CC BY
4
3. Показатели неспецифической иммунобиологической реактивности у детей всех возрастных групп оказались наиболее выражены летом по сравнению с другими сезонами.
Поступила 23/УШ 1976 г.
УДК 628.44
С. Ф. Кондратьев, канд. биол. наук А. П. Лебедева, Ф. М. Кончаловская,
С. К. Потемкина
К ВОПРОСУ ОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИИ И ПЕРЕРАБОТКЕ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТБРОСОВ МЕТОДОМ КИСЛОТНОГО ГИДРОЛИЗА
Научио-кеследовательскин и конструкторско-технологический институт городского хозяйства, Киев
В настоящее время ясно определились пути ликвидации твердых бытовых отбросов, которая должна осуществляться с помощью современной и хорошо разработанной техники. В СсСР механизированная переработка мусора производится на трех уже действующих мусороперерабатывающих заводах в Москве и Ленинграде: на двух — по получению компоста и на одном — по мусоросжиганию.
Однако применением этих методов (получение компоста и сжигание) проблема обезвреживания и утилизации отбросов не исчерпывается. Идут поиски и других способов, при которых может быть использовано традиционное промышленное оборудование.
Лаборатория санитарной очистки Института городского хозяйства еще в 1966 г. участвовала в поисках новых путей обезвреживания и утилизации бытового мусора. Способ обезвреживания твердых городских бытовых отбросов методом кислотного гидролиза обладает определенными преимуществами по сравнению со способами, основанными на действии сухого жара или повышения температуры до 60—70°С (биотермические методы). В условиях кислотного гидролиза инфицированный материал обрабатывают в жидкой среде (в слабом растворе кислоты) при повышенном атмосферном давлении пара, т. е. при температуре выше 100°С. Такие условия способствуют быстрому сворачиванию и гидролизу белка клеточной протоплазмы патогенных микробов и яиц гельминтов, что приводит к их гибели. Известно, что споры бактерий более устойчивы к действию высокой температуры, чем вегетативные формы микробов. Тем не менее при повышенном давлении пара и температуре 120,6°С уничтожение спор достигается в течение 20—30 мин (М. Н. Лебедева). К тому же Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт городского хозяйства и Институт микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного предложили использовать гидролизат после кислотного гидролиза мусора в качестве сырья для микробиологической промышленности1.
Объем использованння отходов сельского хозяйства, сахарной и деревообрабатывающей промышленности ограничен масштабами этих отраслей; поэтому микробиологическая промышленность испытывает большую нужду в сырьевых ресурсах. Что же касается твердых бытовых отбросов, то они представляют собой легко гидролизуемый, богатый органическими и биологически активными веществами продукт, регулярно накапливающийся в городах и в малых населенных пунктах в огромных количествах. Необходимо также учесть дешевизну такого сырья.
Для того чтобы сделать способ кислотного гидролиза бытовых отбросов целесообразным, необходимо максимальное снижение расхода кислоты при высоком выходе полезных продуктов гидролиза. Лабораторией санитарной очистки в 1968 г. проведены исследования в медицинском автоклаве при концентрации серной кислоты 2%, давлении 2 и 6 атм и времени гидролиза 1 и 3 ч. Мы ограничили свой опыт испытанием концентрации серной кислоты 24о, чтобы извлечь из гидролизуемого материала относительно большое количество полезных веществ с небольшими затратами кислоты. Требовалось, чтобы извлечение полезных веществ из гидролизуемого материала было неполным и остающиеся неизвлечен-ными удобрительные элементы вошли в состав шлама, предназначенного для изготовления удобрения. Шлам после гидролиза не выбрасывали, а перерабатывали в органическое удобрение.
По данным как первого, так и второго опыта, оптимальным режимом для гидролиза по выходу Сахаров, а также азота и калия в испытываемых условиях являлся следующий: давление 2 атм, раствор серной кислоты 2%, время гидролиза 3 ч. С гигиенической точки зрения этот режим обеспечивает полное обеззараживание твердых бытовых отбросов, г. е. удовлетворяет санитарным и эпидемиологическим требованиям.
Исследование этого процесса на натуральном бытовом мусоре проводили в 1968 г. на экспериментальной базе лаборатории санитарной очистки Института городского хозяйства в специально сооруженной экспериментальной установке: гидролизаппарат марки
1 Авторское свидетельство № 238562, выданное 22/VIII 1966 г. Научно-иеследова-тельскому и конструкторско-технологическому институту городского хозяйства и Институту микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного Комитетом по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР.
