CC BY
31
АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПРИРОСТА БИОМАССЫ АКТИВНОГО ИЛА КАК ФАКТОРА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ
Белова Ирина Викторовна
магистрант Тольяттинского государственного университета, Россия
г.о. Тольятти E-mail: 55i10@mail.ru Писклова Ольга Павловна магистрант Тольяттинского государственного университета, Россия
г.о. Тольятти E-mail: lelay 2008@mail.ru Кравцов Александр Валериевич студент Тольяттинского государственного университета, Россия
г.о. Тольятти E-mail: AKravtsov14@mail.ru
ANALYSIS OF THE PROBLEM OF SLUDGE BIOMASS GROWTH AS
ENVIRONMENTAL HAZARDS
Belova Irina
magistrate Student of Togliatti state University, Russia Togliatti
Pisklova Olga
magistrate Student of Togliatti state University, Russia Togliatti
Kravtsov Alexandr student of Togliatti state University, Russia Togliatti
АННОТАЦИЯ
Анализ проблемы прироста биомассы активного ила как фактора экологической опасности на действующих и вновь строящихся комплексов очистных сооружений. Обозначены приоритетные способы утилизации, которые позволяют расширить спектр применения активного ила.
ABSTRACT
Analysis of the problem of sludge biomass growth as environmental hazards in existing and newly constructed complex of treatment facilities. Outlines priority disposal methods that allow to expand the range of application of sewage sludge.
Ключевые слова: утилизация активного ила; экологическая безопасность. Keywords: sludge recycling; environmental safety.
Важность проблемы осадков муниципальных сточных вод заключается не только в технологической стороне дела, но и упирается в законодательную базу. В нашей стране предъявляются жесточайшие требования к очистке сточных вод, в то же время практически не существует установленных законом норм для утилизации осадков [3, с. 771—776]. Такое положение приводит к тому, что большая часть средств тратится на повышение качества сточных вод сбрасываемых в водоемы, но при этом на обработку и утилизацию осадков выделяются недостаточные средства. Подобная ситуация прослеживается на протяжении всей истории развития станций по очистке муниципальных сточных вод: заметное отставание по вводу в действие сооружений для стабилизации, обезвоживания осадков и технологий для дальнейшего использования осадка. В каждом городе, в обязательном порядке, предусматривается станции биологической очистки сточных вод [1, с. 42—45], но их большинство совсем не уделяет внимание переработке илового осадка. Проблема обработки иловых осадков действующих и вновь строящихся комплексов очистных сооружений имеет два основных аспекта: технологический, обусловленный неэффективностью существующих схем, в которых отсутствуют сооружения по санитарному обезвреживанию, и стабилизации образующегося осадка; социально-экологический, выраженный в потере ценнейших земель под складирование не стабилизированного осадка, что приводит к загрязнению почвы, распространение неприятных запахов, накапливанию солей тяжелых металлов, а также к распространению негативного микробиологического и газового фона, который отрицательно влияет на здоровье окружающей среды и человека [1, с. 877—884].
В России каждый год количество осадков, выделяемых в процессах очистки городских сточных вод при средней влажности 96 %, превышает 100 млн.^3. Увеличение выхода осадка связано с ростом и стремительным
развитием городов. Исторически сложилось, что при строительстве очистных сооружений в 50—70 годы в России предпочтение отдавалось метановому сбраживанию, так как предполагается в этом способе обработки самый лучший
результат полученного илового осадка. Биогаз, образующийся в процессах брожения, как правило, не используется. Сушка осадка осуществляется на иловых площадках. Такая технология применяется практически на всех крупных очистных сооружениях. Наряду с обезвоживанием осадка непосредственно на иловых площадках достаточно широко применяется механическое обезвоживание с использованием различных фильтров, центрифуг и центрипрессов.
Стремление снизить влажность осадков и сделать возможным дальнейшее использование продуктов переработки осадков на меньших площадях привело к целому ряду технологических поисков процесса обезвреживания (табл. 1). Их цель добиться такого положения, чтобы процесс обезвреживания, по возможности, протекал без привнесения в него дополнительных химических реагентов из-за отсутствия достаточного производства последних непосредственно в России.
Результаты переработки и использования осадков в странах Европейского союза представлены на диаграммах (рис. 1, 2). На диаграмме (рис. 1) показано, что около четвертой части всех осадков не стабилизируется. Следует отметить, что с 31.12.1998 г. захоронение осадков в море стало нелегальным. Это большая проблема для Великобритании и Испании — стран, которые таким образом уничтожали около одной пятой всех образующихся осадков. В сельском хозяйстве утилизируются осадки сточных вод мелких населенных пунктов, единственное исключение — Париж, муниципальные службы которого используют осадки в качестве удобрения в сельском и лесном хозяйстве. Предполагается, что в ближайшее время процент сжигаемых осадков в Западной Европе увеличится, т. к. стоимость депонирования 1 тонны осадка стабильно поднимается, а стоимость сжигания 1 тонны осадка колеблется от 150 до 500 евро, в зависимости от влажности осадка и метода сжигания.
Таблица 1.
Статистика^ переработки иловых осадков_
Город Годовой объем Общая площа Площ адь Объем осадка, м3 Использование
сточных дь илов
вод, станци ых Влаж Влаж-
тыс. и карт, ность ность
м3/год аэраци и, га га 96 % 80 %
Осадок сжигается на
Москва (Курья новска я станци я) заводах; складируется на
1140600 437 237 4745 712 иловые карты для обезвоживания;
небольшое количество осадка
сбраживается в метантенках.
В настоящее время
Санкт-Петерб ург (Центр альная станци я) из-за недостатка территории осадок обезвоживается на
-700000 □ 250 150 2250 450 цнтрипрессах и затем сжигается. Объем золы в 10— 12 раз меньше обезвоженного осадка.
Тольят ти -180 130 1000 160 Осадок складируется на
иловых картах.
□ 50% Анаэробная
□ 24% Не стабилизируется
□ 18% Аэробная
□ 4%Известкование
□ 3% Компостирование
□ 1% Другая
Рисунок 1. Диаграмма стабилизации осадков муниципальных сточных вод в
странах Западной Европы
□ 40% Депонирование
□ 37% Сельское хозяйство
□ 11% Сжигание
□ 6% Захоронение в море
□ 6% Другое
Рисунок 2. Диаграмма использования осадков муниципальных сточных вод в
Западной Европе
Увеличится также применение новых (для осадков муниципальных сточных вод) методов, таких, например как жидкофазное окисление, газификация и др. Мелкие станции аэрации, где невысокий расход сточных вод, а, следовательно, небольшой выход осадка, обезвоживают осадок на своей территории, используя при этом оборудование, позволяющее получить высушенный осадок с наименьшим объемом. Обычно применяется обезвоживание с помощью центрипрессов или сушилок, позволяющее добиться влажности менее 70 %. Большая часть осадка, удовлетворяющая использованию в сельском хозяйстве, не обезвоживается вовсе, а напрямую трубопроводом или специальным автотранспортом направляется на поля, сады и т. д. Помимо этого из осадка готовится компост и гранулированный материал, которые используют в сельском или лесном хозяйствах.
В целом, следует отметить одну важную тенденцию — процентное отношение стабилизации осадка путем сбраживания в метантенках в недалеком будущем возрастет, даже если в последующем осадки предполагается сжигать. Эта тенденция особенно заметна в развитых странах, где практически все станции, которые не имели в недавнем прошлом ступени анаэробного сбраживания в цепи по обработке осадка, вводят метантенки в строй. Причиной этому является возможность получения и последующей утилизации энергии, получаемой в процессе брожения осадка. Из представленного анализа проблемы обезвреживания осадка в нашей стране можно отметить, что общепринятого подхода к обезвреживанию осадка не имеется. Таким образом, можно сделать вывод: ежегодный прирост биомассы активного ила составляет несколько миллионов тонн. В связи с этим возникает необходимость в разработке таких способов утилизации, которые позволяют расширить спектр применения активного ила; уменьшение объёмов избыточного активного ила и его утилизации без ущерба для окружающей среды, является технологической и экологической задачей, решение которой пока не найдено.
Список литературы:
1. Анциферов А.В., Филенков В.М., Каплан А.Л., Васильев А.В. Реконструкция промышленных очистных сооружений с использованием биореактора // Безопасность в техносфере. — 2009. — № 3. — С. 42—45.
2. Кравцова М.В. Оценка техногенного риска технически сложных производственных объектов машиностроения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2012. — Т. 14. — № 1—3. — С. 877—884.
3. Мельникова Д. А., Кравцова М.В. Оптимизация системы управления движением отходов ТБО с целью улучшения экологической ситуации на территории г.о. Тольятти // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2012. — Т. 14. — № 1—3. — С. 771—776.
