Новости раздела

«Работаем днем и ночью»: как идет рекультивация иловых полей в Казани

Флагманские экологические проекты 2022 года, часть 1-я: какие неожиданные препятствия возникли при рекультивации иловых полей казанских очистных сооружений и как с ними справляется ООО «Ядран-Строй»

«Работаем днем и ночью»: как идет рекультивация иловых полей в Казани
Фото: предоставлено realnoevremya.ru пресс-службой ООО «Ядран-Строй»

Рекультивация иловых полей казанских очистных сооружений назревала много лет. Экологи из Казанского университета радуются: наконец-то она началась. Локомотивом движения стал нацпроект «Экология», благодаря которому на это мероприятие были выделены средства. Работы начались, но досужие разговоры вокруг не умолкают. Почему в Отарах до сих пор пахнет? Почему отстали от графика на несколько недель? Почему нельзя сделать все за один год? Почему выбрали именно эту технологию? Как это все вообще должно работать? Подрядчики проекта — главный инженер ООО «Ядран-Строй» Марат Таран и генеральный директор компании Марат Хайруллин — объясняют «Реальному времени», как сейчас обстоят дела на иловых полях, и отвечают на неудобные вопросы. А еще — вновь, «на пальцах» объясняют, в чем заключается технология и будет ли город-сад на рекультивированной территории.

100 гектаров накопленного вреда

Когда больше полувека назад, в 1960-х годах, в Казани построили очистные сооружения, перед проектировщиками встал вопрос: куда девать тот осадок, который отфильтровывается в процессе очистки воды? Решили его самым простым способом: на участке площадью в 61 гектар между поселками Отары и Победилово устроили так называемые иловые поля. Они представляют собой системы спланированных карт, огражденных земляными дамбами и объединенных в каскады. Карт было, по разным данным, от 36 до 59 (документация не сохранилась, а сейчас определить их точное количество не представляется возможным). На них и перекачивали осадок с 1974 года — 500 кубометров в сутки. От проникновения фильтрата в почву должен был защищать плотный глиняный замок. Предполагалось, что субстанция будет здесь сохнуть, а высохшую органику будут вывозить на утилизацию. Однако высыхать до нужной консистенции осадок не успевал — со временем тут образовывались озера зловонной жижи.

realnoevremya.ru

В 1980—1984 годах мощность очистных сооружений увеличили — и на иловые поля стало перекачиваться в семь раз больше осадка — 3,5 тысячи кубометров в сутки! Иловые карты были перегружены, поэтому были обустроены новые поля площадью 42,5 гектара — на намывном участке водохранилища. От большой воды эти иловые карты отделяла (и продолжает отделять!) лишь тонкая дамба. Однако их строили уже с защитной пленкой, более внимательно, чем первую «серию». Здесь 23 карты: участки с №1 по №22 заполнены осадком, №23 служит как приемник фильтрата, который образуется при отстаивании осадка. Надиловая вода периодически откачивается на очистные сооружения и там проходит все положенные ступени очистки вместе с остальными городскими стоками.

Доктор биологических наук Светлана Селивановская, директор Института экологии и природопользования КФУ, дала комментарий нашему изданию:

— Если с помощью очистных сооружений в 60-х годах прошлого века была решена проблема сброса неочищенных вод в Куйбышевское водохранилище, то вопросы переработки вторичных отходов (осадка сточных вод) — долгое время не решались. Были построены первые иловые карты, потом они переполнились, и построили вторую очередь — уже правильно, с изолирующим слоем. Предполагалось, что осадок будет сохнуть на картах, а потом куда-то вывозиться. Но ничего не вышло. Осадок сточных вод сильно обводнен и очень плохо сохнет, поскольку в нем растворено множество коллоидных соединений. Реализовать это оказалось невозможным. А вопрос стоял очень остро: во-первых, рядом Отары, там живут люди. А во-вторых, от новых карт до Куйбышевского водохранилища — одна тонкая дамба! Всегда существовала угроза поступления этих отходов в воду!

Плачевные последствия экологи республики разбирают до сих пор. В общей сложности мы имеем более 100 гектаров земли, вплотную подходящей к Куйбышевскому водохранилищу, где накоплено более 4 миллионов кубометров осадка сточных вод. В этом осадке не только безобидная органика: фекальные воды дают буйное цветение патогенной микрофлоры, есть в иле и соединения тяжелых металлов, и другие токсиканты. Химический состав осадка на разных картах разный, разная и консистенция. Например, участок со старыми картами сильно обводнен: здесь стоят настоящие озера, в которых растут камыши и даже водятся утки. Рыбы нет — да и сложно представить себе рыбу, которая выжила бы в этом адском коктейле.

