Почти три гектара леса погибло в Городецком округе Нижегородской области из-за утечки ядовитого фильтрата с близлежащего полигона твердых коммунальных отходов (ТКО). Экологи обнаружили в почве 20-кратное превышение предельно допустимых значений по содержанию аммония, 10-кратное – по фенолу, и 6-кратное – по нефтепродуктам. Причиной, как установила проверка, стали нарушения технологии отвода и накопления фильтрата.
Подобные инциденты в России происходят регулярно. Даже в случае накопителя, отвечающего всем современным техническим нормам, пренебрежение современными методами утилизации рано или поздно на любом полигоне чревато утечкой. Фильтрат образуется неравномерно в течение года. В засушливый период он успевает испаряться из накопителя, но при затяжных дождях переливы нередки. Операторы, как правило, решают проблему методом орошения: излишками фильтрата поливают свалку сверху. Рано или поздно ядовитая жидкость снова просочится сквозь тело полигона вниз, попутно смешиваясь с продуктами разложения отходов.
Времена меняются. Двенадцать лет назад, при вводе в эксплуатацию, свалка под Городцом считалась передовой в техническом отношении. Сегодня экологические требования к строительству новых полигонов уже намного жестче. Проектная документация, составленная без учета современных методов утилизации фильтрата, бракуется. Проект приходится замораживать, а проблема переполнения свалок с каждым днем нарастает.
Внимание к экологии в сфере обращения c ТКО пробудило сегодня большой интерес к запатентованной исследовательской разработке кафедры геоэкологии и Научного центра «Оценка техногенной трансформации экосистем» Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II по эффективной утилизации фильтрата с получением техногрунта и возможностью его дальнейшего использования.
«Идея органически связана с горняцким профилем нашего университета. Мы хорошо знакомы с темой отходов минерально-сырьевого комплекса, в частности металлургических шлаков. Состав некоторых из них оптимален в качестве вяжущего материала при литификации фильтрата, то есть превращения его из жидкости в твердый инертный материал, в котором вредные вещества уже не активны и соответственно безопасны.
Ученые, в том числе и в России, ранее занимались литификацией применительно к полигонам, но использовали в основном нераспространенные в нашей стране виды отходов, в частности сланцевую золу. Мы же провели эксперименты сначала со сталеплавильным шлаком. Затем попробовали доменный (он образуется при выплавке чугуна). В обоих случаях пришли к хорошим рецептурам и на этом не останавливаемся: перечень потенциально пригодных для литификации металлургических отходов довольно обширен.
За рубежом имеются разработки по этому направлению, но новизна нашего способа состоит не только в уникальности рецептур. Важна принципиальная возможность использовать техногрунт для нужд самого полигона – в качестве пересыпного материала. Это обязательный компонент при укладке полигона: слои отходов должны перемежаться со слоями инертного материала, для стабилизации всей массы. С точки зрения токсичности для окружающей среды и своих физико-механических свойств наш техногрунт не уступает природному, который полигоны вынуждены закупать.
Мы смогли объединить процесс утилизации фильтрата ТКО и металлургических отходов, получив при этом полезный материал, для которого не нужно искать сторонних потребителей. С начала года у нас резко повысился спрос на эту разработку», – рассказала её соавтор, директор Научного центра «Оценка техногенной трансформации экосистем» Вера Матвеева.
Технология не требует значительных капиталовложений и сложного технического оснащения. Конечный продукт может быть гибким по составу. Например, возможно довести его до состояния монолитной твердости, чтобы использовать при строительстве и ремонте дорог. Еще одно направление использования – рекультивация нарушенных земель. Здесь техногрунт станет промежуточным слоем, на котором будет размещен почвенно-растительный покров.
С точки зрения аппаратурного оформления процесс утилизации предполагает наличие питателей, смесителя и специальных форм для выдерживания смеси. Техногрунт набирает прочность в течение 7-30 дней, в зависимости от направления его дальнейшего использования.
Альтернативным литификации методом утилизации фильтрата является сложный многоступенчатый процесс очистки, включающий обратный осмос (прокачка жидкости через мембраны). Он существенно дороже, чем то, что предлагает Горный.
По словам Веры Матвеевой, утилизация одного кубометра фильтрата традиционными методами, в том числе мембранным, имеет себестоимость 2600-2700 рублей. На тот же объем по технологии, предлагаемой Горным, потребуется 1900 рублей. Кроме того оператор полигона получит ценный материал для собственных нужд или на продажу. Ориентировочная цена – 400-500 рублей за кубометр. При условии использования техногрунта на полигоне ТКО технология окупается за счет экономии на очистке фильтрата и на покупке пересыпных грунтов.
Сегодня исследовательская группа работает с заказчиками из Челябинской, Нижегородской областей и новых российских регионов, в частности Донецкой Народной Республики. Способ наиболее выгоден экономически при территориальной близости полигонов ТКО с металлургическими предприятиями, на которых образуется шлак. В текущем году проект выходит на стадию проведения опытно-промышленных испытаний, предложения по площадкам уже имеются.