2018-06-07 18:47:00

/

РИА "Сибирь"

/

Новосибирск

Новосибирские ученые предложили строить "безотходные" экодома в зоне Байкала

Экодом
спасет Байкал



Ученые Института теплофизики имени С. С. Кутателадзе СО РАН разработали проект специального "безотходного" экодома для прибайкальской территории, который будет перерабатывать органические отходы своих обитателей в почву и питательные вещества для растений, круглогодично выращивать овощи и зелень и потреблять в пять раз меньше энергии по сравнению с обычными домами. На острове Ольхон уже построен демонстрирующий некоторые из этих принципов биотуалет.

Уже несколько лет на Байкале наблюдается непростая экологическая ситуация, которую в настоящее время считают тяжелой. В озере начала стремительно размножаться не наблюдавшаяся там ранее в таких масштабах водоросль спирогира. Ее бурный рост наблюдается практически на 50% береговой линии озера, примерно на месяц заболачивается прибрежная зона. Это привело к массовой гибели эндемика - байкальской губки.

Одной из главных причин этой экологической катастрофы было названо резкое увеличение выброса в озеро органических вещества. Дело в том, что на Байкале сильно возрос туристический поток. Например, на Ольхоне постоянно проживает около 1700 человек, а туристов там бывает до 100-150 тысяч в год, причем основной наплыв приходится на летние месяцы. Практически никаких очистных сооружений на острове нет, а каждый приезжий привносит дополнительную органику, которая потом попадает в озеро.

В городе Северо-Байкальске были построены очистные сооружения, принадлежащие ОАО "РЖД", однако в 2014 году компания передала их на баланс муниципалитета. Позже выяснилось, что у местных властей не хватает ресурсов на их содержание. Следствием этого явилось снижение качество очистки стоков.

Не все исследователи связывают бурное развитие байкальской спирогиры с деятельностью человека, кто-то находит такие процессы вполне естественными. Одна из версий заключается в том, что около пяти тысяч лет назад водные массы Байкала заменились на талую воду, которая, по сути, является безжизненной, дистиллированной. Так как озеро находится в довольно суровых климатических условиях, его биота "оттаивала", а вернее сказать заново формировалась очень медленно (потому оно и было таким чистым), и вот, наконец, это произошло.

Во время одного из телемостов с президентом РФ жители поселка Хужир на острове Ольхон пожаловались на тяжелую экологическую ситуацию. На жалобы откликнулась прокуратура: последовали масштабные проверки, против десятка баз отдыха были возбуждены дела о нарушении экологического законодательства, уже есть решения судов на взыскания более 150 миллионов рублей штрафов. Однако можно сказать, что владельцы баз, как и другие жители острова, оказались в безвыходном положении: традиционные очистные технологии не удовлетворяют новому экологическому законодательству. Из-за отсутствия предложений не осваиваются средства, выделенные на решение этого вопроса (по федеральной целевой программе "Охрана озера Байкал и социально-экономическое развитие Байкальской природной территории на 2012-2020 годы").

В настоящее время отходы с Ольхона отправляют на паромах, источников пресной воды на острове практически нет (ее добывают из нескольких скважин и продают населению). Присутствуют проблемы и с отоплением. На сегодняшний день наиболее дешевый способ обогрева домов - электричество. Дело в том, что 98% территории Ольхона - это национальный парк, в котором без разрешения даже грибы собирать нельзя. Получается, единственный приемлемый путь развития для острова - новые энергоэффективные экологические технологии.

Было выделено 2 млн рублей президентского гранта на реализацию проекта "Ольхон - территория развития" (его автором выступила глава координационного совета острова Ольхон Эльмира Семёнова). Идея: активировать население, чтобы попробовать бороться с имеющимися экологическими проблемами своими силами.

"Работая в рамках этого гранта, мы выяснили, что людям нужны безотходные туалеты или туалеты, преобразующие биологические отходы, решение вопроса энергоэффективности и проблемы обеспечения водой и продуктами питания, и поняли: всё это можно объединить в системе замкнутого цикла, - рассказывает руководитель ВТК "Энергоэффективные технологии в жилищном строительстве" Института теплофизики имени С. С. Кутателадзе СО РАН, кандидат физико-математических наук Игорь Огородников. - Таким образом, на базе различных технологий, как уже имеющихся, так и разработанных у нас в институте, был спроектирован дом для Байкальской территории, который потребляет в пять раз меньше энергии и меньше воды".

По словам ученого, чтобы жизнедеятельность человека оставляла не отрицательный экологический след, а положительный, нужно решить всего две глобальных задачи: замкнуть углеродный цикл в процессе обеспечения жизнедеятельности и производить почву с большей скоростью, чем в природных процессах.

Как утверждает Игорь Огородников, любые очистные сооружения можно дополнить системами замкнутого цикла. Например, переработать в биогаз часть органики, чтобы в то место, где они расположены, не нужно было тянуть линию электропередач. Второй важный элемент - круглогодичные биовегетарии на полученной почве для местного производства растительной продукции.

