Нові технології влаштування конструкцій очисних споруд

Антошкін, Юліан Анатолійович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6175
Full metadata record
DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Коновал , Володимир Миколайович	-
dc.contributor.author	Антошкін, Юліан Анатолійович	-
dc.date.accessioned	2025-11-24T21:08:47Z	-
dc.date.available	2025-11-24T21:08:47Z	-
dc.date.issued	2022-12	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6175	-
dc.description.abstract	У магістерській роботі розглянуто сучасні підходи до аналізу складу, властивостей та методів очистки міських стічних вод в умовах оновлення нормативної бази й упровадження економічних механізмів управління в Україні. Акцентовано увагу на необхідності вдосконалення технологій очищення у зв’язку зі змінами у виробничій структурі, зростанням екологічних вимог і прагненням країни до гармонізації стандартів із європейськими. Робота детально описує формування господарсько-побутових, виробничих та атмосферних стічних вод, їх хімічний, біологічний і фізичний склад, фактори варіативності та основні джерела забруднень. Особливий акцент зроблено на специфіці домішок, що надходять у стічні води внаслідок побутової діяльності населення та роботи промислових підприємств. Наведено класифікацію виробничих стоків, їхній вплив на загальний склад міських стічних вод і вимоги щодо їх приймання до міської каналізації. У роботі окреслено методи санітарно-хімічного та мікробіологічного аналізу, які дозволяють визначати якість стічних вод за груповими та специфічними показниками. Висвітлено значення коректного відбору проб, а також вплив температурних умов на ефективність механічних і біологічних процесів очищення. Значну увагу приділено сучасним технологіям очистки, зокрема біологічним методам, що забезпечують вилучення основної маси забруднень, а також європейським підходам до глибокого видалення сполук азоту й фосфору. Отримані результати та огляд технологій можуть бути корисними для інженерів, студентів і фахівців, що займаються проблемами очистки стічних вод і модернізації систем водовідведення.	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	очисні споруди	uk_UA
dc.subject	забруднюючі речовини	uk_UA
dc.subject	санітарно-хімічний аналіз	uk_UA
dc.subject	технологічні схеми очистки	uk_UA
dc.subject	міські стічні води	uk_UA
dc.subject	виробничі стоки	uk_UA
dc.title	Нові технології влаштування конструкцій очисних споруд	uk_UA
dc.type	Master Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	192 Будівництво та цивільна інженерія (Промислове і цивільне будівництво)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
МР_Антошкін.pdf Restricted Access		2.41 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show simple item record
Extracted text
Розділ.1 Насосні станції та очисні споруди різних класів і часів 
1.1 Актуальність теми 
За останні роки в Україні відбулися суттєві зміни структури виробництва, 
перехід на економічні важелі управління, зміна нормативної бази, в тому 
числі й тієї, що стосується охорони водних ресурсів від забруднення 
стічними водами. При проектуванні, будівництві та експлуатації міських 
очисних станцій на перший план виходять вимоги скорочення витрат на 
очистку при безумовному забезпеченні необхідної якості очищених стічних 
вод. Вирішення цих завдань неможливе без застосування ефективних 
технологій, споруд і обладнання для очистки стічних вод і обробки осадів. 
Однак підготовка інженерів спеціальності «Водопостачання та 
водовідведення», які мають впроваджувати сучасні методи очистки стічних 
вод, до нинішнього часу здійснюється за підручниками й навчальними 
посібниками, виданими ще в 70-80-х роках минулого століття. У посібнику, 
розрахованому на студентів спеціальності «Водопостачання та 
водовідведення», розглянуто склад і властивості міських стічних вод, фізико-
хімічні основи методів їх очистки і обробки осадів, наведені нормативні дані 
та рекомендації стосовно вибору оптимальних технологічних схем і 
розрахунку споруд, що входять у технологічні схеми. Особлива увага 
приділена розгляду методів біологічної очистки, які забезпечують видалення 
із стічних вод основної маси забруднень. Враховуючи задеклароване 
Україною прагнення в майбутньому приєднатися до Європейського Союзу, у 
посібнику, хоча і в дуже стислій формі, висвітлені вимоги стосовно 
ефективності очистки стічних вод у деяких країнах Заходу, а також 
розглянуті широко застосовувані там технологічні схеми біологічної очистки 
стічних вод з глибоким вилученням сполук азоту і фосфору, які, на жаль, 
практично невідомі в нашій країні. Посібник може бути корисним для 
підготовки магістрів і аспірантів, а також фахівців, які займаються 
питаннями очистки стічних вод і обробки осадів. Під терміном «міські стічні 
води» розуміють суміш різних категорій стічних вод (господарсько-
побутових, виробничих, атмосферних), яка надходить для очистки на міські 
каналізаційні очисні станції. Господарсько-побутові стічні води утворюються 
при використанні водопровідної води у побуті і відводяться від санітарних 
приладів житлових будинків, банно-пральних комбінатів, підприємств 
громадського харчування, установ (шкіл, лікарень тощо). Вони містять 
фізіологічні виділення людей, а також господарські відходи: залишки 
продуктів харчування, пісок, мило і пральні засоби, тканину, папір тощо. 
Господарсько-побутові стічні води можна розглядати як розбавлену суміш 
сечі і фекалій, кухонних (стоки від приготування їжі і миття посуду) і банно-
пральних стоків (стоки від гігієнічних процедур і прання білизни). Добовий 
діурез людини складає 800-1800 мл. Сеча за своїм хімічним складом є однією 
із самих забруднених складових господарсько-побутового стоку. У складі 
сечі знайдено 229 хімічних сполук, у тому числі 103 азотовмістні речовини, 
30 електролітів, 22 вітаміни, 38 гормонів, 10 білків, а також органічні 
кислоти, ліпіди, вуглеводи. Добова кількість фекалій, які виділяються 
людиною, складає 100-300 г. Норми водовідведення для кухонних і банно-
пральних стоків на одного жителя складають відповідно 3 і 120 л/добу [1]. В 
середньому на кухонні потреби припадає 15-20 % стічних вод від сім’ї, ванну 
і душ - 20-25 %, змивання унітазу - до 35 %, прання білизни - до 20 %. Стічні 
води від туалетів і кухонь містять до 75 % загальної кількості забруднень 
господарсько-побутових стічних вод. Господарсько-побутові стічні води 
завжди містять велику кількість мікроорганізмів, які містяться у шлунку і на 
тілі людини, а також змиваються з одягу, овочів, фруктів, м’яса тощо. Серед 
цих мікроорганізмів можуть бути і патогенні. Особливістю господарсько-
побутових стічних вод є відносна постійність їх складу, що зумовлюється 
подібністю фізіології людини і її господарської діяльності. Виробничі стічні 
води надзвичайно різноманітні за кількістю і складом, які, у свою чергу, 
залежать від виду виробництва, сировини і технології, що застосовується. 
Виробничі стічні води умовно поділяють на три види: 6 1. Виробничі стічні 
води, що містять органічні речовини і не містять токсичних речовин 
(наприклад, стічні води харчових підприємств). Такі стічні води можна 
скидати в міську каналізацію; 2. Виробничі стічні води, що містять органічні 
речовини, а також токсичні домішки, що перешкоджають біохімічному 
окисленню цих органічних речовин (наприклад стічні води шкірзаводів). Такі 
стічні води піддають локальній очистці з метою видалення токсичних 
домішок, після чого скидають у міську каналізацію; 3. Виробничі стічні води, 
що не містять органічних речовин. Такі стічні води у міську каналізацію не 
приймаються. Скид виробничих стічних вод у міську каналізацію 
регламентується правилами прийому виробничих стічних вод в системи 
каналізації населених пунктів. Надходження виробничих стічних вод у 
міську каналізацію може бути рівномірним чи нерівномірним, безперервним 
або залповим, цілорічним чи сезонним. Атмосферні стічні води утворюються 
на території об’єкту, що каналізується, при випаданні дощу, танення снігу і 
при митті вулиць. Атмосферні стічні води у сучасних містах вміщають крім 
піску і сміття, що змиваються із бруківок, також і органічні речовини, тому 
за своїм складом вони часто можуть бути віднесені до слабко забруднених 
побутових стічних вод. В залежності від системи каналізації господарсько-
побутові і виробничі, або господарсько-побутові, виробничі і атмосферні 
стічні води надходять у міську каналізаційну мережу, утворюючи міські 
стічні води. У складі міських стічних вод приблизно 40-60 % - це виробничі 
стічні води. В кожному населеному пункті розміщуються підприємства 
різноманітних галузей промисловості, в результаті чого не існує міських 
стічних вод, абсолютно однакових за складом. 
Аналіз стічних вод необхідний для визначення методу їх очистки, 
можливості випуску у водойми, наявності в них цінних чи токсичних 
домішок. Різноманітність складу стічних вод і неможливість визначення 
кожної забруднюючої речовини робить необхідним використання групових 
(сумарних) показників, які характеризують певні властивості води без 
ідентифікації окремих речовин. Наприклад, визначення органолептичних 
показників (запах, забарвлення) дозволяє уникнути кількісного визначення у 
воді кожної речовини, що має запах чи надає воді забарвлення. Однак у 
перелік обов’язкових аналізів на міських очисних спорудах включається 
визначення концентрацій специфічних домішок, які надходять у міську 
каналізаційну мережу від промислових підприємств. Санітарно-хімічний 
аналіз міських стічних вод передбачає визначення наступних показників: 
температура, забарвлення, запах, величина рН, прозорість, сухий залишок і 
втрати при прокалюванні, твердий залишок і втрати при прокалюванні, 
завислі речовини і втрати при прокалюванні, осідаючі речовини за об’ємом і 
за масою, перманганатна окислюваність, хімічна потреба в кисні ХПК, 
біохімічна потреба в кисні БПК, азот (загальний, амо- 11 нійний, нітритний, 
нітратний), фосфати, хлориди, сульфати, важкі метали й інші токсичні 
елементи, поверхнево-активні речовини ПАР, нафтопродукти, розчинений 
кисень, мікробне число, бактерії групи кишкової палички, яйця гельмінтів. 
Вміст речовин, які знаходяться у стічних водах у вигляді іонів, прийнято 
виражати в іонній (мг/л) чи еквівалентній (мг-екв/л) формах. Повний 
санітарний аналіз здійснюється на міських очисних спорудах один раз на 10 
діб. Для стічних вод, склад яких достатньо вивчений, виконують скорочений 
аналіз, який дозволяє отримати лише загальні уявлення про зміни, що 
відбуваються в процесі очистки стічних вод. Скорочений аналіз включає 
визначення рН, прозорості, завислих речовин, перманганатної окислюваності 
і розчиненого кисню. В Україні діють керівні нормативні документи 
Міністерства екології та природних ресурсів КНД 211.1.0.009-94 
«Гідросфера. Відбір проб для визначення складу і властивостей стічних та 
технологічних вод» та КНД 211.1.2.008-94 «Гідросфера. Правила контролю 
складу і властивостей стічних та технологічних вод», якими встановлені 
правила відбору і зберігання проб, а також переліки показників якості, які 
встановлюються при повному чи скороченому аналізі стічних вод. Склад 
стічних вод, що надходять на очисні споруди, досить суттєво змінюється 
протягом годин доби і по днях тижня (див. розділ 1.4). Тому для оцінки 
якості стічних вод аналізують середньодобові проби, складені із рівних чи 
пропорційних витраті (що більш точно) об’ємів води, які відбираються 
щогодини. Проби відбирають з глибини 0,5 м від поверхні води, тому важкі і 
плаваючі домішки в неї не потрапляють. Більш точне відбирання 
середньодобової проби стічних вод досягається за допомогою автоматичних 
пробовідбірників. Температура стічних вод є важливим чинником, що 
суттєво впливає на процеси їх очистки. Функцією температури є в’язкість 
води. Чим вища температура, тим менша в’язкість води і тим більша 
швидкість осадження зависі. Тому температура - один із визначальних 
чинників процесу осадження. Важливе значення має температура і для 
процесів біологічної очистки, оскільки від неї безпосередньо залежать 
швидкість біохімічних реакцій і розчинність кисню у воді. При зниженні 
температури біологічна очистка стічних вод погіршується: при температурі 
меншій 9 °С відбувається різке уповільнення біохімічних процесів; при 
температурі меншій 6 °С біохімічні процеси практично повністю 
припиняються. З іншої сторони, при зниженні температури збільшується 
розчинність кисню у воді, що враховується при розрахунку аераційного 
обладнання. 12 Температуру стічних вод вимірюють безпосередньо при 
відбиранні проби термометрами з проділками 0,1 °С. Температура міських 
стічних вод знаходиться звичайно в межах 8-30 °С і змінюється за сезонами 
року, протягом тижня, протягом доби. Мінімальні температури стічних вод 
спостерігаються у лютому-березні. Основними чинниками, що впливають на 
температуру стічних вод, є ступінь благоустрою будівель, наявність гарячого 
водопостачання, наявність нагрітих виробничих стічних вод, що скидаються 
у міську каналізацію, вид джерела водопостачання (поверхневі, підземні), 
кліматичні умови. Забарвлення - один із органолептичних показників якості 
стічних вод, що залежить від їх складу. Господарсько-побутові стічні води 
мають звичайно слабке забарвлення жовтувато-бурого чи сіруватого кольору. 
Зміна забарвлення стічних вод, що надходять на очистку, може свідчити про 
наявність значної кількості виробничих стічних вод, їх бродіння у 
каналізаційній мережі тощо. Забарвлення визначають у попередньо 
профільтрованих пробах у циліндрах з безбарвного скла, позначаючи її 
якісно як безбарвну, слабкожовту, червонувату, бурувату тощо. Для 
забарвлених стічних вод визначають ступінь розбавлення (дистильованою 
водою) до до зникнення забарвлення у стовпчику води висотою 10 см. 
Результат записують як відношення об’ємів проби стічної води і води 
дистильованої, взятої для розбавлення (наприклад, 1:20, 1: 200 тощо). Запах - 
органолептичний показник, який характеризує наявність у воді пахучих 
летких речовин. Звичайно запах виявляють якісно при відкриванні проби і 
описують як фекальний, гнилісний, гасовий, фенольний, сірководневий 
тощо. Якщо запах ідентифікувати важко, то визначення повторюють після 
підігрівання проби до 65 °С. Інтенсивність запаху визначають за 
п’ятибальною шкалою. 
 
