CC BY
3
V^WWWWW ТРГНМП! nfllFS МЛГШМРЯ ЛМП
WWWVWWW Fnn tup лглп ттштятшд! гпмт>1 ry WVWWWWW
run 1 nc ^unu U\UUsirIal ^итгьсл
Научная статья УДК 628.336.6
DOI: 10.24412/2227-9407-2024-4-50-61 EDN: EOLUMK
Методика проведения экспериментальных исследований по получению почвогрунта и компоста из осадков сточных вод и отходов животноводства
Марианна Викторовна ПаршиковаКирилл Анатольевич Кузнецов2, Зульфия Рафаиловна Муфтахутдинова3, Станислав Геннадьвич Паршиков4
12 3 4 Ижевский государственный технический университет им. М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия
1 marianna. svalova@yandex. ruM, https://orcid. org/0009-0001-4151-8119
2 kirill. a. ok@gmail. com, https://orcid. org/0009-0001 -9045-3286
3zulfiya.muft@gmail.com, https://orcid.org/0009-0006-1297-762X 4stas199373@yandex.ru, https://orcid.org/0009-0003-9477-3935
Аннотация
Введение. Статья посвящена методике проведения экспериментальных исследований по получению почвогрунта и компоста из осадков сточных вод и отходов животноводства.
Материалы и методы. Рассматривается методика проведения экспериментальных исследований технологического процесса с применением анаэробного сбраживания осадков сточных вод и отходов животноводства в биогазовой установке с последующим компостированием в опытных делянках для получения почвогрунта и компоста. При проведении экспериментов использовался биологически активный препарат «Тамир». Приведен состав оборудования, средств измерения и методика проведения химического анализа по определению показателей ионов тяжелых металлов в сточных водах и органических отходах.
Результаты. На базовой кафедре «Инженерные системы ЖКХ» проведены экспериментальные исследования осадков сточных вод и отходов животноводства и разработан технологический процесс получения почвогрун-та и компоста с применением опытных делянок. В результате проведения экспериментальных исследований проведена оценка количественного содержания соединений ионов тяжелых металлов в осадке сточных вод и отходах животноводства. В ходе выполнения экспериментальных исследований установлено, что исследуемые образцы осадков сточных вод и отходов животноводства соответствуют нормативным требованиям по концентрации ионов тяжелых металлов, а интенсивность гамма-излучения не превышает радиационный фон окружающего пространства.
Обсуждение. Предложена методика проведения технологического процесса обработки осадков сточных вод и отходов животноводства в биогазовой установке с последующим компостированием в опытных делянках для получения почвогрунта и компоста в климатических условиях Удмуртской Республики.
Заключение. Применение биологически активных препаратов и анаэробное сбраживание органических отходов в биогазовой установке с последующей более длительной выдержкой биомассы в делянках позволит решить проблему очистки и обработки осадков сточных вод, отходов животноводства, загрязнения окружающей среды и улучшит экологическую ситуацию в Удмуртской Республике.
Ключевые слова: анаэробное сбраживание, биогазовая установка, биомасса, компост, осадки сточных вод, отходы животноводства, почвогрунт, технологические процессы
© Паршикова М. В., Кузнецов К. А., Муфтахутдинова З. Р., Паршиков С. Г., 2024
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
50
Вестник НГИЭИ. 2024. № 4 (155). C. 50-61. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2024. № 4 (155). P. 50-61. ISSN 2227-9407 (Print)
TFYHfl ППГИИ MA ШИНЫ И ПКПРУППЛй
V^VWVWVW ППЯ ЛГРППРПМЫШПРННПГП КПМППРКГА
Финансирование: Исследования проводились в рамках Программы развития научных и научно-педагогических кадров ИжГТУ имени М. Т. Калашникова «Научное обоснование технологии утилизации отходов животноводства и осадков сточных вод в едином цикле на биогазовой установке» (шифр ПМВ-24), приказ ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М. Т. Калашникова» от 27.12.2023 г. № 1565.
