Электричество из мусора в Самосырово получат на год раньше срока

60 лет «мусорной истории» в Самосырово

Комплекс мусорных полигонов в Самосырово давно стал притчей во языцех среди жителей прилегающих поселков и деревень. Ароматы отсюда дотягивались даже до спальных районов Казани, и ничего удивительного здесь нет: мусор в Самосырово свозили со всего города еще с 1960-х годов. Самую первую, историческую свалку рекультивировали после 2017 года. Однако оставались еще два полигона, и их деятельность никоим образом не способствовала оздоровлению атмосферы в окрестностях Самосырово.

Полигон ТКО «Самосырово» был создан в 2004 году, а в 2017 было принято решение его закрыть. Так и появились близ Казани формы рельефа, нетипичные для нашей местности — несколько мусорных гор (одна карта старой свалки, две карты на полигоне «Самосырово» и одна на «Восточном»). Высота их — более 30 метров. Издалека они выглядят даже интересно — почти как башкирские шиханы. Вот только тело их сложено не из карбонатной породы, а из мусора, который годами накапливался и спрессовывался.

Даже по окончании работы полигона ТКО «Самосырово» (а это две горы, две «карты») его тело продолжало, мягко говоря, неприятно пахнуть. Ведь внутри мусорного холма гниют и разлагаются сотни тысяч тонн мусора, свозившегося сюда со всего города. При этом выделяются газы — например, сероводород, аромат которого даже самые лояльные химики сравнивают с тухлыми яйцами. И, конечно, этого не могли не замечать жители. Как рассказывает нашему изданию Егор Тарнавский, заместитель министра экологии Республики Татарстан, из всех жалоб на качество атмосферного воздуха, которые получали экологи Казани до 2019 года, около 30% приходились на самосыровские запахи.

Голландский профессор и помощь «Татнефти»

Егор Тарнавский рассказывает:

— По поручению президента Татарстана Рустама Нургалиевича Минниханова мы начали искать технологию рекультивации закрытого в 2017 году полигона ТКО «Самосырово». Решение приняли такое: не просто рекультивировать, но найти правильное техническое решение. Сделать так, чтобы отходящие из тела свалки газы не просто выбрасывались в атмосферу, но, чтобы можно их было использовать, принося пользу обществу.

В стандартной схеме рекультивации подобных объектов мусорные отвалы закрываются геомембраной, организовывается дренажная система для отвода фильтрата, а отходящие газы выводятся в атмосферу с помощью системы труб. В Самосырово решили организовать другую, более экологичную схему — активную дегазацию. При этом биогаз (преимущественно состоящий из метана) не выходит в атмосферу, а собирается прямо из тела свалки, отводится на досжигание, и этот процесс используется для получения электроэнергии.

Технологию начали искать в 2019 году — сначала изучили, что делается в этом направлении в России и в остальном мире. Идею поддержала компания «Татнефть»: она выделила 1,8 млн рублей на научно-технические изыскания. Совместно с ее специалистами Научно-технический совет министерства рассмотрел пять технологий. Выбрана была система активной дегазации «Мултривел» — метод, в соответствии с которым множество вертикальных гибких скважин погружаются в тело полигона и по поверхности подсоединяются к горизонтальным скважинам. Таким образом мусорная гора по всему объему оказывается пронизана сетью газодренажной системы. Благодаря такому решению удается собрать до 95% всего биогаза и отводить его «на благое дело» — то есть на газопоршневые установки для получения электроэнергии.

— ПАО «Татнефть» и ООО «Промбиогаз» помогли провести научно-изыскательские работы — в их задачи входило привлечь к проекту самых авторитетных в мире специалистов. В результате в Казань приехал Тристан Гиллербрегт — специалист из Нидерландов, входящий в пятерку лучших мировых экспертов в области разработки биогаза и систем их извлечения для превращения в источник энергии. При его участии был проведен комплекс исследовательских работ: анализ исходного состояния тела полигона, оценка потенциала и состава свалочного биогаза, анализ потенциальных систем его извлечения и выбор приоритетного варианта. Профессор Гиллербрегт на Научно-техническом совете министерства представил научную разработку, и на ее основании впоследствии была заказана проектно-сметная документация, — объясняет Егор Тарнавский. — Его вердиктом было следующее: газа в двух картах Самосыровского полигона хватит примерно на 20—25 лет с выработкой 1,3 мегаватта электроэнергии.