1.2 ПАТ «АЗОТ»  
 
  У стічних каналізаційних водах міста, що надходять на біологічні очисні 
споруди (ОПСВ) ПАТ «АЗОТ», значно перевищені гранично допустимі 
скиди (ГДС) цілого ряду небезпечних хімічних речовин.  
 Це підтверджено двома сертифікованими лабораторіями КП 
«Черкасиводоканал» і ПАТ «АЗОТ», які  з початку року спільно проводять 
відбір стічних вод з ГКНС 1 і ГКНС 2, тобто на  кордоні  прийому міських 
стоків, що потім надходять на ОПСВ. Результати аналізів вражають. У 
лютому було зафіксовано значне перевищення  ХСК – 545,45 мг/л при нормі 
398,0 мг/л; азот амонію – 56,55 мг/л  при нормі 35,0 мг/л; іон амонію – 72,50 
мг/л  при нормі 45,0 мг/л; феноли – 0,16 мг/л при нормі 0,013 мг/л (більш як у 
десять разів!!!), сірководень – 2,80 мг/л при нормі 1,5 мг/л. У березні 
повторні спільні відбори  стічних каналізаційних вод і проведення їх аналізу 
в хіміко-аналітичній лабораторії хоча й показали незначне зниження вмісту 
окремих шкідливих домішок, але не вселили особливого оптимізму, оскільки 
перевищення ГДС залишається надто високим. До чого це призводить? 
 
Рис.1 ПАТ «АЗОТ» OSTCHEM 
 
 
 
Рис.2 
 
Рис.3 
 
  Найнебезпечнішими речовинами є феноли та ХСК, які надходять з 
каналізаційними водами від промислових підприємств міста. Їх перевищення 
негативно впливає на активний мул наших біологічних очисних споруд – в 
ньому гинуть корисні бактерії, виникає надмірне піноутворення, мул 
набухає, піднімається і виноситься зі вторинних відстійників, що призводить 
до погіршення очистки стічних вод та приносить підприємству великі 
збитки, – розповідає заступник начальника виробничого відділу ПАТ 
«АЗОТ» Володимир Стецюк. –  Виявленням таких порушників мав би 
займатися «Черкасиводоканал» і вживати відносно них відповідні заходи. 
Натомість він навпаки вимагає від ПАТ «АЗОТ» при укладанні з ним 
договору на очищення стоків, значно збільшити норми ГДС по ХСК до 550 
мг/л, азоту амонію до 50 мг/л, фенолів до 0,1 мг/л, сірководню до 3,5 мг/л. 
Чиї інтереси в такому разі лобіює «Водоканал»? У всіх розвинених країнах 
світу працюють над тим, щоб максимально скорочувати скиди 
забруднюючих речовин. І одним із найдієвіших способів цього є будівництво 
локальних очисних споруд на підприємствах, адже набагато простіше на 
місці «знешкодити» кілька кубічних метрів стоків, ніж потім мати справу з 
тисячами кубічних метрів, «отруєних» величезною концентрацією хімічних 
речовин.  Порушення цих норм обходиться там дуже дорого, тому вигідніше 
все-таки дотримуватися законодавства. Як не прикро, у нас із незрозумілих 
причин, цього не робиться. Цілком можливо, що підприємці можуть собі 
дозволити скидати будь-яку отруту не лише в каналізацію, а і в Дніпро, як це, 
наприклад, підозрюють жителі мікрорайону «Митниця», біля домівок яких не 
замерзає вода, а пляж в цьому місці замулюється. Тому тотальний контроль і 
примусове будівництво локальних очисних споруд на підприємствах – одне з 
невідкладних завдань, яке може вирішити цю проблему. 
 
1.3 Водопроводи Стародавнього Риму 
Найпотужніша індустрія виробництва води для питних і побутових цілей 
була створена в античному Римі. У період розквіту в цьому місті проживало, 
за різними даними, від шестисот тисяч до мільйона чоловік, на кожного з 
яких припадало до 1000 л води на добу. Необхідно відзначити, що цей 
показник перевищує водоспоживання в сучасному Римі майже в 3 рази. 
Індустрія виробництва води включала в себе значні вишукувальні роботи, 
спрямовані на визначення водних джерел, трасування водоводів, 
проектування очисних споруд. За дослідженнями було будівництво 
водогонів, водоочисних споруд, розподільних споруд для постачання 
громадських і особистих фонтанів, лазень (терм), купалень, спеціальних 
акваріумів-кошів для розведення морських і річкових риб, а також 
будівництво водовідвідних каналів. 
  
 Будівництво водопроводів в Римі здійснювалося на громадські кошти, а 
також на кошти, отримані в результаті переможних воєн. Так, водопровід 
Ашо був побудований в 272 р. До н.е. е. на кошти, отримані в результаті 
розгрому Пірра, Марція водопровід - в 144 р. до н.е. е. на кошти, отримані 
після взяття Коринфа. Кошти на експлуатацію водопроводів формувалися за 
рахунок декількох видів податків, що належать до сфери водокористування. 
Це були податки на лазні і канали. 
 
  Водопроводи, або акведуки, будувалися в такий спосіб. На досить високому 
місці знаходили рясний джерело води і робили поглиблення у вигляді 
великого водойми, в якому збиралася вода. З цієї водойми вода надходила до 
суспільного або власним (особистому) водопроводу по підземних трубах або 
надземними водопроводів. 
  
 Підземні труби виконувалися з дерева, глини або свинцю (до речі, ця одна з 
причин падіння Римської імперії. Свинець - це провокатор онкологічних 
захворювань. Римляни, особливо еліта, не доживали до 30 років через 
ракових пухлин). У місцях перетину водопроводу з твердими скельними 
породами вирубувалися водовідвідні канали; в м'яких грунтах ці канали 
викладалися каменем і над ними споруджувалися склепіння. На певній 
відстані один від одного робилися отвори для повітря, щоб вода залишалася 
чистою і свіжою. 
 
Рис.4. Водопровід через річку Гар (Гардський міст) 
 
 Надземні кам'яні водопроводи мали гідроізоляцію з штукатурки і отвори 
зверху для доступу повітря. Водопроводи виконувалися на стінах, які всюди, 
де потрібен був прохід, мали арки, як наприклад, частина водопроводу 
Клавдія. Ці арки утворювали один або кілька ярусів, що дозволяло 
споруджувати водопроводи через річки у вигляді мостів і прокладати по ним 
дороги (рис. 1). Окремі частини римських водопроводів і водорозподільних 
пристроїв у вигляді фонтанів функціонують досі. 
  
 Римські водопроводи простягалися в довжину на багато кілометрів, 
досягаючи у висоту десятків метрів. Так, водопровід Аnio novus був 
заввишки майже 40 м; водопровід у Франції (Nimes) і понині двома арками 
висотою майже 50 м піднімається над околицями. Такі ж залишки 
водопроводів в Іспанії. До речі, акведуки будувалися і в Росії. До Другої 
світової війни існував акведук, що з'єднував Таіцкій ключі з Царським 
(Дитячим) селом.Споруди для очищення води.Крім відвідав, системи 
античного водопостачання мали особливі водойми-відстійники для очищення 
води і в кінці водоводу особливий гідравлічний прилад для зручності 
розподілу води по місту. Розподіл проводилося за допомогою трьох 
резервуарів, в одному з яких знаходилася вода, призначена для громадських 
колодязів і фонтанів (водометів), в іншому - вода для бань, а в третьому - для 
приватних будинків.Водопроводи стародавнього Риму 
 
Рис. 5.Очисні споруди в районі м Байї (Етрурія) 
 
 Вражають своїми масштабами і пишністю очисні споруди в районі м Байї 
(на березі Неаполітанської затоки). Вони займають великі простори і покриті 
склепінням, що покоїться на 48 колонах. 
 Менш вражаючими за розмірами, але більш наочними є очисні споруди на 
збереженому в Римі водопроводі Агріппи. Вони були влаштовані таким 
чином 
 
Рис.6. Водоочисний резервуар водопроводу Агріппи в Римі 
 
 Справний стан водопроводів було турботою значного числа чиновників. 
Вода була одним з найбільш ходових і недорогих товарів. Невисока вартість 
споживаної води і величезні її обсяги забезпечували значні фінансові 
надходження в казну держави. 
План античного Риму з розташуванням трас водопроводів і залишків 
знаменитих терм наведено на рис.37. 
 
Рис.7. План античного Риму з розташуванням трас водопроводів. 
1.4 Трубопровід Лівії  
Велика рукотворна річка в Лівії – це наймасштабніший інженерно-
будівельний проект сучасності, завдяки якому жителі країни отримали 
доступ до питної води та змогли оселитися у тих районах, де раніше ніхто 
ніколи не жив. Наразі через підземні водоводи щодня проходить 6,5 
мільйонів кубометрів прісної води, що використовується ще й для розвитку 
сільського господарства у регіоні. Сукупна довжина підземних комунікацій 
штучної річки близька до чотирьох тисяч кілометрів. Обсяг вийнятого та 
перекинутого при будівництві ґрунту – 155 мільйонів кубометрів – у 12 разів 
більший, ніж при створенні Асуанської греблі. А витрачених будматеріалів 
вистачило б на будівництво 16 пірамід Хеопса. Крім труб і акведуків в 
систему входять понад 1300 колодязів, більшість з яких мають глибину 
більше 500 метрів. Загальна глибина свердловин у 70 разів перевищує висоту 
Евересту. 
 
 
Рис.8 Водопровідна труба 
 
 
Основні гілки водопроводу складаються з бетонних труб довжиною 7,5 
метрів, діаметром 4 метри та вагою понад 80 тонн (до 83 тонн). І кожна з 
понад 530 тисяч таких труб могла б легко служити тунелем для поїздів 
метрополітену. 
З магістральних труб вода надходить у збудовані поруч із містами резервуари 
об'ємом від 4 до 24 мільйонів кубометрів, а вже від них починаються місцеві 
водопроводи міст та селищ. 
Прісна вода надходить у водогін з підземних джерел, розташованих на півдні 
країни, і живить населені пункти, зосереджені переважно біля берегів 
Середземного моря, у тому числі найбільші міста Лівії – Тріполі, Бенгазі, 
Сирт. Забір води здійснюється з Нубійського водоносного шару, що є 
найбільшим із відомих у світі джерел викопної прісної води. 
Нубійський водоносний шар розташований у східній частині пустелі Сахара 
на площі понад два мільйони квадратних кілометрів та включає 11 великих 
підземних резервуарів. Територія Лівії знаходиться над чотирма з них. 
Крім Лівії на Нубійському шарі стоять ще кілька африканських держав, 
включаючи північно-західний Судан, північно-східний Чад та більшу 
частину Єгипту. 
 