Для цитирования: Паршикова М. В., Кузнецов К. А., Муфтахутдинова З. Р., Паршиков С. Г. Методика проведения экспериментальных исследований по получению почвогрунта и компоста из осадков сточных вод и отходов животноводства // Вестник НГИЭИ. 2024. № 4 (155). С. 50-61. DOI: 10.24412/2227-9407-2024-4-50-61. EDN: EOLUMK
Methodology of experimental research on obtaining soil and compost from sewage sludge and livestock wastes
Marianna V. Parshikova13, Kirill A. Kuznetsov2, Zulfiya R. Muftakhutdinova3 Stanislav G. Parshikov4
12 3 4 Kalashnikov Izhevsk State Technical University, Izhevsk, Russia
1 marianna. svalova@yandex. ruhttps://orcid. org/0009-0001-4151-8119
2 kirill. a. ok@gmail. com, https://orcid. org/0009-0001 -9045-3286
3zulfiya.muft@gmail.com, https://orcid.org/0009-0006-1297-762X 4stas199373@yandex.ru, https://orcid.org/0009-0003-9477-3935
Abstract
Introduction. The article is devoted to the methodology of experimental research on obtaining soil and compost from sewage sludge and livestock wastes.
Materials and methods. The paper deals with the methodology of experimental studies of technological process using anaerobic digestion of sewage sludge and animal waste in a biogas plant with subsequent composting in experimental plots to obtain soil and compost. Biologically active preparation «Tamir» was used in the experiments. The composition of equipment, measuring instruments and methods of chemical analysis for determination of heavy metal ions in wastewater and organic wastes are given in the article.
Results. Experimental studies of sewage sludge and livestock waste were conducted at the basic department «Engineering Systems of Housing and Communal Services», and the technological process of soil and compost production was developed using experimental plots. As a result of experimental studies, the quantitative content of heavy metal ion compounds in sewage sludge and livestock waste was evaluated. In the course of experimental studies it was established that the studied samples of sewage sludge and livestock waste meet the regulatory requirements for the concentration of heavy metal ions, and the intensity of gamma radiation does not exceed the radiation background of the surrounding area.
Discussion. The methodology of technological process of sewage sludge and livestock waste treatment in a biogas plant with subsequent composting in experimental plots to obtain soil and compost in climatic conditions of the Udmurt Republic is offered.
Conclusion. The use of biologically active preparations and anaerobic digestion of organic waste in a bio-gas plant followed by longer biomass maturation in plots will solve the problem of treatment and processing of sewage sludge, animal waste, environmental pollution and improve the ecological situation in the Udmurt Republic.
Keywords: anaerobic digestion, biomass, biogas plant, compost, sewage sludge, animal waste, soil, technological processes
Funding: The research was conducted within the framework of the Scientific and Scientific-Pedagogical Personnel Development Program of Izhevsk State Technical University named after M. T. Kalashnikov, titled «Scientific Substantiation of the Technology for Utilization of Livestock Waste and Wastewater Sludge in a Unified Cycle at a Biogas Plant» (code PMV-24), according to the order of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «M. T. Kalashnikov Izhevsk State Technical University» dated December 27, 2023, № 1565.
^^WWW^^WW тггимпт /1Г/ГС млгшыгс л ып rnfrwum^VVVVM^^M^ Jjfyify^^^p^^ lZLnwULUUlZb, МЛСПИЧЯЛ Ш\и DyUlrMEWl
F/II? THF imtwiçtbiai глмш rv
run 1 ne Aun°-INDUS iriaL ьитгьсл
For citation: Parshikova M. V., Kuznetsov K. A., Muftakhutdinova Z. R., Parshikov S. G. Methodology of experimental research on obtaining soil and compost from sewage sludge and livestock wastes // Bulletin NGIEI. 2024. № 4 (155). P. 50-61. DOI: 10.24412/2227-9407-2023-4-50-61. EDN: EOLUMK
Введение
В Удмуртской Республике ведущую роль в экономике занимает сельское хозяйство. По последним статистическим данным площадь сельскохозяйственных угодий в Удмуртской Республике составляет 1693,0 тыс. га, при этом пашни занимают практически 70 % (1294 тыс. га) данных площадей [1]. Крупные предприятия АПК и фермерские хозяйства имеют огромное количество специальной техники сельскохозяйственного назначения. В начале технического бума не задавались вопросами экологической безопасности. В настоящее время агропромышленный комплекс и фермерские хозяйства в Удмуртской Республике сталкиваются с проблемами пагубного влияния отходов животноводства, осадков сточных вод и сточных вод предприятий сельскохозяйственной техники на плодородный слой почвы и водные ресурсы.