В задачи Министерства экологии, помимо инициирования проекта, организации изысканий, выбора приоритетного варианта, подготовки проектно-сметной документации (совместно с Исполкомом Казани), входила еще и задача внести проект в нацпроект «Экология». Все удалось: рекультивация полигона ТКО в Самосырово проходит по федеральному проекту «Чистая страна», на него выделены 872 млн рублей.

Как не раз подчеркивал министр экологии Татарстана Александр Шадриков, проект рекультивации полигона для России пилотный: до сих пор нигде в стране еще подобным образом не рекультивировали полигоны такого огромного объема. Активная дегазация по системе «Мультривел» применяется в Самарской и Московской областях, но объекты там небольшие. А объемы полигона в Самосырово впечатляют: на старте проекта это были две усеченные пирамиды высотой более 30 метров, в которых были плотно спрессованы более 1,5 млн кубометров отходов! Площадь этого полигона — больше 14 гектаров. И все это нужно было привести в порядок, да так, чтобы еще и «зеленую» электроэнергию выработать!

3 600 дрен на две мусорных горы

Но запланировать и разработать проект — это одно. Другое — воплотить его в жизнь. Тендер на производство работ выиграло ООО «Ядран-Строй» («Реальное время» уже рассказывало о том, как компания работает сейчас на втором титульном экологическом проекте республики — рекультивации иловых полей Казанских очистных сооружений).

Перед строителями были две карты, две горы. Работать начали в 2021 году. На первом, техническом, этапе нужно было сначала подготовить территорию. Высоту мусорных гор выровняли — с первой, более высокой карты срезали 170 кубометров свалочного грунта (около 9 метров высоты) и перевезли на вторую. Это нужно было сделать для эффективности работы — чтобы выровнять давление массы грунта на обеих картах. Получив две одинаковых горы, строители уложили на поверхность 30-сантиметровый технологический слой грунта, разровняли его. А у склонов уложили бетонные плиты, организовав ровную площадку — здесь разместятся газопоршневые установки, «сердце» проекта по выработке энергии.

После земляных работ началось самое интересное — технологический этап. Предстояло организовать систему отвода газа. В тело полигона установили 3 600 мягких дрен — по 1 800 на каждую карту. Гибкость дрен обеспечивает их способность проводить газ, даже если они деформируются, изгибаются или сдавливаются под воздействием деформации грунта.

Генеральный директор ООО «Ядран-Строй» Марат Хайруллин объясняет:

— Газ собирается за счет вертикальных дрен, установленных в пробуренных отверстиях в теле карты. Между собой вертикальные дрены соединены горизонтальными. По сути, это очень много трубок, соединенных между собой. Все это собирается в несколько полиэтиленовых труб, которые выходят через специальные отверстия. А после того, как будут завершены все работы, эти трубы будут соединены в один магистральный коллектор, который будет подводить газ на очистку и потом — к газопоршневой установке.

Ожидалось, что устройство системы активной дегазации — бурение множества скважин и установка в них дрен — затянется на много месяцев. Однако подрядчики вывели на проект «усиленный» десант техники и рабочих, и технологический этап работы удалось уложить в год. К настоящему моменту тело обеих карт уже полностью пронизано дренами, система активной дегазации готова. Осталось только установить коллекторы, которые поведут собираемый мусорный газ на газопоршневые установки.

Были мусорные горы — станут зеленые холмы

«Зеленую» энергию из собранного газа будут вырабатывать три газопоршневых установки (ГПУ) мощностью по 500 кВт·ч каждая. Предполагается, что работать они станут каскадом: в зависимости от внешних условий, выделение газа будет разным в разные моменты времени, и поэтому ГПУ будут подключаться по мере его поступления. А при залповых выбросах либо при выходе из строя ГПУ газ, не успевший переработаться на электростанции, отправится по трубам на факел — и там будет досжигаться.