 
 
Рис.9 Водопровід 
 
 
Нубійський водоносний горизонт побут відкрито 1953 року британськими 
геологами під час пошуку нафтових родовищ. Прісна вода в ньому прихована 
під шаром жорсткого залізистого пісковика товщиною від 100 до 500 метрів 
і, як встановили вчені, накопичилася під землею в той період, коли на місці 
Сахари тяглися родючі савани, зрошувані частими дощами. 
Більшість цієї води була накопичена в період від 38 до 14 тисяч років тому, 
хоча деякі резервуари утворилися відносно недавно - близько п'ятитисячного 
року до нашої ери. Коли три тисячі років тому клімат планети різко змінився, 
то Сахара стала пустелею, але вода, що просочилася в землю за тисячі років, 
вже була накопичена в підземних горизонтах. 
Після відкриття великих запасів прісної води негайно з'явилися проекти 
будівництва іригаційної системи. Однак ідея була реалізована набагато 
пізніше і лише завдяки Уряду Муаммара Каддафі. 
Проект передбачав створення водопроводу з доставки води з підземних 
резервуарів з півдня північ країни, в індустріальну і найбільш населену 
частина Лівії. У жовтні 1983 року було створено Управління Проектом та 
почалося його фінансування. Повна вартість проекту на початок будівництва 
оцінювалася в 25 мільярдів доларів, а термін планової реалізації становив не 
менше 25 років. 
Будівництво ділилося на п'ять фаз: перша – будівництво трубного заводу та 
трубопроводу завдовжки 1200 кілометрів із щоденним постачанням до 
Бенгазі та Сирту двох мільйонів кубометрів води; друга – доведення 
трубопроводів до Тріполі та забезпечення його щоденними поставками 
обсягом один мільйон кубометрів води; третя – завершення будівництва 
водоводу з оази Куфра до Бенгазі; останні дві – будівництво західної гілки в 
місто Тобрук та об'єднання гілок у єдину систему біля міста Сірт. 
 
Рис.10 Поля рукотворної річки 
 
Поля, що з'явилися завдяки Великій рукотворній річці, добре помітні з 
космосу: на супутникових знімках вони мають форму яскравих зелених кіл, 
розкиданих серед сіро-жовтих пустельних районів. Безпосередні роботи з 
будівництва розпочалися у 1984 році – 28 серпня Муаммар Каддафі заклав 
перший камінь проекту. Вартість першої фази проекту оцінювалася у 5 
мільярдів доларів. Будівництво в Лівії унікального першого у світі заводу з 
виробництва гігантських труб реалізовувалося південнокорейськими 
фахівцями з сучасних технологій. 
У країну приїхали фахівці провідних світових компаній зі США, Туреччини, 
Великої Британії, Японії та Німеччини. Було закуплено новітню техніку. Для 
укладання бетонних труб збудували 3700 кілометрів доріг, що дозволяли 
пересуватися важкій техніці. Як основна некваліфікована робоча сила 
використовувалася праця мігрантів з Бангладеш, Філіппін і В'єтнаму. 
 
 
Рис.11 
У 1989 році вода надійшла у водосховища Адждабія та Гранд-Омар-Муктар, 
а у 1991 році – у водосховище Аль-Гардабія. Перша та найбільша черга була 
офіційно відкрита у серпні 1991 року – почалося водопостачання таких 
великих міст як Сирт та Бенгазі. Вже у серпні 1996 року регулярне 
водопостачання було налагоджено й у столиці Лівії – Тріполі. 
 
 
Рис.12 Труби діаметром чотири метри з попередньо напруженого 
залізобетону 
 
До початку будівництва водопроводу 96% території Лівії припадало на 
пустелю, а придатними для життя були лише 4% земель. 
Після повного завершення проекту планувалося постачати водою та 
обробляти 155 тисяч гектарів землі. 
До 2011 року вдалося налагодити постачання 6,5 мільйонів кубометрів 
прісної води до міст Лівії, забезпечивши нею 4,5 мільйона людей. При цьому 
70% води, що видобувається Лівією, споживалося в сільськогосподарському 
секторі, 28% - населенням, а частина, що залишилася, - промисловістю. 
Але метою уряду було як повне забезпечення населення прісною водою, а й 
зниження залежності Лівії від імпортного продовольства, а надалі – вихід 
країни на власне виробництво продуктів харчування. 
З розвитком водопостачання було збудовано великі сільськогосподарські 
ферми для виробництва пшениці, вівса, кукурудзи та ячменю, які раніше 
тільки імпортувалися. Завдяки поливальним машинам, підключеним до 
іригаційної системи, у посушливих регіонах країни виросли кола 
рукотворних оаз та полів діаметром від декількох сотень метрів до трьох 
кілометрів. 
Було вжито й заходів щодо заохочення лівійців до переїзду на південь країни, 
у створені у пустелі господарства. Однак не все місцеве населення 
переселялося охоче, воліючи жити у північних прибережних районах. 
Тому уряд країни звернувся до єгипетських селян із запрошенням приїзду до 
Лівії для роботи. Адже населення Лівії становить лише 6 мільйонів людей, 
тоді як у Єгипті – понад 80 мільйонів, які проживають переважно вздовж 
Нілу. Водопровід також дозволив організувати у Сахарі на шляхах караванів 
верблюдів місця відпочинку для людей та тварин із виведеними на поверхню 
водними траншеями (ариками). 
Лівія навіть почала здійснювати постачання води до сусіднього Єгипту. 
1.5 Очисні споруди в місті Бонн.Німеччина 
Питну воду Бонн та інші міста Рейнського регіону на заході Німеччини 
отримують з водосховища Ванбахталь (Wahnbachtalsperre). У своїх 
лабораторіях асоціація "Водосховище Ванбахталь" 
(Wahnbachtalsperrenverband) контролює воду на вміст у ній магнію, кальцію, 
натрію, хлору та нітратів, і перевіряє, щоб цей вміст не перевищував 
встановлених норм. Також регулюються показники води щодо жорсткості.  
Керівник асоціації "Водосховище Ванбахталь" Норберт Екшлаг (Norbert 
Eckschlag) говорить про склад та властивості питної води у Німеччині: "Вони 
регулюються спеціальними директивами, що стосуються питної води 
(Trinkwasserverordnung). Головна мета цих приписів - захистити людину від 
будь-яких негативних наслідків, до яких може призвести вживання брудної 
води. У відповідності до приписів вода не має містити збудників хвороб і має 
бути без смаку, кольору та запаху. Саме тому, перш ніж потрапити до 
споживача, вода проходить відповідні етапи фільтрації та очищення". 
 
Рис.13  Очисні споруди в Бонні. 
   
  Питну воду у Німеччині отримують з сирої води, в якій частка підземних 
вод становить майже 70 відсотків. Решту сирої води складають поверхневі 
води та такі ресурси, як підруслові води чи штучно збагачені підземні 
води. Спочатку на водопровідних насосних станціях з сирої води 
видаляються небажані речовини, наприклад, залишки ліків чи інші хімічні 
забруднювачі навколишнього середовища. Очисна установка працює за 
принципом флокуляційної фільтрації. До води додається флокулянт - у Бонні 
використовують сіль заліза - він утворює у воді щось подібне до пучків, які 
приєднують до себе навіть маленькі речовини, що забруднюють воду. 
Наступний етап - фільтрація піщаними фільтрами, завдяки якій з води 
видаляються всі найменші небажані речовини. 
Потім відбувається досягнення балансу між вапняною водою та вуглекислим 
газом. Це важливо, оскільки перш за все грунтові води, але також і води з 
водосховища, мають частково агресивний показник рН. Така вода може 
роз’їдати бетон і викликати корозію трубопроводу, якщо до неї не додавати 
чисту вапняну воду, яка робитиме воду нейтральною. 
Для знищення, а точніше деактивації шкідливих мікроорганізмів та збудників 
захворювань використовують хімікати. Калію перманганат вбиває планктон, 
а діоксид хлору усуває бактерії групи кишкової палички. У Німеччині вже 
багато десятиліть використовують діоксид хлору замість хлору для 
дезінфекції підземних вод та вод з водосховища, оскільки побічні продукти, 
що виникають при дезінфекції діоксидом хлору значно менш небезпечні та 
критичні. Навіть у невеликих концентраціях, під дією діоксиду хлору гинуть 
всі наявні у воді патогени. Механізм реакції знищення такий, що віруси, 
бактерії і грибки не можуть навіть виробити імунітет. На даний момент 
також проводяться тести щодо додаткової дезінфекції питної води 
ультрафіолетовим випромінюванням. 
 
Рис.14   Заміна труб в очисному колекторі 
 
За словами Петера Еша, всі старі каналізаційні труби у місті замінені, але 
відділ будівництва підземних інженерних споруд постійно відстежує стан 
труб і за необхідності відразу проводить їхню заміну. Варто відзначити, що 
заміна труб оплачується як з міського бюджету, так і власниками будівель, 
які отримують воду через ці труби. 
За рік середньостатистична родина, яка мешкає в Бонні сплачує за 
каналізацію близько 700 євро. "Щоб вирахувати цю цифру є спеціальна 
формула. В основному до уваги береться кількість кубічних метрів питної 
води, використаної в попередньому році. Платня зазвичай розділяється на 
чотири квартали", - додає Еш. 
Як ставляться до використання води пересічні німці? Візьмемо приклад 
родини Буллер з Бонна. Бірґіт Буллер (Birgit Buller) мешкає разом зі своїми 
синами у старому німецькому будинку з садом, який вони, до речі, 
поливають дощовою водою, заощаджуючи таким чином питну. Для збору 
води у саду стоять місткі баки. Родина переймається проблемами довкілля, 
тому намагається економити воду та енергію. Діти навчені змалечку: якщо 
хочеш помити фрукти чи овочі - мий у мисці, а не під проточною водою. А 
використаною водою можна потім поливати квіти у саду. 
Замість того, щоб приймати ванну, на яку піде близько 140 літрів води, 
Буллери приймають душ. Витрата води за одну хвилину - в середньому 15 
літрів. Речі, які батьки прищеплюють своїм дітям з самого дитинства майже у 
всіх німецьких родинах: коли чистиш зуби - закручуй кран. Це правило діє і в 
родині Буллер. 
"Оскільки вже доведено, що заповнена посудомийка споживає менше води, 
ніж якщо мити весь цей посуд руками, я охоче користуюся посудомийкою, 
але виставляю її на коротку програму, щоб витрати води були мінімальними. 
Те ж саме стосується і пральної машинки - її я програмую на економний 
режим", - розповідає Бірґіт Буллер. 
 