Актуальность проблемы
При работе на сельскохозяйственном предприятии используется техника, обладающая большой тяговой мощностью. Техника, используемая в сельскохозяйственной деятельности, является технически сложным объектом. При обслуживании и ремонте техники технические жидкости должны периодически заменяться. Поскольку технические жидкости в основном состоят из нефтепродуктов, остро встает вопрос их безопасной утилизации и переработки. Несанкционированный сброс или случайные утечки дизельного топлива, машинного
масла, технических жидкостей или нефтепродуктов и химических веществ приводят не только к локальному загрязнению, попадая в источники водоснабжения, но и могут негативно повлиять на окружающую среду, а также на здоровье людей. Согласно классификатору отходов 2023 года к органическим отходам 4-5 класса опасности относятся отходы животноводства, осадки сточных вод и сточные воды предприятий сельскохозяйственной техники [2].
Таким образом актуальность проблемы заключается в исследовании и разработке методов обработки отходов животноводства, уменьшении концентрации соединений ионов тяжелых металлов в осадках сточных вод, сточных водах предприятий сельскохозяйственной техники.
Материалы и методы
Согласно классификатору видов разрешенного использования земельных участков для необходимого обеспечения сельскохозяйственного производства необходимо предусмотреть размещение машинно-транспортных и ремонтных станций, ангаров и гаражей для сельскохозяйственной техники, амбаров, водонапорных башен, трансформаторных станций и иного технического оборудования, используемого для ведения сельского хозяйства. Для работы сельскохозяйственной техники требуется дизельное или бензиновое топливо [3]. Данные по поставкам топлива в различные районы Удмуртской Республики приведены в таблице 1.
Таблица 1. Сведения о поступлении и наличии горюче-смазочных материалов Table 1. Information on the receipt and availability of fuels and lubricants
№ Территории / Territories Автобензин, тонн / Gasoline, tons Дизельное топливо, тонн / Diesel fuel, tons
Имеется в наличии / Available Имеется в наличии / Available
1 2 3 4
1 Алнашский район / Alnashsky district 0 321,3
2 Балезинский район / Balezinsky district 8,5 90
3 Вавожский район / Vavozhsky district 25,8 334,5
4 Воткинский район / Votkinsky district 0 14,2
5 Глазовский район / Glazovsky district 35,2 185,7
6 Граховский район / Glazovsky district 12,05 100,11
7 Дебесский район / Debessky district 0 225,1
52
Вестник НГИЭИ. 2024. № 4 (155). C. 50-61. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2024. № 4 (155). P. 50-61. ISSN 2227-9407 (Print)
ТРУНП ППГИИ MA ШИНЫ И ПКПРУППЛй
V^VWVWVW ППЯ ЛГРППРПМЫШПРННПГП КПМППГКГй
Окончание таблицы 1 / End of table 1
1 2 3 4
8 Завьяловский район / Zavyalovsky district 5 196
9 Игринский район / Igry district 0 277,96
10 Камбарский район / Kambarsky district 0 35,42
11 Каракулинский район / Karakulinsky district 0,4 8,1
12 Кезский район / Kez district 4,44 316,41
13 Кизнерский район / Kiznersky district 0 42,8
14 Киясовский район / Kiyasovsky district 8,8 58,69
15 Красногорский район / Krasnogorsk district 0,1 96,6
16 Малопургинский район / Malopurginsky district 69,5 610
17 Можгинский район / Mozhginsky district 21,05 297,43
18 Сарапульский район / Sarapulsky district 19,96 27,06
19 Селтинский район / Selty district 1,12 93,57
20 Сюмсинский район / Syumsinsky district 0 28
