Ученым удалось с помощью микроводоросли победить запах сероводорода в Петропавловске

ПЕТРОПАВЛОВСК, 4 авг – Sputnik. В Петропавловске ученые заявили о победе над запахом сероводорода с помощью "волшебной" микроводоросли хлорелла, передает корреспондент Sputnik Казахстан.

Напомним, запах канализации, а вместе с ним и мучения горожан приходят в город каждый год с наступлением теплой погоды. Зловоние ветром несет с биопруда - накопителя сточных вод, в народе именуемого Поганкой, который находится на балансе ТОО "Кызылжар су". В биопруд поступают сточные воды со всего Петропавловска. Выделение сероводорода связано с тем, что на протяжении зимы подо льдом идет накопление этого газа, а весной после вскрытия льда происходит усиленное выделение газа в атмосферу.

Первые отклонения от нормы содержания сероводорода в воздухе в Петропавловске заметили еще в 2016 году. Связано это с реконструкцией городских канализационно-очистных сооружений (КОС), начавшейся еще в 2005 году. Дело в том, что при работающих очистных сооружениях вода в биопруд попадает очищенная, но с началом реконструкции КОС сюда стали поступать неочищенные стоки. Между тем ежедневно город сбрасывает порядка 40 тысяч кубометров сточных вод. Со временем в биопруде произошло накопление иловых отложений.

"Возникла ситуация накопительного характера: иловые отложения начали гнить, при этом выделялся сероводород. В результате неприятный запах доносился до Петропавловска, - объясняет заместитель главного инженера ТОО "Кызылжар су" Ербол Набиев. - Длительное время мы изучали вопрос реабилитации биопруда для того, чтобы снизить выбросы сероводорода или добиться того, чтобы их не было вообще. Были изучены различные варианты очистки: механическая, химическая, биологическая. Самым перспективным направлением мы посчитали биологическую реабилитацию водоема. Был изучен опыт США, Японии и России".

В итоге предприятие остановилось на решении, которое предлагали местные ученые. Речь идет о биологическом способе очистки биопруда с помощью внесения в него определенного штамма микроводорослей хлорелла - одной из самых древнейших одноклеточных зеленых водорослей на нашей планете.

Производством хлореллы в Петропавловске занимается ТОО "Научно-технологический центр воды" на базе Северо-Казахстанского университета имени М. Козыбаева. Ученые центра приспособили штамм микроводоросли хлорелла под условия области.

По словам ученых, хлорелла способна очистить городские стоки от минеральных и органических загрязнений, поскольку именно они являются для нее питательной средой. Помимо этого, хлорелла активно поглощает углекислый газ и выделяет кислород, необходимый для окисления органики.

В июне прошлого года между ТОО "Кызылжар су" и ТОО "Научно-технологический центр воды" был заключен договор. Общая сумма проекта - 123 миллиона тенге. Финансируются работы за счет ТОО "Кызылжар су". Проект рассчитан на три года – с 2021 по 2023 год.

Выращивание хлореллы для биопруда начали в середине июня 2021 года. Чтобы создать ударную дозу водоросли, ее производили не только на базе НТЦВ, но и в водоеме на территории канализационно-очистных сооружений.

Первую партию водоросли запустили в биопруд в августе прошлого года. Затем специалисты постоянно отслеживали концентрацию микроводоросли в водоеме и пополняли до необходимого объема, чтобы она прижилась, и запустился процесс очищения. Работы продолжались даже зимой. По всей площади пруда, которая, к слову, составляет 420 га, бурили лунки, на снегоходах подвозили к ним бочки с хлореллой и запускали водоросли под лед.

"Зимой хлорелла просто ложится на дно. И только когда лед вскрывается, она всплывает и начинает работать. По сути, мы могли бы заливать ее, уже когда вскроется лед. Но подготовка биопруда к весне в зимний период дала нам небольшую фору. И к тому же важно было равномерно распределить хлореллу максимально по всей площади биопруда, этого удалось добиться с помощью лунок", – говорит Александр Рейбандт.

В итоге до того, как биопруд покрылся льдом, в него было запущено порядка 420 тонн хлореллы, дополнительно зимой под лед залили еще 19 тонн микроводоросли. 23 тонны вылили в водоем уже в этом году. Это примерно в 12 раз больше, чем планировалось изначально.

И положительный результат не заставил себя долго ждать. А недавно ученые и вовсе заявили, что в их работе произошел переломный момент.

Для того, чтобы перестал выделяться сероводород, биопруд нужно было перевести из бескислородного режима в кислородный. И это изменение произошло несколько недель назад.

"Наши ребята ездят на отбор проб воды каждые две недели. На лодке в четырех точках отбирают. Три-четыре недели назад они заметили, что весь пруд стал зеленым. Это значит, биомассы хлореллы огромное количество. А чем больше хлореллы, тем больше кислорода, - говорит ученый. - Мы измеряли количество растворенного кислорода: если в прошлом году максимальный уровень кислорода был порядка 3-3,5 миллиграмм на литр, то в этом году – 14-17. То есть если до этого биопруд работал в бескислородном режиме, то сейчас произошел переломный момент: теперь уровень кислорода там очень высокий. А при большом количестве кислорода реакция, при которой образуется сероводород, не происходит – происходит окисление органики, а не ее гниение".

