Проблема переработки коммунальных и промышленных отходов давно стоит остро для большинства крупных городов России. Постоянный рост населения и индустриализация способствуют увеличению объемов сточных вод, которые поступают на очистные сооружения. По оценкам ресурсоснабжающих организаций и согласно существующим нормативам, каждый житель страны ежедневно расходует в среднем 100–150 литров воды. Для семьи из трёх-четырёх человек это примерно 300–600 литров сточных вод в сутки. Такой поток образует огромные массы отходов, которые не только загрязняют природу, но и занимают ценные территории вокруг мегаполисов.
Серьёзная экологическая задача современности
Образующиеся после очистки воды осадки накапливаются на иловых полях, которые вытягиваются на многие километры. В масштабах страны речь идёт о порядка 100 миллионах тонн такого осадка ежегодно. Хроническое складирование подобных отходов грозит утерей перспективных земель, ухудшением экологической обстановки и появлением сильных, устойчивых неприятных запахов.
Отходы очистных сооружений, несмотря на свою потенциальную опасность, содержат немалое количество органических веществ, которые могли бы принести пользу, если бы их удавалось безопасно перерабатывать. Разработка действенных технологий утилизации этих отходов становится всё более актуальной задачей для науки и промышленности.
Компостирование: шанс для новых решений
Один из эффективных способов превращения органических отходов в полезный для природы продукт — это компостирование. Этот естественный процесс основывается на работе микроорганизмов, которые постепенно разлагают органику, преобразуя её в безопасную и богатую питательными веществами почву. Однако осадок сточных вод из-за своей избыточной влажности и плотности перерабатывается с трудом — кислород плохо проникает внутрь массы, а это резко замедляет или вовсе останавливает разложение.
Однако учёные ПНИПУ под руководством доктора технических наук Натальи Слюсарь предложили оригинальный подход: смешивать осадок очистных сооружений с кородревесными отходами, остающимися после деревообработки. Эти сопутствующие производству материалы обычно накапливают на специальных «короотвалах», где они способны выделять метан — газ, заметно усиливающий парниковый эффект. Впрочем, при правильном смешивании обоих компонентов можно получить сбалансированный состав для компостирования.
Синергия свойств: как действует новая технология
Как отмечает Наталья Слюсарь, у обоих видов отходов преимущества дополняют друг друга: осадок сточных вод — ценный источник азота и многочисленных питательных веществ, а кора и щепа из древесины — богатый углеродом материал, придающий массе нужную структуру и рыхлость. В совокупности получается среда, где отлично развиваются бактерии, активно понижается влажность, а кислород беспрепятственно поступает во все слои перемешанной массы.
Научная группа ПНИПУ в течение трёх месяцев проводила комплексное исследование — меняли доли компонентов (в различных пропорциях: 1:1, 1:1,5 и 1:2), отслеживали изменения по ряду критически важных параметров, среди которых температура, влажность, зольность, запах и показатели химического потребления кислорода.
Результаты экспериментов — ощутимый прогресс
В результате тщательно поставленных опытов был определён оптимальный состав смеси — на одну часть осадка берётся полторы части древесных отходов. Такая формула позволяет добиться выраженного снижения содержания органики на 23% и уменьшения химического потребления кислорода более чем в 30 раз. Это наглядно свидетельствует о высокой степени разложения и стабилизации массы.
Ещё одним большим достижением является полное устранение неприятных запахов, ранее свойственных иловым отходам. Полученный после компостирования материал обладает нейтральным, природным запахом пустой земли, что позволяет использовать его не только в технических целях, но и в сельском хозяйстве или при восстановлении нарушенных земель.
Стратегический вклад учёных Пермского Политеха
Внедрение данной технологии способно кардинально изменить подход к утилизации производственных отходов сразу в двух секторах: водоснабжения и деревообработки. Предприятия смогут отказаться от дорогостоящего захоронения и вывоза остатков, получая вместо этого продукт с рыночной ценностью. Новый грунт пригоден для работ по рекультивации старых карьеров, восстановления земель после строительных или промышленных аварий, а также озеленительных и ландшафтных работ. Применение таких почвосмесей способствует быстрому восстановлению плодородия территорий — это особенно актуально на фоне необходимости реабилитировать загрязнённые земли.
Перспективность этих разработок подчеркивает тот факт, что они реализуются в рамках программы «Приоритет-2030», а значит, имеют поддержку и признание не только среди российских, но и зарубежных специалистов отрасли.
Экологические и экономические преимущества для общества
Предложенная методика компостирования иловых масс с древесной щепой позволяет комплексно решать сразу несколько важных задач: снижать загрязнение окружающей среды, уменьшать объёмы складируемых отходов, а главное — восстанавливать ценные земельные ресурсы. Такой подход открывает перед муниципальными предприятиями новые экономические горизонты: появляется возможность не только снижать издержки на утилизацию, но и получать дополнительную прибыль.
Работа учёных ПНИПУ под руководством Натальи Слюсарь доказывает: инновационные технологии переработки коммунальных отходов вполне могут гармонично интегрироваться в жизнь современных городов. Устойчивое развитие, бережное отношение к природе и эффективное использование ресурсов создают фундамент для будущих побед российской науки и промышленности. Положительный опыт Пермского Политеха — наглядное подтверждение того, что даже самые сложные экологические вызовы могут быть решены при поддержке энтузиастов и профессионалов.
Источник: naked-science.ru