21 Увинский район / Uva district 28,6 414,9
22 Шарканский район / Sharkansky district 7,4 277,3
23 Юкаменский район / Yukamensky district 6 83
24 Якшур-Бодьинский район / Yakshur-Bodyinsky district 0,7 80,4
25 Ярский район / Yarsky district 3,5 46,57
Итог за 2022 г. / Summary for 2022 258,12 4261,12
Источник: составлено авторами на основании исследований
По данным Федеральной службы по надзору в ды сельского хозяйства) с 2016 по 2021 гг. увеличи-
сфере природопользования, образование отходов вается, анализ статистических исследований пред-
производства и потребления по видам экономиче- ставлен на рисунке 1 [4]. ской деятельности по Российской Федерации (отхо-
Рис. 1. Образование отходов производства и потребления по видам экономической деятельности по Российской Федерации (тыс. тонн) Fig. 1. Production and consumption waste generationby type of economic activity in the Russian Federation (thousand tons) Источник: составлено авторами на основании данных Федеральной службы по надзору в сфере природопользования
(Л -й-
ЧЭ
S о
ю
Я
Я 8
№ ^
ю я
и
S
ft s ^ ft et
в <*> „ftp
~5 Я
В to
sog
£ В
о о о
4 ^ cu
5 iE
■ 8
и
ft «
О
H
о •в
« р
о о
я о
W
ё s s
ti s
a №
и 5Э ft
И ft
- й-
р ft
s
о
о о о н о
л «
Е
SI
W
о
т ti 2 р
о s cl. а ft' и
ся О ti В О
г+ ft
ft s CD tr1
? a
g о g' g
4 s
о St
S* о
5 я 3 о
В-, sc
О л, в У ft t ft •в
Ê s s
и
о
о ti Е
Я et
» й о £
S ^
и и
•в «
H
о
W
й
W
о
ti й
р
и s
о №
W
о я •в о о о
я
о
я
р
я 7~J •в
Я •
^ £
о р
J -ä
5 н
н р я я ft
u> Р
•а
s « * »
5 Е я
> Я
о о о
„ н ft р W
И
Г)
Е и
ft о
О Л H я (Я tr1
р а
я W р о я t
?
Oï
1Л
2 и
50 Vi
ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ] ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ]
- расход препарата «Тамир» - 1 л;
- объем песка до 0,066 м ;
- объем опилок до 200 м3;
- объем очищенных сточных вод предприятий сельскохозяйственной техники до 200 л.
Сброженная в биогазовой установке биомасса компостировалась с органическими наполнителями в течение четырех месяцев в опытных делянках [8; 9]. Для ускорения процесса компостирования рекомендовано орошать опытные делянки очищенной сточной водой предприятий сельскохозяйственной техники с соблюдением интервала 1 раз в 7 дней, в течение 4-х месяцев опыта [10]. Опрыскивание препаратом «Тамир» проводилось согласно норме расхода активатора 1 л на 200 кг биомассы. Необходимый температурный диапазон, поддерживаемый в компостируемой биомассе, составлял 50-60 °С, при этом биомассу выдерживали 30 суток. В дальнейшем компостируемую биомассу перемешивали в течение четырех месяцев с соблюдением интервала в 15 дней. Для проведения данного опыта было изготовлено 2 делянки. Методика подготовки 1 -й и 2-й делянок аналогична и отличалась основным компонентом, в первой делянке основным компонентом являлся осадок сточных вод, а во второй делянке - отходы животноводства.
По истечении четырех месяцев проводился лабораторный анализ по определению ионов тяжелых металлов в полученном сырье [11].
Методика проведения химического анализа по определению показателей ионов тяжелых металлов в сточных водах и органических отходах:
1. Подготовка аппаратуры. Подготовка атом-но-абсорбционного спектрометра и вспомогательного оборудования к работе.
2. Подготовка проб к выполнению измерений.
Исследуемые образцы сточной воды
предприятий с.-х. техники и органических отходов (осадки сточных вод и отходы животноводства).