Розділ.2 Сучасна проблема та методи її рішення шляхом нових 
технологій будівництва 
2.1. Історія проблеми Бортницької станції аерації 
 
Бортницька станція аерації — комплекс інженерних споруд, обладнання та 
комунікацій, призначений для повного біологічного очищення стічних 
вод Києва від забруднювальних речовин та обробки затриманих механічних 
решток (сміття). На станції проходять очищення всі господарсько-побутові 
стічні води, а також промислові стічні води після попереднього їх очищення 
на самих підприємствах. Станція складається з трьох блоків очищення 
стічних вод, трьох цехів обробки осадів стічних вод (ОСВ) і допоміжних 
цехів. 
Насосний цех Бортницької станції аерації 
 
 
Рис.1 
Аварійний метантенк на Бортницькій станції аерації 
Грабельне відділення Бортницької станції аерації 
Проєктна потужність станції — 1,8 млн м³ стічних вод на добу, а проєктна 
потужність кожного з трьох блоків — 600 тис. м³ на добу. Середньодобовий 
обсяг стічних вод — 1131928 м³. 
Станцію будували та вводили до експлуатації поетапно: 
I блок споруд введено в дію в 1964; 
II блок — у 1976 році; 
III блок — у 1987 році. 
Споруди станції забезпечують очистку стічних вод до нормативних 
показників, за яких дозволений їхній скид у р. Дніпро. Контроль якості 
очищення стічних вод і обробки ОСВ проводить хіміко-бактеріологічна 
лабораторія. Контроль якості очищеної стічної води ведеться за 16 
показниками, які затвердило Державне управління екології та природних 
ресурсів у м. Києві. 
Основні проблеми в роботі Бортницької станції аерації пов'язані, у першу 
чергу, з тим, що наявні споруди були запроєктовані та побудовані ще в 1950-
1960-х роках і на сьогодні застаріли не тільки фізично, а й морально. 
1. У найкритичнішому стані — споруди I блоку станції, які експлуатують ще 
з 1964 року. Очисні споруди вже відпрацювали свій експлуатаційний термін і 
потребують негайної реконструкції. 
Першочерговим є питання будівництва нової насосної станції першого 
підйому, яка подає стічні води на I блок Бортницької станції аерації. 
2. Низька ефективність роботи наявного грабельного відділення. Відповідно 
до проєкту на грабельному відділенні Бортницької станції аерації 
встановлені ґрати з отворами 16 мм. Ці ґрати внаслідок великих розмірів 
отворів не забезпечують повного затримання всього сміття, що надходить на 
станцію зі стічними водами, що призводить до винесення сміття на споруди 
механічного очищення стічних вод — пісковловлювачі та первинні 
відстійники. Відбувається засмічення споруд, що призводить до порушення 
режимів їхньої роботи. Сміття, що накопичується в первинних відстійниках, 
відкачують на метантенк разом із сирим ОСВ. При відкачуванні відбувається 
засмічення насосів випомповування сірчаного осаду, який веде до їхнього 
виходу з ладу. При засміченні приймачів відстійників відбувається 
накопичення в них сирого ОСВ, що призводить, особливо в літній період, до 
виникнення процесів бродіння у відстійниках з викидом в 
атмосферу метану та сірководню. 
17 січня 2012 року на Бортницькій станції аерації сталася аварія: на 
самопливному Лівобережному колекторі діаметром 3000 мм поряд з 
насосною станцією першого підйому стався провал розмірами 10 на 10 м та 
глибиною 8 м. 
2015-го року стало відомо, що Японія надасть Україні кредит у сумі 108 
млрд єн на реконструкцію станції. Відповідну угоду підписано 6 червня у 
присутності президента Петра Порошенка та прем'єр-міністра Японії Сіндзо 
Абе. 
15 червня 2015 року Уряд України і Японське агентство міжнародного 
співробітництва (JICA) підписали Кредитну угоду щодо проекту 
реконструкції Бортницької станції аерації. Від імені Уряду України Угоду 
підписала Міністр фінансів Наталія Яресько, від імені JICA — Віце-
президент агентства Масаказу Ічікава. Кредит буде наданий японською 
стороною (JICA) на суму 108 млрд. єн строком на 40 років під 0,1 % річних з 
пільговим періодом 10 років.. 
До речі, за словами працівників БСА зношеність її обладнання становить 
80 %. За словами столичної влади, БСА після реконструкції стане сучасним 
екологічним фільтром. 
На початку 1980-х рр. у канал Бортницької станції аерації випустили гуппі — 
акваріумних риб. Відтоді їхня популяція існує там постійно — цьому сприяє 
цілорічно нагріта вода. 
Бортницька станція аерації: клоака столиці чи проблема країни? 
 
 
 
 
 
Рис.2 Канал довжиною близько 9 км, по якому очищена вода потрапляє до 
Дніпра 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис.3 Щогодини працівники станції набирають воду із каналу задля 
визначення вмісту завислих речовин 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис.4 Найновіша насосна станція 1986 року, до якої підходять стоки із нових 
масивів лівобережжя. На цьому місці колись було озеро 
 
 
 
Рис.5 Бортницька Станція аерації 
 
 
На Бортницькій станції аерації стоять 7 насосів, потужність кожного1250 
кВт. В роботі два, коли сильні зливи вмикають третій. За годину насос 
викачує 8 тис. кубів на висоту 29 метрів 
 
 
 
 
 
Рис.6 Грабельне відділення – решітки. Це – перший етап механічної очистки 
стоків. На решітках затримується сміття 
 
Рис.7 Старі решітки, "крок" в яких становить 16 мм, проте є й діри 30 мм. 
Сміття потрібно пересувати на транспортер вручну 
 
Рис.8 Після грабельного відділення стоки потрапляють до пісколовок. Тут 
затримується 60% піску розміром більше 0,25 мм. Через високий вміст 
органіки, що становить 10-12%, пісок ніде не використовується, а 
відправляється на піскові майданчики 
 
Рис.9 Після пісколовок стічні води потрапляють у первинний відстійник. 
Протягом 2–2,5 годин 40% осаду осідає на дно 
 
Рис.10 На другому та третьому блоці станції є по 12 первинних відстійників, 
на першому – 14. Їхній діаметр становить 40 метрів, глибина - 4 м 
 
 
 
Рис 11 Ремонт пісколовки 
 
Рис 12 Первинний відстійник, в який після решіток та пісколовок потрапили 
стоки 
 
 
 
Рис.13 
 
Рис.14 Аеротенки. Тут за допомогою активного мулу (колонія 
мікроорганізмів) відбувається біологічна очистка стічних вод від органіки 
 
 
Рис.15Довжина таких аеротенк – 130-140 метрів, ширина коридору (їх є 
чотири) 12 метрів, глибина по воді 5 метрів 
 
 
Рис.16 Вторинні відстійники. Тут за 2-2,5 години активний мул осідає та 
переправляється до мулових колодязів 
 
 
Рис.117 Таких вторинних відстійників є по 12 на кожному блоці станції 
 
Рис.18 Муловий колодязь. 
  
Мул після вторинного відстійника відкачують в муловий колодязь, рівень 
заповнення якого вимірюється, після чого - назад в аеротенки, надлишок же 
(близько 9 тис. тон на добу) - на мулові поля 
 
 
Рис.19 Мулове поле. 
 
Такі поля займають 272 га, на яких лежить близько 9 млн. тон осадів 
 
Рис.20 Канал довжиною близько 9 км, по якому очищена вода потрапляє до 
Дніпра 
 
 
Рис.21 
 
 
Щогодини працівники станції набирають воду із каналу задля визначення 
вмісту завислих речовин 
 
 
 
 
Найновіша насосна станція 1986 року, до якої підходять стоки із нових 
масивів лівобережжя. На цьому місці колись було озеро. 
 
На Бортницькій станції аерації стоять 7 насосів, потужність кожного1250 
кВт. В роботі два, коли сильні зливи вмикають третій. За годину насос 
викачує 8 тис. кубів на висоту 29 метрів. 
 Біля Бортницької станції аерації - єдиного в столиці підприємства, до якого 
стікають всі нечистоти міста - на повні груди не вдихнеш. Понад 1 млн. 
кубометрів нечистот, які місто щодоби скидає сюди, роблять повітря поблизу 
станції дуже специфічним. Неприємним. 
Біля "Бортничів" затримується майже 10 тон сміття та 3 тисячі тон сирого 
осаду щодоби. Такі дані наводить начальник стації Володимир Бражник. 
"В Європі осад спалюють. Проте спочатку його потрібно обезводити до 
вологості 75%, тоді досушити до 50%, і вже потім переробляти на заводі", - 
пояснює Бражник. 
У Києві така ланка переробки відходів відсутня. Осад та надлишковий 
активний мул, якого утворюється понад 9 тисяч тон щодоби, відправляють на 
мулові поля, площа яких сягає 272 га. При чому заповнені вони втричі більше 
допустимої норми. На полях сьогодні лежить 9 млн. кубів осаду та мулу. 
Цех із обезводнення та завод для спалювання осаду є виходом із ситуації, 
вважають у БСА. Та для їх будівництва потрібно 137 млн. євро. 
Ще 420 млн. євро знадобиться на перебудову та переоснащення станції, щоб 
якість очищеної води відповідала 16 показникам, що сьогодні передбачені 
нормативами. Станція ж, І блок якої збудували ще в 1965 році (ІІ - у 1975, ІІІ 
- у 1985 роках), розрахована на очистку за трьома показниками. 
Шлях столичних нечистот 
Брудота, яку зливають в столиці, після подорожі підземним містом, 
потрапляє до насосних станцій трьох блоків БСА, які піднімають нечистоти 
на грабельне відділення. На решітках Бортничів затримується сміття, яке 
відвозять на сміттєспалювальний завод. Проте чимало непотребу 
безперешкодно простує далі, адже в старих решітках, які працюють понад 40 
років, утворились діри. 
Якщо "крок" у решітці повинен становити 16 мм., то сьогодні часто 
трапляються тридцяти міліметрові шпарини, розповідає головний технолог 
станції В'ячеслав Крючков. Більше сміття заримують 5 нових решіток, які 
встановили три роки тому. 
Працівникам грабельного відділення (приміщення, до якого не радять йти 
чутливим дівчатам-екскурсантам, адже вони там зімлівають) окрім  
звичних прокладок та презервативів доводилось виймати частини дитяти, що 
впала в каналізацію на Лівобережній. 
Ці люди, які проводять 12 годин поспіль наодинці з машинами, повних 
"сюрпризів", отримують 1500 гривень місячної винагороди. 
Наступний етап очистки (після збирання великих шматків сміття) 
відбувається на пісколовках. Там затримується 60% піску, розміром від 0,25 
мм. 
Оскільки пісок (який вичищають двічі на добу) містить близько 10-12% 
органіки, його ніде не використовують, а відправляють на піскові 
майданчики. Відтак там щороку збирається близько 20 тис. тон піску з 
пульпою. 
В Європі ж довжина пісколовок вдвічі більша та становить 40-45 м, тому там 
затримується 97-98% піску. До того ж його промивають, доводячи 
концентрацію органіки до 2-3% та використовують у будівництві, найчастіше 
доріг. 
Отже, стоки проходять гвинтовими рухами через пісколовки та потрапляють 
через канал до первинних відстійників (круглої ємності, діаметром 40 метрів 
та глибиною 4 м) - заключної ланки механічного етапу очистки. 
Газ із брудоти 
За 2-2,5 години, доки вода від центру відстійника сягне збірного лотка, 
випадає 40% осаду, який в подальшому відкачують на метантенки. Тут в 
результаті бродіння утворюється біогаз, що містить до 70% метану. Його 
використовують на місцевій котельні для обігріву. 
 
 
Рис.23 Метантенка 
 
 
 Проте чотири із восьми метантенків Бортницької станції аерації побудовані 
1965 році і вже не придатні до реставрації. 
Шлях же освітленої після первинних відстійників води пролягає до 
аеротенків. Тут за допомогою активного мулу (колонія мікроорганізмів) 
відбувається біологічна очистка стічних вод. 
З аеротенків суміш подається на вторинні відстійники, де за 2-2,5 години 
активний мул осідає та переправляється до мулових колодязів. Надлишок 
мікроорганізмів, який утворився внаслідок активного розмноження, після 
обробки в аеробних стабілізаторах відправляють на мулові поля - найбільш 
проблемну ланку при очистці стічних вод. 
"До 1985 року вивозили осад на поля, як удобрення. А зимою робили налив, 
щоб весною переорати. Тепер він просто накопичується. Заборонили", - 
розповідає головний технолог. Адже за останні 10 років вміст у осаді 
фосфатів збільшився в 3-4 рази. 
Сьогодні ситуацію рятують поля, що виділили після вибуху на ЧАЕС. 
"У 1986 році, коли рвонув Чорнобиль, всі опади були радіоактивні, а те що 
змивається з вулиць, потрапляє в каналізацію. Тому було побудовано 90 га 
нових мулових полів. Якби не вони, я не знаю, що би було зараз", - каже 
В'ячеслав Крючков. 
Він акцентує: "Мулові поля - це єдине, куди ми сьогодні можемо видаляти 
осад. Якщо не буде мулових полів - все. Нам кінець". 
Завод для спалювання та цех із обезводнення не побудований. Більше того, 
немає ще навіть їх проекту. 
Очищена вода із вторинного відстійника по каналу, довжиною майже 9 км, 
тече у Дніпро. Однак чистою її можна назвати умовно. 
 
