Используемую на бытовые или технологические нужды воду необходимо вернуть обратно такой, какой ее изъяли из природного оборота, — это аксиома. Но если технология очистки сточных вод уже достаточно разработана (не будем акцентировать внимание на ее качестве, это тема отдельного разговора), что делать с илистыми осадками, которые образуются в огромных количествах?
Канализационные воды составляют основную массу отходов города, в очистных сооружениях они проходят несколько стадий очистки, где после каждой образуется тот или иной вид отстоявшегося илистого осадка. Обезвоженный до 60—70% влажности ил вывозят на площадки, занимающие большую территорию (в крупных городах она достигает сотни гектаров). Но и это еще не все. После усыхания до 40—50% влажности ил сгребают бульдозерами с площадок и складируют в бурты, тоже занимающие немалую территорию. Достаточно сказать, что только водоканал Луганска до недавнего времени ежегодно тратил на содержание отвалов до 135 тыс. грн.
Но вопрос не только в том, сколько места занимают площадки и бурты, главное — что их содержимое постоянно размывают атмосферные осадки, насыщая химическими элементами подземные водоносные горизонты. А ветер разносит по окрестностям нежелательные химические соединения.
Проблемы бы не было, если бы сточные воды состояли из одних бытовых отходов, тогда через определенное время их можно было использовать даже в качестве удобрения. Но ни в одном городе мира бытовая и промышленная канализации не существуют раздельно, именно последняя и несет в очистные сооружения хром, никель, свинец, ртуть и другие представляющие опасность для окружающей среды элементы. В среднем не более 30% илов можно использовать как удобрение, остальные должны быть очищены, а содержащиеся в них тяжелые металлы обезврежены.
К сожалению, имеющиеся на сегодня технологии извлечения химических элементов достаточно энергоемки, и далеко не каждая страна может их применять. Практикуется уничтожение тяжелых металлов сжиганием при сверхвысоких температурах (более 900 градусов), но и здесь возникает та же проблема: высокая энергоемкость этого процесса (соответственно и стоимость) плюс необходимость последующей утилизации золы, которая составляет до 80% первичного сырья. До сих пор технологии стопроцентной утилизации подобных отходов не существовало.
Несколько лет назад за эту проблему взялся доктор технических наук, профессор Луганского национального аграрного университета Геннадий Яковлевич Дрозд. Вместе с аспирантами он нашел выход из создавшегося положения.
Слово — специалисту
— Она меня заинтересовала еще тогда, когда я делал паспортизацию осадков по всей Украине. Целью работы было выяснение, где и какие отходы, оставшиеся после очистки воды, могут быть использованы в качестве удобрения. В то время проводились такие опыты, кстати, довольно успешные. В одном из хозяйств г. Селидово Донецкой области илистые отходы позволили повысить урожайность корнеплодов, зерновых и подсолнечника на 17—75%. Когда посчитали, сколько могли стоить минеральные удобрения, которые заменили осадками, оказалось, что сэкономили от 70 до 140 грн. за тонну (в зависимости от качества ила). Но что делать с теми отходами, которые для удобрения полей непригодны? Возникла такая мысль: если тяжелые металлы уничтожают при сжигании, где высокая температура, то почему осадки не применить в производстве строительных материалов? Попробовали смешать с глиной для выпуска кирпича — получилось. Мысль заработала дальше: а почему не использовать и другие отходы, например от фабрик, обогащающих уголь? Смешали ил и угольные отходы — получили кирпич, по качеству не уступающий произведенному по традиционной технологии, но более пористый за счет выгоревших частиц угля и соответственно намного легче и теплее. Оказалось, что, варьируя пропорциями, можно получить кирпич различной плотности и пористости. Параллельно выяснили, что определенные свойства тяжелых металлов, содержащихся в илах, позволяют снизить температуру при изготовлении кирпича с 1050—1100 градусов до 950, соответственно за счет экономии энергии он становится на 10% дешевле. Если построить завод с годовой производительностью 10 млн. штук кирпича в год, отпадет надобность в хранилище, на котором сегодня находится до 80 тонн «осадков». Таким же образом можно получить и керамзит, и другие подобные материалы, требующие высокотемпературной обработки. Впоследствии оказалось, что и известным материалам можно задавать совершенно новые свойства, например при добавлении осадков в гипс, тогда цементирование растягивается до 4 часов, что позволяет за это время уплотнить его в 2—4 раза. Но кирпичное производство тоже достаточно энергозатратное, а спрос на этот строительный материал не настолько велик, чтобы все отвалы переработать на него.
