Как нам обустроить… свалку?
ХХ век породил огромную проблему для человечества: наличие гигантских скоплений мусора. Технологии, знаменующие развитие прогресса и всячески облегчающие нашу жизнь, порождают массу полезных и удобных вещей, которые имеют обыкновение выходить из строя тем быстрее, чем активнее движется упомянутый прогресс. Новый пластиковый электрочайник остаётся новым полгода, а дальше появляется ещё более новый; что же делать со старым? Понятно, выбросить! Бутылки из-под пива, если они стеклянные, ещё можно использовать вторично, а что, если они пластиковые? На свалку! А пакеты? А дикое количество разного рода привлекательных для потребителя упаковок? А одежда из акрила или полиэстера...?
Учёные, работающие на стыке наук культурологии и экологии, пользуются даже термином "вещная стратегия современности" (А. П. Чудаков). Её суть – в производстве множества недолговечных, "одноразовых" вещей, которые нельзя починить, а можно только заменить другими. Связано это с потребностями сбыта огромного количества продукции, насыщающей и перенасыщающей рынок. Если её вовремя не купят, то встанет проблема перепроизводства, а с ней – безработицы и социальных кризисов. Хватит уже с нас потрясений: мы лучше будем приобретать, приобретать, приобретать – и выбрасывать.
Собственно, любая помойка сегодня – это и есть оборотная сторона рыночной экономики: вот где заканчивают свой век ее плоды. К сожалению, современные отходы ни в воде не тонут и в огне не горят, а если даже это происходит, то при этом буквально отравляют нам жизнь…
Но постепенно и на наших глазах ситуация становится все более катастрофической. Идя по лесу с пакетиком мусора, дачник как бы невзначай и с полной свободой его роняет – и пакетик лежит на том месте вечно. Вот, глядишь, рядом с ним ещё один, вот их уже десяток, небольшая куча, горка... К месту свалки начинают ездить машины, и там оказываются старый холодильник и телевизор. К ним через какое-то время присоединяются прочие твёрдые бытовые отходы (ТБО). Затем всё это польёт дождик, а по весне подмочит паводок. И потечёт во все стороны "мертвая водица". А летом она впитается в почву и пойдёт по грунтовым водам…
Ничем не лучше обстоят дела и на "регулярных", официальных свалках. Бывает, что ТБО лежат там годами. Твёрдые отходы щедро сдобрены жидкими – остатками пищи, бытовой химии, косметических средств и др.; всё это омывается дождевой и талой водой. Твёрдые лежат себе и тихо отравляют почву; а жидкие потоками стекают в ближайшие водоёмы, и через какое-то время очень часто оказываются – ну, хотя бы в качестве химических соединений – вместе с водой в нашем супе.
Самое заметное событие последних лет в российской "мусорной" отрасли – попытка организовать раздельный сбор отходов. Ведь ТБО делятся на три категории: вторичное сырье (35%), биоразлагаемые отходы (35%) и так называемые "хвосты", или неперерабатываемые отходы (30%). Соответственно, в Испании, Германии, США, Франции принято ставить во дворах домов по три мусорных контейнера разных цветов. В один собираются пищевые отходы, в другой - стекло, дерево и металл, в третий - бумага и пластмасса. Разные способы утилизации отходов каждого типа позволяют решить проблему стоков загрязнённых жидкостей в естественные водоёмы. Однако социологи считают, что нам понадобится не менее 15 лет, чтобы осознать правильность системного подхода к мусору.
В последнее время в отечественной мусорообрабатывающей отрасли появилось сравнительно новое понятие "полигон". В большинстве случаев это глубокие карьеры, куда свозятся отходы, которые трамбуют бульдозерами, а затем засыпают небольшим слоем грунта. Общая площадь под полигонами в одной только Московской области - более 830 га. Однако мусора всегда оказывается больше, чем могут вместить полигоны, и захоронение ТБО всё равно не решает проблемы ядовитых стоков. К тому же бывают случаи, когда под слоем грунта или песка отходы начинают самовозгораться – ведь и под землёй химические реакции не прекращаются, а термические процессы могут только усилиться. Самовозгорающиеся свалки тушат, разумеется, водой, из-за чего образуется ещё больший объём ядовитых, загрязнённых стоков.
Именно поэтому большинство свалок не соответствует даже минимальным санитарно-эпидемиологическим требованиям. Очень часто содержание выделяющихся вредных веществ значительно превышает предельно-допустимую концентрацию (ПДК) отравляющих веществ: так, обычно на горящей свалке диоксид азота, диоксид серы, фенол, двуокись углерода имеют 3,05 ПДК, аммиак, сероводород, формальдегид – 2,08 ПДК, пирен – 1,6 ПДК. При этом многие из этих веществ не растворяются водой. Тем же, которые растворяются, необходимы условия, т. е. вода – и мы снова упираемся в проблему стоков. Более того, даже в случае уничтожения массива ТБО загрязнение почвы, в частности, грунтовых вод, само собой не устраняется.
Не следует также забывать, что дренажная вода со свалок, требующая частичной очистки прямо на месте, вовсе не единственный вид сточных вод. Так, в промышленности побочные продукты производства зачастую остаются прямо на территории предприятия. С течением времени эти продукты частично проникают в почву, где размываются грунтовыми водами. Они, в свою очередь, загрязняются. На территории аэропорта или нефтехранилища всегда существует опасность постоянной утечки топлива и просачивания жидкости в почву. Это также создает дополнительную потенциальную опасность заражения грунтовых вод. При аварии автоцистерн на землю могут выливаться большие объемы минеральных масел или химикатов; а при природных катастрофах последствия могут быть еще более серьезными.