 
Рис.24 Аеротенки в Бортничах 
 
 
 
 
 
Тіонові Бактерії 
Мікробна корозія являє собою будь-які небажані зміни у властивостях 
органічних і неорганічних технічних матеріалів, 
причиною яких є розвиток і метаболізм мікроорганізмів. Об’єкти техносфери 
неорганічної природи - метали,сплави, будівельні матеріали - найбільш 
активно руйнують бактерії,що утворюють сильні неорганічні кислоти - 
сірчану й азотну. 
Головна роль у створенні агресивних середовищ у аеробних умовах належить 
тіоновим бактеріям, які окислюють широке коло сполук сірки до сірчаної 
кислоти. 
Тіонові бактерії, що мають могутній ферментативний аппарат за 
своєю окисною активністю можуть конкурувати з процесами хімічного 
окислювання сульфідів металів, елементарної сірки, сульфату закису 
заліза. Найбільш ацидофільними серед тіонових бактерій є Thiobacillus 
thiooxidans, здатні розвиватися при pH середовища нижче 0,6. 
На сьогодні встановлено, що ж иттєдіяльність тіонових бактерій, головним 
чином Т. thiooxidans, є причиною корозії бетону 
самопливних каналізаційних колекторів - однієї з найбільш гострих 
проблем експлуатаційної надійності водовідведення як в Україні, 
так і за кордоном. 
Метою наших досліджень було визначення кількісних 
характеристик впливу тіонових бактерій настан бетону 
трубопроводів водовідведення та використання їх для оцінки 
експлуатаційної надійності споруд. 
Мікробіологічні та хімічні показники бетону визначали за 
методиками,рекомендованими спеціальною літературою.Динаміку 
мікробіологічних і хімічних характеристик бетону у процесі корозії 
контролювали шляхом зіставлення з показником, що кількісно відбиває 
розвиток у часі сульфатної агресії — значеннями pH водяних витяжок зі 
зразків. 
 Схильність бетону до мікробіологічної корозії обумовлена його 
хімічним складом, структурою і механічними властивостями. 
Зразки бетону склепіння колекторів візуально істотно відрізнялися 
від зразків бетону, який не знаходився в експлуатації. Зразки, pH 
яких був < 4,5 (pH нативного бетону 12,3-12,5), являли собою не 
міцний моноліт, а пухку сіру масу, що не має міцності, із практично 
зруйнованим цементним каменем і слідами іржі від арматури. 
Окремі зразки бетону мали pH 1,27—1,45, що з урахуванням 
розбавлень, виконаних при визначенні цього показника в бетоні, 
відповідає pH плівкової порової рідини близько 0 - екстремальних 
умов для розвитку навіть такого ацидофільного виду тіонових 
бактерій, як Т. thiooxidans. 
Але, як показали мікробіологічні дослідження бетону 
каналізаційних колекторів, спостерігається стабільна кореляція 
(коефіцієнт кореляції - 0,99) між pH бетону і чисельністю 
Т. thiooxidans .При pH бетону 1,27—1,45 відзначена найбільш 
висока концентрація в ньому цих бактерій - більш 108кл/г бетону. 
Ці результати кореспондуються з даними мікробіологічних 
досліджень субстратів, утворених у корозійно-агресивній ситуації, що 
виникла при будівництві Київського Як свідчать дані табл.1, у натівному 
бетоні сірка загальна виявляється в мінімальних концентраціях, обумовлених 
присутністю сульфатів у воді затвору. У динаміці корозійного 
процесу концентрація сірки в бетоні зростає за експонентною 
кривою, причому при pH бетону менше 5 особливо активно. 
 
Таблиця.1Концентрація сірки 
 
 Вплив pH бетону на концентрацію в ньому тіонових бактерій т. Джерелом 
сірки в бетоні каналізаційних колекторів може бути сірководень, який 
виділяється зі стічних вод, що транспортуються. За найбільш ранішньою 
гіпотезою механізму корозії склепіння бетонних колекторів саме сірководню 
приділялася головна роль у газовій агресії і руйнуванні цих споруд. Однак, у 
продуктах корозії бетону сульфіди практично не виявлялися (Дрозд, 1998). І, 
як свідчать дані наших досліджень, сірка, що накопичується в бетоні 
трубопроводів водовідведення в процесі біогенної сірчанокислотної корозії, 
представлена практично тільки сульфатами - головним продуктом 
метаболізму Т. thiooxidans. Таким чином, корозійне руйнування бетону 
склепіння каналізаційних колекторів обумовлено розвитком і метаболізмом 
екстремально ацидофільних штамів Т. thiooxidans, які утворюють сірчану 
кислоту, що взаємодіє з компонентами бетону та викликає корозію II виду за 
класифікацією Москвіна. 
 
Таблиця. 2. Залежність свіввідношення між різними сполуками сірки у 
динамиці корозії бетону 
Таким чином, корозійне руйнування бетону склепіння каналізаційних 
колекторів обумовлено розвитком і метаболізмом екстремально 
ацидофільних штамів Т. thiooxidans, які утворюють сірчану кислоту, що 
взаємодіє з компонентами бетону та викликає корозію II виду за 
класифікацією Москвіна. В стан овлен а кіл ькісн а кореляція між 
концентрацією Т. thiooxidans і pH бетону має практичне значення для оцінки 
агресивності середовища на склепінні колекторів і характеристики їх стану. 
Так, у стандарті Німеччини концентрація тіонових бактерій 
використовується як критерій корозійної небезпеки середовища, що впливає 
на бетон трубопроводів водовід ведення. Однак, тривалість визначення 
концентрації тіонових бактерій за класичною мікробіологічною методикою з 
урахуванням терміну підготовки до аналізу складає біля тижня. Такі 
дослідження дуже трудомісткі і можуть виконуватися лише в спеціалізованій 
мікробіологічній лабораторії, що володіє специфічною для даної області 
інфраструктурою. Пропонована нами методика визначення концентрації 
тіобацил у спорудах водовідведення шляхом розрахунку через показник pH 
бетону, визначення якого займає ьід години до декількох та може 
виконуватися у звичайній ви робничій лабораторії, яка контролює роботу 
мереж водовідведення. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис.25.Руйнація внаслідок корозії 
 
 
 
 
 
                                                                    Рис.26. 
 
 
 
2.3 Мікробні нанотехнології для очистки стічних вод 
Мікробна нанотехнологія для біоремедіації промислових стічних вод 
 Видалення забруднюючих речовин з промислових стоків є великою 
проблемою для промисловості. Ці забруднювачі становлять великий ризик 
для навколишнього середовища. Нанотехнології можуть зменшити витрати 
промисловості на зменшення впливу цих забруднювачів шляхом 
виробництва екологічно чистих наноматеріалів. Наноматеріали привертають 
увагу завдяки своїм покращеним фізичним, хімічним та механічним 
властивостям. Використання мікроорганізмів у виробництві наночастинок 
дає ще більший поштовх розвитку зеленої біотехнології як нової галузі 
нанотехнологій для сталого виробництва та зниження витрат. У цьому міні-
огляді зроблено спробу обговорити різні аспекти біоремедіації промислових 
стічних вод шляхом інтеграції мікробних нанотехнологій. Використання 
ферментів з нанотехнологіями дозволило підвищити їх активність та 
можливість багаторазового використання. Цей міні-огляд також дає уявлення 
про переваги використання нанотехнологій у порівнянні з традиційними 
методами в цих сферах. 
Вода необхідна для продовження життя на землі, тому видалення 
забруднення з води є настільки ж важливим. Індустріалізація спричинила 
величезний тиск на використання води через її використання у виробництві. 
Збільшення обсягів виробництва призводить до утворення величезної 
кількості промислових стоків. Очищення цих промислових стоків вимагає 
суворого і економічно ефективного способу для сталого розвитку 
промисловості і навколишнього середовища. Різні електрохімічні, 
вдосконалені процеси окислення та методи валоризації були застосовані для 
зменшення токсичності стічних вод та для забезпечення їх сталого 
використання. Але ці методи не є економічно ефективними для всіх галузей 
промисловості. Розвиток нанотехнологій та нанонаук и відкрив нові шляхи 
для очищення води від забруднювачів. Нанотехнологічні шляхи є більш 
ефективними, ніж їх традиційні аналоги завдяки меншим розмірам, високому 
співвідношенню площі поверхні до об'єму та чудовим хімічним 
властивостям. Синтез зелених наноматеріалів з мікроорганізмів та екстрактів 
інших організмів проклав шлях до екологічно чистої ремедіації 
забруднювачів. Наночастинки заліза - це зелені наночастинки, які 
використовуються в ремедіації завдяки своєму окислювально-відновному 
потенціалу при реакції з водою, магнітній сприйнятливості та нетоксичній 
природі. Мембранно-асоційовані наноматеріали також є ефективним 
методом видалення стічних вод. Наноматеріали покращують проникність 
мембрани, стійкість до смороду, механічну та температурну міцність, а також 
представляють інноваційні функції для деградації забруднювачів. 
Нанокаталізатори також відіграють важливу роль у посиленні реакцій 
деградації. Окрім мембран та нанокаталізаторів, для видалення важких 
металів зі стічних вод використовуються металоорганічні каркаси (МОК). Ці 
МОФ синтезуються шляхом координації органічних лігандів з 
попередниками іо нів металів. МОФ можна зробити більш ефективними 
шляхом координації функціональних груп з металом, а не з органічним 
лігандом. Це пояснюється меншою стеричною перешкодою металів. У цьому 
міні-огляді ми обговоримо використання таких наночастинок для видалення 
забруднюючих речовин у промисловості. Також обговорюється 
використання мікроорганізмів та ферментних "зелених" нанотехнологій для 
видалення та валоризації відходів. 
Нанотехнології в очищенні стічних вод Менший розмір наноматеріалів 
робить їх придатними для використання в очищенні стічних вод. Вони мають 
специфічні хімічні, фізичні та біологічні властивості, які розширюють їх 
застосування в різних сферах. Різні наноматеріали, такі як на основі вуглецю 
(нанокомпозити або нанотрубки), метали та наноматеріали на основі їх 
оксидів, використовуються для видалення забруднень зі стічних вод. 
Практика управління стічними водами складається з фотокаталітичної 
деградації, адсорбції, фільтрації через наночастинки та спостереження за 
різними забруднювачами та забруднювачами (Palit and Hussain, 2020). На 
рисунку 1 показано використання різних нанотехнологій, що застосовуються 
для біоремедіації промислових стоків. Наноадсорбенти та наноізоляційні 
мембрани Наночастинки широко використовуються як адсорбенти для 
видалення шкідливих забруднень з промислових стічних вод. 
Наноадсорбенти можуть видаляти органічні та неорганічні забруднювачі. 
Вони класифікуються в основному як наночастинки на основі вуглецю, 
металів та оксидів металів. Наночастинки на основі вуглецю в основному 
включають вуглецеві нанотрубки (ВНТ), активоване вугілля, графен і, в 
деякій мірі, фулерен. Вуглецеві нанотрубки діють як адсорбенти для 
токсичних хімічних речовин з виробничих виробництв або фармацевтичних 
стічних вод. Kariim et al. (2020) підготували багатостінні вуглецеві 
нанотрубки (MWCNTs) з Fe-Ni на активованому вугіллі з використанням 
методу хімічного осадження з газової фази (CVD). Адсорбційні 
характеристики 2,5961 та 2,1363 були виявлені для метронідазолу та 
левофлоксацину відповідно, які знаходяться в діапазоні хорошої адсорбції 2-
10. Зміна ентальпії показала, що метронідазол був хемосорбований, а 
левофлоксацин - фізіосорбований. Аналогічно, MWCNTs також здатні 
адсорбувати метали зі стічних вод. Карбоксильовані MWCNTs змогли 
досягти підвищеної адсорбції As(V) та Mn(VII) на рівні 250 та 298 мг/г 
відповідно. Термодинамічні результати показали, що видалення металів 
відбувається шляхом хемосорбції. Модифіковані активованим вугіллям 
наномагніти також були використані для видалення іонів фтору зі стічних 
вод. Нанокомпозит зміг видалити 97,4% іонів фтору з синтетичних стічних 
вод шляхом сорбції з поглинанням 454,54 мг/г. Останнім часом мікробні 
паливні елементи та нанокаталізатори також використовуються для генерації 
біоелектрики. Електроди, покриті нанокомпозитами на основі молібдату 
заліза(ІІ), змогли підвищити ефективність мікробних паливних елементів. 
Використовуючи цим методом була досягнута максимальна колумністична 
ефективність 21,3 ± 0,5%, щільність потужності 106 ± 3 мВт/м2, а 
компетентність видалення ХСК 79,8 ± 1,5% (Mohamed et al., 2020). 
Суперпарамагнітний композит наночастинок оксиду заліза з активованим 
вугіллям виявився придатним для видалення Cr(VI) зі стічних вод. Очищені 
стічні води були придатні для скидання відповідно до рекомендацій 
Агентства з охорони навколишнього середовища (EPA). Для видалення 
важких металів використовували магнітну сепарацію та сорбцію.. Вони 
підготували амінофункціоналізований наноколектор з оксиду графену для 
видалення і о н і в нікелю за допомогою процесу іонної флотації. Вони 
змогли досягти близько 100% видалення іонів нікелю зі стічних вод, 
використовуючи цей економічний, ефективний та стабільний наноколектор 
(Hoseinian et al., 2020). Наноадсорбенти на основі металів та оксидів металів 
також відіграють важливу роль у видаленні забруднюючих речовин зі 
стічних вод. Дослідження показали, що покриття магнітних наночастинок 
іншими носіями призводило до збільшення їх адсорбційної ефективності. 
Магнітні наночастинки, покриті сріблом, показали 36,56% видалення 
хімічного споживання кисню (ХСК) зі стічних вод, що на 6,16% вище, ніж 
магнітні наночастинки без покриття. Аналогічно, магнітний полімер з 
магнітних наночастинок Co3O4@SiO2, покритих нейлоном 6, був здатний 
адсорбувати 666,67 мг/г Pb (II) зі стічних вод при 298К. Полімер можна було 
повторно використовувати до шести циклів з невеликою втратою 
адсорбційної здатності. 
 
