Главное
Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.
Ситуация сегодня
В настоящее время основная масса осадков сточных вод после их очистки складируется на иловых площадках, отвалах и т.д. Условия складирования и хранения осадков, как правило, не исключают загрязнения ими поверхностных и подземных вод, почв, растительности. Эта проблема с каждым годом все обостряется и требует безотлагательного решения.
Что делать?
Наиболее перспективными из методов утилизации осадков являются технологии, которые обеспечивают экологически чистое обезвреживание осадков сточных вод с одновременным получением тепловой энергии для собственных нужд предприятия. В качестве примера приводятся модульные комплексы по утилизации «БОРЕЙ».
Аналитическую статью со своими рекомендациями редакции предоставил Владислав Жуков, руководитель отдела «Валидация и верификация парниковых газов» НИИ «Низкоуглеродная экономика» ВШТР РЭУ им. Г.В. Плеханова; исполнительный директор НП «Национальный центр эколого-эпидемиологической безопасности»; член Экспертного совета Комитета Совета Федерации ФС РФ по аграрно-продовольственной политике и природопользованию; член Общественного Совета при Федеральной службе по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзор); член Научно-Технического Совета Росприроднадзора; член Союза журналистов России.
В современном экологическом дискурсе все чаще приходится слышать утверждения о том, что человечество уже перешло черту, за которой его ждет неизбежная деградация в условиях глобальных экологических катастроф. Причем основную вину за это человек несет сам. Так ли это? Достаточно ли мы разумны, чтобы не допустить самоуничтожения за счет разрушения своей естественной среды обитания? Или мы все-таки способны адаптироваться к постоянно изменяющимся условиям своего сосуществования с природой? Долгое время одной из основных трудностей совместного проживания людей в больших населенных агломерациях были проблемы с образованием огромного количества отходов жизнедеятельности. Это приводило прежде всего к созданию антисанитарных проблем, распространению инфекционных заболеваний, ну а говорить о комфортном пребывании в таких условиях вообще не приходилось.
С течением времени и развитием технологического прогресса наши города трансформировались в удобную и безопасную структуру, в которой центральное место занимают инженерные коммуникации, обеспечивающие население энергией, теплом, водой и, что немаловажно, эффективной системой канализирования и водоотведения. Казалось бы, что еще надо? Но одновременно с обеспечением себя такими благами цивилизации мы столкнулись с другой проблемой! Куда девать дальше все то, что образуется и остается в результате такой комфортной жизни? Проблема отходов предстала перед современным человечеством во всем своем «великолепии»! Добавим сюда еще и все то, что побочно образуется от деятельности предприятий, производящих все полезное для нас. Цивилизация всерьез подошла к рубежу глобальной экологической катастрофы самостоятельного уничтожения окружающей среды за счет захламления ее отходами. Дошло до того, что Нильс Бор, основоположник ядерной физики, положивший начало созданию ядерного оружия, как-то написал: «Человечество не погибнет в атомном кошмаре — оно задохнется в собственных отходах»!
Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.
Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.
Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют ученых со всего мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.
На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды.
В свою очередь очистка сточных вод и утилизация образующего осадка стала неотъемлемой проблемой современной экологической повестки. Осадки сточных вод очистных сооружений представляют собой отдельный вид отходов, образование которых в условиях крупных городов составляет порядка одной трети общего количества отходов производства и потребления. В Российской Федерации в целом образуется ежегодно более 2 млн тонн осадков очистных сооружений в пересчете на сухое вещество.
В настоящее время можно утверждать, что проблема обработки и утилизации сточных вод составляет основную технологическую и экономическую сложность в процессах очистки сточных вод. Количество твердой фазы на очистных сооружениях зависит от состава и количества сточных вод и метода очистки, оно составляет 0,01% – 3,0% от их объема. Влажность твердой фазы (активный ил) колеблется в пределах от 85,0% до 99,0% (для предприятий стройиндустрии).
Важное значение при переработке осадков сточных вод до их утилизации имеют процессы обезвоживания и обеззараживания. Большие объемы образующихся и накапливающихся осадков создают достаточно серьезную проблему для их утилизации. Острота экологической ситуации определяется условиями складирования и хранения накопленных осадков (как правило, в больших объемах) на территории очистных сооружений, приводящими к постоянному загрязнению подземных и поверхностных вод, а также почв прилегающих территорий. Кроме того, такая ситуация создает полную неопределенность и непредсказуемость развития событий, способных перерасти в экологическую катастрофу вследствие различных природных (климатических и др.) и антропогенных воздействий.
