Як це працюєЗвідки береться вода в кранах і як очищають стічні води. Текст про труби в Києві (частина перша)
Пояснюємо простими словами, як працює водопровід і каналізація та що з ними може статися взимку в разі блекауту
Велика війна, як будь-яке суспільне потрясіння, штовхає людей більше цікавитися тим, як влаштовані процеси в країні й у місті. Ми розповідали про те, як працює економіка України під час війни й чи можуть міста фінансувати армію. Тепер розкажемо про комунальну сферу, а саме про наші труби. У першій частині тексту – про холодну воду й каналізацію. Від найпростішого – звідки беруть воду, як її очищають і куди вона дівається після використання. До складнішого – що буде з водопроводом і каналізацією, якщо прогнози «найскладнішої зими» цього разу справдяться.
Хто відповідає за холодну воду
Постачанням холодної води киянам займається «Київводоканал» – це приватне акціонерне товариство, але частиною акцій володіє громада Києва в особі Департаменту комунальної власності КМДА.
Звідки вода в кранах
Воду беруть із трьох джерел – річок Дніпро (30%) й Десна (60%) та артезіанських свердловин (10%). Звідти вода поступає до водопровідних станцій, там її обробляють й далі подають у централізовану систему водопостачання.
Схема водопостачання Києва
Як очищають воду
Воду з Дніпра та Десни очищають на водопровідних станціях. Їх у Києві дві – Дніпровська й Деснянська. Там вода проходить процес знезараження. Детально він описаний на офіційному сайті «Київводоканалу» тут і тут.
Якщо коротко, то це відбувається так: через штучно створений залив (його називають водозабірний ківш) річкова вода надходить на насосні станції першого підйому. Її знезаражують хлором та аміаком. Далі додають реагенти – коагулянти й флокулянти; їхнє завдання – звʼязати між собою частинки забруднень, щоби вони стали важчими та швидше осіли. Тоді воду відправляють у відстійники й чекають, поки ці частки, власне, осядуть. Після цього пропускають через фільтр із кварцового піску. На Дніпровській станції є додатковий етап – кондиціонування, на якому воду насичують бульбашками кисню й озону. Уже очищена вода надходить у резервуари чистої води. Звідти насосні станції другого підйому подають її у водопровід.
Водозабір на Дніпровській водопровідній станції. Фото: «Київводоканал»
На Дніпровській водопровідній станції для знезараження води використовують більш сучасний реагент – діоксид хлору. На Деснянській досі використовують рідкий хлор, який вважається більш небезпечним через ризики отруєння.
«Діоксид хлору має кращу знезаражувальну дію, він ефективний проти всіх мікроорганізмів, які живуть у воді, а також проти вірусів і паразитарних забруднень. У водопровідних системах бактерицидний ефект зберігається довше – до семи діб, це означає, що вода в мережі не буде зазнавати вторинного забруднення та доходитиме до споживача максимально якісною», – пояснили в «Київводоканалі».
А що з артезіанською водою
Артезіанська вода складає лише десь 10% у системі водопостачання в Києві. Загалом у місті 356 свердловин, але працюють близько 130 з них. Воду з них постачають мешканцям Оболоні та частині жителів Троєщини.
Артезіанська вода є чистішою за річкову, але її також знезаражують. Раніше це робили за допомогою рідкого хлору, але перед великою війною «Київводоканал» перейшов від використання цього реагенту на всіх 14 артезіанських насосних станціях міста. Тепер застосовують безпечнішу речовину – гіпохлорит натрію, який виробляють зі солі безпосередньо на станціях.
На артезіанських водопровідних станціях воду знезаражують гіпохлоритом натрію, який виробляють зі звичайної солі. Фото: КМДА
Як вода потрапляє в домівки киян
Система водопостачання Києва складається з 78 водопровідних насосних станцій і понад 4,3 тисячі кілометрів труб. Для чого потрібні труби – зрозуміло. Насосні станції потрібні для перекачування води.
«Річка, звідки ми беремо воду, розташована нижче за місто. Тому треба цю воду підняти, щоб потім перегнати по трубах. Для цього потрібна енергія. Вона передається насосами. Воду забирають із водозабору, потім перша насосна станція качає воду на станцію очищення, далі на другу станцію й так за ланцюжком до споживача», – пояснює в бесіді з The Village Україна інженер Денис Романович.
Обладнання на насосній станції. Фото: «Київводоканалі»
Чи можна пити воду з-під крана
У «Київводоканалі» запевняють, що очищують воду так само якісно, як у містах Європи. Контролюють якість води в Києві лабораторії підприємства та Держпродспоживслужби. Щодоби вони відбирають та аналізують близько 1000 проб. Результати можна подивитися тут.
Утім, пояснюють фахівці, більшість проб беруть іще до проходу води міським водопроводом. А труби в Києві – застарілі й накопичили великий шар осадів. Тож, коли вже очищена вода проходить трубопроводом, вона знову забруднюється.
Гострого отруєння від вживання водопровідної води не станеться, каже фахівчиня з водоочищення Анна Кузьмінчук. «Але хлорорганічні речовини та мінеральні домішки ніяк не сприяють покращенню здоров'я», – додає вона в коментарі The Village Україна.
Щодоби лабораторії відбирають та аналізують близько 1000 проб. Фото: «Київводоканал»
У якому стані труби й очисні споруди
Водопровідні труби й обладнання вкрай застаріло, визнають «Київводоканалі». Дніпровську водопровідну станцію побудували ще в 1939 році, у 2018–2020 роках її частково модернізували: зробили насосну станцію першого підйому більш енергоефективною, реконструювали резервуар чистої води, побудували цех із виробництва діоксиду хлору. Деснянська водопровідна станція новіша: її ввели в експлуатацію в 1961 році. Її реконструкція була запланована на 2022 рік, але з очевидних причин не відбулася.
У водопровідній системі Києва досі використовують насоси 40–70-х років. Вони споживають більше електроенергії, ніж нові, й можуть частіше ламатися. Тож є ризики відключення води одночасно в багатьох будинках.
Крім того, очисні споруди можуть не справлятися із завданням: «деякі показники якості, зокрема: забарвленості, каламутності, вмісту амонію, марганцю, заліза або інші, можуть опинитися за межами нормативних значень», попереджали в «Київводоканалі». У 2023 році депутати Київради затвердилиСхему оптимізації систем водопостачання та водовідведення міста Києва. Однак саму схему не оприлюднювали. Що саме передбачає оптимізація, невідомо.
Росіяни отруїли воду в Десні. Тепер вода в Києві небезпечна?
Наприкінці серпня Держрибагентство повідомило, що росіяни забруднили воду в річці Сейм, яка є притокою Десни (нагадаємо, що 60% водопровідної води в Києві саме з Десни).
У воді Сейму зафіксували перевищення допустимих концентрацій амонію та завислих речовин, почався мор риби. Чорна пляма із запахом гнилі 27 серпня дісталася Десни, стала фрагментуватися й частково осідати. Поки що забруднена вода не досягла Києва, але, за прогнозами Укргідрометцентру, у Київській області вона може бути вже орієнтовно 14–16 вересня. Поки показники води в Києві відповідають нормам. У Міндовкілля кажуть, що на сьогодні ризики погіршення якості води в кранах киян відсутні. Якщо ж таке станеться, «Київводоканал» готовий «негайного відкоригувати технологічні процеси», щоб показники якості відповідали санітарним нормам.
Масовий мор риби в Сеймі після того, як росіяни забруднили річку. Фото: Держрибагентство
Як відключення світла впливають на постачання води
Основні насосні станції, які качають воду киянам, під час планових відключень залишаються з живленням, пояснював заступник генерального директора «Київводоканалу» Дмитро Новицький. Менші станції можуть відключати, але вони забезпечені генераторами й, відповідно, теж працюють. Тож подача води киянам не залежить від графіків ДТЕКу. Відключення – аварійні знеструмлення. Такі відключення можуть негативно впливати на стан труб і збільшувати кількість проривів на них, пояснюють у «Київводоканалі».
«Відбувається так званий гідравлічний удар: це коли зупиняється вода, а потім швидко нарощується її тиск. Відповідно, відбувається зрив біологічної плівки, іржи. І через це, зокрема, відбувається погіршення якості води», – каже Новицький. Якщо після відключень із крана тече каламутна іржава вода, то в «Київводоканалі» радять спустити її протягом 5–10 хвилин.
Чому під час відключення світла на високих поверхах немає води
Як ми вже сказали, воду по трубах качають насосами. Робота насоса має два параметри – продуктивність, чи витрата (скільки кубів води він перекачує за годину), і тиск (на яку висоту він може підняти воду). «За законами гідродинаміки вони взаємозвʼязані між собою. Або ви качаєте більше води на меншу висоту, або менше води на більшу висоту. Насосні станції спроєктовані під певні робочі точки – витрату й висоту, ці показники можна змінити, але несуттєво», – пояснює Денис Романович.
Більшість насосів, які перекачують воду міським водопроводом, спроєктували й побудували ще в радянські часи. Тодішні інженери не передбачали, наскільки щільною та висотною буде забудова Києва. Тому насосні станції не розраховані, щоб качати воду вище певного поверху (це може бути, приміром, 9 чи 13 поверх залежно від місцевості). Тож більшість нових ЖК мають свої насоси, щоб підіймати воду вище. Під час відключень світла ці насоси в будинках знеструмлені й не працюють – і на верхніх поверхах немає води або ж натиск дуже слабкий. Щоб уникнути такої ситуації, ОСББ чи ЖЕКи можуть поставити генератор, який буде підживлювати насос. До речі, місто підтримує такі програми й частково компенсує вартість обладнання.
Що може бути з водою взимку в разі тривалих знеструмлень
КМДА ще в першу складну зиму звітувала, що насосні станції оснастили дизельними генераторами для стабільної подачі води. Однак повністю зробити систему водопостачання енергонезалежною вкрай складно, каже Романович. Причина в тому, що водопровідні насоси дуже потужні й високовольтні.
«Для них потрібні високотехнологічні рішення. Потрібен спеціальний генератор і підвищувальний трансформатор [такий, що збільшує напругу]. Цей процес дуже складний і тривалий. Навіть за два роки забезпечити всі насосні станції Києва дизельними генераторами дуже складно. Накопичилися старі проблеми – зношені системи, дефіцит кадрів, низькі тарифи. Через це немає можливості зараз сконцентрувати великі ресурси (людей, обладнання, грошей) для того, щоб усі насосні різко перевести на дизелі», – розповідає він.
У «Київводоканалі» кажуть, що ця робота ще триває. «Два-три роки – це короткий термін для певних проєктів, але ми не зупиняємося, ми рухаємося», – зазначив заступник гендиректора Дмитро Новицький.
Водопровідні й каналізаційні насосні станції оснастили генераторами для безперебійної роботи. Фото: КМДА
Місто підготувало кілька сценаріїв на різні випадки, але не розголошує деталей, щоби не дати зайвої інформації росіянам. У «Київводоканалі» запевняють, що «забезпечені відповідним обладнанням» для реалізації цих сценаріїв.
Тим часом Денис Романович радить простим киянам готуватися до найгіршого сценарію: «Як себе поведе система водопостачання в разі довгих знеструмлень, ніхто сказати не може. Якщо хтось каже щось однозначне, то, найімовірніше, він хайпує. Тут стільки перемінних, що дуже важко прогнозувати», – вважає фахівець.
Чому аварій на водопроводі стало більше
Кількість аварій на водопроводі за останні роки зросла більше ніж удвічі, кажуть у «Київводоканалі». Перша причина – це гідравлічні удари, про які ми вже згадували. Друга причина – це дефіцитний тариф на холодну воду. Через це «Київводоканал» зменшив кількість планових робіт із заміни застарілих мереж. Тож і проривів стало більше.
Що не так із тарифом на холодну воду
Тариф на водопостачання та водовідведення в Києві й інших великих містах встановлює Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг (НКРКП). Щороку водоканали подають їй розрахунки, їх перевіряють та ухвалюють рішення про збільшення вартості послуги. До тарифу входить вартість електроенергії, зарплати співробітників, операційні витрати (приміром, вартість реагентів для очищення води), вартість ремонтів, інвестиційна програма, податки.
За останні роки зросла вартість електроенергії й реагентів для очищення води, але тариф на воду для населення залишається незмінним із 2022 року – він складає 30 грн за кубометр. Через низький тариф водоканал не може підняти зарплати співробітникам – фахівці звільняються, розповідає Новицький. Інвестиційна програма, завдяки якій могли проводити модернізацію обладнання, тепер іде на покриття операційних витрат, пояснюють у «Київводоканалі». Не вистачає коштів і на планову заміну мереж: «Київ має замінювати 70 кілометрів труб на рік, щоби компенсувати старіння мереж», – каже Новицький.
Як працює каналізація
Система водовідведення в Києві також під управлінням «Київводоканалу». Використана вода разом із вмістом унітазів (усе це разом називають стічними водами) спускається до колекторів. Їхня довжина в Києві – понад 2,7 тисячі кілометрів. «На деяких ділянках каналізаційні колектори закладені на глибині понад 90 метрів, що можна порівняти з глибиною метрополітену», – кажуть у компанії. Далі насосні станції (їх загалом 34) перекачують стічні води на Бортницьку станцію аерації, там воду очищають і скидають у Дніпро.
Як очищають стічні води
Усі побутові й промислові стоки Києва та передмість (Вишгород, Ірпінь, Вишневе, Софіївська й Петропавлівська Борщагівка тощо) потрапляють на Бортницьку станцію аерації – це складний комплекс інженерних споруд та обладнання, що займає територію в понад 150 гектар. Там стоки проходять механічне та біологічне очищення.
Механічне очищення складається з таких етапів:
- Механічні решітки – це решітки з граблями, які затримують велике сміття. Далі його збирають і вивозять на завод «Енергія» для спалювання.
- Пісколовки, як і виходить із назви, «виловлюють» із води пісок і глину.
- Первинні відстійники – це круглі басейни діаметром 40 метрів. Тут із води випадає частина осаду (органічні домішки, жири й інше). Його відкачують і переробляють на біогаз, який використовують для обігріву приміщень.
Після цього відбувається біологічне очищення води:
- В аеротенках воду насичують повітрям і так званим активним мулом (це колонії мікроорганізмів, які активно розмножуються, «зʼїдаючи» з води органічні сполуки, тобто забруднення).
- На вторинних відстійниках мул осідає, його обробляють і відправляють на мулові поля; очищена ж вода з відстійників по каналу тече в Дніпро.
Круглі басейни – первинні відстійники на Бортницькій станції аерації. Фото: КМДА
Чому забивається каналізація
Щодня в Києві ліквідовують близько 30 засмічень у колекторах. Їхня причина – використання каналізації не за призначенням. У «Київводоканалі» нагадують, що в унітаз можна змивати лише туалетний папір і продукти життєдіяльності людини. Інше сміття, зокрема зіпсовану їжу, кавову заварку чи волосся, треба викидати в смітник.
Що не можна змивати в унітаз
- Залишки їжі (кістки, жир, зіпсовані овочі та фрукти, кісточки від плодів тощо)
- Засоби особистої гігієни (підгузки, прокладки, вологі серветки)
- Волосся
- Чайну та кавову заварку
- Ганчірки, мочалки, губки для миття посуду
- Поліетиленові пакети, залишки від упаковки продуктів;
- Жувальні гумки, зубну нитку, пластир тощо;
- Використаний наповнювач від котячого туалету;
- Предмети з пластику, скла, металу;
- Будівельне сміття.
Якщо таке сміття проходить через систему каналізації, то потрапляє на грабельне відділення Бортницької станції аерації. У середньому за добу це може бути близько 5 тонн відходів. Частину з них операторам доводиться відбирати вручну.
Операторка грабельного відділення Бортницької станції аерації. Фото: «Київводоканал»
Що не так із системою каналізації в Києві
Система водовідведення має ті самі проблеми, що й водопостачання – застарілі мережі й обладнання. Більша частина колекторів у Києві мають термін експлуатації понад 50 років – через це велика кількість аварій на трубопроводах.
«У 70–80-х роках багато каналізаційних мереж робили з бетону. Не було досліджень, що гази, які накопичуються в каналізаційних мережах, цей бетон руйнують», – розповідають у «Київводоканалі».
Реконструкція каналізаційного колектора на лівому березі. Фото: КМДА
Але більша проблема – це Бортницька станція аерації (БСА). Три її блоки побудували у 1965, 1975 та 1985 роках відповідно. «Термін експлуатації станції – 25 років. Так, перевищення її роботи вже обраховується кількома термінами. А це будь-якої миті може загрожувати екологічною катастрофою», – попереджали в «Київводоканалі».
Бортницька станція аерації. Фото: «Київводоканал»
Небезпеку екологічної катастрофи несуть мулові поля, пояснює Анна Кузьмінчук. Вони займають площу 272 гектарів і переповнені втричі. У разі прориву дамби ці нагромадження напіврідкої маси нечистот можуть вилитися в Дніпро. У 2013 році уже ставався прорив дамби, але тоді його змогли швидко ліквідувати.