  Нанотехнології та ферментні технології Поєднання ферментів з 
нанотехнологіями є надзвичайно важливим для того, щоб зробити 
наноматеріали менш шкідливими для навколишнього середовища. Коли 
молекули ферментів присутні з наноматеріалами, вони мінімізують їх 
клітинну взаємодію через стеричні перешкоди та зменшення поверхневої 
енергії. Оскільки ферменти є екологічно чистими та забезпечують додаткову 
виразність каталізу, це робить наноматеріали більш адаптивними та 
ефективними в біоремедіації та виробництві зеленої енергії. З іншого боку, 
іммобілізовані ферменти на наноматеріалах є високостабільними завдяки 
стійкості до розгортання, менш вразливими до дифузійних обмежень, 
здатними до багаторазового використання та мають покращені кінетичні 
характеристики. Велика площа поверхні наноматеріалів підвищує 
ефективність іммобілізації завдяки підвищеному навантаженню ферментів. 
Іммобілізовані ферменти можуть бути легко відокремлені від реакційної 
суміші, переважно при використанні іммобілізуючої матриці з магнітних 
наноматеріалів. Мультимерні ферменти, такі як оксидоредуктази, також 
можуть бути стабіл ізовані шляхом іммобілізації на наноматеріалах. 
Іммобілізація ферментів на твердих підкладках призводить до змін у 
структурах, в основному до збільшення β - л и с т о во ї структури та 
зменшення α-спіральної структури; такі модифікації не спостерігаються при 
використанні наноматеріалів для іммобілізації ферментів. Дослідження 
показали перевагу поєднання цих двох технологій. Darwesh et al. (2019) 
показали вплив іммобілізованого ферменту пероксидази на біоремедіацію 
стічних вод. Вони виявили, що модифіковані глутаральдегідом магнітні 
наночастинки оксиду заліза забезпечують стабільність рН та температури 
іммобілізованих ферментів. Іммобілізований фермент пероксидази був 
здатний видаляти зелений і червоний азобарвники окремо за 4 години. Для 
повного видалення барвників знадобилося 6 годин, коли комбінація обох 
барвників використовувалася одночасно в лабораторних експериментах . 
Лакмус широко використовується для очищення промислових стоків. Для 
іммобілізації лаккази для біодеградації були використані різні композити 
магнітних наночастинок. В одному з досліджень композит Fe3O4 і хітозану 
використовувався як магнітний носій для іммобілізації лаккази. Ковалентно 
зв'язаний лакказ був стабільним і здатний видаляти 2, 4-дихлор-фенол (2, 4-
ДХФ) та 4 Холоро-фенол (4-ХФ) ефективний навіть до 10 циклів. Розпад 4-
ХФ і 2,4-ДХП досягав 75,5% і 91,4% через 12 годин (Zhang et al., 2020). В 
іншому експерименті Li та ін. (2020) використовували ядро Fe3O4 та 
хелатний Cu2+ вуглецевої оболонки для іммобілізації лаккази. Ці 
наночастинки Fe3O4@C-Cu2+ мали простий метод іммобілізації, високу 
ферментативну активність, а також високу навантажувальну здатність, 
можливість багаторазового використання та стабільність іммобілізованого 
лаккази. Іммобілізований лаккази здатний розкладає синтетичні барвники, 
реактивний синій 19, кристалічний фіолетовий, Procion red MX-5B, 
азофлоксин, брильянтовий зелений і малахітовий зелений приблизно до 81, 
79, 75, 88, 93 і 99 (%) відповідно в першому циклі. Після 10 безперервних 
повторних використань швидкість деградації становили 65, 71, 60, 78, 80 та 
94 (%) відповідно (Li et al., 2020). Аналогічно, іммобілізована 
лігнінпероксидаза на наночастинках Fe3O4@SiO2@полидопамін була здатна 
відновлювати органічні забруднювачі більшою мірою, ніж вільний фермент. 
Іммобілізована пероксидаза лігніну розсіювала 100% дибутилфталату, 
фенолу, тетрацикліну та 5 -хлорфенолу. Видалення бенз(а)пірену, 
фенантрену та флуорантену спостерігалося на рівні 65, 79 та 73% відповідно 
(Guo et al., 2019). В іншому дослідженні рекомбінантну ціанатгідратазу 
іммобілізували на наповнених оксидом заліза магнітних ВМНТ. Дія 
іммобілізованого ферменту на синтетичний зразок стічної води дозволила 
видалити Cu, Fe, Cr та Pb на 29,63, 35,53, 39,31 та 34,48% відповідно. Крім 
того, кількість ціанатів була зменшена на ≥ 84% (Ranjan et al., 2018, 2019). 
Таким чином, з наведених даних видно, що Такі дослідження свідчать, що 
ферментні технології, поряд з нанотехнологіями, забезпечують стабільне та 
ефективне середовище для деградації промислових стоків. 
Перспективи та виклики на майбутнє Нанотехнології викликають інтерес 
серед дослідників завдяки своїм корисним ефектам, таким як велика надана 
площа поверхні, можливість багаторазового використання, стабільність в 
суворих умовах, легкі та ефективні маніпуляції в матеріалах, підвищена 
взаємодія та багато іншого. Інтеграція мікроорганізмів та ферментів з 
нанотехнологіями забезпечила більш екологічний підхід до управління 
промисловими стоками. Ризик, пов'язаний з хімічно синтезованими 
наночастинками, може бути мінімізований за рахунок використання 
мікроорганізмів. Залишки, що залишаються, або біосумісні, або можуть бути 
легко відокремлені за допомогою простих методів фільтрації/осадження. 
Більший виклик полягає в комерціалізації цих нанотехнологічних аспектів. 
На сьогоднішній день комерціалізовано лише 1% цих нанотехнологічних 
аспектів. Отже, застосування цих простих та ефективних нанотехнологічних 
методів за допомогою мікроорганізмів у великих масштабах стане 
сходинкою для промисловості. Це вимагає постійної підтримки та 
підтвердження з боку дослідників та державного фінансування для розвитку 
потенціалу нанотехнологій для сталого та економічно ефективного 
виробництва в промисловості. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис 1.Використання різних нанотехнологічних підходів у 
використання різних нанотехнологічних підходів у поєднанні з 
мікробіологічною підтримкою для біоремедіації стічних вод. 
MOFs: Металоорганічні каркаси; MWCNTs: багатостінні вуглецеві 
нанотрубки; SWCNTs: багатостінні вуглецеві нанотрубки. 
нанотрубки; SWCNTs: Одностінні вуглецеві нанотрубки. 
 
 
 
Табл.1 Біоремедіація різних промислових об'єктів з використанням сучасних 
нанотехнологій 
нанотехнологічних процесів. 
 
4.Види обладнання при очистці стічних вод та їх характеристики 
 
 Каналізаційні насосні станції (КНС) – це комплекс гідротехнічного 
обладнання і споруд, що складається з ємності, насосів і додаткового 
обладнання для перекачування господарсько-побутових, дощових та 
промислових стічних вод. Вони встановлюються у тих випадках, коли 
відведення стічних вод самопливом є неможливим. 
Принцип роботи каналізаційної насосної станції полягає в тому, що по 
самопливному трубопроводу стічні води потрапляють в підземний резервуар. 
В резервуарі КНС розташовані насосні агрегати, які під тиском перекачують 
рідину. Вони піднімають рідину із точки, яка знаходиться нижче геодезичної 
відмітки колектора, а також дозволяє перекачувати її на великі відстані. 
 
 
Рис.2 Насосна станція цивільного призначення 
 
 
 Також в насосній станції влаштовується вся необхідна запірна арматура та 
обв’язка для безперебійної автоматичної роботи. 
 
 На напірних трубопроводах монтуються засувки та зворотні клапана. 
Засувки використовують для можливості перекриття напірної гілки в разі 
необхідності проведення технічних робіт; зворотні клапана в свою черегу не 
дають стічним водам потрапляти назад до резервуара. 
 
 Для збільшення строку експлуатації насосного обладнання 
використовуються автоматичні муфти. Автоматична муфта – це вузол 
насосного агрегату, який кріпиться до днища, і на якому влаштовуються 
насоси. Завдяки автоматичній муфті насос займає оптимальне робоче 
положення. Також до автомуфти кріпляться направляючі (труби), по яким 
насос ковзає вверх/вниз для монтажу або демонтажу з резервуару КНС. 
Автоматизація роботи насосної станції досягається за рахунок системи 
контролю рівня рідини (яка розташовуються в резервуарі КНС) та шафи 
управління (яка монтується в приміщенні або ззовні біля КНС). 
 
 
 
                         Рис.3. Насосна станція промислового призначення 
 
 
 Ефективне в плані фільтрації відпрацьованого середовища біологічне 
очищення стічних вод дозволяє видаляти з господарсько-побутових і 
промислових стоків домішки органічного походження. Інженерами 
розроблені компактні готові рішення для приватних будинків, котеджів і дач 
та складні системи біологічного доочищення стічних вод для великих 
промислових підприємств. 
 Біологічне очищення стічних вод 
Технологія базується на використанні мікроорганізмів — біологічне 
очищення стічних вод здійснюється аеробними або анаеробними бактеріями. 
Вони харчуються присутньою в стоках органікою. 
 Для функціонування аеробних бактерій забруднена вода повинна бути 
насичена киснем. Сприятливе середовище для існування анаеробних 
мікроорганізмів — замкнуті установки без збагачення вихідного середовища 
киснем. 
 Устаткування та споруди для біологічного очищення 
Найбільш ефективні рішення для біологічного очищення стічних вод: 
 Аеротенки — спеціальні споруди для біологічного очищення, що працюють 
за принципом біологічних ставків. Якщо відкриті водойми не можна 
використовувати в зимовий період, то ці установки функціонують цілий рік. 
 Септики — спеціально збудовані конструкції або вже готові установки для 
біологічної очистки стічних вод, які моделюють процес розкладання домішок 
у грунті. У звичайних септиках використовуються анаеробні бактерії. Якщо в 
установках вода очищається аеробними бактеріями, то системи 
доповнюються установками для аерації середовища. 
 Біофільтри — імітують фільтрацію забрудненої води у верхніх шарах 
грунту. Встановлюються для попередньої фільтрації середовища перед 
водоочищенням. 
 Технологія біологічного очищення стічних вод 
Кожна установка біологічного очищення стічних вод об'єднує в собі кілька 
систем, фільтруючих відпрацьоване середовище різними способами: 
 Механічним — в процесі проходження через спеціальні сита/решітки та 
відстоювання з води видаляються домішки. 
Анаеробним (без насичення середовища киснем) — органічними домішками 
харчуються бактерії, виділяючи в результаті життєдіяльності метан. 
 Аеробним — органіка так само поглинається бактеріями. Для нормальної 
життєдіяльності цих мікроорганізмів установки комплектуються 
обладнанням для насичення забрудненої води киснем. 
 Освітленням — видаленням зважених речовин, завдяки чому стоки стають 
прозорими. 
 Знезараженням — озонуванням або станціями дозування гіпохлориту.  
 
