Президент Российской Федерации Владимир Путин 7 августа 2024 года в Ново-Огарево провел совещание с членами Правительства. На совещании глава Минприроды Александр Козлов рассказал о результатах работы по нацпроекту «Чистая страна». В частности, министр упомянул о технологиях для ликвидации объекта накопленного вреда окружающей среде на площадке Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК). В своем выступлении Александр Козлов сокрушался о том, что Минприроды не видит подходящую технологию для утилизации шлам-лигнина: «Мы не можем найти такую технологию, перебрали все способы и методы».
Действительно, с 2015 г. за ликвидацию накопленного экологического вреда на территории бывшего Байкальского ЦБК брались различные крупные холдинги и инжиниринговые компании. За это время была проведена масштабная работа по оценке объема накопленного вреда, количеству надшламовых вод, анализу химического состава содержимого карт-накопителей, проведены опытно-производственные испытания.
В ответ на выступление министра в данной публикации мы хотим поделиться своим мнением о компостировании шлам-лигнина Байкальского целлюлозно-бумажного комбината. Отходы шлам-лигнина – коллоидная система в жидкой, полутвердой и твердой фазах, с большим количеством примеси токсичных веществ (Рис. 1)
Действительно, с 2015 г. за ликвидацию накопленного экологического вреда на территории бывшего Байкальского ЦБК брались различные крупные холдинги и инжиниринговые компании. За это время была проведена масштабная работа по оценке объема накопленного вреда, количеству надшламовых вод, анализу химического состава содержимого карт-накопителей, проведены опытно-производственные испытания.
В ответ на выступление министра в данной публикации мы хотим поделиться своим мнением о компостировании шлам-лигнина Байкальского целлюлозно-бумажного комбината. Отходы шлам-лигнина – коллоидная система в жидкой, полутвердой и твердой фазах, с большим количеством примеси токсичных веществ (Рис. 1)
Рис. 1 Слева – жидкий шлам-лигнин. Справа – шлам-лигнин после флокуляции.
Карты-шламонакопители полигона «Солзанский» являются самым сложным объектом накопленного экологического вреда на территории БЦБК. За десятилетия хранения в отстойниках полигона влажность шлам-лигнина и его химический состав не изменились, процессы деструкции не наблюдались.
Согласно ФККО (код 7 68 315 11 33 4), отходы шлам-лигнина отнесены к 4-му классу опасности. По данным исследований сотрудников Иркутского национального исследовательского технического университета, отходы БЦБК в виде шлам-лигнина представляют собой не менее 50% – лигниновые вещества, 15-25% – ил, 5-10% – целлюлозное волокно и 5% – полиакриламид, т. е. из органических веществ половину составляют лигнины. Также отходы содержат минеральные примеси, в том числе опасные тяжелые металлы. Еще одним опасным компонентом золошламоотвалов является щелочь. Лигнин является сложным химическим соединением, состоящим из структурных фенол-содержащих единиц, связанных между собой.
Многие исследователи основной задачей в утилизации шлам-лигнина считают его сжигание в качестве источника энергии или топлива. Отметим, сжигание неприемлемо для Байкальской экологической зоны и не укладывается в современный экологически оправданный тренд на декарбонизацию и уменьшение выбросов углекислого газа.
Для решения задачи декарбонизации, на наш взгляд, шлам-лигнин нужно использовать как источник питания или субстрат для выращивания растений, которые, поглощая выделяющийся в результате распада лигнина углекислый газ, в свою очередь будут вырабатывать кислород в процессе фотосинтеза. Следовательно, из шлам-лигнина необходимо получить либо удобрение, либо нейтральный, безопасный для окружающей среды технический грунт для выращивания различных культур. И в этом аспекте компостирование шлам-лигнина как способ получения таких продуктов является предпочтительным и теоретически возможным, так как этот отход органический и может служить пищей или субстратом для микроорганизмов, без участия которых компостирование в классическом понимании невозможно. Использование шлам-лигнина в качестве удобрения или грунта будет частью замкнутого природного цикла.
Анализ научно-технической литературы о способах обезвреживания лигнина позволил сделать вывод, что в мировой практике этот отход компостируют. При этом следует отметить, что поиск микроорганизмов-деструкторов природного лигнина, гидролизного лигнина ведется довольно интенсивно. Это подтверждается наличием специализированных баз данных о таких микроорганизмах, перечень которых к настоящему времени насчитывает по всему миру более сотни безопасных для человека штаммов.
Так, в 2022 г. проектным бюро ООО «ГеоТехПроект» из Красноярска были представлены технические решения по безопасной переработке шлам-лигнина, залегающего в десяти картах полигона «Солзанский», а также проведены опытно-производственные испытания с применением метода компостирования.
