Научная статья на тему 'Эколого-экономическая эффективность использования наилучших доступных технологий утилизации осадков сточных вод'

Эколого-экономическая эффективность использования наилучших доступных технологий утилизации осадков сточных вод Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
1119
720
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ / НАИЛУЧШИЕ ДОСТУПНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ / ТЕРМИЧЕСКАЯ СУШКА / ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Лобовиков Алексей Олегович, Завизион Юлия Владимировна

В статье обоснована необходимость применения наилучших доступных технологий утилизации осадков сточных вод. Подробно рассмотрены доступные технологии утилизации осадков сточных вод. На конкретном примере показана эколого-экономическая эффективность использования новейшей доступной технологии утилизации осадков сточных вод. В заключении отмечается возможность получения доходов от использования продуктов переработки в различных отраслях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Лобовиков Алексей Олегович, Завизион Юлия Владимировна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Эколого-экономическая эффективность использования наилучших доступных технологий утилизации осадков сточных вод»

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАИЛУЧШИХ ДОСТУПНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

ECOLOGY-ECONOMIC EFFICIENCY OF USE OF BEST AVAILABLE TECHNOLOGIES OF UTILIZATION SEWAGE SLUDGE

Лобовиков Алексей Олегович - к.э.н., доцент каф. «Экономика и организация промышленного производства» Пермского национального

исследовательского политехнического университета,

e-mail: lobovik@yandex.ru Завизион Юлия Владимировна - магистрант каф. «Охрана окружающей среды» Пермского национального исследовательского политехнического

университета, e-mail: juliagubaha@mail.ru

В статье обоснована необходимость применения наилучших доступных технологий утилизации осадков сточных вод. Подробно рассмотрены доступные технологии утилизации осадков сточных вод. На конкретном примере показана эколого-экономическая эффективность использования новейшей доступной технологии утилизации осадков сточных вод. В заключении отмечается возможность получения доходов от использования продуктов переработки в различных отраслях.

In the article, it has a basic necessity to application of best available technologies of utilization sewage sludge. In detail the available technologies of utilization sewage sludge. On a concrete example ecology-economical efficiency of application of this latest available technology is shown at utilization of sewage sludge. In conclusion, there is a notice of possibility of obtaining the income from the use of products of processing in various branches is noted.

Ключевые слова: эколого-экономическая эффективность, наилучшие доступные технологии, термическая сушка, осадки сточных вод.

Key words: ecological and economic efficiency, the best available technology, thermal drying, sewage sludge.

В результате роста городов, их благоустройства, урбанизации территорий и развития промышленных предприятий в значительной мере увеличивается водопотребление. Это требует повышения мощности существующих очистных сооружений и повышения эффективности их работы.

Основным этапом очистки сточных вод является биохимическая очистка. В процессе эксплуатации очистных сооружений в результате биохимической очистки городских сточных вод образуются осадки сточных вод, утилизация которых является сложной экологической и технологической задачей. Эта проблема касается почти всех крупных городов России.

Ежегодно в России при биохимической очистке 15 млрд. м сточных вод на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства образуется около 1 млрд. м осадков сточных вод влажностью 98%, которые содержат 70-90% органических и 30-10% минеральных веществ. Осадки сточных вод городских очистных сооружений относятся к IV классу опасности [1].

Особенностью осадков сточных вод, образующихся при биохимической очистке сточных вод, является высокое содержание в них тяжелых металлов, серосодержащих и хлорсодержащих соединений, что усложняет процессы их утилизации [2].

Основным способом утилизации осадков сточных вод в настоящее время является механическое обезвоживание, складирование и накопление обезвоженных осадков на иловых картах или илонакопителях. С увеличением объемов осадков сточных вод, не пригодных к утилизации, требуется все больше площадей для их размещения, а увеличение стоимости

земель приводит к неуклонному росту средств на эксплуатацию и обслуживание мест складирования.

Хранение осадков сточных вод на иловых площадках сопровождается экологическими рисками загрязнения поверхностных и подземных вод, почв, растительности. То есть, существующие традиционные технологии не отвечают современным экологическим и техническим требованиям, не позволяют использовать энергетический и ресурсный потенциал отходов.

Таким образом, переработка осадков сточных вод является одной из актуальных, приоритетных задач, направленной на снижение и предотвращение негативного воздействия на объекты окружающей среды.

Проектом Федерального закона о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации (в части совершенствования нормирования в области охраны окружающей среды и введения мер экономического стимулирования хозяйствующих субъектов для внедрения наилучших технологий) предусматривается внедрение наилучших доступных технологий.

Наилучшая доступная технология - совокупность применяемых для производства товаров (продукции), выполняемых работ, оказанных услуг на объектах, оказывающих воздействие на окружающую среду, технологических процессов, оборудования, методов, способов, приемов и средств, основанных на современных достижениях науки и техники, обладающих наилучшим сочетанием показателей достижения целей охраны окружающей среды и экономической целесообразности, при условии технической возможности их применения [3].

