Рекультивация иловых полей в России

Мониторинг технологических этапов рекультивации иловых полей в России

Темы

• Иловые поля РФ
• Примеры
• Казань

В ходе очистки сточных вод в России ежегодно образуется более 7 млн тонн илового осадка, который накапливается в специальных отстойниках – иловых полях, состоящих из «ячеек» – иловых карт. Такие иловые поля являются неотъемлемой частью очистных сооружений, которые можно найти в каждом крупном городе. Несмотря на их важность, они имеют очевидные минусы:

• занимают большие площади, как правило, в черте города, где земля особенно ценна;
• являются источником неприятного запаха, эстетически непривлекательны, снижают комфортность проживания окружающего населения;
• создают риски загрязнения почв и грунтовых вод из-за накопления в иловом осадке опасных микроорганизмов и тяжелых металлов.

Иловые поля РФ

Однако, новые технологии очистки сточных вод позволяют отказаться от использования иловых полей и перейти к их рекультивации. Такие работы запланированы в рамках национального проекта "Экология": передовым является опыт рекультивации иловых полей в Казани. Для большинства городов России аналогичные работы стоят на повестке.

Из первых двух рисунков видно, что ситуация с иловыми полями в России имеет широкое распространение. В одних только городах-миллионниках и городах, о которых упоминали СМИ в контексте данной проблемы, насчитывается более 50 иловых полей суммарной площадью более 1,5 тысяч га. 

Примеры

Наибольшую площадь (от 100 до 200 га в сумме) занимают иловые поля в Самаре, Нижнем Новгороде, Новосибирске, Санкт-Петербурге, Воронеже, Омске, Казани и Красноярске.

Крупнейшее иловое поле России в окрестностях г. Самара на космоснимке 23.06.2023

Второе по величине иловое поле России в окрестностях Новосибирска

Третье по величине иловое поле России в окрестностях Нижнего Новгорода

Четвертое по величине иловое поле России в окрестностях Омска

Казань

На космических снимках ярко видны изменения иловых полей в Казани. Площадь городских очистных сооружений более 110 га. И расположены они в водоохранной зоне Куйбышевского водохранилища.

Основное предназначение этих иловых полей — подсушивание и стабилизация осадков сточных вод от городских очистных сооружений. С начала их эксплуатации в 1974 году фактическое заполнение иловых карт превысило проектную мощность. 

На базе «Водоканала» Казани был проведен переход на практически безотходную систему термомеханической обработки илового осадка, и иловые поля перестали использовать по назначению. Однако они продолжают представлять угрозу для окружающей среды. Согласно данным экспертиз, в иловом осадке обнаружено высокое содержание опасных болезнетворных микроорганизмов, и отмечается превышение допустимых концентраций тяжелых металлов. В связи с этим, с 2021 года предпринимаются меры по рекультивации объекта, которую планируется завершить к 2025 г. Чтобы не допустить утечки загрязненного ила работы включают несколько сложных этапов:

• Сначала территорию иловых полей огораживают противофильтрационной завесой из металлического шпунта. Длина завесы почти 6 км, а высота шпунта доходит до 14 метров

• С иловой карты снимается весь осадок сточных вод до грунтового основания карты. Это слой толщиной в среднем 8 метров. Жидкий ил перекачивают машиной с насосом, а нижележащие слои спрессованного субстрата вырабатываются экскаваторами

• Затем следует подготовка площадки для геотурбирования: поверх чистого грунта укладывают геомембрану, на нее щебеночное основание, армированное решеткой, несколько слоев песка и щебня, гидроматы, сверху укладывают геотубу. Геотуба – это огромный «мешок» из полимерного волокна вместимостью в 2,5 тысячи кубических метров

• Выработанный ил перемещают на технологическую карту. Для этого выделен один из участков. На нем ил доводится до определенной влажности и проходит через станцию ультрафиолетового обеззараживания. Затем ил перемешивают с флокулянтом для высвобождения воды из осадка и реагентом для связывания тяжелых металлов в нерастворимые соединения

• Подготовленный таким образом ил закачивают в геотубу. Благодаря флокулянту через поры «мешка» наружу начинает проступать вода, которая по системе дренажных каналов отводится в голову очистных сооружений на очистку вместе с остальными городскими стоками. Внутри геотубы остается только иловый осадок

• Геотубы укладываются в три ряда, образуя своеобразный холм. Потом они засыпаются песком, накрываются защитным материалом, присыпаются плодородным грунтом и засеиваются газоном. Начинается этап биологической рекультивации, который занимает несколько лет. В результате ил в геотубе становится безопасным почвогрунтом

Выводы

В России обозначился переход к безотходным технологиям очистки сточных вод. Это дополнительно дает возможность начать рекультивацию отработанных иловых полей, существование которых в крупных городах несет много негативных эффектов.

Анализ космических снимков крупных городов России позволил установить более 50 кластеров иловых полей общей площадью более 1,5 тыс. га. Все они потенциально подлежат рекультивации.

На основе первого в стране масштабного опыта рекультивации иловых полей в Казани показана возможность космического мониторинга технологических этапов проводимой рекультивации.