ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЕЙШИХ ТЕХНОЛОГИЙ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ - КАК ОДНА ИЗ ОСНОВНЫХ ЗАДАЧ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

Форум "Передовые технологии России". Материалы 2003 - 2004 г.г.


Н.С. Шумейко, Е.С. Майорова, А.В. Шумейко

           В материалах, представленных Российской Федерацией на Всемирном саммите по устойчивому развитию в Йоханнесбурге в 2002 г., дана оценка ситуации в сфере образования, использования, обезвреживания, хранения и захоронения различного рода отходов, которые ведут к ухудшению экологической ситуации, экономическому ущербу и представляют реальную угрозу здоровью населения России. В «Плане выполнения решений всемирной встречи на Высшем уровне» в главе 3 рекомендовано, "собирать и распространять информацию об эффективных с точки зрения затрат примерах чистого производства, поощрять обмен опытом и знаниями в отношении экологически безопасных производств", а также осуществлять программы по внедрению новых технологий утилизации отходов.
Принимая во внимание изложенные выше рекомендации, а также учитывая цели Форума «Высокие технологии XXI века», авторы статьи сочли необходимым представить три проекта переработки следующих видов отходов:
I. Иловые осадки очистных сооружений;
II. Донные отложения водотоков;
III. Низкосортная древесина и отходы лесопиления.
Поскольку в основе двух первых проектов лежит один метод утилизации, авторы статьи сочли целесообразным информацию о них объединить.
I-II. В настоящее время социально-экономическое развитие любого региона существенно сдерживается ввиду деградации окружающей среды. Одним из факторов этой деградации следует назвать быстрое увеличение массы отходов, среди которых наиболее распространенными для больших городов являются:
1. Иловые осадки очистных сооружений (ИОКОС);
2. Донные отложения водотоков.
Традиционно вопрос их утилизации решается либо путем захоронения, либо путем сжигания. Однако, при использовании этих способов возникает ряд экологических проблем:
1. Вторичное загрязнение атмосферы, гидросферы и почв. Известно, что иловые осадки очистных сооружений городов содержат медь, свинец, хром, кадмий, цинк, ртуть, химические загрязнители различной природы, большое количество болезнетворных бактерий, инвазионные личинки гельминтов и т.д.
2. Высокие затраты на обеззараживание и обезвоживание этих осадков. Так, Санкт-Петербург — единственный город в Российской Федерации, где весь осадок сточных вод подвергается механическому обезвоживанию.
3. Отчуждение земель под полигоны для хранения переработанных осадков. Например, полигоны Санкт-Петербурга занимают около 150 га земли в пригородной зоне и к настоящему моменту на них скопилось более 4 млн. тонн осадков очистных сооружений.
Слой донных отложений в водотоках Санкт-Петербурга резко возрос и достиг уровня 80см от естественного дна. В городе проводятся работы по углублению дна водотоков, и весь объем извлеченных илов поступает на золоотвал ТЭЦ -14. На конец 2000 года было извлечено около 200 000мЗ донных отложений, к концу 2003 года планируется извлечение еще 460 000м3. Простое складирование такой массы иловых осадков, некоторые из которых относятся к 3 и 4 классу опасности по классификации, разработанной для донных отложений, могут иметь серьезные экологические последствия.
4.Возможное усугубление проблемы парникового эффекта при дальнейшей утилизации иловых осадков с помощью сжигания (в печах ОТV),так как при этом подходе потенциально полезная (вторичное сырье) органическая составляющая осадков превращается в углекислый газ, ответственный за глобальное повышение температуры.
В настоящее время учеными Санкт-Петербурга разработана новая технология утилизации иловых осадков различного происхождения (канализационные, отходы свиноводства, куроводства и др. отраслей сельского хозяйства) и донных отложений - комплексная безотходная технология окислительно-гидролитической деструкции. Этот метод позволяет за несколько часов моделировать в аппаратах ОГД процесс гумификации, в природе продолжающийся десятилетиями. В аппаратах, под влиянием высокого давления и больших температур, в присутствии щелочи происходит окисление органических веществ исходного сырья кислородом воздуха. В результате образуется две фракции: органическая, представляющая собой гуминовые вещества, и минеральная, состоящая, в основном, из аморфного кремнезема с сорбированными на его поверхности металлами.