При разработке проектных решений по ликвидации накопленного вреда на полигоне «Солзанский» специалисты бюро «ГеоТехПроект» опирались на данные по исследованиям состояния надшламовых вод, по химическому составу и физическим свойствам содержимого карт-накопителей. Проектными решениями представлены апробированные технологии, имеющие экологическую и экономическую целесообразность. Предложен комплекс мероприятий по обезвоживанию карт шламонакопителей, очистке воды, получению техногрунта из шлам-лигнина с возможностью его применения при рекультивации территории БЦБК. Проектная группа предусмотрела создание инженерной инфраструктуры, включая возведение временной площадки и ангаров для реализации процесса, системы гидравлического транспортирования содержимого карт-накопителей, обезвоживания осадков, сбора и возврата фильтрата и поверхностного стока с территории площадки переработки. Демонтаж и рекультивацию используемых площадки и ангаров, ликвидацию всех без исключения возможных изменений, связанных с созданием временной площадки переработки шлам-лигнина, также учли в проекте.
С января по апрель 2022 г. на территории полигона «Солзанский» командой проектной группы «ГеоТехПроект» проводились опытно-производственные испытания (ОПИ) по компостированию 100 т шлам-лигнина, собранного с третьей карты полигона. На территории БЦБК в специально построенном ангаре была проведена закладка экспериментальных компостных буртов с дальнейшей оценкой эффективности компостирования шлам-лигнина с применением микроорганизмов (Рис. 2).
Согласно ФККО (код 7 68 315 11 33 4), отходы шлам-лигнина отнесены к 4-му классу опасности. По данным исследований сотрудников Иркутского национального исследовательского технического университета, отходы БЦБК в виде шлам-лигнина представляют собой не менее 50% – лигниновые вещества, 15-25% – ил, 5-10% – целлюлозное волокно и 5% – полиакриламид, т. е. из органических веществ половину составляют лигнины. Также отходы содержат минеральные примеси, в том числе опасные тяжелые металлы. Еще одним опасным компонентом золошламоотвалов является щелочь. Лигнин является сложным химическим соединением, состоящим из структурных фенол-содержащих единиц, связанных между собой.
Многие исследователи основной задачей в утилизации шлам-лигнина считают его сжигание в качестве источника энергии или топлива. Отметим, сжигание неприемлемо для Байкальской экологической зоны и не укладывается в современный экологически оправданный тренд на декарбонизацию и уменьшение выбросов углекислого газа.
Для решения задачи декарбонизации, на наш взгляд, шлам-лигнин нужно использовать как источник питания или субстрат для выращивания растений, которые, поглощая выделяющийся в результате распада лигнина углекислый газ, в свою очередь будут вырабатывать кислород в процессе фотосинтеза. Следовательно, из шлам-лигнина необходимо получить либо удобрение, либо нейтральный, безопасный для окружающей среды технический грунт для выращивания различных культур. И в этом аспекте компостирование шлам-лигнина как способ получения таких продуктов является предпочтительным и теоретически возможным, так как этот отход органический и может служить пищей или субстратом для микроорганизмов, без участия которых компостирование в классическом понимании невозможно. Использование шлам-лигнина в качестве удобрения или грунта будет частью замкнутого природного цикла.
Анализ научно-технической литературы о способах обезвреживания лигнина позволил сделать вывод, что в мировой практике этот отход компостируют. При этом следует отметить, что поиск микроорганизмов-деструкторов природного лигнина, гидролизного лигнина ведется довольно интенсивно. Это подтверждается наличием специализированных баз данных о таких микроорганизмах, перечень которых к настоящему времени насчитывает по всему миру более сотни безопасных для человека штаммов.
Так, в 2022 г. проектным бюро ООО «ГеоТехПроект» из Красноярска были представлены технические решения по безопасной переработке шлам-лигнина, залегающего в десяти картах полигона «Солзанский», а также проведены опытно-производственные испытания с применением метода компостирования.
При разработке проектных решений по ликвидации накопленного вреда на полигоне «Солзанский» специалисты бюро «ГеоТехПроект» опирались на данные по исследованиям состояния надшламовых вод, по химическому составу и физическим свойствам содержимого карт-накопителей. Проектными решениями представлены апробированные технологии, имеющие экологическую и экономическую целесообразность. Предложен комплекс мероприятий по обезвоживанию карт шламонакопителей, очистке воды, получению техногрунта из шлам-лигнина с возможностью его применения при рекультивации территории БЦБК. Проектная группа предусмотрела создание инженерной инфраструктуры, включая возведение временной площадки и ангаров для реализации процесса, системы гидравлического транспортирования содержимого карт-накопителей, обезвоживания осадков, сбора и возврата фильтрата и поверхностного стока с территории площадки переработки. Демонтаж и рекультивацию используемых площадки и ангаров, ликвидацию всех без исключения возможных изменений, связанных с созданием временной площадки переработки шлам-лигнина, также учли в проекте.
С января по апрель 2022 г. на территории полигона «Солзанский» командой проектной группы «ГеоТехПроект» проводились опытно-производственные испытания (ОПИ) по компостированию 100 т шлам-лигнина, собранного с третьей карты полигона. На территории БЦБК в специально построенном ангаре была проведена закладка экспериментальных компостных буртов с дальнейшей оценкой эффективности компостирования шлам-лигнина с применением микроорганизмов (Рис. 2).
