Большинство отечественных металлургических комбинатов были введены в строй ещё в середине XX века. С того времени они накопили огромное количество шлама. Чаще всего проблему хранения обводнённых отходов решали путём наращивания высоты дамб обваливания, чтобы увеличить объём накопителей. Сегодня подобные ресурсы исчерпаны и возникла острая необходимость в расчистке шламохранилищ. Сухоройная техника с обводнённым шламом не справится: есть риск, что значительные нагрузки при работе техники и автомобилей повредят дамбы. Оказывается, сегодня можно обойтись и без них, используя геотубы.

Где копятся отходы?

"Россия с промышленными отходами обращается очень неэффективно. У нас в год в стране официально производится около 5 миллиардов тонн отходов. И данные за предыдущие годы показывают, что их количество растёт. Причём если ВВП падает, то объём сохраняется примерно на том же уровне, но не уменьшается. А если ВВП растёт, то и отходы растут быстрее ВВП», — констатирует директор по программам Гринпис России Иван Блоков.

Промышленные предприятия, оперирующие большими объёмами так называемых ожиженных отходов — это горнодобывающие, металлургические заводы, гиганты тяжёлого, энергетического и химического машиностроения, крупные ТЭЦ. Большинство из них попросту годами копят отходы в шламонакопителях, которые занимают огромные территории. Но бесконечно это делать невозможно: накопитель снова и снова должен принимать вновь образующиеся отходы. Очевидно, это создаёт проблемы не только для предприятия, но и для экологии: появляется риск загрязнения прилегающей территории из-за фильтрационных потерь  перегруженных  отстойников.

По этим причинам одним из важных этапов эксплуатации накопителей является их своевременная очистка. Данная задача может быть решена различными способами, суть которых сводится к удалению обводненного отхода при помощи насосного оборудования или экскаватора, с последующей транспортировкой к месту утилизации. Однако размещение жидких отходов на санкционированном полигоне является грубым нарушением, а утилизация обводненных отходов является затратной еще и потому, что общий объем утилизируемого отхода увеличен на объем свободной воды, входящей в его состав.

Тот случай, когда обезвоживание — на пользу

Чтобы поддерживать качество оборотных и сбросных вод, предприятия должны своевременно очищать шламохранилища, отстойники и подобные сооружения от шлама. Сильно обводнённый отход перед утилизацией требует обезвоживания.

Этот процесс возможно осуществлять экстенсивными и интенсивными методами. К первым относятся процессы естественного уплотнения и сушки, ко вторым — аппаратурные: на центрифугах, камерных и ленточных фильтр-прессах.

Самый простой и дешёвый способ — заполнить шламонакопитель жидким отходом. Так можно сократить первоначальный объём и, тем самым снизить затраты на последующую утилизацию, но не сэкономить время — на это понадобится несколько лет. Кроме того климат на  большей части  территории России не позволяет эффективно подсушивать осадок, применяя только экстенсивные методы обезвоживания. Для более глубокого обезвоживания осадков применяют механические аппараты обезвоживания. Однако цеховая инфраструктура не только сложна в проектировании и обслуживании, но и достаточно дорогостоящая.

Как показывает практика, в большинстве случаев предприятия не следуют поговорке «Не плюй в колодец, из которого пьёшь».

«Достаточно часто проблема либо остается без внимания вообще, либо решается дедушкиным способом. Грубо говоря, отход при помощи экскаватора или драглайна изымается из чаши шламонакопителя, складывается рядом на естественную подсушку — обычно без какой-либо гидроизоляции и защиты подстилающих грунтов. После этого он вывозится либо на полигон, либо вообще в неизвестном направлении. Но необходимо отметить, что уровень экологического сознания повышается, а привычные ранее методы выходят из моды, и специалисты начинают искать альтернативные технологии и способы решения проблем».

Чтобы получить транспортабельный отход, в шлам добавляют вспомогательные вещества: диатомит, перлит, уголь, золу и древесную муку. Их свойства, такие как химическая инертность по отношению к воде, высокая пористость, малая площадь активной удельной поверхности и отсутствие растворимых в воде составляющих, позволяют довести шлам до приемлемого состояния гидроксидного осадка с влажностью 70%. Минус такой технологии в том, что увеличивается объём вещества, а значит, растёт и стоимость транспортировки и утилизации.

Геотекстильный контейнер — что это?

По словам специалистов, сегодня решить эту и вышеперечисленные проблемы можно, причём быстро и без капитальных затрат — с помощью технологии обезвоживания в фильтровальных контейнерах из геотекстиля, которые называются геотуба. Это технологический процесс гравитационного обезвоживания разнообразных по происхождению суспензий в контейнерах.

«Материал в данном случае – 100% полипропилен высокой степени прочности, который обладает уникальными фильтрационными характеристиками, а также, благодаря специальной пропитке,  защищён от воздействия ультрафиолетовых лучей. Есть определённое ограничение технологии, связанное с природой шлама, с которым предлагает работать заказчик. Безусловно, для слишком замазученных, кислотных, либо щелочных сред существуют более эффективные технологии. Мы в этот сегмент не заходим, потому что понимаем, что для каждой задачи есть оптимальное решение, и геотубы тут, к сожалению, таковым не являются. Мы говорим скорее о шламах, которые имеют 4, 5 класс опасности с влажностью от 60 до 95%, у которых надшламовая вода условно чистая».

Куда уходит вода?

На первый взгляд, технология прямо-таки элементарна: суспензия поступает в контейнер и спустя некоторое время вода выходит через поры геотекстиля. Диаметр поровых отверстий — 0,35 мм. Если в осадке содержатся частицы ещё мельче, чтобы максимально задержать их внутри, пульпу кондиционируют флокулянтом. Поэтому фильтрат, выходящий из геотуб, не содержит механических взвесей. По системе дренажа он поступает в водосборный приямок и оттуда может снова поступать в шламонакопитель.

Что происходит с обезвоженными отходами?

Обезвоженный шлам может храниться в геотубе — каждая вмещает до 1500 м³ материала. Также грунт можно перевести в режим пассивного хранения осадка, либо использовать по назначению.

«Если коротко, то мы буквально за месяц решаем проблему предприятия, которая копилась долгие годы, и оставляем заказчику освободившийся вмещающий объём шламонкопителя и компактно складированный отход, неподверженный повторному обводнению или разносу ветром. В отдельных случаях возможно из шлама получить субпродукт, которым можно в дальнейшем воспользоваться. В случае с угледобывающими предприятиями - сырье для последующего обогащения, с ГОКами – грунт, который может быть использован на стройке, а если мы говорим про иловые карты или природные водоемы-  почвогрунт для озеленения», — поясняет коммерческий директор «Адмир Евразия».

После того, как работы на шламохранилище завершены, геотекстильные контейнеры могут быть сданы на переработку или использованы при отсыпке временных дорог в качестве разделительного полотна.

Насколько это выгодно?

Эксперты считают, что экономическая эффективность любого экологического мероприятия — величина весьма относительная. Но если раньше деньги на подобные проекты выделяли по остаточному принципу, либо не финансировали вовсе, то теперь предприятия более трепетно относятся к возможному негативному влиянию на окружающую среду.

«Если сравнивать стоимость проведения работ по каждой из существующих технологий, то обезвоживание на картах намыва считается наименее затратным, а при помощи механических аппаратов — наиболее дорогим. В свою очередь, стоимость обезвоживания в геотубах выше, чем в первом случае, но ниже, чем во втором», — уточняет Александра Ярыгина.