— Но не нужно беспокоиться о том, что от сжигания биогаза будет загрязняться атмосферный воздух, — заранее снимает наши вопросы Марат Таран, главный инженер ООО «Ядран-Строй». — Факел (а точнее, высокотемпературная газосжигательная установка) имеет высоту 10,5 метра. В верхней части камеры сгорания не будет пламени: установка обеспечивает безопасное и экологически чистое сгорание газа. Он смешивается с воздухом для горения и сжигается при температурах в диапазоне 1000 — 1200 градусов. Это обеспечивает полное сгорание метана, что соответствует и российским, и международным стандартам. Система оснащена полностью автоматизированным управлением и запускается/останавливается автоматически. Плюс ко всему, в отличие от сбросных факелов, скажем, химических производств, на нем будут сжигаться не токсичные ингредиенты, а обыкновенный метан. При окислении он превращается в водяной пар и углекислый газ. На соседней карте, которую рекультивировали до этого, метан просто выводят на поверхность карты, и он уходит в атмосферу, это стандартная технология рекультивации. А мы его улавливаем и превращаем в тепло и пар.

После того, как в тело полигона были заложены дрены, каждую гору тщательно закрыли полностью непроницаемой геомембраной. Она не пропускает ни влагу, ни воздух, и таким образом надежно накрывает поверхность, через которую полигон источал неприятные запахи. К сегодняшнему дню геомембрана уже закрыла все тело полигона, а сверху отсыпан слой грунта толщиной в 0,85 м. Прямо сейчас идет укладка гидромата.

— Гидромат пропускает воздух, но задерживает воду. Таким образом, он отводит все осадки, попадающие на закрытое тело полигона сверху. Эта влага будет собираться по склонам холма вниз, в лоток-водоприемник. В день мы сейчас укладываем по 500—800 квадратных метров гидромата, — объясняет Марат Хайруллин. — Следом поверх гидромата уложим 15 см плодородного грунта, он уже привезен и складирован на площадке полигона. И, наконец, в мае, после того, как установится устойчивая положительная температура, внесем в этот грунт удобрение и засеем оба получившихся холма травой — в проекте предусмотрена смесь из десяти видов травянистых растений.

А вот кустарник, как обещали некоторые официальные лица, все-таки не предусматривается — корневая система крупных растений прорвет гидромат и впоследствии может повредить геомембрану, поэтому в таких проектах может быть только травянистое покрытие.

Впоследствии останется только собрать между собой выходные отверстия труб в единый коллектор, который будет спускаться с карт до газопоршневых установок. Подключение установок, старт этой маленькой электростанции, планируется на заключительном этапе работ.

— Мы проведем пуско-наладочные работы. Потом нашей задачей будет распределить электроэнергию на обеспечение самого полигона и на пост охраны. Излишки выделяемой энергии можно будет направить на нужды населения окрестных поселков, — объясняет Марат Таран. — Но это будет определять город, наша задача — только все сделать и ввести все установки в эксплуатацию.

Пирамида чуть не превратилась в «вулкан»: какие проблемы пришлось решать в ходе работ

Как и в любом деле, гладкий «бумажный» проект в процессе реализации постепенно обрастал внезапно возникающими проблемами. Впрочем, все их удалось оперативно решить: у ООО «Ядран-Строй» большой опыт гражданского и промышленного строительства, а эксперты, набранные специально под реализацию ключевых экопроектов республики, готовы были к любым сложностям. Какие же вопросы пришлось срочно «разруливать» специалистам?

Для начала, пришлось поработать над системой отвода фильтрата.

— Мы отремонтировали канализационно-насосную станцию на полигоне, потому что нужно было откачать влагу из старых колодцев. На ней мы поменяли насосы, ручная задвижка уступила место электроприводной. То есть для повышения пропускной способности, надежности и качества сбросной линии мы провели полную реконструкцию КНС. И теперь весь отводимый фильтрат уходит в пруд-отстойник, а оттуда испаряется, — объясняет Марат Хайруллин.

