Как прибраться за 7000 заводами

Владимир Колесников сейчас заведует кафедрой технологии неорганических веществ и электрохимических производств Российского химико-технологического университета имени Менделеева. В прошлом был ректором этого известнейшего в области химической технологии вуза. Корреспондент информационного агентства «Сусанин» взял интервью у ученого с мировым именем, когда он посетил объект по уничтожению химического оружия в Камбарке.

- Владимир Александрович, расскажите, как российские учёные решают вопрос обезвреживания опасных отходов?

- Эта проблема не нова, и в 80-х гг., когда я был студентом менделеевского университета, наши же учёные думали о том, что техногенные отходы на промышленных предприятиях будут образовываться. И вообще в менделеевском университете в 80-х гг. появились первая кафедра промышленной экологии, первая кафедра технологии защиты биосферы от токсичных отходов. То есть история этого вопроса достаточно нормальная. На протяжении 20-30-40 лет в разных отраслях работали учёные нашего и других университетов (пермского, ленинградского, ижевского), чтобы эти задачи решать. Как правило, эти задачи решались на уровне промышленных предприятий. То есть на промышленном предприятии формируется тот или иной вид отхода, и каждое предприятие пыталось эту проблему решить локально.

Такой маленький пример: предприятия нашего профиля – процессы обработки поверхностей, там, где неорганические производства, там, где печатные платы электронной техники – там много образуется техногенных отходов. И, как правило, на этих предприятиях отходы содержат кислоты, содержат тяжёлые металлы, ряд других компонентов. И в основном обезвреживание шло только на этих предприятиях, но обезвреживались преимущественно только сточные воды, где концентрация этих компонентов была очень низкой. Каждый пытался сам решить проблему технологического раствора – кому-то это удавалось, кому-то нет. И вот когда появилось решение правительства о том, что эти отходы должны перерабатываться более цивилизованно, этот подход, он оказался наиболее правильным. Потому что не могут предприятия нашего профиля, а их в России около 7000, каждое создавать технологии, каждое строить маленький цех/участок, чтобы перерабатывать. Поэтому эта идея – использовать свободные мощности предприятий, чтобы собирать и перерабатывать – она оказалась очень реальной. Речь идёт о том, что, как правило, чтобы получить полторы тонны техники для телефонов, нужно травить растворы. В растворах травят медь, в растворах травят титан, сталь, алюминий. И пока раствор травит – всё хорошо. Но наступает такой момент, когда раствор начинает выходить из строя. То есть технолог говорит: «Всё, процесс травления заканчивается, дальше будет идти брак». И таких растворов достаточно много. Это растворы кислотного травления, это обезжиривание изделий, это пассивации поверхностей, это нанесение покрытий на основе никеля, меди, цинка, то есть огромное количество таких процессов, которые, хотим мы или не хотим, – выходят из строя. И каждые 2-3 месяца завод должен этот раствор куда-то девать. Когда не было такой жёсткой системы, кто-то выливал, кто-то дозировал, кто-то сбрасывал несанкционированным образом. Сегодня наступает такой момент, когда каждое предприятие обязано задекларировать эти отходы и сказать: «У меня есть такой-то отход, возьмите его, пожалуйста, и обезвредьте». И когда вот уже разрабатывается технология обезвреживания, то становится понятно, какие растворы будут поступать, какие технологии нужно закладывать. И в мини-масштабах они уже апробированы – на уровне кубометра, десяти кубометров на промышленных предприятиях. Здесь уже, конечно, более серьёзные масштабы. Но подход к технологии, он, в общем-то, известный в Европе, известный в нашей стране. Он должен включать такие базовые операции, которые для любого раствора будут понятны, и решать данную задачу. Ну например, поступили растворы кислот, в которых есть металлы: титан, алюминий, железо. Что надо делать обычно? Нужно сделать так, чтобы образовались осадки. И этот раствор разделяют на три компонента: чистая вода, металлы, которые были в растворе, и солевые компоненты – сульфаты, хлориды, которые были в этой системе. Изначальный раствор токсичен и относится к отходам первого класса опасности. Если раньше эти отходы просто сбрасывались, то на заводе, который будет строиться, раствор будет разделяться на элементы. Металлы – это оксиды, которые уже 4-й класс опасности, и они идут в металлургическую промышленность либо на переработку с целью извлечения. Солевые компоненты в твёрдом виде идут на крупную химию – хлориды, сульфаты. А чистая вода уже автоматически остаётся в цикле и вращается на предприятии. Вот эти технологии – простые.

Из более сложных технологий, которые применяются – это технология мембранного обессоливания, потому что сегодня большинство предприятий сбрасывают сырые компоненты, считая, что это не токсично: хлориды, сульфаты. Но по ним нормативные требования такие же высокие, и если не концентрировать, то получается вода. А если концентрировать, то уже получаются солевые компоненты, которые выводятся из системы и являются сырьём для химической промышленности. Например, хлориды натрия являются сырьём для хлорного электролиза, сульфаты натрия – для получения серной кислоты. Ну и так далее. Вот такой подход разрабатывается.

Есть ещё растворы, которые слишком ценные. Вот, например, при изготовлении печатных плат электронной техники применяются медноаммиачные травильные растворы, в которых травится медь, чтобы сделать рисунок на печатной плате телефона или какого-то военного прибора. И раствор также накапливает медь, но её очень трудно извлечь. Для этого применяется экстракционно-электрохимическая технология, когда экстрагент извлекает медь, а электрохимия позволяет получить её в виде товарного продукта. Такие технологии, конечно, перспективны и могут представлять большой интерес.

- Переработка химических отходов – это то, чем занимается университет имени Менделеева?

- Институт занимается гораздо большим количеством технологий. Это то, что нам близко по профилю, это то, что нам понятно, потому наша ниша – это кислоты, щёлочи, тяжёлые металлы и другие компоненты. Например, когда производят крыло самолёта, его травят щёлочью. Огромное 15-ти метровое крыло опускают в ванну, чтобы произвести анодное фрезерование алюминия. Алюминий травится, и в конечном итоге через месяц выходит раствор: щелочь и примесь алюминия. Раствор выходит из строя, потому что он не годится для травления. Куда его? Либо выливать, что плохо, либо сдать на предприятие, где его могут переработать.

Но учёные работали всегда, потому что много направлений, много профилей, разные компоненты, разные структуры.

- Готовы ли РосРАО и РосАтом предоставить безопасные и эффективные технологии?

- Проходит очень много разных конкурсов. Совсем недавно, в 2018 году, был конкурс «Российского фонда фундаментальных исследований». Он объявил конкурс по теме бытовых и техногенных отходов. Заявки подали около двухсот организаций, после чего было выбрано примерно пятьдесят победителей. Мы попали в число победителей в своей нише – титан, скандий – это наш техногенный отход. Это первое.

Второе. Очень много конкурсов объявляет министерство образования для высшей школы. Много конкурсов объявляет министерство промышленности и торговли. Поэтому это десятки организаций, которые могут быть потенциальными участниками таких проектов. Мы знаем наше сообщество, в первую очередь вузовское, академическое, например, Институт общей и неорганической химии РАН. Мы с ними в контакте, мы с ними работали и делали совместные проекты. Или вот ещё один пример, на прошлой неделе я выезжал в ВНИИХТ, есть такая организация в Росатоме, которая является головной по химической технологии. С ними мы тоже обсуждали: как сделать, чтобы вода была чистой, как сделать, чтобы техногенные отходы утилизировались, то есть, как правило, в кооперации.

Сила университета в том, что у него выпускники работают в разных компаниях, разных корпорациях, причём любого университета, не только нашего.

- Насколько важны и перспективны такие проекты для отечественной науки?

- Важны и перспективны, потому что каждый из нас занимается локальными задачами в своём регионе. Например, на предприятиях, где работает Ижмаш, работают экологи и специалисты, которые решают проблемы Ижмаша. Они очищают сточные воды, они обезвреживают какие-то растворы, то есть они дают технологии локального характера. Но они очень похожи на технологии, которые будут иметь больший масштаб. Они публикуют их в литературе, в патентах, в зарубежных публикациях. То есть все, кто работает в этой нише, – знают друг друга. То есть эта технология представляет собой некий обобщённый вариант. Поэтому мы не говорим о том, что эта разработка уникальная, скорее это означает, что технология проверена временем, российскими учёными, хотя там есть и элементы, которые делаем только мы.

- Владимир Александрович, а РХТУ будет принимать участие в разработке проектной документации по новому объекту в Камбарке?

- РХТУ не может делать весь проект, университет, как правило, делает технологическую часть проекта. Когда идёт проект, то выбирают подрядчика. Поэтому РХТУ сегодня – это один из исполнителей проекта, который имеет отношение к обезвреживанию неорганических отходов. По органическим отходам у нас тоже есть специалисты, но будем или нет (заниматься этой частью проекта – Прим. ред.) – мы пока не знаем. На каком-то этапе нас могут привлечь. Например, при сжигании органических отходов возникает ряд проблем, которые связаны с воздушными выбросами. Там катализаторы, мы там тоже специалисты. По сорбционным фильтрам мы тоже специалисты. То есть специальности гораздо шире. Нужно – будем подключаться, но пока речь идёт о таких типах отходов, как кислоты, щёлочи, соли, тяжёлые металлы.