Недосконалою є й схема очищення стоків. Її розробили ще в 50–60-х роках і суттєвих змін із того часу не вносили. А от склад стічних вод за цей час дуже змінився, пояснюють у «Київводоканалі».
«До БСА вода приходить із певними характеристиками. В ідеалі вона би мала бути така, як передбачена в проєкті станції. Але все дуже сильно змінилося, і вода приходить гірше, ніж мала би бути. Далі завдання «Київводоканалу» – з тієї води, що до них прийшла, зробити таку, яку дозволено скидати в річку», – пояснює Денис Романович.
Бортницьку станцію аерації ж мали давно реконструювати. Що там відбувається
На Бортницькій станції аерації ще кілька років тому мали почати комплексну реконструкцію, щоби зробити процес очищення стоків більш екологічним. Це мало розв'язати проблеми зі смородом на Позняках, покращити якість води, яку повертають у Дніпро, скоротити територію мулових полів.
Кредит на ці роботи мало надати Японське агентство міжнародного співробітництва (JICA) – близько 27 млрд грн за чинним курсом. Угоду уклали ще у 2015 році, але процес затягнувся через умови кредиту. Згідно з угодою, роботи має виконувати японський генпідрядник, а 30% від вартості контракту мають складати товари та послуги з Японії. «Київводоканал» у 2019–2021 роках двічі оголошував тендер і двічі закупівля не відбулася. Один раз – через невідповідність документації, другий – через завищені ціни з боку єдиного японського кандидата. Українська сторона запропонувала змінити умови кредиту, щоб торги були більш конкурентними. Але це було якраз напередодні повномасштабного вторгнення РФ, яке поставило на паузу не один великий інфраструктурний проєкт.
Зараз перемовини з урядом Японії щодо кредиту тривають. «Цей проєкт не втрачений», – запевняє заступник гендиректора «Київводоканалу» Дмитро Новицький. Він упевнений, що вдасться переконати японських колег надати гроші попри те, що в Україні йде війна.
«Зараз японці надали нам грантову допомогу 5 мільйонів доларів якраз для підтримки Бортницької станції аерації, щоб мати час вирішити з кредитом на проєкт комплексної реконструкції», – каже він.
Поки йшли перемовини з японськими партнерами, Бортницьку станцію аерації продовжували ремонтувати коштом міста й держави. Але ці роботи не пов’язані з комплексним проєктом реконструкції.
Реконструкція дюкерних переходів через Дніпро, якими стічні води правого берега Києва транспортують на Бортницьку станцію аерації. Фото: КМДА
Дощова каналізація – це окрема система?
Київ має розділену лівневу й госппобутову каналізації. Подібних систем у світі дуже мало, каже Денис Романович. «Правий берег стоїть на висоті, тож дощові води без очищення раніше стікали самопливом до Дніпра. Бо нащо витрачати гроші, щоб чистити дощову воду, якщо її можна відразу в річку скинути? Це дуже раціонально. Але забудовники й інші починають порушувати цю систему: врізатися в дощову каналізацію. І «Київводоканал» потрошку починає змішувати ці дві системи», – пояснює фахівець.
Що буде з каналізацією в разі блекауту
З наших осель до колекторів стічні води потрапляють під впливом гравітації – для цього електроенергія не потрібна. «Система водовідведення в багатоквартирних будинках працює за гравітаційним принципом. Тобто все, що ви змиєте в унітаз, із ваших труб самопливом відправиться до каналізаційних колекторів, а далі – на наші каналізаційні насосні станції», – пояснювали в «Київводоканалі». Але щоби стоки трубами дійшли до Бортницької станції аерації на очищення, мають працювати насосні станції.
Як пояснює Денис Романович, без роботи насосів стоки переповнюють колектори – і під впливом маси вони можуть прорватися. Але це станеться, тільки якщо насоси не заживити генераторами.
«Аварійні ситуації [на каналізації] можуть виникати, в тому числі через залпові скиди – коли люди набирають воду перед кожною великою російською атакою, а потім одночасно спускають її. Але ми готові до різних сценаріїв […]. Можу запевнити киян, що каналізування буде», – заявляють у керівництві «Київводоканалу».