009 году на ССА прошли испытания технологии очистки сточных вод от фармацевтических препаратов.
• Станция является объектом промышленного туризма — ежегодно её посещают до 2000 экскурсантов.

Перспективы развития

До 2030 года запланирована реконструкция первичных отстойников с заменой илоскрёбов. Намечено строительство третьей очереди цеха механического обезвоживания осадка. Ведётся проектирование системы глубокого удаления биогенных элементов (азота и фосфора) для соответствия новым нормативам сброса в Балтийское море.

Источники

• ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Официальный сайт. Раздел «Северная станция аэрации».
• Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 30.06.2014 № 552 «О государственной программе Санкт-Петербурга "Чистая вода"».
• Хельсинкская комиссия по защите морской среды Балтийского моря (HELCOM). Отчёты о выполнении Плана действий по Балтийскому морю.
• Научно-технический журнал «Водоснабжение и санитарная техника». Статьи о реконструкции ССА (2008–2023 гг.).
• Отчёты Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга.