По инициативе фракции ЛДПР состоялось заседание «круглого стола» по темам: «Основные рекомендации и ТЭО выполненного проекта обезвреживания и утилизации шлам-лигнина Байкальского ЦБК» (докладчик - заместитель генерального директора по производству ООО «ВЭБ Инжиниринг» Александр Фролов); «Технология, расходные материалы и оборудование для обезвреживания и омоноличивания шлам-лигнинов Байкальского ЦБК в шлам-накопителях» (докладчик - директор ИМЭТ, академик Марсель Бикбау).
«ЭкоГрад» побывал на этом круглом столе и вот что он там увидел.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ ДОКЛАДА
БАЙКАЛ. СОХРАНЕНИЕ САМОГО БОЛЬШОГО ПРЕСНОВОДНОГО ОЗЕРА В МИРЕ.
ПРОБЛЕМА И ВОЗМОЖНОСТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ .
БИКБАУ М.Я., Генеральный директор ООО «Международный ИМЭТ», академик РАЕН, Академии экологии безопасности человека и природы и др.,д.х.н.,
Проблема сохранения озера Байкал, содержащего пятую часть пресной воды планеты, вопрос чести для россиян. В недавнем выступлении Президента РФ В.В.Путина задача сохранения Байкала была поставлена в качестве ключевой в ближайшие годы и требующей оперативного решения .Правительством РФ была утверждена федеральная целевая программа «Охрана озера Байкал и социально-экономическое развитие Байкальской природной территории на 2012-2020 годы» по заказу министерства природных ресурсов и экологии РФ.
Президентом РФ в декабре 2013 года была остановлена работа основного загрязнителя природы озера Байкал – Байкальского целлюлозно-бумажного комбината.
Байкальский ЦБК был пущен в эксплуатацию в середине шестидесятых годов и с того времени накопил значительное количество отходов в общем объеме около 6,5 млн.т , в том числе более 2 млн куб м отходов в виде шлама-лигнина. Эти отходы складированы по склону над озером Байкал в так называемых шлам-картах , представляющих собой открытые огромные ямы шириной от примерно 150 до 250 метров ,длиной от 1000 до 2000 м и глубиной около 5 м. Такие шлам- карты располагаются в 350 – 750 м от берега озера Байкал вверх по склону.
Консистенция шлам-лигнина весьма необычная – он напоминает повидло или солидол. Попытки его переработки нашими предшественниками позволили рекомендовать как оптимальный вариант омоноличивание этих отходов в шлам-картах. За последние пять лет были выполнены значительные объемы научных и опытных работ,а также технико-экономических обоснований - потрачено более 3 млрд.руб ,однако практического результата достичь не удалось.
В прессе значительные расхождения в оценке количества и вида отходов на склонах озера Байкал . Фактические данные последних подсчетов приведены в Табл.1.
В табл.2 приведены результаты исследований и рекомендаций ООО «ВЭБ-Инжиниринг» по решению проблемы утилизации отходов Байкальского ЦБК.
Таблица 1. Заполнение карт Байкальского ЦБК основными отходами различных видов (по состоянию на 01.01.2017г.)
№ кар ты |
Площадь карты м2 | Проектная вместимо сть,тыс .м3 | Фактический объем заполнения тыс м3 | Общий объем заполнения карт тысм3 |
% Запол- нения |
||
Надшламовая вода тыс.м3 |
Золошлаковые отходы тыс.м3 |
Шлам Лигнин тыс.м3 |
|||||
1 | 107,436 | 350 | 64,462 | 261,038 | 325,5 | 93 | |
2 | 88,862 | 240 | 1,777 | 233,423 | 235,2 | 98 | |
3 | 91,477 | 240 | 2,744 | 232,456 | 235,2 | 98 | |
4 | 123,976 | 392 | 4,959 | 91,122 | 288,079 | 384,16 | 98 |
5 | 106,045 | 488 | 3,181 | 77,943 | 397,116 | 478,24 | 98 |
6 | 104,759 | 328 | 31,428 | 76,998 | 213,014 | 321,44 | 98 |
7 | 143,732 | 542 | 172,478 | 105,643 | 253,039 | 531,16 | 98 |
8 | 145,560 | 662 | 648,76 | 44,2 | 692,96 | 104,68 | |
9 | 152,988 | 546 | 535,08 | 59.76 | 594,84 | 108,9 | |
10 | 85,355 | 276 | 270,48 | 60,48 | 330,96 | 119,91 | |
11 | 79,939 | 500 | 87,933 | 402,067 | 490 | 98 | |
12 | |||||||
13 | 115,965 | 750 | 23,193 | 711,807 | 735 | 98 | |
14 | 115,052 | 750 | 241,069 | 478,391 | 720 | 96 | |
итого | 1.461.146 | 6064 | 2088,084 | 1943,971 | 2042,605 | 6074,66 | 100,2 |
*- Объем кородревестных отходов вне карт 550 000 тн
Таблица 2 : Сводная таблица стоимости для трех вариантов технических решений
№ |
Название |
Варианты | |||
Зола млн. рублей |
Термические технологии |
Омоноличивание млн. рублей |
|||
Печь кипящего слоя млн. рублей |
Плазменная газификация млн. рублей |
||||
1 | Стоимость основного технологического оборудования | 31 | 1764 | 11000 | 192 |
2 | Стоимость вспомогательного оборудования | 145 | 175 | 1156 | 299 |
3 | Стоимость расходных материалов и электроэнергии | 731 | 4834 | 4589 | 3486 |
4 | Расчёт стоимости трудозатрат | 530 | 1500 | 469 | 317 |
5 | Расчёт транспортных расходов | 17 | 475 | 418 | 52 |
6 | Расчёт расходов ГСМ, запчастей и обслуживания | 68 | 2964 | 2964 | 326 |
7 | Непредвиденные расходы | 100 | 100 | 100 | 100 |
Всего: | 1622 | 11812 | 20696 | 4772 |
Данные Табл.1 и далее Табл.2 приведены из Отчета «Техническая концепция мероприятий по ликвидации негативного воздействия отходов, накопленных в результате деятельности ОАО «БЦБК». Заказчик: Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Исполнитель: ООО «ВЭБ Инжиниринг»,MAICO-MANNESMANNUmwelttechnikGmbH,Москва, октябрь 2013 г.
Времени для решения проблемы нейтрализации отходов над озером Байкал, экологи считают в связи с высокой сейсмичностью в районе озера и возможным сходом селей возможную катастрофу и вероятность попадания указанных отходов непосредственно в озеро Байкал. В этом случае эти колоссальные объемы воды озера будут отравлены и непригодны для использования....
Согласно анализу ООО «ВЭБ Инжиниринг» для реализации обезвреживания отходов Байкальского ЦБК и прежде всего наиболее проблемного отхода – шлама-лигнина был рекомендован как оптимальный по простоте и стоимости вариант омоноличивания шлам-лигнина непосредственно в шлам-картах с превращением отходов в безопасную базу для рекультивации (рис 1) . На указанном рисунке приведен разрез схемы рекультивации шлам-карты после омоноличивания щлам-лигнина . К сожалению, проведенные эксперименты не позволили получить положительные результаты по омоноличиванию шлама-лигнина с применением рекомендаций сибирских ученых и инженеров по исполизованию в этих целях обычного портландцемента, глиноземистого цемента, извести и различных композиций с золой ТЭЦ на их основе.
С нашей точки зрения, это связано с достаточно необычным строением шлама – лигнина в виде пространственной молекулярной структуры с значительным (около 90%!) содержанием воды (рис 2). Шлам-лигнин чрезвычайно инертен и не отдает связанную в нем воду для формирования цементного или известково-песчаного камня на обычных цементах и извести.
Рис 1. Схема рекультивации шлам-карт после омоноличивания - шлама лигнина по предложению ООО «ВЭБ Инжиниринг»
Рис 2. Электронно–микроскопическая фотография лигнина. Лигнины имеют чрезвычайно сложную пространственную сетчатую структуру биополимера с высокой степенью разветвленности и неоднородных по молекулярной массе.
Нам удалось более эффективно реализовать идею сибиряков по омоноличиванию шлама-лигнина.Мы разработали базовый состав для омоноличивания на основе наноцементов определенных классов, который при соблюдении условий смешивания вызывает превращение шлама-лигнина непосредственно в шлам-картах со временем в камень, полностью исключающий подвижность отхода и обладающий гидрофобностью для исключения растворения из такого камня каких либо вредных веществ. Ничего из него никогда не попадет в грунтовые воды и озеро Байкал. Омоноличенные шлам-карты могут быть основанием для рекультивации или строительства, тем более под шлам-картами находятся валунно-галечниковые грунты.
Мы благодарны Замест. Председателя Иркутской области – Кондрашову В.И., оперативно приславшему нам достаточное для экспериментов количество шлама-лигнина непосредственно с шлам-карт Байкальского ЦБК. Также хочу поблагодарить членов Комиссии Общественной палаты РФ по экологии и охране окружающей среды под руководством Чернина С.Я. за оказанное нам доверие.
Полученные образцы омоноличенного шлама-лигнина испытаны в институте ВНИИЖелезобетон и производственном предприятии ООО "ПКФ Стройбетон" . Прочность на сжатие омоноличенных образцов в ранние сроки твердения в пределах нескольких кгс на кв. см, однако, в дальнейшем они набирают достаточную прочность в пределах от 10 до 30 кгс на кв. см и со временем твердения все больше (табл.3).