- Вы уже сказали, что в России 7000 предприятий, которые производят отходы. Но почему так мало уделялось внимания вопросу обезвреживания этих веществ?

- На промышленное предприятие приходила инспекция, которая в основном штрафовала за то, что сточные воды имели превышение ПДК. Поэтому промышленные предприятия работали над тем, чтобы сточные воды были чистыми, и ПДК было обеспечено. Про технологические растворы кто-то не говорил, кто-то не акцентировал на этом внимание, ну и поскольку они не всегда выходили за производство – об этом не знали. А сегодня по нормативным документам каждое предприятие обязано задекларировать все свои отходы. И после того, как отходы задекларированы, они должны их куда-то сдать на обезвреживание. Не выбросить в овраг и не слить в Каму или ещё куда-то, а реально обезвредить. Вот эта проблема стала возникать, то есть стали появляться отходы, которые раньше были за кадром. Например, говорят: «наш раствор работает год», хотя по закону он должен работать три месяца. А где он был? «Ну вот так, он вышел, мы его сдозировали, он ушёл». То есть не было жёсткого контроля за сбросом технологических растворов.

- Мы часто слышим от экологов, что никто не представляет, насколько этих отходов больше, чем отражено в статистике.

- Я думаю, что так и есть. Потому что статистика показывает то, что явно, а то, что вне статистики – их гораздо больше. По нашему примеру, когда мы делали справочник «Наилучшие доступные технологии», мы видели в своей отрасли, сколько этих отходов – гигантское количество.

- Мы знаем, что технологии на этом объекте будут в том числе немецкими. Насколько вы с ними знакомы, и ориентируетесь ли вы на международный опыт?

- Я много знаю про эту тематику, но не являюсь специалистом в этой области, потому что я не органик, а это – органика. Но универсальных методов уничтожить органику, кроме сжигания, практически нет. Есть локальные задачи на каждом предприятии, можно одно органическое вещество адсорбировать, обезвредить. Но когда приходят в бочках по кубометру, по десять кубометров органических отходов различного профиля – кроме сжигания нет ничего. Важным моментом является то, что сжечь надо при высокой температуре, чтобы не было токсичных компонентов, и при этом чтобы фильтры были достаточно надёжными. Я думаю, существующие немецкие технологии представляют собой очень надёжные системы. Там нужно очень хорошо обеспечить защиту воздушной среды. Я думаю, что они справятся. Там известные каталитические процессы, хорошие сорбенты и фильтры. При сжигании это самое главное, чтобы не было токсичных воздушных выбросов.

- Какое участие в проектировании объекта в Камбарке вы принимаете?

- Мы сегодня в первый раз приехали на объект, мы его посмотрели. И стало понятно: то, что создано в Камбарке – это действительно огромные затраты государства, там великолепная инфраструктура, и очень жалко, если такой объект будет брошен. Вот это самое плохое, потому что затрачены огромные деньги. И можно такой объект приспособить к обезвреживанию. Понятно, что после уничтожения химического оружия всё, что делало министерство обороны, – это как земля и небо. Понятно, что эти новые объекты более простые, более надёжные в эксплуатации, они не такие опасные, потому что химоружие было химоружием. Объект подходит для этой задачи, но он требует адаптации с точки зрения: в каком цеху лучше расположить вот эту установку, в каком другую, как организовать подвоз, откуда будут поступать растворы, где будет органика, где неорганика, как сделать так, чтобы склады были разумно организованы. То есть проектировщикам предстоит очень большая работа. Но сама идея, мне кажется, она очень хорошая, потому что она не такая затратная.

И по токсикологии это несравнимые вещи: химоружие и отходы. С этими отходами работают сотни промышленных предприятий, причём в крупных городах. Например, в Тульской области есть филиал менделеевского университета, в городе Новомосковск. Там сплошная химия, там живут люди, там огромные химические предприятия, там точно такие же технологии получения кислот, получения щелочей, получения удобрений, обезвреживания, возврат воды, очистка воды. То есть эти вещи – они апробированы во многих регионах. Другое дело, что они были нацелены на отходы конкретных предприятий, проблема только в этом.