Как устроены очистные заводы?

Путь мочи и разнообразного туалетного мусора по очистному заводу на удивление напоминает пищеварительный процесс человека: здесь происходит и бактериальное расщепление, и газообразование в невероятных объемах, и постоянное перемещение по системе, берущее на себя роль перистальтики. Конечным продуктом являются вода и чистейшие, милейшие удобрения из какашек, предназначенные для разброса по земле (тем самым завершая необходимый для жизни азотный цикл). И помимо того, что все это само по себе уже достаточно удивительно, очистные заводы представляют собой еще и крупномасштабные инженерные проекты: они оснащены громадными архимедовыми винтами, огромными отстойными баками и футуристическими биореакторами. Тут каждый найдет себе что-то интересное – я даже не знаю, зачем люди заморачиваются с походом в Диснейленд. Один мой друг Мухаммед Саддик устроил мне экскурсию по очистному заводу под Бристолем, и мне так там понравилось, что я несколько раз возвращался.

По сути, задача очистных заводов заключается в том, чтобы разделить бытовые, промышленные и городские сточные воды на отдельные составляющие: очищенная вода, пригодный для использования метан, жиры, удобрения и твердые отходы. Очистные предприятия работают по принципу повторного использования всего, что только возможно: чистая вода возвращается в реки и моря, и лишь крупный мусор (подгузники, гигиенические прокладки и ватные палочки) отправляется на заводы, получающие энергию из отходов (ничего не попадает на свалки).

Когда вы смываете все содержимое унитаза, оно отправляется в путь по трубам и канализационным сетям, связанным воедино насосными станциями, помогающими ему добраться до очистного завода. Если, конечно, вы не установили у себя искусную домашнюю канализационную систему, такую как септик, либо систему аэробной очистки. Септики представляют собой большие резервуары, как правило, закопанные в землю на расстоянии от дома, в которые стекают все канализационные воды для их дальнейшего анаэробного (без участия кислорода) расщепления бактериями. Септики считаются лишь первичной системой очистки, так как периодически их содержимое приходится откачивать, и наполовину переработанные сточные воды выливают прямиком на землю.

Очутившись на очистном заводе, ваши бытовые канализационные воды обычно попадают прямиком в громадный архимедов винт, который поднимает их наверх. Система требует, чтобы жидкость постоянно двигалась под действием силы притяжения, так что высота играет важную роль. Далее идет зона предварительной очистки, в которой канализационные воды попросту проталкиваются через решетку, чтобы отфильтровать крупный твердый мусор. Затем происходит первичная очистка: канализационные воды отстаиваются в большом резервуаре, чтобы более тяжелые твердые частицы могли осесть на дно, образовав густую кашицу, а более легкие частицы и жиры в виде мутной пены всплывали на поверхность. Это те самые огромные круглые бассейны, которые вы могли видеть, если когда-либо проезжали мимо очистного завода.

В случае выпадения большого количества осадков канализационная система может оказаться угрожающе переполнена, поэтому некоторые очистные заводы пропускают остальные этапы очистки воды и отправляют ее на хранение в огромные ливневые резервуары, а после прекращения дождей возвращают обратно в систему. В противном случае вода насыщается воздухом и переходит в зону вторичной очистки, где растворенные и взвешенные биологические материалы обрабатываются, расщепляются и удаляются с помощью природных микроорганизмов. После этого вода может быть возвращена в экосистему (хотя в случае чувствительной экосистемы возможно прохождение третьего этапа очистки путем микрофильтрации и химической дезинфекции).

По-настоящему удивительным этапом является сбраживание осадка сточных вод в ходе первичной и вторичной очистки. Твердые частицы, оседающие на дне резервуара, удаляются и отправляются в анаэробный биореактор, по принципу своей работы во многом напоминающий толстый кишечник: разношерстные популяции бактерий здесь расщепляют органические материалы, вырабатывая большое количество метана (на том заводе, где я был, этот газ используют для снабжения завода энергией, а биометан отправляется в сеть газоснабжения) и воды. Отсюда вся эта каша попадает в большие вращающиеся устройства, именуемые центрифугами, для удаления воды и производства удобрений: огромные грузовики собирают обезвоженную массу для последующей обработки ими почвы.