Менделеевский подход к отходам

Дмитрий Андреевич, расскажите, пожалуйста, о том, как строится взаимодействие с ФЭО.

У нас есть два ключевых направления сотрудничества: образовательное и технологическое. В рамках первого мы сформировали консорциум «Передовые экотехнологии». В него входят ведущие вузы из тех регионов присутствия Росатома, где находятся заводы по утилизации отходов I и II классов. Мы инициаторы консорциума и продвигаем экологическую повестку вместе с этими вузами.

Второе направление сотрудничества с ФЭО — это использование наших знаний и опыта как ученых и химиков-­технологов. В РХТУ сильные научные школы по этому направлению: у нас действует первая в России кафедра промышленной экологии, а также кафедра ЮНЕСКО «Зеленая химия для устойчивого развития», которая выросла в Институт химии и проблем устойчивого развития. Там изучают, в частности, химические аспекты рационального природопользования. Кроме того, мы были одними из пионеров экологической тематики в высшем образовании. Также у нас есть научные компетенции по утилизации отходов I и II классов, мы исторически занимаемся водо- и газоочисткой для промышленных предприятий. Поэтому РХТУ и стал проектировщиком заводов по переработке таких отходов для ФЭО.

Вы сами разрабатываете технологии?

Да, в РХТУ давно и активно изучают и разрабатывают технологии физико-­химической переработки опасных неорганических отходов. Органику, напомню, просто сжигают в печах с последующей газоочисткой. Мы же работаем с хром-, циансодержащими стоками, кислотами, щелочами, отходами микроэлектронного производства, растворами травления и отмывки. Все они образуются в достаточно большом тоннаже. Их нельзя сливать ни в какие хранилища, их надо утилизировать, предварительно выделив полезные вещества. Наша кафедра электрохимии сосредоточена на разработке таких технологий. Например, в растворах травления много меди, поэтому наши процессы очистки нацелены на то, чтобы получить из них металлическую медь.

Аналогично из растворов серебрения мы получаем серебро. Из хром- и циансодержащих отходов нельзя извлечь полезные вещества, поэтому наша основная задача — сделать их безопасными, перевести в IV или V класс. Конечный результат для хромсодержащих отходов — нерастворимые оксиды, которые можно использовать для пересыпки полигонов твердых бытовых отходов. Из циансодержащих отходов можно производить минеральные удобрения — сульфат и хлорид аммония, которые используются в сельском хозяйстве. Эти технологии будут применяться на шести новых производственно-­технических комплексах (ПТК) по утилизации отходов I и II классов, которые создает Росатом.

РХТУ как субгенпроектировщик разработал для Росатома цех физико-­химической обработки. Это девять производственных линий с замкнутым водоснабжением, газоснабжением и очисткой. Подобных заводов в мире, насколько нам известно, нет: много кто умеет перерабатывать органику, а вот неорганические стоки — практически никто. Также мы вместе с ФЭО занимаемся объектами накопленного вреда: Байкальским целлюлозно-­бумажным комбинатом (БЦБК), химическим заводом в Усолье-­Сибирском, полигоном Красный Бор.

Расскажите, пожалуйста, об этих объектах подробнее.

В Усолье-­Сибирском наша зона ответственности — разработка технологии для демеркуризации почв после того, как строительные конструкции в цехе ртутного электролиза были разобраны и складированы, оборудование вывезено, все дезактивировано. В общей сложности это 600 га земли, где содержание ртути выше нормы — от 1 до 20 предельно допустимых концентраций. Мы разработали проект демеркуризации и фиторемедиации ­территории.

Выглядит это так: трактор поливает почву специальными растворами. Растворы вступают в химические реакции с ионами ртути и тяжелых металлов, и они переходят в нерастворимые комплексы. Больше они не будут со сточными водами уходить в Ангару. Чтобы дополнительно удержать тяжелые металлы и ртуть, высеивают технические культуры — горчицу и один из видов одуванчика. Они вбирают в свои корни эти соединения, происходит биологическая фиксация. Прелесть этих растений в том, что выше корней металлы не поднимаются, так что вся наземная часть безопасна для насекомых и других обитателей экосистемы.

А что вы делаете на БЦБК?