В качестве примера эффективности применения наноцементов можно указать решение нами проблемы обезвреживания и утилизации отходов мусоросжигания, которая и сегодня является мировой проблемой, так как связана с принципиальным вопросом функционирования мусоросжигательных заводов во всем мире.
В 2000 году наш институт – Московский институт материаловедения и эффективных технологий выиграл тендер на разработку технологии обезвреживания и переработку высокотоксичных зол и шлаков мусоросжигания. В этом международном тендере, объявленном Правительством города Москвы, участвовали многие предприятия ,в том числе и иностранные организации. Тендер был выигран нашим институтом, так как мы предложили наиболее дешевую и энергосберегающую – «холодную» технологию переработки токсичных зол и шлаков мощностью 30 тыс.т в год, которая была промышленно реализована на мусоросжигательном заводе № 2 «Экотехрома» в городе Москве в 2005 году.
Мы выполнили всю технологическую часть проекта цеха золошлако-переработки, разработали регламент и всю нормативную базу новой технологии и оборудования, защитив ее 8 патентами РФ . Самое замечательное, что при содержании диоксинов в исходной золе мусоросжигания в 300 – 400 раз выше ПДК наша технология позволила обезвредить высокотоксичную золу полностью и производить на ее основе товарные изделия в виде гранулята - крупного заполнителя бетонов с содержанием в вытяжках диоксинов ниже, чем в питьевой воде! Основным материалом, примененным в этих целях, был наноцемент, выпускаемый в цехе на линии производительностью 3 тонны материала в час.
Упомянутый цех на заводе № 2 в г. Москве работает успешно с 2005 года.....Аналогов нашей технологии на сегодняшний день в мире нет. Институт был награжден Правительством Москвы золотой медалью.
Наноцемент шести классов по прочности – 32,5;42,5;52,5; 62,5; 72,5 и 82,5 производится в Российской Федерации по национальному предстандарту 19-2014 «Портландцемент наномодифицированный.Технические условия»,сертифицирован АНО «НАНОСЕРТИФИКА» при ОАО РОСНАНО и показал высокое качество в специальном и гражданском строительстве, на его основе произведены миллионы куб бетона с высокими характеристиками и долговечностью.
Наноцемент является наиболее прочным, быстротвердеющим цементом в мире, защищен патентом РФ № 2544355 и международным патентованием в США,КНР, Японии,Европе и других странах.
Одним из выдающихся качеств нового материала является его водостойкость и водонепроницаемость, подтвержденная десятилетиями успешной эксплуатации зданий, сооружений и различных конструкций (рис 3 и рис 4)
Таблица 3. Результаты испытаний омоноличенных наноцементом образцов шлама – лигнина в лаборатории ПКФ «СТРОЙБЕТОН»
По результатам проведенных исследований и испытаний можно отметить, что применение в качестве омоноличивающего материала композиции наноцементов с добавками позволяют получить камень, значительно превышающий прочность различных грунтов -табл.4. Оригинальный состав омоноличивающего материала и особенности его применения позволили патентовать новое решение.
Таблица 4. Прочность на сжатие различных грунтов
В практической реализации обезвреживания отходов Байкальского ЦБК рассчитываем на содействие руководства Иркутской области. По производству необходимых расходных материалов, включая наноцемент, мы все продумали, можем их произвести непосредственно в Иркутской области из местных материалов, чтобы минимально тратится на транспортные издержки. Необходимые механизмы и технологию омоноличивания на месте – у берегов озера Байкал - мы начали подбирать и разрабатывать самостоятельно.
Наши предложения по практической реализации технологии разработаны и приведены в Приложении 1 к настоящему докладу. Мы готовы, с привлечением предприятий Иркутской области и совместно с ООО «ВЭБ Инжиниринг» и ОАО РОСНАНО, выполнить уже в 2017 году работы по омоноличиванию одной или двух карт с шлам-лигнином Байкальского ЦБК. Это будет наш вклад в Год экологии в Российской Федерации.
С ГОДОМ ЭКОЛОГИИ РФ!
Церковь «Всея святых» ,построенная с применением наноцемента 90 в тонкостенных (40 мм) куполах сооружения в г. Дубна, 2005 г.
Яхта с корпусом из наноцемента (толщина стенки бортов 12 мм) на Клязьминском водохранилище, 2009 г.
Александр ПЕРЕПЕЧКО, фото и видео Валерия ЛОМОВА, Игоря ПАНАРИНА и Александра ПЕРЕПЕЧКО.