Вторая сложность подстерегала строителей, когда они выровняли «горы» и переместили грунт на вторую карту с первой. Карта, имевшая форму конуса, вдруг превратилась в «вулкан» — на ее поверхности образовалась впадина. Пришлось дополнительно завозить грунт, сверх рассчитанного объема. А это — не только денежные, но и временны́е затраты.
Мы спрашиваем: а какая разница? Почему бы не оставить «вулкан», так ли мешает эта впадина сверху мусорной горы? Но инженер проекта, Марат Таран, объясняет:

— Конусообразная «шапка» нужна, чтобы по склонам холма могла отводиться на рельеф влага от атмосферных осадков, а не скапливалась на ее поверхности. Кстати, в какой-то степени именно из-за этого «провала» дополнительный объем грунта «выдавил» влагу из тела горы, и нам пришлось усилить работу по отводу фильтрата.

Третья главная сложность, с которой встретились специалисты ООО «Ядран-Строй», — осыпание грунта в процессе работы.

— Главным нашим противником была погода, — рассказывает Марат Хайруллин. — Был нынешней осенью двухнедельный период сплошных дождей. И на это время нам приходилось прерываться с работой. Грунт намокал и оползал, потому что у него не было упора. Пришлось сначала ждать установления ясной погоды, а потом сформировать более пологую карту — чтобы создать упор для грунта.

Так что тут тоже потребовались дополнительные (и немалые) объемы грунта. В дальнейшем удерживать его будет в том числе и корневая система травы — именно поэтому засев запланирован не на осень, а на весну, чтобы растения успели ее сформировать.

Четвертое обстоятельство, которое отмечают эксперты, — тяжелые самосвалы, привозившие грунт, невозможно было по осенней распутице «загонять» на верх карты. Временная дорога из щебня под их тяжестью уходила в грунт. Поэтому внизу карты грунт перегружали на более легкие машины, которые забирались наверх. И даже тогда временные дороги пришлось отсыпать несколько раз (что увеличило расход щебня). На полигоне в пиковые периоды трудились до 35 человек, до 10 единиц самосвалов, четыре бульдозера (по два на каждой карте), 3 экскаватора, кран-манипулятор. Работы ведутся и зимой, и летом, а порой приходилось работать и круглосуточно.

Проект закончат на год раньше установленного срока

На всех этапах работу пристально контролирует Росприроднадзор в лице ЦЛАТИ (Центральной лаборатории автоматических и технических измерений). Специалисты лаборатории регулярно приезжают на объект, отбирают пробы грунта, воздуха и фильтрата на предмет превышения ПДК загрязняющих веществ. Их ежемесячные отчеты показывают: все чисто, нарушений нет!

В проекте используются материалы российского производства — именно с этим во многом связано то, что проект идет с опережением сроков. Не нужно было перестраивать систему поставок, все «импортозамещено» еще на этапе проектирования.

И только газопоршневые установки, которые будут отвечать за выработку электричества, — китайского производства. А значит, особых проблем не возникло. И очень быстро. Благодаря тому, что систему дрен удалось скоростными темпами установить за один строительный сезон, работы планируется завершить в июне 2023, после чего полигон будет передан городу. На вопрос, что позволило так быстро справиться с проектом, Марат Хайруллин отвечает:

— Двухсменная работа. Количество привлеченной техники и увеличение численности сотрудников, занятых на проекте. Опыт наших инженеров. Досрочно закончить проект нам может помешать только погода, но мы надеемся, что все получится.

В результате на месте бывших мусорных гор будут два пологих зеленых холма. На то, что в их толще происходит процесс активной дегазации, будут намекать только несколько труб, спускающихся с холма, и факельная установка, стоящая между картами. Так гигантские «запасы» мусора дадут серьезный выход по-настоящему «зеленой» энергии, а глобальная экологическая проблема, десятилетиями не дававшая вздохнуть жителям окрестных поселков, наконец, разрешится.

Реклама. ООО «Ядран-Строй». Токен: Pb3XmBtzt2TRb2VQJsfues2QyyrUCT2dmtBjCHk