Здесь мы дали экспертную оценку системе очистки надшламовых вод шлам-лигниновых накопителей. Это жидкости различного состава, под которыми складирована зола от шлам-лигнина, выделяющего токсичные вещества. Для воды применяется известная технология: обратный осмос, обезвоживание с получением почти сухого остатка, который утилизируют на полигонах. Воду допустимо сливать в локальные очистные сооружения и далее очищать как обычно. Научную экспертизу мы делали и для Красного Бора. Мы подтвердили, что технология, разработанная нашими партнерами в ФЭО, безопасна и ее можно применять. На Красном Бору установят защитное ограждение, выполнят обезвоживание карт-накопителей с отходами, затем — бетонирование, сверху посеют траву, итог — создание промплощадки. Только мониторинг надо будет вести. Выбор методики обусловлен тем, что объем отходов в Красном Бору очень большой — их невозможно переработать, можно только зафиксировать.

А бетон не будет размываться?

Будут использоваться устойчивые марки бетона. Кроме того, помогает и природа. Карты Красного Бора — это большие ямы, выкопанные в глинистых породах. Глина отделяет карты от окружающей среды: они лежат десятилетиями, но стоки в грунтовые воды не попадают.

С какими еще вопросами к вам обращаются?

К нам обращаются, если задумали модернизацию, причем не только Росатом. «У нас есть производство, как нам его улучшить? Как производить не только основной продукт, но и попутный — с добавленной стоимостью?» Иногда просят помочь с аналитикой, если не собирается цепочка поставок. Допустим, в холдинге есть завод, который делает первый-­второй и четвертый-­пятый переделы. Нас спрашивают, кто может сделать третий.

И, конечно, стандартный запрос: «Открываем завод, помогите, ищем кадры». Правда, наши студенты за год до окончания магистратуры уже все расписаны по предприятиям. Даже бакалавры за год до окончания учебы понимают, будут ли они доучиваться в магистратуре или пойдут на производства, где их ждут с нетерпением. Поэтому мы объясняем руководителям компаний: если они знают, что у них через пять лет будет завод или через три — новая установка, пусть заранее приходят к нам с заявками.

К вам обращаются за помощью в решении экстренных задач?

Да, обычно после аварий и других происшествий. Нас просят выяснить, что случилось. Не только с предприятий Росатома, в целом по отрасли. Например, когда в Бейруте взорвался склад с селитрой, нас в качестве экспертов включили в состав инспекции, созданной с целью выяснить, как обстоят дела у нас в стране с хранением химических веществ и не грозит ли России повторение бейрутского сценария. Для ФЭО мы анализировали образцы грунтов вокруг цеха ртутного электролиза и в целом на площадке «Усольехимпрома», чтобы понять, насколько и чем загрязнена территория. Также наших специалистов просили помочь определить, что могли сливать в цистерны. Напомню, на промплощадке завода в Усолье-­Сибирском стояли цистерны, в которых шли самопроизвольные химические реакции, и надо было сначала разобраться, что там внутри, чтобы потом понять, как с этими цистернами обращаться, чтобы не повредить персоналу и окружающей среде. Если мы могли сразу ответить на вопрос, мы отвечали. Если необходимо было провести исследование — заключали контракт.

Вы включаете решение задач, с которыми к вам приходят, в научную и учебную деятельность?

Конечно, это называется практикоориентированное обучение. Мы сейчас движемся к тому, чтобы каждый студент выезжал на практику на химические предприятия. Предприятия — наши технологические партнеры, они обеспечивают студентам проживание и быт, а ребята учатся, решая настоящие производственные задачи. Работодатели и студенты присматриваются друг к другу. Пройдя несколько практик, студенты после выпуска часто устраиваются работать на те заводы, куда они ездили. Плюс мы движемся к идее «диплом как стартап». Суть такова: ребята, защищая диплом, создают стартап-идею. Например, новую технологию переработки пластика. После защиты они работают с бизнес-­ангелами, акселераторами, венчурными фондами и т. п. Такая модель способствует вовлечению молодежи в инновационную политику государства.

А как насчет науки?

Наши научные сотрудники по заказу государства или компаний разрабатывают технологии, проектируют установки, опытные линии. Интеллектуальная собственность принадлежит либо заказчику, либо заказчику и исполнителю; наши сотрудники публикуют статьи в высокорейтинговых журналах (первого и второго квартилей в мировых библиометрических базах).