«Золотая середина»: как выбирали проект рекультивации

Ученые много лет пытались придумать, как решить проблему. Предлагались самые разные проекты, в том числе и максимально экологичные. Например, на экологическом факультете Казанского университета еще в начале 2000-х работали над такой технологией: осадок с иловых карт собирали, компостировали с торфом и опилками в течение года, а потом получившуюся смесь вносили в лесной питомник под сеянцы сосны в качестве удобрения. Эффективность внесения компоста на основе осадка сомнений не вызывала, и это было показано учеными. Но организовать массовое компостирование, такое, чтобы использовать весь осадок, не представлялось возможным.

Предлагали высушивать осадок с помощью технических приспособлений, а оставшуюся органику сжигать. Было и предложение засыпать иловые поля реагентом по поверхности, чтобы связать растворенные вещества, и высушить посредством разбрасывания флокулянта. В общей сложности, как рассказывает заместитель министра экологии и природных ресурсов Татарстана Егор Тарнавский, было предложено 37 технологий рекультивации иловых полей. 32 из них были вынесены на рассмотрение научно-технического совета Минэкологии.

— К решению назревшей проблемы было привлечено научное сообщество. В 2019 году специалисты Института проблем экологии и недропользования АН РТ провели комплексные исследования химического состава и санитарно-микробиологических показателей осадка. Техническое задание на эти исследования было утверждено на научно-техническом совете министерства. Он же по завершении работ принимал результаты исследования. Они и были положены в основу для подготовки технического задания на проведение дальнейшего комплекса инженерных изысканий. Работу по рекультивации иловых полей начали вести по поручению Рустама Минниханова, президента Татарстана. В 2020 году Министерство экологии провело инженерные изыскания, — говорит заместитель министра.

Как рассказывает Тарнавский, будущий проект должен был решать пять основных задач:

  • обезвоживание осадка;
  • его обеззараживание;
  • обезвреживание — снижение уровня загрязнения тяжелыми металлами;
  • возможность переработки непосредственно на месте их размещения, прямо на иловых картах. Это требовалось и для удешевления проекта (чтобы не вывозить огромный объем осадка), и чтобы не образовывать нового места захоронения отходов, а переработать осадок сточных вод в почвогрунт прямо здесь, на месте;
  • нейтрализация вредоносных запахов.

Заместитель министра объясняет:

— Опытные полевые испытания непосредственно на иловых полях прошли четыре технологии. Затем их снова рассмотрел научно-технический совет министерства. С некоторыми замечаниями была выбрана технология геотубирования. Уже к следующему заседанию, после доработки, все замечания были сняты. Эксперты ее одобрили. Она одновременно решает и пять поставленных задач, и в то же время важным фактором была стоимость мероприятия. Геотубирование стало золотой серединой по качеству и стоимости. После выбора проекта подготовили проектно-сметную документацию, которая прошла Государственную экологическую экспертизу в Росприроднадзоре. Этап экспертизы был разделен на два — ее прошел и сам проект, и технология его реализации. И только после этого мы оформили в Минприроды РФ заявку на финансирование. Стоимость мероприятия составила 8 млрд 125 млн рублей, срок реализации определен с 2021 по 2024 год, работы идут в рамках нацпроекта «Экология» федерального проекта «Оздоровление Волги». Мы работаем уже второй год, лаборатория ЦЛАТИ ведет постоянный мониторинг процесса. Думаю, в 2024 году мы эту задачу решим!

Контроль реализации жесткий: на каждом этапе рекультивации предусмотрено обязательное привлечение ЦЛАТИ (Центр лабораторного анализа и технических измерений по ПФО, подведомственный Росприроднадзору) для проведения производственного контроля. Кстати, специалисты лаборатории уже отбирали пробы после апробации технологии и подтвердили: за период проведения эксперимента (с сентября 2021 года по май 2022-го) произошло обезвоживание илового осадка до требуемого состояния. В процессе отработки технологии были заполнены несколько геотуб, подобраны флокулянт (вещество, которое позволяет выйти из геотубы большому количеству воды) и реагент (вещество, связывающее тяжелые металлы).

Был зловонный ил — станет почвогрунт

Реализовывать проект было доверено ООО «Ядран-Строй». Компания уже много лет занимается промышленным и гражданским строительством. Под этот проект, первый столь масштабный план ликвидации накопленного вреда в Татарстане, она добавила в свой штат высококвалифицированных специалистов в области инженерной и промышленной экологии. Марат Хайруллин, директор компании, объясняет, в чем состоит суть работ.

