Сточные воды населенных пунктов и сельскохозяйственных предприятий представляют собой сильно разбавленную смесь органических и минеральных удобрений, являющуюся прекрасной пищей для растений и микроорганизмов. За счет внедрение системы водно-болотной очистки сточных вод на территории Томской области:

      Одной из ключевых задач в реализации концепции устойчивого развития является замена традиционных технологий производства на безотходные, ресурсо- и энергосберегающие технологии. Особенно важно, по нашему мнению, реализовать такой подход в системе защиты окружающей среды. Не секрет, что сооружения очистки сточных вод, построенные по типовым проектам 60-х годов прошлого века, не только не обеспечивают современных жестких нормативов по качеству очищенных стоков, но и по причине высокой энергоемкости являются косвенными источниками значительных выбросов в атмосферу углекислого газа, окислов азота, серы и пр. Строительство типовых сооружений очистки стоков серьезно изменяет ландшафт, изымая из естественной природной среды местообитания аборигенной флоры и фауны.
      Как известно, проблема сточных вод возникла с изобретением гидросмыва (способ очистки Авгиевых конюшен, Геракл, около 30 в.. до н. э.). До этого отходы жизнедеятельности успешно утилизировались природой.
      Сточные воды населенных пунктов и сельскохозяйственных предприятий представляют собой сильно разбавленную смесь органических и минеральных удобрений, являющуюся прекрасной пищей для растений и микроорганизмов. Поэтому понятно, что идеальным экологическим решением для очистки таких стоков является использование их для получения продукции растениеводства. Но в наших климатических условиях урожай можно выращивать только 4 месяца в году. А что делать со стоками зимой? Проблемой здесь является и то, что кроме удобрений в стоках имеется значительное количество патогенных (вредных для здоровья человека и сельскохозяйственных животных) микроорганизмов.
      Не истощительное природопользование ориентирует нас не только на создание замкнутых технологий производства продукции, но и технологий возвращения в природную среду того, что было из нее изъято. Речь идет именно об особых технологиях, а не простом сбросе стоков в окружающую среду. В этом направлении работают исследователи, объединившиеся в рамках нового направления науки и практики, названного Г. Одумом «экологической инженерией». Экологическая инженерия в каком-то смысле подобна бионике – прикладной науке о применении в технических устройствах и системах принципов, свойств, функций и структур живой природы. Отличие заключается в том, что экологическая инженерия для решения своих задач изучает не только биотические, но и абиотические компоненты природных систем, а также (если не в первую очередь) – взаимодействие внутри и между этими компонентами. Фундаментальной основой экологической инженерии является экология.
      В первую очередь внимание ученых обратили на себя специфические природные образования, исполняющие роль буфера между наземными и водными экосистемами – болота. Огромная, по сравнению с реками и озерами, концентрация биомассы в болотах, а также специфические условия существования растений и микроорганизмов, позволяющие не только эффективно окислять, но и депонировать биогенные вещества в этих акваториях, является образцом для разработки экотехнологий очистки сточных вод.
      Гармонизация взаимодействия человечества и окружающей природной среды требует создание буферных экосистем между населенным пунктом или предприятием и интактными экосистемами. Буфер для водных потоков с территории поселений и предприятий – это болото.
      Очистное искусственное болото имеет четыре основных части: водоупорный слой, фильтрующий слой, болотные растения и устройства для равномерного распределения стоков по площади болота и регулирования уровня воды в нем. Наличие плотных зарослей растительности на этом сооружении позволяет рассматривать строительство такого очистного комплекса как озеленение территории. Искусственное болото представляет собой идеальной местообитание не только для болотных растений, но и животных. Территория очищающего болота запрещена для посещения населением, поэтому является своеобразным заповедником водно-болотной флоры и фауны, в том числе редких и исчезающих видов. В Северной Америке и в Европе, где в результате мелиорации природных болот практически не осталось их приходиться создавать заново.