Переваги біологічного очищення стічних вод 
 
 
Рис 4. 
 Якщо порівнювати, наприклад, з хімічним способом, то у біологічного 
очищення стічних вод є ряд незаперечних переваг: 
Органіка поглинається в процесі метаболізму бактерій, тому не потрібне 
використання флокулянтів і коагулянтів, які завдають шкоди екології та 
здоров'ю людей. 
 Відсутність потреби у використанні дорогих реагентів робить цю технологію 
найдешевшою. Біологічне очищення стоків проходить самопливом, без 
перекачування середовища, тому не витрачається дорога електроенергія. 
Утворюється мінімальна кількість осаду, тому знижуються витрати на його 
зневоднення та утилізацію. До того ж осад без реагентів може 
використовуватися у якості добрива для вирощування сільськогосподарських 
культур. 
 При механічному або фізико-хімічному водоочищенні видаляються не всі 
забруднення, азот та інші шкідливі домішки, які затримуються при 
біологічному очищенні. 
 В процесі експлуатації установки для біологічного очищення стоків не 
потребують постійного контролю, оскільки працюють в автономному 
режимі. 
 Хімічне очищення стічних вод здійснюють переважно трьома способами: 
нейтралізацією, окисленням і відновленням. 
 Нейтралізацію проводять для доведення рН січних вод до 6,5—8,5, тобто 
близького до нейтрального. Отже, нейтралізувати потрібно стічні води з рН < 
6,5 (з кислою реакцією середовища) і з рН > 8,5 (з лужною реакцією 
середовища). Нейтралізацію здійснюють змішуванням кислот стічних вод з 
лугами додаванням реагентів або фільтруванням через нейтралізуючі 
матеріали. 
  Практика свідчить, що найбільшу небезпеку для навколишнього 
середовища створюють кислі стоки. 
 При хімічному очищенні застосовують такі способи нейтралізації: 
— взаємну нейтралізацію кислих і лужних стічних вод змішуванням; 
— нейтралізацію стічних вод реагентами (розчинами кислот, негашеним 
вапном СаО, гашеним вапном Са(ОН)2, кальцинованою содою N8003, 
каустичною содою КаОН, розчином аміаку 
№ЕЇ4ОН); 
— фільтруванням стічних вод через нейтралізуючі матеріали (вапно, вапняк 
СаС08, доломіт СаС03 • MgC08, магнезит MgCOз, крейда СаС03). 
 Окислення застосовують для знешкодження виробничих стічних вод, в 
складі яких є токсичні домішки або сполуки, що недоцільно вилучати. На 
практиці часто застосовують окислювачі: хлор, хлорне вапно, діоксид хлору, 
озон, технічний кисень, гіпохлорид кальцію і натрію, кисень та ін. 
Залежно від агрегатного стану хлору або хлоровмісних реагентів, що вводять 
у воду, визначають технологію оброблення стічних вод. Якщо цю воду 
обробляють газоподібним хлором або озоном, то процес окислення 
здійснюють в окислювальних колонках або контактних камерах. 
Якщо окислювач знаходиться в розчині, то його спочатку подають у 
змішувач, а потім у контактний резервуар. 
При окисленні розчинені отруйні речовини перетворюють у нетоксичні 
сполуки або в осад відстоюванням або фільтруванням стічних вод. 
Хлор, що вводиться у стічну воду, гідролізується з утворенням 
хлорнуватистої та соляної кислот: 
 
 Сильнішим окислювачем, ніж хлор, є озон. Він володіє здатністю руйнувати 
при нормальній температурі у стічних водах значну кількість органічних 
сполук і домішок. Озон добувають безпосередньо на очисних спорудах в 
озонаторах. Він утворюється при електричному розряді в кисневому 
середовищі між двома електродами, до яких підводиться напруга 5—25 кВ. 
 Відновлення застосовують для очищення стічних вод у випадках наявності 
легковідновлюваних речовин (ртуть, миш'як, хром). На промислових 
підприємствах цей метод застосовують рідко. 
 Разом з озонуванням і хлоруванням виробничих стічних вод застосовують 
електрохімічне окислення, що ґрунтується на електролізі виробничих стічних 
вод. Основу електролізу виробничих стічних вод становлять два процеси: 
анодне окислення і катодне відновлення. 
 На аноді, виготовленому з платини або графіту, виділяються кисень і 
галогени, а також окисляються деякі органічні сполуки, наявні у стічних 
водах. На катоді виділяється водень і відновлюються деякі органічні сполуки. 
Внаслідок високої вартості електрохімічне окислення для очищення стічних 
вод має обмежене застосування. 
 
 2.5 Піскоуловлювачі 
При митті овочів і фруктів, взуття, підлог приміщень, використанні води для 
інших побутових потреб у стічну воду надходять нерозчинні мінеральні 
домішки - головним чином пісок і у меншій кількості шлак, вугілля, скло 
тощо. Велика кількість піску попадає в стічні води при інфільтрації 
грунтових вод в каналізаційну мережу через нещільності стикових з’єднань і 
в місцях руйнування труб, при надходженні поверхневих вод через люки 
колодязів. Стічні води промислових підприємств також містять більшу чи 
меншу кількість піску. Їх скидання в мережу побутової каналізації часто 
призводить до підвищення вмісту піску в міських стічних водах. Ще більша 
кількість піску й інших мінеральних домішок міститься в стічних водах 
загальносплавної системи каналізації, що пояснюється змивом піску у 
великих кількостях з дахів, вулиць і проїздів талими та дощовими водами, що 
надходять в каналізацію. З потоком стічних вод пісок надходить на очисні 
споруди. Сам по собі він не шкідливий для водойм, але при сучасних засобах 
очистки стічних вод неможливо забезпечити транспортування піску 
транзитом через очисні споруди. Однак надходження піску із стічною водою 
на насосні і очисні станції викликає передчасний знос обладнання, знижує 
продуктивність і порушує роботу окремих споруд, а інколи і повністю 
виводить їх з ладу. Наявність піску в стічних водах викликає швидкий знос 
робочих коліс насосів для перекачки стічних вод, обладнання очисних 
споруд (граблин і механічного обладнання решіток, ріжучих елементів 
решіток-дробарок, скребкових механізмів піскоуловлювачів і відстійників 
тощо). Сирий осад з великим вмістом піску погано сповзає по похилих 
стінках мулової частини вертикальних відстійників і погано переміщається 
скребками радіальних і горизонтальних відстійників (інколи скребки 
внаслідок перевантаження руйнуються). Великий вміст піску в осаді 
ускладнює транспортування його по трубах, а в ряді випадків викликає їх 
засмічування. 
З викладеного вище слідує, що перед надходженням стічних вод на очисні 
споруди з них повинен видалятися пісок. З цією метою на початку очисних 
споруд влаштовують так звані піскоуловлювачі - споруди, призначені для 
затримання під дією сили тяжіння крупних мінеральних частинок, головним 
чином піску. Піскоуловлювачі повинні влаштовуватись на всіх очисних 
спорудах продуктивністю більше 100 м 3 /добу. Число піскоуловлювачів чи 
їх відділень повинно бути не менше двох, усі вони повинні бути робочими. 
 
Рис.5.  Горизонтальний пісковловлювач 
 
Тангенційні піскоуловлювачі 
 Тангенційні піскоуловлювачі - це круглі у плані споруди з тангенційною (по 
дотичній) подачею стічних вод. Така подача стічних вод зумовлює обертовий 
рух рідини у плані піскоуловлювача. Внаслідок тангенційної подачі води і її 
обертання у плані споруди в піскоуловлювачі виникає гвинтовий 
(поступально-обертовий) рух рідини з круговою віссю, що знаходиться у 
горизонтальній площині (на периферії вода рухається вниз, а в центрі - 
вверх). Крім сили тяжіння на частинки піску у тангенційному 
піскоуловлювачі діють ще і дві відцентрові сили, зумовлені рухом стічної 
води по колу у плані і обертовим рухом у поперечному перерізі. Внаслідок 
дії відцентрових сил частинки піску відкидаються на периферію потоку - до 
стінок і дна піскоуловлювача і в кінцевому рахунку опиняються у пісковому 
приямку. Більш легкі органічні домішки при цьому підтримуються у 
зваженому стані і не випадають в осад, у результаті чого вміст піску в осаді 
тангенційних піскоуловлювачів вищий, ніж у горизонтальних, і складає 70-
75%  
 
 
Рис.6. Тангенційний піскоуловлювач: 1 - підвідний лоток; 2 - водозлив; 3 - 
ерліфт; 4 -відвідна труба 
 
 
 
Розділ.3 Техніко економічні показники 
Розрахунок монолітної плити Бортницької насосної станції 
 
 
 
 
 
 
 
Рис.1.Проектна модель насосної станції 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис.2.Аналітична модель Бортницької насосної станції 
 
 
Рис.3 Аналітична модель плити навантаження обладнання 
 
 
 
 
Рис.4 Розрахункова модель 
 
 
 
Рис.5 Мозаїка напружень,Мх 
 
 
 
 
Рис.6 Мозаїка напружень,Му 
 
 
 
 
Рис.7 Мозаїка напружень,Qx 
 
 
Рис.8 Мозаїка напружень,Qy 
 
 
 
 
 
 
 
Рис.9 Мозаїка напружень власної ваги, 
 
 
 
Рис.10 Мозаїка напружень власної ваги, 
 
 
 
 
Рис.11 Площа поперечної арматури на 1м2 при кроці 100м 
 
 
 
 
Рис.12 Розрахунок по зусиллям 1 
 
 
 
 
Рис.13 Розрахунок по зусиллям 2 
 
 
Таблиця 1.Результати розрахунку армування плити 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис.13 Мозаїка напружень власної ваги,Мх 
 
 
3.2Випробування труб на тиск  
 Відповідно до практики, поширеної в більшості країн світу, всі труби перед 
їх експлуатацією проходять випробування гідростатичним тиском 
(гідровипробування).  
 Така перевірка, яка є одним з неруйнівного контролю, необхідна для оцінки 
міцності труб і їх щільності, як і будь-якого обладнання, яке працює під 
тиском.  
 Такий захід, як гідравлічне випробування трубопроводів, може проводитися 
на різних етапах експлуатації труб. Найчастіше його проводять відразу після 
монтажу комунікацій, перед введенням в дію. Крім того, протягом всієї 
експлуатації трубопроводів потрібно періодично проводити 
гідровипробування трубопроводів, що є дуже важливим моментом, з огляду 
на серйозність загрози для життя і здоров’я людей, а також навколишнього 
середовища, яка може виникнути при несправності труб або в разі 
виникнення аварійних ситуацій на трубопроводах. 
Гідравлічні випробування трубопроводів тиском обов’язково проводяться в н
аступних випадках (незалежно від виду комунікацій): – при виготовленні тру
б необхідна перевірка їх якості та надійності поряд з перевіркою якості та над
ійності інших комплектуючих трубопроводів; – після монтажу труб проводят
ься відповідні випробування з метою перевірки працездатності комунікацій; 
– також рекомендується періодично проводити випробування трубопроводів 
протягом всього терміну їх експлуатації як одне з профілактичних заходів. 
 Гідравлічне випробування трубопроводів допомагає виявити, чи є які-небудь 
невідповідності труб і їх елементів стандартам якості, встановленим в 
законодавчому порядку. Процедура перевірки зазвичай включає в себе кілька 
суттєвих моментів. Для визначення якості труб методом гідравлічного 
випробування штучно створюються екстремальні умови експлуатації з метою 
максимально точного визначення надійності трубопроводу. Перевірочне тиск 
в цьому випадку збільшують, і воно може в 1,2 – 1,5 рази більше в порівнянні 
зі звичайним тиском.  
 