Технология является безотходной, то есть все начальное сырье превращается в полезный конечный продукт. Газообразные выбросы из реактора представлены в основном углекислым газом, ацетальдегидом, метаном и некоторыми другими, содержание которых не превышает ПДК.
Использование данного метода позволяет достичь:
a. улучшения локальной экологической обстановки;
b. снижения уровня техногенного загрязнения;
c. получения полезных побочных продуктов.
Полученные гуминовые вещества — дешевое сырье для технических и строительных целей. Наиболее важной областью применения гуминовых веществ является растениеводство: увеличивается рост растений, ускоряется прорастание семян, улучшается качество продукции. Опытная установка работает на очистных сооружениях г. Выборга, а эффективность использования гуминовых веществ подтверждена заключениями Государственной санитарной эпидемиологической службы.
В связи с уникальностью технологии с точки зрения экологической значимости и широкими возможностями по применению конечных продуктов технологии, относительно невысокими затратами на проектирование, монтаж и эксплуатацию оборудования, а также в связи с нерешенностью проблем утилизации осадков сточных вод и иловых осадков различного происхождения во всем мире, а не только в России, можно планировать успешный выход технологии на внутренний и внешний рынки. Проект может явиться основанием для создания целой отрасли народного хозяйства - индустрии промышленной переработки иловых осадков очистных сооружений и биогенных иловых отходов.
Внедрение данной технологии позволит существенно снизить риск дальнейшего заражения воды, увеличить плодородность почв за счет использования гуминовых веществ, улучшить в целом экологическую ситуацию.
III. В материалах встречи на Высшем уровне говорится о важнейшем значении леса с точки зрения обеспечения устойчивого развития и об обеспечении рационального лесопользования.
Леса России занимают более 1/5 лесных земель мира. К сожалению, заготовка и переработка деловой древесины в России - невысокого качества, а отходы и низкосортная древесина не используются вовсе. Экономически — это миллионы выброшенных долларов, а экологически - это катастрофа.
Учеными и специалистами в области деревопереработки создана безотходная технология переработки низкосортной древесины и отходов лесопиления с производством продукции, конкурентоспособной на мировом рынке.
Данная технология позволяет перерабатывать низкосортную древесину, древесные отходы, древесную зелень, кору и опилки, все, что в течение десятилетий сжигалось, выбрасывая углекислый газ в атмосферу, или гноилось на лесных делянках, усугубляя экологические проблемы.
Продукт переработки - древесный уголь марок А, Б, С древесные и угольные брикеты, активированный древесный уголь марок БАУ-А, БАУ-Б, ДАК, деготь, скипидар, метиловый спирт, смола отстойная, уксусная кислота, ацетон, древесная мука, декоративная отделочная плитка, прессованные строительные материалы, эфирные масла, экстракты, эссенции и другие биологически активные компоненты из древесной зелени и растительного сырья.
Технологическое оборудование, небольшое по объему, в 4 раза дешевле западных образцов, может быть установлено в любом леспромхозе с целью переработки на месте отходов деловой древесины и ранее неиспользованного древесного сырья, что позволит решить одновременно несколько задач:
1. Создание дополнительных рабочих мест.
2. Улучшение экологической ситуации.
3. Пополнение местного бюджета за счет налоговых поступлений.
4. Увеличение товарооборота предприятия за счет реализации продукции.
Данная технология внедрена в производство в Республике Коми и является весьма актуальной для Северо-западного региона России. Внедрение технологии в субъектах этого федерального округа позволит решить часть задач по выполнению программы устойчивого развития России в лесной отрасли.
Авторы статьи коснулись лишь незначительной части отходов жизнедеятельности, продуктов их переработки и экономической эффективности от их применения. Внедрение даже этих технологий позволит значительно улучшить экологическое и социально-экономическое развитие субъектов в решении задач устойчивого развития.