Другое дело, дорожное строительство, где в основном используется асфальтобетон, состоящий из битума, щебня, песка и специального минерального порошка, добавляемого для связки. Но порошок дорог, поэтому мы предложили вместо него добавлять высушенный ил. Результат превзошел все ожидания — по ГОСТу прочность асфальтобетона (без добавления порошка) должна быть не менее 2,5 кг/см2, у нас этот показатель достиг 7,5 кг/см2. Таким покрытием уже заасфальтировали хоздвор в одной из луганских передвижных механизированных колонн, на котором стоит тяжелая техника, и дорогу в г. Счастье. Хоздвор частично был покрыт традиционным способом, за год этот участок разбили донельзя, наш же держится до сих пор. Подсчитали, что в дорожном строительстве, кроме улучшения качества покрытия, на каждой тонне асфальта экономится несколько гривен, и с каждым годом при росте цен на первичное сырье эта сумма будет возрастать. Если же крупные фракции ила использовать вместо песка, то экономия получится еще большая, и не придется разрабатывать карьеры для его добычи. Развитые страны в собственную техногенную безопасность готовы вкладывать огромные средства, а здесь просматривается прямая выгода. И смесь «шлак плюс ил» может послужить прекрасным основанием при прокладке новых дорог. Работы моих аспирантов — Романа Бреуса и Владимира Чуры — дополняют друг друга. Если Владимир занимается смесями, то Роман — асфальтовым покрытием, что позволяет комплексно подходить к использованию илистых осадков.
Кроме того, даже осадки промышленных стоков можно использовать в сельском хозяйстве, достаточно смешать их в определенной пропорции с обычным грунтом. Концентрация вредных примесей при этом резко понижается, улучшается структура почвы, таким образом можно повысить плодородность даже песчаной. Подобные смеси рекомендуется применять при рекультивации терриконов, высадке газонов или газонных разделительных полос на дорогах с односторонним движением.
Может возникнуть вопрос: не вредно ли для человека жить в доме из такого кирпича или ходить по дороге, которая построена из отходов? Ответ простой — никакой опасности в этом для здоровья нет. В кирпиче если и есть остатки тяжелых металлов, то в результате обжига они застеклевают. Мы замачивали кирпич, и никакого проникновения в воду посторонних примесей не обнаружили, радиоактивной опасности он тоже не представляет. Что касается дорог, то несколько лет назад ученые Донецкого политехнического института обследовали трассу на Мариуполь, где на обочинах обнаружили до 50 г свинца на килограмм почвы! Наши же милиграммы, да еще герметично закатанные в асфальт, вообще себя никак не обнаруживают.
У них и у нас
К сожалению, украинское законодательство по экологии несовершенно. На Западе предприятия, занимающиеся утилизацией, имеют налоговые льготы, поскольку от этой работы выигрывает общество. Мы же, собираясь вступать в ЕС, забываем о том, что в Европе забота об окружающей среде стоит на одном из первых мест.
Попытками борьбы с сухими остатками они занимаются давно, вот лишь некоторые цифры. Если в 1998 г. по всей Европе складировалось 50% отходов (в Украине — 100%), то в прошлом году их количество снизилось до 10% (у нас же по-прежнему 100%). За счет чего они так шагнули вперед? В указанном году на удобрения шло 32%, сегодня — 45%, имевший место небольшой сброс в море прекратился полностью. Несмотря на большие затраты на сжигание, теперь так утилизуют 38% отходов, а 7% идет на компостирование.
Предлагаемый нами способ утилизации отходов, несомненно, не только новый, но и своевременный, о чем свидетельствует множество приглашений Геннадия Дрозда и его учеников на различные конференции, посвященные проблеме очистки воды.
Но свое слово должно сказать и государство, найти способ заинтересовать производителей стройматериалов и дорожников этим перспективным направлением.