 
Рис.14.Гідравлічний прес 
 
 Розділ.4 Техніко економічні показники 
4.1 Порівняння варіантів каналізаційних труб з різних матеріалів 
 
 
 
 
Рис.1.Влаштування бетонних труб. 
 
 Бетон відноситься до одних з найбільш важливих і поширених будівельних 
матеріалів. Отримують його способом твердіння суміші речовини в'яжучого, 
добавок, наповнювачів і води. 
 
 Широко застосовується бетон в будівництві індустріальному і цивільному. 
При зведенні конструкції з бетону, марки і види бетонів які будуть 
використовуватися, визначаються на стадії проектування. Для різних 
елементів будівель використовуються різні марки та види бетонів. Потрібно 
встановити для якого конкретного елемента споруди (внутрішніх 
перегородок, несучих стін, фундаменту, підлоги) підбирається марка бетону. 
 
 Ступінь міцності при стисненні - основна характеристика бетону. За видами 
речовини в'яжучого бетони розподіляють на: 
-силікатні, 
-цементні, 
-полімербетони і т.д. 
 
За масою об'ємною, класифікують бетони на: 
-бетони важкі, в яких маса об'ємна більше 1800 кг/м3. Вони застосовуються в 
індустріальному будівництві. 
-бетони легкі, в яких маса об'ємна не більше 1800 кг/м3. 
 
Вартість бетону може залежати від таких факторів: 
-від марки бетону, (ціна буде вище в бетонах, на яких вказана велика цифра), 
-від типу бетону (бетон важкий дешевше, ніж пористий). 
 
 Важкі бетони не слід застосовувати для зведення надбудови будинку 
внутрішніх перегородок. А бетон ніздрюватий не слід застосовувати при 
будівництві підземних конструкцій (підвалів, погребів і т.д.). 
 
 Залізобетонні вироби мають великий перелік переваг, що і дозволило їм 
стати одними з найбільш затребуваних будівельних матеріалів. До їх 
основних переваг відносять: 
-Довговічність. Сталеву арматуру з усіх боків оточує бетон, і таким чином 
забезпечується її збереження на тривалий період. 
-Хороша опірність. ЗБВ відмінно витримують агресивний атмосферний і 
промислове вплив. Вони не бояться перепадів температури повітря і грунту, 
морозу, води, хімічних речовин. Вплив природних і промислових факторів 
тільки загартовує залізобетон, і його характеристики поліпшуються. 
-Висока вогнестійкість. У виробів товщина захисного шару бетону 2-4 см. 
При пожежі вона забезпечує виробам і вогнестійкість, і жаростійкість. 
-Міцність. Вироби завдяки наявності міцного каркаса і монолітності 
витримують значні навантаження, не деформуючись. 
-Невисока вартість. У виробів із залізобетону доступні ціни. 
-Швидкий монтаж. Конструкція виробів подумати до дрібниць, і монтаж 
виконується дуже швидко. 
 
 У залізобетонних виробів недоліки є, але їх набагато менше, ніж переваг. 
Найголовнішим недоліком вважають їх велику вагу. Для доставки виробів на 
будівельний майданчик або в інше місце необхідний спеціальний вантажний 
транспорт. Для розвантаження і монтажу знадобиться кран.  
 Корозійна стійкість елементів залізобетонних конструкцій залежить від 
густини бетону і міри агресивності середовища. Корозія бетону, що має 
недостатню густину, може відбуватися від впливу води, що фільтрується, яка 
розчиняє становлячу частину цементного каменя - гідрат окислу кальцію. 
Найбільшою розчинювальною здатністю володіє м'яка вода. Зовнішньою 
ознакою такої корозії бетону є білі пластівці на його поверхні. Інший вигляд 
корозії бетону виникає під впливом газового або рідкої агресивного 
середовища: кислих газів в поєднанні з підвищеною вогкістю, розчинів 
кислот, сірнокислотних солей і інш. При взаємодії кислоти з гідратом оксиду 
кальцію цементного каменя бетон руйнується, Продукти хімічної взаємодії 
агресивного середовища і бетону, кристалізуються , поступово заповнюючи 
пори і канали бетону. Зростання кристалів приводить до розриву стінок пор, 
каналів і швидкому руйнуванню бетону. Найбільш шкідливі для бетону солі 
ряду кислот, особливо сірчаної кислоти; вони утворюють в цементі сульфат 
кальцію і алюмінію. Сульфатоалюминат кальцію, розчиняючись, витікає і 
утворить білий наліт на поверхні бетону. Морська вода впливає шкідливим  
 
            
Рис.2.Бетонні труби. 
 
 
 
 Поліетиленові труби 
 Водовідвідні пластикові труби зі структурованими стінками – нова 
європейська і світова тенденція в галузі водовідведення. Стінки таких труб 
мають складну будову з порожнинами і ребрами жорсткості, що дозволяє 
досягати високої міцності труб при їх малій питомій масі. Для виробництва 
водовідвідних пластикових труб зі структурованою стінкою 
використовуються блочний співполімер поліпропілену (ПП-Б), поліетилен 
низького тиску (ПЕНТ) або непластифікований полівінілхлорид (НПВХ). 
Основні переваги пластикових труб зі структурованими стінками: 
-висока кільцева жорсткість (як правило 8 кПа і більше) при малій питомій 
масі;  
-мала шорсткість внутрішньої поверхні труб, що забезпечує значно більшу 
пропускну здатність порівняно з іншими трубами, а також менші значення 
незамулювальних швидкостей;  
-висока опірність стиранню абразивними частинками, що містяться у стічних 
водах (поліпропілен вважається найбільш стійким до абразивного стирання);  
-висока термічна стійкість (особливо для труб з ПП-Б: постійно – до 95о С, 
періодично – до 110о С);  
-особливо добра стійкість до більшості агресивних середовищ, які 
транспортуються у господарсько-побутових і виробничих стічних водах.   
           
  Основним нормативним документом ЄС, що стосується виготовлення і 
використання водовідвідних труб даного класу, є prEN 13476-1:2002 
«Пластикові трубопроводи для безнапірних підземних дренажних та 
водовідвідних систем – Трубопроводи зі структурованими стінками з 
непластифікованого полівінілхлориду (НПВХ), поліпропілену (ПП) та 
поліетилену (ПЕ) – Частина 1: Технічні характеристики труб, арматури та 
системи». Водовідвідні пластикові труби зі структурованими стінками за 
конструктивними особливостями поділяються на два типи: А і В. Внутрішня 
і зовнішня поверхня труб типу А1 гладка, внутрішня і зовнішня стінки 
з’єднані між собою внутрішніми осьовими ребрами або пористим чи 
непористим термопластом Труби типу А2 також мають гладку внутрішню і 
зовнішню поверхні, але стінки з’єднані внутрішніми спіральними чи 
радіальними ребрами. Найбільшого поширення сьогодні набувають 
двошарові труби типу В: труби з гладкою внутрішньою поверхнею та 
суцільною або порожнистою спіральною чи кільцевою зовнішньою стінкою  
                                       
 
 
                                              
 
Рис.3. Труба каналізаційна ПВХ 
Труба каналізаційна ПВХ  
 
Особливості даних труб: 
Хімічна інертність. Є можливість застосування пластмасових труб, щоб 
облаштувати стоки хім. відходів на різних промислових підприємствах. 
Температуростійкість (-5°С +40 °С).Найвища міцність. 
Стійкість до корродированнию. 
Зносостійкість, надійність (близько 50 років користування).Легкість монтажу. 
Недорога транспортування.Підходять для переміщення стічних вод, що 
володіють температурою +45 градусів або +65 градусів при швидкому зливі. 
Труба каналізаційна ПВХ SN 2 (клас навантаження) може бути використана в 
місцях без серйозних поверхневих навантажень. З маркуванням SN 4 труби 
можна встановлювати в місцях зі слабким рухом автомобільного транспорту. 
SN 8 можуть бути використані в районах з регулярним рухом автомобілів, а 
також промислових зонах. 
Виріб характеризується гладкістю, що робить неможливим засмічення. 
Висока стійкість до тертя, і, як наслідок, відсутність стирання. 
 
Вартість за метр прогонний – 764 грн. 
 
 Залізобетонні труби 
 
 Основні особливості данних труб: 
-універсальність: круглі, приміром, зразки можна успішно використовувати 
для передачі будь середовища напірним або безнапірним методом. Вони 
підійдуть для канави, забезпечення каналізаційної системи приватного 
сектора та інших потреб; 
-стійкість до пошкодження, в тому числі, і при перевезенні, і при установці 
таких виробів. Як круглі, так і квадратні зразки з бетону 500 з часом не 
деформуються і не бояться ні підвищеної вологості, ні шкідливого 
зовнішнього впливу. Отвір у них завжди зберігає вихідні параметри, навіть 
сіли самі труби дорожні або використані для канави;  
-невисока вартість. Практично всі круглі фланцеві, розтрубні, дорожні, труби 
для канави з бетону марки 500 дуже прийнятні закупівлю, тому для будь-
якого проекту їх можна замовити найбільш вигідно; 
простота в установці. Весь процес микротоннелирования, включаючи 
розмітку і завдання просвердлити отвір, зазвичай займає всього годину. 
Також на окремих дільницях використовується для фіксації таких зразків не 
отвір, яке ще треба просвердлити, а спеціальна обойма. Проводиться така з 
ПВХ. 
 
Вартість за метр прогонний –1094,8 грн 
 
Рис.4.Залізобетонна труба ТБ 50.50-2 
 
 
 
 
                                  
 
Рис.5.Зразкова труба азбестоцементна ВТ-9 d-100 
 
 
Особливості данних труб: 
термін експлуатації до 40 років; 
стійкість до корозії і агресивних середовищ; 
полегшена обробка і монтаж; 
низька ціна; 
легка вага; 
підвищена теплоізоляція; 
несхильність процесу обростання. 
 
Вартість за метр прогонний – 126,8 грн 
 
4.1 Гістограма порівняння економічності та довговічності 
 
Ціна за 1 метр прогонний
1200
1000
800
600
400
200
0
ПВХ З/б Азбестоцемент
Ціна за 1м прогонний 764 1094,8 126,8
ПВХ З/б Азбестоцемент
 
Гістограма 1. Порівняння ціни труб за 1 метр прогонний 
 
Довговічність,роки
120
100
80
60
40
20
0
Пвх З/б Азбестоцементна
Довговічність,роки 55 100 40
Пвх З/б Азбестоцементна
 
Гістограма 2. Порівняння довговічності труб за роками 
 
 
 
Висновок:Так як азбестоцементні труби в декілька разів дешевші за ПВХ та 
залізобетонні, було прийняте рішення про їх експлуатацію, навіть якщо їх 
довговічність відрізняється від варіантів в меншій мірі ,економічно 
доцільніше було б використання саме азбестоцементних труб.  
 
 
Рис. 6.19 – Схема укладки чугунных труб в траншею: I – предварительное гидравлическое 
испытание, II – присыпка грунтом до 0,5 диаметра с уплотнением, III – укладка труб и монтаж, IV – 
устройство профилированного основания; 1 - передвижные временные здания, 2 - гусеничный 
кран, 3 - трубы (раскладка), 4 - бульдозер, 5 - экскаватор, 6 - проволочный крюк-шаблон, 7 - 
постоянная визирка, 8, 9 - доска и столбы обноски, 10 - труба, 11 - дно траншеи, 12 - полочка, 13 - 
ходовая визирка, 14 - приямок для стыкования труб, 15 - лазерный нивелир, 16 - уложенная труба, 
17 - укладываемая труба, 18 - ось трубопровода (луч лазерного нивелира), 19 - полупрозрачный 
экран для центрирования луча, 20 – экран 
до 300 бар зб(б) 
350-950 гр зб-б 
25.3 бар пвх і 95 градусів
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