За последние четыре года — с начала работы команды экс-ректора РХТУ Александра Мажуги (его избрали депутатом Госдумы) — количество статей выросло кратно. Объем финансирования по заказам от индустрии увеличился раза в три-четыре. За короткое время уже несколько заводов открылись на базе наших технологий, наши разработки внедряются в производство. Заводы Росатома по нашим технологиям пока строятся, надеемся в 2023 году на успешный запуск. Затем совместная работа продолжится: структура отходов для переработки меняется, потребуется доработка наших линий под выпускаемые материалы. Возможно, понадобятся и установки для производства из отходов каких-то дополнительных продуктов.

Диссертации, посвященные работе с ФЭО, есть?

Нет, но книги есть. Когда мы работали над производственными линиями, многое модернизировали, получили новые знания, так что коллеги написали новый курс по физико-­химической очистке и утилизации особо опасных отходов. Студенты будут учиться уже по новым материалам, со свежими примерами. Сотрудничество с Росатомом полезно для обеих сторон.

Как строится ваша работа с Росатомом за пределами промышленной экологии?

У нас много точек соприкосновения. Есть физико-­химический факультет, основанный Игорем Васильевичем Курчатовым, его студенты и преподаватели были активно вовлечены в ядерный проект. Раньше на факультете занимались методами получения и извлечения урана, плутония, РЗМ, сейчас он переориентирован на радиоэкологию и называется «Институт материалов современной энергетики и нанотехнологий». Мы единственный вуз в Москве, который проводит практику по радиационной безопасности, и даже студенты МИФИ проходят ее у нас. Почти все выпускники физхима (так мы называем этот факультет по старинке) идут работать на предприятия Росатома: на АЭС, в аналитические лаборатории, научные организации. Следовательно, мы плотно взаимодействуем с Научным дивизионом, ТВЭЛом и т. д. Плюс курируем направление по новым материалам в Росатоме, и как разработчики технологий, и как эксперты.

По вашим ощущениям, в каком состоянии сейчас российская химическая отрасль?

Активно растет, примерно на 5−10% в год. Я работаю четыре года и все это время наблюдаю рост потребности в наших выпускниках. Вижу, что количество выпускников пока кратно меньше необходимого числа. В почете другие отрасли, молодежь на предприятия химической отрасли идти не хочет, поэтому кадров требуется очень много, как высшего звена — главных инженеров и технологов, так и среднего. Кроме того, раньше бизнес строил заводы по лицензии, поэтому руководящий персонал прибывал от лицензиаров из других стран. Теперь предприятия строят самостоятельно, и персонал тоже приходится искать самим. Желательно российский, конечно.

Как можно решить эту проблему?

Выстроив систему обучения в регионах.

Именно в регионах?

Да. Идея «Менделеевских классов» заключается в том, чтобы дети, получив углубленные знания по химии, физике и математике, продолжали обучение в своем регионе. Те, кому не нужно высшее образование, получат среднее профессиональное. Для них мы открыли программы уровня СПО, после которых они могут пойти либо в вуз, либо на производство. Те, кто хочет получить высшее образование, поступают в региональные вузы. Базовые курсы они получают там, потом на год или на семестр приезжают к нам: слушают курсы по спецдисциплинам, получают спецнавыки; затем возвращаются, завершают обучение и становятся инженерами — квалифицированными специалистами.

Наши задачи — популяризация химии и химической промышленности, борьба с химиофобией и формирование лояльного отношения к предприятиям Росатома в регионах. Для этого мы проводим различные мероприятия. Недавно лучшие школьники из регионов присутствия приезжали в наш детский технопарк: они написали экологический диктант, прослушали лекции, провели опыты, а затем отправились в экспедицию на Байкал. Мы хотим, чтобы дети приезжали к нам в технопарк ежегодно. Возможно, даже на неделю или две.

А зачем этот проект университету, если школьники пойдут в местные вузы?

Мы базовый вуз по химическим технологиям, мы курируем химическую отрасль по всей стране, поэтому наша задача — трансформация и развитие химической отрасли по всей России, мы хотим, чтобы заводы работали, производственные цепочки сохранялись, добавочная стоимость появлялась. Плюс нам надо победить предрассудки в обществе, объяснить людям, что химия — это не страшно и не опасно. Химия сейчас везде вокруг нас: одежда, бытовая химия, микроэлектроника, мебель и т. д., а переработка отходов — это наша забота об окружающей среде. Надо, чтобы люди понимали, что химия — это не опасно, а очень интересно.