Кроме того, хлорелла явилась толчком для развития дафний (так как они питаются хлореллой на начальном этапе) – это фильтрующие микроорганизмы, которые водятся в естественных озерах. Для биопруда появление этих микроорганизмов – это очень хорошо: малюсенькие дафнии при должной концентрации способны процеживать через себя объем воды всего биопруда дважды в сутки.

Таким образом, благодаря многократному возрастанию хлореллы и дафний, биопруд стал по-другому работать, запустились процессы очищения, и вода стала прозрачной.

Правда, прозрачная она еще не везде. В том месте, куда поступают стоки, сейчас скопилась хлорелла. Так как на другой части пруда уже все съедено, то она переместилась туда, где для нее есть питание.

Уже прошедшей весной внимательные петропавловцы могли заметить разницу: горожанам почти не докучал неприятный запах сероводорода, в отличие от предыдущего года, когда в городе даже заговорили об экологической катастрофе и предлагали ввести режим ЧС. О положительных изменениях говорят и цифры: по информации департамента экологии, в 2021 году высокого загрязнения воздуха сероводородом было зафиксировано более 50 случаев против семи случаев 2022 года.

"В этом году выбросы сероводорода все еще были, поскольку мы работали не весь прошлый сезон, а приступили к работам только в августе. Но уже нынешняя весна выгодно отличалась от предыдущих", – отмечает Александр Рейбандт.

Хорошие результаты радуют, но работы продолжаются – тенденцию надо сохранить.

"Эта "яма" не чистилась с 1953 года. Здесь донных отложений порядка четырех метров. Это огромное количество, и переработать их быстро невозможно. Мы подсчитывали, что если их вытащить и куда-то увезти, это будет стоить порядка 56 млрд тенге. Процесс по переработке с помощью хлореллы очень медленный. Но главное, что все эти процессы запущены уже сейчас. Если раньше сероводород образовывался круглый год, в том числе в больших количествах в зимний период, то сейчас он уже не будет образовываться летом, осенью и частично зимой... Зимой сероводород будет накапливаться, потому что в зимний период хлорелла не работает, но в разы меньше, а значит, и весной после вскрытия льда его количества будет гораздо меньше", - объяснил Рейбандт.

Следующая цель – добиться того, чтобы хлорелла навсегда закрепилась в водоеме. Специалисты рассчитывают, что это произойдет уже в 2023 году.

НТЦВ будет продолжать работы до середины следующего года. После чего технологию передадут ТОО "Кызылжар су". Сейчас уже проводится обучение сотрудников предприятия, сюда будет передан фотобиореактор, благодаря чему здесь смогут самостоятельно производить хлореллу и запускать ее в водоем, чтобы поддерживать численность колонии, также будут проводиться все необходимые анализы.

По словам директора НТЦВ, этот метод дешевле, чем все остальные, поскольку в начале ученые делают толчок, а дальше водоем продолжает чистить себя сам. При этом без вреда для экологии. Когда процесс запустится на полную мощность, ученые планируют даже запустить в биопруд рыбу, а также гусей или уток.

Однако даже если хлорелла полностью избавит город от зловоний, доносящихся с биопруда, без завершения модернизации канализационно-очистных сооружений все равно не обойтись.

Накопитель используется с 1953 года, а канализационно-очистные сооружения введены в эксплуатацию в 1996 году. В далеком 2005-м на КОС начата реконструкция, на которую потребовались огромные средства: на первом этапе на нее затратили 50 млн тенге, в 2011-2012 годах в рамках второй и третьей очереди на ремонт ушло около 840 млн тенге, на следующий этап до 2018 года из бюджета направляли 2,9 млрд тенге. Однако четвертый этап так и не был завершен. В 2019 году понадобилась корректировка проекта последнего этапа из-за роста цен. Далее ввели мораторий на реконструкции КОС по всему Казахстану. На данный момент он уже снят для 56 городов Казахстана. Сейчас решается вопрос о продолжении корректировки, далее проект должен пройти экспертизу.

По словам руководителя департамента экологии СКО Азамата Бектасова, в дальнейшем вопрос о финансировании последнего этапа реконструкции нужно будет поднимать на уровне правительства, поскольку областной бюджет, скорее всего, его не потянет.

Когда именно можно надеяться на завершение модернизации КОС, не смогли объяснить ни представители ТОО "Кызылжар Су", ни заказчик реконструкции - отдел ЖКХ Петропавловска. Единственное, что сейчас с уверенностью могут сказать специалисты, что проект с хлореллой будет продолжен, даже если наконец завершится реконструкция очистных сооружений.

"Донные отложения, которые там уже есть, никуда не денутся, их нужно будет продолжать перерабатывать. Реабилитация накопителя - длительный процесс. Поэтому пока мы не доведем этот процесс до логического завершения, будем применять хлореллу", - сказал заместитель главного инженера ТОО "Кызылжар су" Ербол Набиев.

Кроме того, по словам Александра Рейбандта, хлорелла будет помогать воде насытиться микроэлементами, обогатиться кислородом, чтобы в природу возвращалась не просто технически очищенная вода, а чистая природная.