Рис. 2 Площадка компостирования шлам-лигнина ангарного типа
В ангаре компостирования обустроили щелевые полы, систему вентиляции, биофильтр для удаления образующихся газов. Щелевые полы играют важную роль как в процессе распада органики, так и в системе очистки воздуха. В них расположены трубы, по которым воздух либо подается в бурты, либо, наоборот, откачивается из них при избытке кислорода. Бурты – трапециевидные кучи, в которые погрузчиком укладывается шлам-лигнин. Работа тепловых пушек поддерживает температуру в ангаре на уровне +10 градусов. Образующиеся в процессе компостирования парниковые газы выводятся через щелевые полы и попадают в биофильтр, расположенный рядом с ангаром.
Чтобы запустить процесс компостирования, в каждый бурт со шлам-лигнином дополнительно вносили добавки (селектированные бактерии и грибы, ферменты и слюду). Ворошительная машина ежедневно перемешивала заложенный шлам-лигнин. В момент ворошения органика продувалась воздухом. Влажность буртов фиксировали щупами. Регулярное ворошение препятствовало образованию корки, которая затрудняет процесс компостирования. Внесенные бактерии разогревали кучу внутри, что обеспечивало распад органической части и ликвидацию патогенной микрофлоры.
При соблюдении всех условий цикл компостирования шлам-лигнина составил 14 дней, при этом был получен качественный почвогрунт.
По завершении ОПИ шлам-лигнина Иркутской лабораторией ЦЛАТИ определен состав выделяющихся газов. Выполнен агрохимический, санитарно-гигиенический анализ исходного шлама-лигнина и полученного продукта с целью оценки их безопасности для окружающей среды (Рис. 3).
Чтобы запустить процесс компостирования, в каждый бурт со шлам-лигнином дополнительно вносили добавки (селектированные бактерии и грибы, ферменты и слюду). Ворошительная машина ежедневно перемешивала заложенный шлам-лигнин. В момент ворошения органика продувалась воздухом. Влажность буртов фиксировали щупами. Регулярное ворошение препятствовало образованию корки, которая затрудняет процесс компостирования. Внесенные бактерии разогревали кучу внутри, что обеспечивало распад органической части и ликвидацию патогенной микрофлоры.
При соблюдении всех условий цикл компостирования шлам-лигнина составил 14 дней, при этом был получен качественный почвогрунт.
По завершении ОПИ шлам-лигнина Иркутской лабораторией ЦЛАТИ определен состав выделяющихся газов. Выполнен агрохимический, санитарно-гигиенический анализ исходного шлама-лигнина и полученного продукта с целью оценки их безопасности для окружающей среды (Рис. 3).
Рис. 3 Сверху – исходный шлам-лигнин. Снизу – компост из шлам-лигнина.
Проведена оценка эффективности технологии ускоренного компостирования шлам-лигнина. Результаты определения состава выделяющихся газов показали, что в опытно-производственных испытаниях не выявлены превышения значений ПДК сероводорода, метана, оксида азота, диоксида азота, диоксида серы, аммиака. В заключении научно-технической экспертизы РАН по глобальным экологическим вопросам говорится, что предложенная технология компостирования может быть применена для шлам-лигнина. Получаемый в результате компостирования смеси шлам-лигнина с микроорганизмами и структурными добавками продукт-компост не является опасным для окружающей среды и по результатам биотестирования отнесен к V классу опасности.
При ликвидации накопленного вреда на территории БЦБК сложнейшей задачей является обезвреживание шлам-лигнина. Технология компостирования шлам-лигнина, предложенная ООО «ГеоТехПроект», является оптимальной по непрерывности процесса, высокой производительности и результатам работ. Удобство предлагаемого метода заключается в применении технологии на территории БЦБК, отсутствии потребности в сложных сооружениях и технике. Эффективное разложение исходных вредных веществ, содержащихся в шлам-лигнине, обеспечивает получение безопасного техногрунта, пригодного для рекультивации площадок БЦБК и их приведения к максимально естественному рельефу.
Андрей Валентинович Мордвинов, генеральный директор ООО «ГеоТехПроект», Красноярск
КОНТАКТЫ ДЛЯ КОНСУЛЬТАЦИЙ:
ООО «ГеоТехПроект»
Тел. +7 (391) 205–06–04
E-mail: info@geotehproekt.ru
При ликвидации накопленного вреда на территории БЦБК сложнейшей задачей является обезвреживание шлам-лигнина. Технология компостирования шлам-лигнина, предложенная ООО «ГеоТехПроект», является оптимальной по непрерывности процесса, высокой производительности и результатам работ. Удобство предлагаемого метода заключается в применении технологии на территории БЦБК, отсутствии потребности в сложных сооружениях и технике. Эффективное разложение исходных вредных веществ, содержащихся в шлам-лигнине, обеспечивает получение безопасного техногрунта, пригодного для рекультивации площадок БЦБК и их приведения к максимально естественному рельефу.
Андрей Валентинович Мордвинов, генеральный директор ООО «ГеоТехПроект», Красноярск
КОНТАКТЫ ДЛЯ КОНСУЛЬТАЦИЙ:
ООО «ГеоТехПроект»
Тел. +7 (391) 205–06–04
E-mail: info@geotehproekt.ru