Замусоренное столетие вовсе не отменило одного из важнейших законов, а именно – круговорота воды в природе. Сточные воды должны в какой-то момент вновь очутиться в естественном водоёме, чтобы продолжить свой путь по планете. Для этого из них надо удалить все вредные примеси, в особенности - фосфаты и нитраты. Станции очистки сточных вод должны оснащаться оборудованием, стоимость которого очень высока. На современных предприятиях не только технологическая вода, но и вода, используемая в системах охлаждения, подвергается предварительному процессу химико-физической очистки в отдельных очистных установках. Лишь после прохождения такого цикла обработки вода подается на станцию очистки сточных вод и оттуда уже может отводиться в канализационную систему или вновь использоваться в технологическом процессе.
Выходом из этой ситуации может стать снабжение районов свалок насосами, созданными для откачки сточных вод. Правда, просто привезти и установить насос недостаточно. Ведь нужно, чтобы сточные воды аккуратно поступали куда следует, то есть, система дренажа и сбора жидкости. Одним из способов организации такой системы является микротоннелирование – метод строительства коллекторов в крупных городах бестраншейным способом, применяемый в Европе, США, Японии. Процедура осуществляется микропроходческими установками (комплексами) типа, например, немецких AVN (HERRENKNECHT AG). Используются так называемые бурошнековые машины – например, КТП-1 или КТП-5 отечественного производства или немецкие БМ-300, БМ-400 (HERRENKNECHT-BOHRTEC). Последние хорошо зарекомендовали себя именно на канализационных работах. Важной особенностью этого метода является высокая точность проходки и постоянный контроль за ее траекторией. Разумеется, для микротоннелирования требуется специальные железобетонные трубы задавливания. Они предназначены для сооружения дождевой канализации, для самотёчных канализационных коллекторов, транспортирующих хозяйственные бытовые сточные воды, а также агрессивные производственные сточные воды. Такие трубы были применены на строительстве Лефортовского коллектора (850 м), в районе Химки-Ховрино (650 м) и в Бирюлёве-Загорье (1200 м). Образованная микротоннельная сеть будет поглощать образующуюся жидкость и отводить ее в предусмотренные емкости.
Микротоннелирование позволяет выполнять задачи по прокладке коммуникаций в сложнейших условиях, где раньше без специальных методов (водопонижение, замораживание и др.) делать было нечего. Шахты (стартовые и приёмные) строятся с поверхности грунта. Расстояние между ними может достигать 100-200 м, а глубина каждой – 8-10 м. Трубы микротоннелей вдавливаются в грунт домкратами, что, собственно, и образует систему коллектора. Безусловно, после образования такой системы возникает вопрос об оборудовании для перекачивания стоков.
Насосы для этих целей могут быть разных типов. Первый предназначен для перекачки стоков, необработанной воды, воды с наличием шламов, то есть нерастворимых отложений, чаще всего в виде порошкообразного продукта. Также насосы первого типа служат для удаления промышленных стоков. Они устанавливаются в специально оборудованных приямках, где скапливаются необработанные сточные воды. К первому типу относятся, например, погружные насосы GRUNDFOS серии S, SV. Они могут развивать напор до 110 м и производительность до 8500 м3/ч при температуре перекачиваемой среды от 0 до 40 градусов С. Диаметр напорного патрубка варьируется от 100 до 600 мм, что позволяет говорить о широком рабочем диапазоне моделей. Эффективное перекачивание сточных вод достигается благодаря различным модификациям рабочих колёс и системе их регулирования. Монтироваться насосы могут различными способами: "сухим" или погружным. Двойные торцевые уплотнения имеют повышенную стойкость к износу. Насосы могут быть снабжены кожухами охлаждения, системой защиты и контроля. Защита электродвигателя обеспечивается тремя тепловыми реле, датчиком влажности в клеммной коробке и датчиком наличия воды в масляной камере. По запросу устанавливаются термисторы для мониторинга температуры подшипников.
Второй тип насосов создан для перекачивания слабых растворов кислот и щелочей, химически агрессивных жидкостей. Это многоступенчатые центробежные насосы в нержавеющем исполнении, например, GRUNDFOS типа CRN, а также титановые насосы CRT. Следует подчеркнуть, что перекачивать они могут только свободные от твердых частиц жидкости, например, химические реагенты.
Отметим, что для работы с загрязненными или зараженными агрессивными веществами грунтовыми водами компания GRUNDFOS разработала специальные экологические насосы типа SP-NE, устойчивые к воздействию масел и химикатов. Нержавеющий корпус и проточная часть позволяют перекачивать даже достаточно активные среды. На базе этих агрегатов можно организовать оперативную систему водоочистки – например, загрязненные грунтовые воды могут под давлением подаваться к поверхности земли, после чего можно выполнять дальнейшую обработку стоков.
Насосы другого типа предназначены для отбора проб и частичного обезвреживания грунтовых вод. Это оборудование, ярким представителем которого стал насос МР1, относится к семейству скважинных. Новый агрегат необходим для взятия образцов инфильтрационных и грунтовых вод. Наряду с микротоннелированием, для удобства и оперативного определения химического состава инфильтрационных и грунтовых вод, можно применять бурение узких скважин, с целью установления, насколько серьезно загрязнение. Для подъема образцов вод насос опускается в скважину. После забора проб он поднимается наверх, промывается и опускается в следующую. Насос отличается высокой компактностью за счет применения частотного преобразователя. Диаметр насоса составляет лишь 2 дюйма, что позволяет использовать его в узких скважинах.
Выбор того или иного способа очистки и защиты грунтовых вод зависит от местных условий и желания заказчика. Главное же этот выбор в конце концов осуществить, иначе лет через десять чистую воду мы будем видеть только в магазинной упаковке…