В настоящее время используются следующие доступные технологии утилизации осадков сточных вод:

- механическое обезвоживание;

- аэробное сбраживание;

- компостирование;

- термический метод;

- депонирование.

При сравнении доступных технологий утилизации осадков сточных вод методом попарного сравнения по следующим критериям оценки:

• воздействие на водные объекты, атмосферный воздух и почву (экологические показатели);

• капитальные и эксплуатационные затраты (экономические показатели);

• производительность технологического оборудования по количеству перерабатываемых отходов;

• выход полезных продуктов;

• простота поддержания процесса (технологические показатели); получим следующие данные (табл. 1).

Таблица 1 - Сравнение технологий утилизации осадков сточных вод

Критерии оценки Механическое обезвоживание Анаэробное сбраживание Компостирование Термический метод е и н а в о р и н о п е

Воздействие на водные объекты 2 4 7 0 7

Воздействие на атмосферный воздух 0 6 3 8 3

Воздействие на почву 0 4 7 2 7

Капитальные затраты 4 4 0 8 4

Эксплуатационные затраты 0 8 4 6 2

Производительность технологического оборудования по количеству перерабатываемых отходов 2 4 6 0 8

Выход полезных продуктов 6 2 4 0 8

Простота поддержания процесса 2 8 6 0 4

ИТОГО: 14 40 37 24 43

Ранг: I IV III II V

Из таблицы 1 сравнения технологий утилизации осадков сточных вод видно, что наилучшей доступной технологией переработки и утилизации осадков сточных вод на основании метода попарного сравнения является механическое обезвоживание и термическая технология утилизации.

Из анализа научно - технической информации существующих доступных технологий переработки механически обезвоженных осадков сточных вод была выделена, как наиболее целесообразная, технология термической утилизации - термическая сушка.

Термическая сушка предназначена для обеззараживания и уменьшения влажности осадков сточных вод с 83-86 % до 10-20 %. Эта наилучшая из существующих доступная технология упрощает задачу удаления осадков с территории очистных сооружений и их дальнейшей утилизации.

Сушка получила широкое распространение в области обработки осадков сточных вод. При этом по возможности используют тепло отходящих газов или отработанного пара и одновременно утилизируют тепловые отходы.

В условиях глобализации экономики помимо традиционных критериев экономической эффективности особую практическую значимость приобретает внедрение ресурсосберегающих технологий соответствующих

международным экологическим стандартам, в том числе по утилизации осадков сточных вод.

В развитых странах появилось понятие экологичной экономики («зеленой экономики»), то есть экономики обеспечивающей максимальный народно-хозяйственный эффект при минимальной нагрузке на окружающую среду. В связи с этим существующие экологические нормативы становятся существенным инструментом конкуренции в рыночных условиях.

Поддержка, оказываемая развитыми странами «зеленым» отраслям промышленности, в том числе на научно-исследовательские и опытноконструкторские работы в области использования и охраны природных ресурсов, в значительной степени повышает конкурентоспособность их продукции по сравнению с отечественными товаропроизводителями.

Устранение торговых барьеров для экологических товаров и услуг и либерализация торговли может привести к увеличению торговых потоков товаров и услуг природоохранного назначения, что в свою очередь ускорит замену старых технологий, тем самым, способствуя сокращению уровня загрязнения и вреда, наносимого окружающей среде отходами.

Одним из таких примеров является оборудование для утилизации осадков сточных вод. Критериями выбора сушилок для обработки осадков сточных вод являются его исходные свойства и требования, предъявляемые к конечному продукту, технологические и стоимостные показатели [4].

Преимуществами современных установок для термической сушки осадков сточных вод являются: простота конструкции; эффективная сушка при низких температурах; низкие инвестиционные затраты; полная автоматизация процесса; тепло, необходимое для сушки, извлекается из отходов; полная утилизация без образования отходов, подлежащих захоронению; соблюдение требований противопожарной и экологической безопасности.

В результате анализа научно-технической информации, были выделены наиболее эффективные инновационные проекты с применением установок для термической сушки осадков сточных вод:

1. Сушильная установка Pro-Dry фирмы «KLEIN» (Германия) широко используется во многих крупных городах мира, в том числе и в России (г. Уфа) [5];

2. Конвейерная сушилка типа BDS фирмы «Andritz 3SYS» (Швейцария) применяется в г. Карлштадте (Германия) [6];

3. Установка для низкотемпературной двухступенчатой сушки

INNODRY 2E компании «Дегремон» (Франция) используется в г. Варшава

(Польша), г. Умеа (Швеция), г. Арендаль (Норвегия) и т.д. [7];

4. Сушилка BIO-SCRU, предлагаемая компанией KMT International, Inc. (США).

В г. Екатеринбурге была проведена оценка эколого-экономической эффективности утилизации осадков сточных вод. Рассматривались два варианта утилизации осадков сточных вод: складирование на иловых картах и термическая сушка.

