Хлорелла доказала свою эффективность на иловых картах г. Алматы

Начало работ

Лето 2025 года на канализационно-очистных сооружениях города Алматы стало настоящим испытанием для научно-технической мысли сотрудников Научно-технологического центра воды.

И у этого несколько технологических и экономических причин:

•  огромный объём стоков от 4,5 миллионов абонентов;
•  высокая степень загрязнения воды, где органическая жизнь практически невозможна;
•  экстремально высокие температуры воздуха, при которых большинство известных штаммов бактерий и микроводорослей работают на пределе своих возможностей или не работают вовсе.

Именно из-за этих факторов проблему переработки илового осадка не удавалось решить последние полтора десятилетия.

Очистка сточных вод на «Алматы су» организована по общепринятой схеме. В результате образуется иловый осадок, включающий в себя ил от механической очистки, и сырой осадок после очистки на аэротенках. В процессе работы станции эти два компонента по илопроводу сбрасываются на открытые иловые карты, где в течение года происходит их осушение. Процесс сушки сопровождается выделением неприятного запаха, а также выбросом парниковых газов. При высокой температуре иловая карта превращается в метантенк, и поверхность воды бурлит из-за выработки больших объёмов метана.

Неприятный запах, выделяющийся при процессах гниения и брожения, создает дискомфорт и социальную напряжённость в близлежащих населённых пунктах. При этом большинство известных способов устранения запаха требуют чрезвычайно больших и постоянных затрат, что делает их малоприменимыми.

Учитывая сложность и разноплановость поставленных задач, сотрудники НТЦВ перенесли полноценную лабораторию и часть производственных мОщностей прямо на территорию станции аэрации. Работы начались в начале июля и велись сразу по нескольким направлениям:

•  основные действия были развернуты на иловых картах и аварийном водоёме;
•  проводился эксперимент по выращиванию больших объёмов суспензии хлореллы для залпового внесения, с целью быстрого подавления запаха от какого-либо объекта;
•  отрабатывались мероприятия «весеннего периода», направленные на снижение интенсивности запаха при низких температурах окружающей среды и недостатке солнечного излучения.

Масштабирование технологии

Уже в сентябре большая часть экспериментальных работ на трёх опытных иловых картах была закончена, и сотрудники НТЦВ приступили к масштабированию своей уникальной технологии на близлежащие площади. Идея была проста, но её реализация стала возможна только с использованием штамма Chlorella vulgaris SKO A RKM-0870. Секрет заключался в исключительной живучести и высокой биологической активности клеток, что позволяло стабильно выращивать суспензию хлореллы на сточных водах с агрессивными загрязнениями под естественным солнечным освещением. Это дало возможность использовать хлореллу, выращенную в одной карте, для обработки остальных карт, значительно сокращая затраты времени, труда и подчеркивая инновационный характер решения.

Этот простой принцип позволяет работать гораздо эффективнее: даже если площадь обработки увеличивается в десять раз, объём работ не растёт пропорционально.

По окончанию тёплого периода хлореллой были обработаны 22 иловые карты и аварийный водоём. При этом:

•  с помощью производственной линии было произведено 56,5 тысяч литров суспензии хлореллы;
•  выращено в иловых картах и внесено в другие объекты 136 тысяч литров;
•  выращено в радиальном отстойнике и внесено в другие объекты один миллион литров.

Объекты, обработанные хлореллой, перешли в аэробный режим. Это означает, что процессы, происходящие в водной среде начали протекать в присутствии повышенных концентраций растворённого кислорода. В таких условиях:

•  распадается до 45 процентов органических веществ, что позволяет потенциальной иловой карте вместить на 45 % больше ила, экономя рабочие площади и снижая объём вывозимого кека;
•  блокируются процессы, приводящие к выделению дурнопахнущих соединений, что снижает социальную напряжённость в населённых пунктах;
•  полностью останавливается метаногенез, что прекращает выделение парникового газа – метана.Углеродный офсет

Углеродный офсет

Именно этот эффект, достигнутый благодаря инновационной технологии с применением хлореллы, стал основой для разработки офсетного проекта совместно с ТОО «Зеленый мост». Проект соответствует международным принципам Gold Standard, а расчеты показывают, что его реализация позволит обеспечить самоокупаемость в течение следующих 4 лет.

Ключевым фактором успеха стало существенное снижение выбросов парниковых газов, а именно метана, достигаемое за счет перехода иловых карт в устойчивый аэробный режим. По данным лабораторного мониторинга на обработанных иловых картах концентрация растворённого кислорода стабильно превышает 3 мг/л, что является критической границей перехода от анаэробных процессов к аэробным. В таких условиях образование метана прекращается, поскольку метаногенные микроорганизмы теряют возможность жизнедеятельности в присутствии повышенного уровня кислорода.

Эти результаты позволили разработать углеродный проект в соответствии с добровольным международным стандартом по сертификации климатических проектов. На основании проведённых расчётов потенциал ежегодного сокращения выбросов парниковых газов оценивается на уровне 50 000 тонн CO₂-эквивалента при внедрении технологии хлореллы на всех иловых картах. Доход от продажи углеродных единиц оценивается примерно в 300 тысяч долларов в год, что обеспечивает самоокупаемость проекта в течение 3–4 лет и подтверждает его экономическую эффективность.

Результаты

Для ознакомления с результатами и оценки ситуации в целом, в сентябре был организован выезд руководства «Алматы Су» и экспертов Казахстанской Палаты экологических аудиторов на испытательный участок иловых карт. Все представители отметили значительное снижение неприятного запаха, а также общее улучшение санитарного и экологического состояния территории.

Проект стартовал лишь в июле, но уже через несколько недель стали видны первые результаты: хлорелла доказала свою эффективность как на иловых картах, так и в аварийной ёмкости. Эти успехи открывают возможности для масштабирования технологии, а реализация углеродного офсета сделает проект не только экологически значимым, но и экономически выгодным уже в ближайшее время.

Решение ряда сложных биотехнологических, инженерных и экономических задач в нестандартных климатических условиях ещё раз подтвердило безграничные возможности штамма Chlorella vulgaris SKO A RKM-0870 в сочетании с технологиями Научно-технологического центра воды.