Проект демонстрационной экоусадьбы-учебника для Ольхона уже разработан, для нее выделена земля в самом центре поселка, частные заказчики - жители Хужира - готовы профинансировать половину затрат, но вторая часть финансирования пока не найдена.

"Задача была в том, чтобы выполнить экодом либо как мини-гостиницу, либо как частный дом для проживания семьи. Его площадь - всего 180 квадратных метров, из которых жилая часть занимает около 130. На этой территории в среднем можно разместить 10 человек", - рассказывает ученый.

По эскизу дом представляет собой двухэтажное строение из бруса, утепленного пожароустойчивой минеральной ватой. На его крыше и наружных стенах размещены солнечные коллекторы. Нагретый в них воздух поступает в систему воздуховодов, которая находится под полом и засыпана землей, за один-два часа она нагревает дом до нужной температуры, а всю остальную энергию гонит в массивную область под полом (тепловой аккумулятор). Нерастраченная энергия запасается в аккумуляторе для того, чтобы ночью греть дом вместе со всеми его системами и теплицей. Разумеется, в нашем климате отапливать дом только солнцем не получается, поэтому в строении также предусмотрен дополнительный обогрев с помощью электричества или дров - в последнем случае нужна будет всего одна машина дров за зиму против трех полных машин.

Главное преимущество дома - очистные сооружения. Органика из туалета и душа попадает в сепаратор, он ее измельчает и отправляет в усреднитель. Мыльная вода из стиральной машины скапливается в отдельном баке и уже оттуда по капле отправляется в усреднитель (сразу ее сливать нельзя, иначе она начнет угнетать содержащиеся там бактерии). Затем его содержимое поступает в аэратор - очистное сооружение, где аэробные бактерии перерабатывают органику, а после очищенная жидкость проходит через фильтры, отстойник и озонатор. На выходе получается уже практически питьевая вода. Поскольку она относится к классу очищенных, ее нельзя выливать в природу, но можно замкнуть на нужды дома - например, пустить для смыва в туалеты.

Оставшаяся органика из очистных сооружений поступает в червятник, где живут черви-старатели (несколько модернизированные дождевые черви), которые преобразуют ее в почву. Более того, именно выделяемые ими ферменты также используются в усреднителе и аэраторе. Это позволяет перерабатывать стоки быстрее и эффективнее. Получившаяся почва используется в биовегетарии - придомовой теплице, где круглогодично выращиваются зелень и овощи, либо размещается на территории базы. Таким образом, экологический цикл оказывается замкнут сам на себя.

Экодом может не только перерабатывать отходы, но и приносить своим обитателям ощутимый доход. По подсчетам ученых, он будет составлять около миллиона рублей в год - при учете цен производства продуктов питания, занятости двух человек и площади теплицы две сотки.

Пока сам экодом еще не возведен, на Хужире из подручных материалов в качестве демонстрационного, но вполне рабочего образца сделали экобиотуалет, который обогревает себя сам и позволяет делать землю из отходов.

"По сути, это обычный биотуалет (похожий на компостный), но с использованием ферментов червей. Отходы накапливаются в мешке, после его наполнения вы вытащили мешок с переработанными отходами, поставили в отдалении - и через год у вас получилась нормальная земля, без патогенов", - рассказывает Игорь Огородников.

Необычный проект вызвал живой интерес у населения, глава местной администрации уже заказала построить такой же экодом для своего учреждения.

"Большое впечатление на жителей произвела работа воздушного солнечного коллектора. Зимой на улице было –35, а воздушный коллектор нагрел внутреннее помещение до +15. Солнце на Ольхоне «работает» хорошо", - рассказывает Игорь Огородников.

К строительству экодома-учебника планируется привлекать местное население - чтобы люди убедились, что все предлагаемые технологии реально работают, и увидели для себя выгоду в подобных домах.

"Если частное лицо захочет возвести такой дом, в эксплуатации на отоплении получится экономия в пять раз по сравнению с обычным строением (если хозяин не будет вмешиваться в наши решения). Затраты на строительство будут вполне стандартными: на уровне 20-25 тысяч рублей за квадратный метр. Есть и эконом-вариант: можно вложить 15 тысяч рублей за квадратный метр в правильную конструкцию дома, а потом постепенно дооснащать его необходимыми элементами", - отмечает ученый.

Авторы проекта надеются построить такой экодом-учебник при университете в каждом городе России, чтобы наглядно предоставлять информацию населению и осуществлять подготовку кадров на живом объекте, но для этого необходимо финансовое и административное участие государства. 

"Есть основания, что это может получиться. Если проанализировать 103 предложения в послании президента, то отобранные отечественные технологии для экодома имеют прямое отношение к 32 из них", - говорит Игорь Огородников.

Диана Хомякова.

Издание "Наука в Сибири".