Приведенные расчёты и полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что складирование осадков сточных вод на иловых картах не приносит МУП «Водоканал» выгоду. Это вызвано тем, что туда вывозится необеззараженные осадки сточных вод, поэтому возможно загрязнение воды, почвы, атмосферы веществами, выделяющимися из ила при длительном хранении. К тому же площадь иловых карт ограничена, при их заполнении необходимо отчуждать еще большие площади земель или же искать другие пути утилизации осадков сточных вод [8].

Таким образом, в результате термической сушки осадков сточных вод с использованием наилучшей существующей доступной технологии, будут освобождаться значительные площади земель, снижен экологический ущерб от деградации земель и уменьшены экономические затраты от утилизации осадков сточных вод.

Сравнивая результаты, полученные в первом и втором вариантах, позволяют сделать вывод о том, что эколого-экономическая эффективность использования термической сушки осадков сточных вод выше, чем при складировании на иловых картах.

Предлагаемая наилучшая доступная технология утилизации осадков сточных вод позволит, на наш взгляд, в значительной степени снизить платежи за размещение отходов, а также получить дополнительный доход от реализации полученного продукта в результате термической сушки.

Высушенный осадок можно использовать:

• в качестве органоминерального удобрения;

• вспомогательного материала для засыпки мест выработки в горнодобывающей промышленности;

• для сооружения полигонов хранения отходов;

• в дорожном строительстве;

• для целей рекультивации почвы;

• для создания откосов насыпей, озеленения магистралей;

• в производстве цемента, асфальта, керамики;

• в качестве добавочного топлива на электростанциях и

мусоросжигательных заводах;

• для получения горючего газа при пиролизе (газификации) [4].

Экономическая эффективность утилизации осадков сточных вод

должна сопровождаться полным использованием применяемых и потребляемых в производственном процессе ресурсов, а также наибольшим вкладом каждого ресурса в увеличение количества производимой продукции с учетом использования наилучших доступных технологий.

Проблема утилизации осадков сточных вод имеет множество аспектов (экологические, экономические и технологические) и может быть решена с использованием наилучшей доступной технологии с применением термической сушки.

Таким образом, использование технологии термической сушки осадков сточных вод позволит не только снизить экологические платежи за размещение отходов, вернуть земли в хозяйственное пользование, но и получить товарные продукты, которые могут найти дальнейшее применение.

Рассмотренная нами наилучшая доступная технология утилизации осадков сточных вод предусматривает использование зарубежного оборудования, производимого в Германии, Франции, Швеции и США [5,6,7].

В Европейском союзе существует 27 сборников, которые включают в себя порядка 6000 наилучших доступных технологий. Данные технологии, как правило, обновляются раз в три года.

На наш взгляд, копирование зарубежных технологий, в условиях бурного инновационного развития, имеет смысл лишь на первых порах. Для обеспечения конкурентоспособности отечественной экономики необходимо приоритетное финансирование научно-исследовательских и опытноконструкторских работ (НИОКР) в области высоких технологий, в том числе в природоохранной сфере.

В настоящее время экологические аспекты развития экономики становятся особенно актуальными в связи с членством России в ВТО. Повышение эффективности экономики природопользования и охраны окружающей среды обеспечит снижение издержек производства за счет рационального использования природных ресурсов и повысит конкурентоспособность отечественных товаров на внешних рынках.

Таким образом, в условиях инновационного развития экономики, особую практическую значимость имеет ресурсосбережение и охрана окружающей среды. От этого зависит устойчивое социально-экономическое развитие и экологическая безопасность страны.

Библиографический список

1. Кириллов М.В, Асонов А.М. Перспективы использования активных илов станций аэрации в качестве органических удобрений // Аграрный вестник Урала. - 2010. - № 2. - С. 43-45.

2. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод - 3-е изд., перераб. и доп.

- М.: Стройиздат, 1988. - 256 с.: ил.

3. Проект Федерального закона о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации (в части совершенствования нормирования в области охраны окружающей среды и введения мер экономического стимулирования хозяйствующих субъектов для внедрения наилучших технологий). [Электронный ресурс]. - ЦКЪ: http://www.mnr. gov.ru/files/part/7388_proekt-.doc

4. Ветошкин А.Г. Защита литосферы от отходов. Учебное пособие. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. с.: ил.

5. Томалла М., Нойберт И. Низкотемпературная сушка осадка сточных вод // Экология производства. - 2007. - № 5. - С. 63-67.

6. Чернов В.Б., Сушиньски А. Новые направления безотходной технологии утилизации осадков сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. -2010. - № 1. - С. 63-67.

7. Кноер П. Низкотемпературная двухступенчатая сушка осадка сточных вод / П. Кноер, М. Бюхлер, А. Пуассон, А.В. Чепурнов // Водоснабжение и санитарная техника. - 2012. - № 4. - С. 7-11.

8. Олейни Е.Ю. Исследовательская работа «Эффективность утилизации осадка сточных вод на примере ЕМУП «Водоканал».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.