      В Томской области, где болота и заболоченные земли занимают более 30% территории и процесс заболачивания прогрессирует, рационально использовать природные заболоченные участки, дополняя природную экосистему специальными устройствами, позволяющими повысить самоочищающую способность водноболотной экосистемы, что особенно важно в морозный период. Регулярное поступление сточных вод в природное болото при определенных условиях увеличивает его проточность, и, тем самым, предотвращает заболачивание прилегающей территории, консервируя исходный ландшафт и сохраняя биоразнообразие.
      Минимизация экологического ущерба на этапе строительства достигается путем максимального учета рельефа местности, а также использования процесса самоформирования биотической компоненты водно-болотной экосистемы. Уникальность ландшафта в каждом случае требует собственного подхода для внедрения, что показано в далее рассматриваемых примерах.
      По инициативе Департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Администрации Томской области в 2002 году специалистами Международного факультета с\х, природопользования и охраны окружающей среды Томского государственного университета были начаты работы по исследованию и опытным испытаниям способа почвенно-болотной очистки (обезвреживания) хозяйственно-бытовых сточных вод в условиях севера Томской области. В результате был решен вопрос с очисткой сточных вод г. Колпашево и прилегающего к нему п. Тогур с общим дебетом около 6 000 м3/сут.. На основе проектных предложений и рекомендаций по очистке сточных вод с использо-ванием самоочищающей способности водно-болотных экосистем и существующих канализационных коммуникаций города ОАО «Томскводпроект» разработана проектно сметная документация «Биоинженерная система очистки хозяйственно бытовых сточных вод г. Колпашево и п. Тогур Колпашевского района» общей сметной стоимостью 11,12 млн. рублей, в то время как стоимость типовых канализационных сооружений составляет 160 млн. рублей. Проектно сметная документация получила положительное заключение Государственной экологической экспертизы. Проектное качество очистки стоков соответствует предельно-допустимому сбросу. Расчетная себестоимость очистки – 1 руб./ м3.
      Система доочистки сточных вод НПО «Вирион» (1000 м3/сут..), включающая ботаническую площадку, пруд с высшей водной растительностью и биоплато, размещается в логу на северо-восточной окраине г. Томска. Качество очищенных стоков соответствует или превышает качество вод приемного водотока (р. Ушайка). Контакт сточных вод с корневой системой гелофитов на ботанической площадке и биоплато обеспечивает 100% обеззараживание стока. На этапе завершения находится ремонт канализационных очистных сооружений с. Кривошеино. Озеленение санитарно-защитной зоны сооружений гелофитами и влаголюбивым кустарником позволит обеспечить соответствие качества сточных вод по гидрохимическим и бактерио-логическим показателям нормативам сброса в р. Бровку. Экономический эффект мероприятий составляет более 15 млн рублей.
      В с. Каргасок за счет перевода аэротенков в режим первичного отстойника - депонента осадка и устройства на трассе выпускного коллектора сточных вод фитокарты и иловой площадки себестоимость очистки снизилась на 19 руб./м3. Годовой экономический эквивалент предотвращенного экологического ущерба составил более 4 млн.. рублей, экономический эффект для предприятия – более 1,3 млн рублей.
      Положительные результаты испытания аналогичной технологии недавно получены в Заполярье (п. Шонгуй, Мурманская область) при среднегодовой температуре плюс 4 ?С. Участники проекта из Швеции, Дании, Голландии, Эстонии и Украины удовлетворены выполненной работой. Уникальность Томского опыта – в еще более жестких климатических условиях (среднегодовая температура – минус 1,5 ?С) и более последовательной реализации принципов экологического конструирования.
      Приобретенный опыт и продолжающиеся мониторинговые и опытно-промышленные испытания разработанной экотехнологии позволяют в ближайшем будущем решить проблему очистки малодебетных источников сброса сточных вод в Томской области.

С.Ю. Семенов
к.б.н., доцент МФСХ Томского государственного университета