Острота ситуации в технологическом плане создается накоплением запредельно больших объемов осадков на иловых картах, что нарушает нормальный технологический режим работы очистных сооружений.
В результате возникают непредусмотренные технологией отвалы осадков вокруг территории очистных сооружений, что приводит к загрязнению окружающей среды вследствие активного контакта осадков из отвалов с прилегающими территориями и неконтролируемого использования их в качестве органического удобрения. Поэтому на одном из первых этапов переработки с целью более полного использования органического вещества и уменьшения загрязнения природной среды проводится анаэробное сбраживание сырых осадков и избыточных илов на биопленках очистных сооружений в метатенках (или в анаэробных биофильтрах) с получением биогаза, состоящего в среднем на 65% из метана, 33% углекислого газа и 2% водорода, азота, сероводорода и кислорода.
В нашей стране имеются единицы таких очистных сооружений, где организованно промышленное использование газа. В основном газ сбрасывается в атмосферу или сжигается без использования теплоты сгорания. В некоторых странах из биогаза газогенераторными двигателями вырабатывается электроэнергия в количествах, превышающих потребности самой очистной станции.
Использование осадков в области промышленного производства и получения биогаза требует специальных и дополнительных капитальных вложений. В создавшихся экономических условиях это, в конечном счете, является главным фактором, сдерживающим широкое использование осадков сточных вод в промышленности.
В настоящее время основная масса осадков сточных вод после их очистки складируется на иловых площадках, отвалах и т.д. Условия складирования и хранения осадков, как правило, не исключают загрязнения ими поверхностных и подземных вод, почв, растительности. Эта проблема с каждым годом все обостряется и требует безотлагательного решения.
Сегодня имеются различные предложения по утилизации осадков сточных вод. Очевидно, что при этом необходим комплексный подход к проблеме с учетом новых идей и технических решений. Решение рассматриваемой проблемы позволило бы уменьшить крупные капитальные и эксплуатационные расходы на очистных сооружениях, добиться их самоокупаемости. Кроме того, это позволило бы решить важные задачи, связанные с экологическими аспектами (накопление и хранение осадков очистных сооружений, устранение или минимизация загрязнения окружающей среды и др.).
Возможно привести несколько методов утилизации осадков с очень высоким уровнем загрязнения. Такими методами являются сжигание, захоронение, использование как добавки при производстве керамзита, пиролиз, обработка композитным материалом.
Наиболее перспективными из методов утилизации осадков являются технологии, которые обеспечивают экологически чистое обезвреживание осадков сточных вод с одновременным получением тепловой энергии для собственных нужд предприятия. В качестве примера можно привести модульные комплексы по утилизации «БОРЕЙ».
В серийном исполнении комплекс модульный утилизации отходов (КМУО) «БОРЕЙ» представляет собой модульную конструкцию, состоящую из девяти 20-ти футовых контейнеров, соединенных между собой контейнерными талрепами, а внутри контейнеров — трубопроводами, системами и агрегатами.
Интенсивная инновационная технология «ТВД» основана на парогазовой деструкции в условиях объёмного электрического разряда.
Электрохимическая реакция протекает непосредственно в массе отходов с температурой до 1400°C. Нагрев рабочего тела, утилизируемой массы, производится высокопроизводительным вихревым генератором. Разряд обеспечивает разрыв межмолекулярных связей и вызывает мгновенное разложение компонентов на молекулярном уровне.
Насыщенные газы, генерируемые вихревым генератором, проходят многократную электрохимическую обработку при высоких температурах, позволяющих диссоциировать сложным молекулярным соединениям на более простые элементы и исключить наличие в выбросах вредных соединений (фураны, диоксины и другие высокотоксичные компоненты).
Таким образом, данное технологическое решение способно гарантированно решить проблему утилизации осадком сточных вод для малых и крупных населенных пунктов и в свою очередь обеспечить экологическую безопасность водных объектов и окружающей среды в целом. Без этого выжить в современных условиях высокой антропогенной нагрузки мы не сможем.
Об авторе
Жуков
Владислав Владимирович
Эксперт по стратегическому планированию, PR, законотворческой и медиа деятельности
SILI ecoengineering | Copyright © 2020-2022