Самоокупаемая технология декарбонизации и очистки сточных вод

Глобальное потепление является важнейшей экологической проблемой 21 века, стоящей на повестке дня многих государств. Парниковые газы, такие как углекислый газ (CO₂), метан (CH₄), закись азота (N₂O), создают парниковый эффект, который впоследствии вызывает глобальное потепление. Естественное предназначение парниковых газов – это удержание тепла в атмосфере, создавая таким образом благоприятные климатические условия для жизни на Земле. Однако антропогенная деятельность человека – сжигание ископаемого топлива, вырубка лесов, промышленная революция, интенсификация животноводства и сельского хозяйства  способствовали многократному увеличению парниковых газов и, как следствие, изменению климата.

 

 

 

 

Рис. 1 – Антропогенная деятельность человека

Классические методы сокращения выбросов парниковых газов 

Мировое сообщество приняло несколько основополагающих соглашений, направленных на сокращение выбросов парниковых газов и ограничение повышения глобальной температуры до 2°С. Также в последние десятилетия разрабатываются различные технологии и методики, направленные на сокращение и поглощение выбросов парниковых газов. Среди приоритетных направлений можно выделить:

• переход к возобновляемым источникам энергии;
• повышение энергоэффективности;
• отказ от применения ископаемого топлива;
• переход на экологичное топливо (биогаз, биомасса);
• внедрение технологий улавливания углерода;
• восстановление лесных массивов.

  

Рис. 2 – Классические методы сокращения выбросов парниковых газов

Новая технология декарбонизации

Помимо общеизвестных технологий, активно разрабатываются и новые концепции, одной из которых стал проект, реализованный в Петропавловске. Объектом работ стал водоем-накопитель сточных вод «Биопруд», куда сбрасывались сточные воды со всего города, население которого составляет более 200 000 человек. Предпосылкой к реализации углеродного офсета стали работы по биологической реабилитации водоема-накопителя с помощью микроводоросли хлорелла.

 

Рис. 3 – Работы по биологической реабилитации водоёма-накопителя

Сотрудниками ТОО «Научно-технологический центр воды» на протяжении трех лет проводился комплекс работ по очистке и реабилитации водоема. Работы включали в себя круглогодичное внесение суспензии хлореллы и мониторинг изменений гидрохимических и гидробиологических показателей.

Внесение хлореллы позволяет сокращать выбросы парникового газа – метана. Одна тонна этого парникового газа оказывает тот же эффект на глобальное потепление, что и 28 тонн углекислого газа. Так, для Петропавловска это сокращение составило порядка 51 000 тонн CO_2ЭКВ в год.

Рис. 4 – Реализация углеродного офсета на базе водоёма-накопителя сточных вод

Самоокупаемость технологии

Помимо экологического вклада сокращение выбросов может приносить прибыль. Так, после получения одобрения от Министерства экологии и природных ресурсов появляется возможность переводить сокращённые тонны парниковых газов в углеродные единицы. В случае с Биопрудом 51 000 тонн выбросов это 51 000 углеродных единиц. Их стоимость в Казахстане на сегодняшний день составляет 1$. Для торговли углеродными единицами с 2013 года в Казахстане действует система торговли выбросами. Так, единицы можно продать промышленным предприятиям, которые обязаны компенсировать свой углеродный след. Таким образом, биологическая реабилитация не только самоокупится, но и станет приносить прибыль в последующие годы.

Область применения

Технология биологической реабилитации с применением хлореллы может быть использована:

• на канализационно-очистных сооружениях, в составе которых есть водоемы сточных вод (накопители, испарители, биологические пруды),
• на локальных очистных сооружениях малых населенных пунктов
• в качестве локальной очистки промышленного предприятия.

В условиях изношенности существующих очистных сооружений либо полного их отсутствия, технология имеет огромный потенциал. Она станет не только альтернативой для дорогостоящих классических методов очистки, но и инструментом для достижения углеродной нейтральности Казахстана.

Цели устойчивого развития

Технология способствует достижению:

• ЦУР 6 (Обеспечение наличия и рационального использования водных ресурсов и санитарии для всех);
• ЦУР 11 (Обеспечение открытости, безопасности, жизнестойкости и экологической устойчивости городов и населенных пунктов);
• ЦУР 13 (Принятие срочных мер по борьбе с изменением климата и его последствиями);

Победа на международном форуме

Проект «Самоокупаемая технология декарбонизации и очистки сточных вод» стал победителем на международном форуме зелёных технологий и инноваций GCIP Kazakhstan 2024*.

*совместная программа Глобального экологического фонда и ЮНИДО – Организации Объединенных Наций по промышленному развитию