«Лампарт» типа автоклава, снабженный мешалкой, емкость которого допускала загрузку 30 кг твердых бытовых отсортированных измельченных отбросов и 100 л раствора серной кислоты, самодельный нейтрализатор с электромешалкой и эмалированные ванны для отстаивания растворов и их хранения.
Для проведения опыта на экспериментальную базу лаборатории были завезены из города натуральные бытовые отбросы, которые предварительно проходили сортировку с отбором крупного балласта (кожа, резина, дерево, камни) и измельчались до однородной массы на дробильном агрегате Дреллинга. Далее отбирали среднюю пробу — 30 кг с общей влажностью 65% и загружали подготовленный материал в гидролизаппарат через специальный люк. Туда же вливали 100 л 2% раствора серной кислоты; гидромодуль составлял 8,6. После автоматического перемешивания и достижения в гидролиз-аппарате давления пара 2 атм проводили гидролиз в течение 3 ч. После охлаждения автоклава материал разгружали через специальный предназначенный для этих целей люк, отделение шлама вели через двухмиллиметровые сита над специальными отстойниками (эмалированными в аннами).
В разные сезоны проведено более 10 опытов с натуральными отбросами. В результате гидролиза получали гидролизаты—буровато-желтоватую жидкость с легким запахом серной кислоты. После нейтрализации до рН 6,0 в них определяли редуцирующие вещества (сахара), общее количество азота, калия и фосфора.
Гидролизат характеризовался как ценное серье для микробиологической промышленности с содержанием Сахаров в среднем 1,8%, общего азота 0,87%, калия 1,43% и следами фосфора.
В тех же образцах при тех же условиях изучено содержание удобрительных веществ в остающемся после кислотного гидролиза шламе. В нем выявлено высокое (0,7—1%) содержание азота, достаточный (0,4—0,7%) уровень калия и незначительное количество фосфора. Шлам оказался материалом, из которого может быть получено ценное азотно-калийное удобрение. Для нейтрализации шлама и гидролизата целесообразно применять аммиачную воду, так как в этом случае происходит их дополнительное обогащение азотом.
В практических условиях для осуществления кислотного гидролиза в промышленных установках рекомендуется следующая технология.
1. Сырье — отсортированные, предварительно измельченные до однородной массы твердые бытовые отбросы, при помощи пневмотранспорта подаются из бункера и загружаются в гидролизаппарат типа автоклава с автоматической мешалкой.
2. Одновременно с загрузкой отбросов в гидролизаппарат автоматически подается 2% раствор серкой кислоты.
3. По окончании загрузки сырья крышка гидролизаппарата закрывается и через нижний штуцер подается пар повышенного давления (около 2 атм) до подъема температуры в гидролизаппарате до 120,6°С. С момента достижения этой температуры гидролиза продолжается 3 ч, что при данной температуре обеспечивает полное обеззараживание отбросов.
4. Полученный гидролизат откачивается из гидролизаппарата на нейтрализацию. Предусматривается непрерывная нейтрализация гидролизата в нейтрализационной установке. Пропорционально количеству гидролизата в нейтрализационную установку подается аммиачная вода или известковое молоко (подача автоматизирована).
5. Из нейтрализационной установки нейтрализат подается насосом через двухмиллиметровые сита в первичный отстойник, где происходит отделение жидкости от крупного шлама. Частично осветленный гидролизат поступает во второй отстойник, где происходит осаждение мелкого шлама.
6. Нейтрализат, освобожденный от крупного и мелкого шлама, откачивается в автоцистерну для отправки на предприятия микробиологической промышленности или направляется в соответствующий цех, организованный при заводе.
7. Крупный и мелкий шлам поступает в цех по изготовлению брикетированного удобрения, что дает возможность длительного его хранения с использованием по мере надобности.
Для практического осуществления кислотного гидролиза могут быть применены гид-ролизаппараты, находящиеся в настоящее время в распоряжении гидролизной промышленности для переработки различного сырья.
Разработанный лабораторией способ обеззараживания и переработки твердых бытовых отбросов существенно отличается от большинства способов, применяемых или описанных в литературе. Переработка отбросов путем кислотного гидролиза под давлением может обеспечить полное обеззараживание бытового мусора с использованием продуктов переработки не только для изготовления органического удобрения, но и для получения сырья для микробиологической промышленности. Это новое направление в применении бытовых отбросов позволит увеличить сырьевые ресурсы для предприятий микробиологической промышленности.
ЛИТЕРАТУРА. Багдарасян А. 3.— «Городское хозяйство Москвы», 1975, № 10, с. 38.— Лебедева М. Н. Медицинская микробиология. М, 1960, с. 106.
Поступила 13/1X 1976 г.