На площади, занятой иловыми полями, поместятся 100 футбольных полей, строителям предстоит извлечь с карт более 4 млн кубометров осадка: куб, собранный из этого объема, высотой будет с Шуховскую башню в Москве. Инфографика: realnoevremya.ru.
  1. Сначала всю территорию иловых полей огородили противофильтрационной завесой — она состоит из металлического шпунта. Длина завесы — почти 6 км, высота шпунта в некоторых местах доходит до 14 метров.
  2. С иловой карты снимается весь осадок сточных вод — убирать приходится слой толщиной в среднем 8 метров. Сначала он перекачивается машиной с насосом, а потом, когда доходит до уровня спрессованного ила, карта дорабатывается механизированным способом, большими экскаваторами. Копают до того момента, пока не будет вынут весь ил и строители не дойдут до грунтового основания карты.
  3. Пробу грунтового слоя с каждой карты отбирают специалисты ЦЛАТИ согласно госэкспертизе: лаборатория должна подтвердить, что весь зараженный слой снят и строители дошли до чистого грунта. Каждая карта находится под пристальным вниманием специалистов.
  4. Дальше поверх чистого грунта укладывается геомембрана, щебеночное основание, армированное георешеткой, несколько слоев песка и щебня, гидроматы — такой «бутерброд» призван уберечь от просачивания влаги, «отжатой» из осадка сточных вод в геотубе.
  5. На обустройство защитных экранов будет потрачен колоссальный объем материалов. Инфографика: realnoevremya.ru.

  6. Наконец, далее укладывается пустая геотуба — огромный «мешок» из полимерного волокна вместимостью в 2,5 тысячи кубических метров. Все, будущая площадка для геотубирования готова.
  7. Осадок сточных вод перекачивается на технологическую карту — для этого выделен участок №17. Там он доводится до определенной влажности, проходит через станцию ультрафиолетового обеззараживания — чтобы «притушить» патогенную микрофлору, которая в нем присутствует. Потом ил перемешивается с флокулянтом (это вещество, которое усиливает истечение воды из осадка) и реагентом (вещество, которое «схватывает» соединения тяжелых металлов и переводит их в нерастворимые формы, надежно связывает от перехода в другие среды и фракции).
  8. Подготовленный таким образом осадок закачивается в геотубу. Благодаря флокулянту через поры «мешка» наружу начинает «выжиматься» прозрачная вода, а внутри геотубы остается иловый осадок с влажностью примерно 70%. Вода по системе дренажных каналов отводится в голову очистных сооружений, где проходит положенный цикл очистки вместе с остальными городскими стоками.
  9. Геотубы укладываются в три ряда, образуя своеобразный холм. Потом они будут засыпаны песком, накрыты защитным материалом, присыпаны плодородным грунтом и засеяны газоном. Дальше начнется этап биологической рекультивации, который займет примерно три с половиной года. В результате процессы, происходящие в геотубе, превратят зловонный ил в обыкновенный почвогрунт.

Согласно проектно-сметной документации, по данным, предоставленным Министерством экологии Татарстана, площадь поверхности иловых полей, занятых геотубами, составит 44,1 гектара, а площадь поверхности иловых полей, освобожденных от осадка, — 50 гектаров. Освобожденные от осадка иловые карты могут быть использованы в рекреационных целях — поскольку здесь тоже будет лежать защитная пленка, лес тут вырастить на первых порах будет проблематично, но вот газон выйдет отличный.

Инфографика: realnoevremya.ru. Всего будет уложено 1 311 геотуб, на проекте работают 45 человек и 55 единиц техники. Реклама. ООО «Ядран-Строй». Токен: Pb3XmBtzt58mBKRacKwiwCNeVvruhssX5UCbunN

Тонкости проекта

В теории все звучит довольно бодро. Но практика всегда сложнее. О тонкостях проекта рассказывает его главный инженер Марат Таран:

— Самое сложное в этом проекте — выемка ила, ведь объем его колоссальный! В среднем надо снять слой осадка толщиной в 6—8 метров с каждой карты — это около 30 тысяч кубометров. Иногда и больше — например, старые карты в свое время переполнялись, и там по бокам даже брустверы насыпали, чтобы увеличить глубину. Прямо на карту заезжает техника — сначала плавучий экскаватор. Он должен очистить поверхность: порвать корни растений, расчистить все от камыша и водорослей. Только потом туда спускается земснаряд Watermaster — если его запустить раньше экскаватора, у него рабочие механизмы быстро забьются растительностью, и придется чистить, терять время. После того как перекачка завершается, на относительно сухую поверхность карты съезжает бульдозер и вынимает уплотненный осадок. Потом, когда мы доходим до грунтового слоя, приезжают специалисты лаборатории и берут пробу. В части проведения работ по мониторингу окружающей среды и воздействия нашей работы на внешний мир мы заключили договор с ЦЛАТИ, подведомственным Росприроднадзору. Без них мы ничего не делаем. Когда вырабатываем ил полностью, мы проводим анализ почвы на наличие патогенов и растворенных солей, которые могли выйти в почву при повреждении мембраны. Порой бывает так, что приходится углубляться на метр ниже уровня, на котором мы планировали закончить, — мы сталкивались с этим нынешним летом, когда в условиях экстремальной жары микроорганизмы размножались быстрее, чем мы вынимали субстрат.

Главный инженер ООО «Ядран-Строй» Марат Таран — инженер с экологическим образованием. Без эколога на проекте работать невозможно, потому что тонкостей множество. К примеру, как мы уже сказали, на разных иловых картах разный химический состав осадка. Исходя из этого, нужно каждый раз отдельно рассчитывать концентрацию реагента, с которым будет смешиваться ил, чтобы эффективно связать токсичные соединения. И таких тонких моментов еще миллион.

Марат Таран, главный инженер ООО «Ядран-Строй». Фото: Мария Зверева/realnoevremya.ru
В среднем надо снять слой осадка толщиной в 6—8 метров с каждой карты — это около 30 тысяч кубометров

В марте 2022 года, в разгар работ по установке противофильтрационной завесы, специалисты ООО «Ядран-Строй» столкнулись с проблемой:

— Для ее создания по проекту должен использоваться шпунт Ларсена «Л-4», который производится только на одном из европейских заводов. В связи с известными событиями пришлось искать нового поставщика — нашли его в Екатеринбурге. В процессе перехода на новые поставки мы потеряли драгоценное время. А еще между старыми и новыми иловыми картами шпунт, по проекту, предполагался пластиковый. Однако проектировщик не учел некоторых технических моментов, и шпунт просто ломался — пришлось ждать, когда придет металлический.

Практически все остальные материалы для проекта закупались в России, кроме флокулянта — его тоже теперь закупают у отечественных поставщиков. И теперь проект на 100% импортозамещенный (если не считать запчастей к иностранной технике — так, на несколько недель летом встал один из четырех земснарядов, который не могли починить из-за усложненной логистики поставок деталей).

Несмотря на то что подобные проекты в России уже реализовывались, в казанском есть элементы уникальности (а значит, и усложнения работ). Так, до сих пор такая рекультивация проводилась на иловых полях, где карты были уже с готовым дренажом. А в Казани на иловых картах дренаж приходится делать заново, с учетом всех технических тонкостей.

Реализовывать проект было доверено ООО «Ядран-Строй». Компания уже много лет занимается промышленным и гражданским строительством. Фото: Мария Зверева/realnoevremya.ru

Почему пахнет и как будут убивать микроорганизмы?

Главный вопрос населения близлежащих поселков — что будут делать с запахом от иловых полей во время работ? Действительно, нынешним летом до жилой застройки доносились не самые приятные ароматы. Но специалисты просят потерпеть. Марат Таран разводит руками:

— К сожалению, мы не можем полностью избавить людей от запаха, ведь мы же начали там все ворошить. Думается, жалобы будут и наступающим летом, но если мы хотим убрать ил с этой территории, это неизбежно. Однако во время изъятия ила мы уменьшаем воздействие запаха и отходящих газов: ставим так называемый «мокрый барьер». Со стороны города стоят стойки, на которых распыляется специальный реагент, связывающий неприятные ароматы и отходящие газы.

Марат Хайруллин добавляет:

— Кстати, не весь запах, который чувствуют жители окрестных поселков, генерируем мы. Есть еще и очистные сооружения, а у них «мокрых барьеров» не стоит, и от них тоже пахнет!

Марат Хайруллин, генеральный директор ООО «Ядран-Строй». Фото: Мария Зверева/realnoevremya.ru
Мы и сейчас работаем днем и ночью. Например, зимой будем застилать эти карты геотекстилем и насыпать «бутерброд» из щебня, песка и геоматов на дно — готовить площадки для весенней работы

Еще один вопрос — неужели прохождение через станцию ультрафиолетового обеззараживания способно сделать из осадков бывших фекальных вод нормальный почвогрунт? Как полностью убить патогенную микрофлору в таком колоссальном объеме осадка? Марат Хайруллин объясняет: предусмотрена ступенчатая технология. Ультрафиолетовое обеззараживание — лишь первый этап. Второй — банальное, но очень эффективное… вымораживание:

— У нас в Татарстане глубина промерзания составляет до двух метров. Сейчас в толще осадка проходит брожение, гниение, размножение патогенных микроорганизмов, — объясняет специалист. — За обычную зиму иловая карта глубиной в 6—8 метров никогда не промерзает целиком, а значит, микроорганизмы гибнут на морозе только в верхних слоях. У нас запланировано три ряда геотуб. Геотуба промерзает целиком, по всему объему, поэтому за первый год мы укладываем один слой, ждем, пока он промерзнет насквозь, на второй год — второй слой геотуб, а следом — третий. Таким образом мы обеспечим послойное промерзание всего объема ила.

И, наконец, третий фактор, подавляющий развитие микрофлоры, появится, когда геотубы будут полностью уложены, накрыты защитной пленкой и засыпаны грунтом. Внутри объема будет сильно затруднен, фактически остановлен доступ кислорода. А в его отсутствие патогенные микроорганизмы размножаться не будут.

Зимняя картина на иловых полях. предоставлено realnoevremya.ru пресс-службой ООО «Ядран-Строй»

Почему так долго?

Третий часто возникающий вопрос: что уже сделано на сегодняшний момент? Работы ведутся с 2021 года, а ил снят только с семи карт. Чем занимались до сих пор? Но, во-первых, выемка ила — далеко не первый этап проекта. Для начала нужно было сделать противофильтрационную завесу, а это очень серьезный объем работы.

Кроме того, как рассказал нам Егор Тарнавский, в 2021 году были закачаны несколько пробных геотуб, чтобы они прошли цикл обезвоживания, обеззараживания и промерзания. Лаборатория в мае 2022-го подтвердила, что проект — «рабочий». А Марат Хайруллин, гендиректор ООО «Ядран-Строй», со своей стороны, объясняет:

— В 2021 и 2022 году, кроме тестирования проекта на экологическую эффективность, мы устанавливали противофильтрационную завесу (ПФЗ) — обнесли рабочую площадку почти 6 километрами шпунта высотой в 14 метров. Технологический цикл не позволяет нам одновременно и вынимать ил, и делать ПФЗ. Только нынешним летом мы начали выемку ила. К сегодняшнему дню уже сняли осадок с семи карт, они сейчас готовятся под застилку геоматериала. Всего у нас будет 663 геотубы по 2,5 тысячи кубометров и 649 — по 2,3 тысячи. Основной объем закачки придется на нынешний год. Но флокулянт работает только при температуре от +5 градусов — от этого и зависит закачка осадка в геотубы. Как только у нас установится ночная температура выше +5 градусов, мы начнем непрерывную закачку. Но мы и сейчас работаем днем и ночью. Например, зимой будем застилать эти карты геотекстилем и насыпать «бутерброд» из щебня, песка и геоматов на дно — готовить площадки для весенней работы. И с мая 2023 года начнем глобальную закачку геотуб. Картина на иловых полях будет меняться на глазах!

Как рассказывают специалисты ООО «Ядран-Строй», на высвобождение одной иловой карты уходит примерно месяц. Одновременно работать можно максимум на двух картах — на территории иловых полей подъездные дороги устроены так, что даже увеличение количества машин не позволит им разъехаться и эффективно увеличить производительность труда. Где смогли, сделали реверсивное движение — так удается работать в 13—14 машин одновременно.

Откачав жидкий ил, строители сталкиваются со следующим ограничением: ограниченным объемом кузовов грузовиков, которые нагружаются экскаватором при отработке твердой фракции. Так что оптимальное решение — два экскаватора и один бульдозер на одну карту.

На укладку геотекстиля, изготовление дренажной системы и насыпание защитных слоев уходит еще месяц. Над этим одновременно работают 30 человек, больше на карте не смогут поместиться.

realnoevremya.ru

Таким образом, все идет по плану. В 2024 году, как планируют специалисты Минэкологии и обещают специалисты ООО «Ядран-Строй», весь ил будет перекачан в геотубы, а территория иловых карт застелена геотекстилем, засыпана плодородным грунтом и впоследствии засеяна газоном. Марат Хайруллин заключает:

— Сейчас, когда мы уже получили для себя большой опыт и заранее знаем, что может пойти не так, можем смело сказать: мы готовы включаться в подобные проекты, если они будут запущены в других регионах. Мы отлично знаем, как это нужно делать!

Во второй части проекта о знаковых экологических проектах мы подробно расскажем о рекультивации полигона ТБО в Самосырово.

Людмила Губаева
Общество Татарстан

Новости партнеров