При определении общего содержания металлов к 250 см3 подготовленной пробы сточной воды или органических отходов добавляют 2,0 см3 концентрированной азотной кислоты и медленно упаривают в широком открытом стакане на электроплитке с закрытой спиралью, песчаной или водяной бане до объема 10-15 см3, не допуская закипания и разбрызгивания пробы. Для дальнейшего определения ионов тяжелых металлов исследуемые образцы помещают в микроволновую систему для разложения проб МС-10, представленную на рисунке 3. Задают с помощью программы технологический режим нагревания до заданной температуры и включают систему. Микроволновая система разложения проб МС-10 работает в автоматическом режиме и после прохождения всего технологического цикла отключается, затем выдерживают определенный промежуток времени с целью охлаждения и открывают дверцу системы, извлекают образцы.
Рис. 3. Микроволновая система для разложения проб МС-10 Fig. 3. Microwave sample decomposition system MC-10 Источник: фото сделано авторами
TECHNOLOGIES, MACHINES AND EQUIPMENT ' FOR THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
Затем пробу охлаждают и количественно фильтруют через мембранный фильтр 0,45 мкм и фильтр «белая лента» в мерную колбу вместимостью 25 см3. Стенки стакана ополаскивают дистиллированной водой и смывные воды также переносят в ту же колбу. Объем раствора в мерной колбе доводят до метки дистиллированной водой.
При определении растворенных металлов в исследуемой пробе проводят фильтрование через
мембранный фильтр с диаметром пор до 0,45 мкм. Фильтрат подкисляют концентрированной азотной кислотой до значения рН < 2. Далее пробоподготов-ку проводят так же, как при определении общего содержания металлов.
3. Исследуемые пробы анализируют на атом-но-абсорбционном спектрометре АА-7000, представленном на рисунке 4.
Рис. 4. Атомно-абсорбционный спектрометр АА-7000 Fig. 4. Atomic absorption spectrometer AA-7000 Источник: фото сделано авторами
Подготовленные пробы осадков сточных вод, отходов животноводства или сточные воды предприятий сельскохозяйственной техники вносят в графитовый атомизатор с помощью автосамплера или возможно внесение вручную с помощью дозатора. Требуемое количество модификатора матрицы вносят в графитовый атомизатор вместе с аликвотой пробы.
Проводят озоление-атомизацию пробы по определенному температурному режиму. Для каждой пробы фиксируют среднеарифметический результат по двум параллельным сожжениям за вычетом среднеарифметического результата измерения «холостой» пробы. «Холостой» пробой является дистиллированная вода, пропущенная через все стадии пробоподготовки, соответственно анализируемым пробам. Если измеренная величина выходит за пределы градуировочного графика, то пробы разбавляют.
4. Контроль чистоты реактивов и металлов. Предварительно каждую новую партию азотной кислоты и новую партии фильтров проверяют путем анализов холостой пробы. «Холостой» пробой является дистиллированная вода, пропущенная через весь ход анализа.
Результаты В результате проведения экспериментальных исследований, с использованием биогазовой установки и препарата «Тамир» проведена оценка возможности снижения содержания соединений ионов тяжелых металлов в осадке сточных вод и отходах животноводства для получения почвогрунта и компоста для рекультивации почвы.
Методика выполнения измерений массовых концентраций бериллия, ванадия, висмута, кадмия, кобальта, меди, молибдена, мышьяка, никеля, олова, свинца, селена, серебра, сурьмы, хрома в сточных водах методом атомно-абсорбционной спек-
ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ] ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ]
трометрии с электротермическом атомизациеи применялась для определения показателей ионов тяжелых металлов в органических отходах. В ходе выполнения экспериментальных исследований по определению концентрации ионов тяжелых металлов установлено, что исследуемые образцы осадков сточных вод и отходов животноводства соответствуют нормативным требованиям [12; 13]. Согласно ГОСТ Р54651-2011 «Удобрения органические на основе осадков сточных вод» в зеленом строительстве рекомендованная доза внесения удобрений на основе осадков сточных вод, отвечающих всем требованиям «чистой почвы», составляет под предпосевную обработку 250-300 кг/га по общему азоту, и удельная эффективная активность природных радионуклидов не более 300 Бк/кг сухого вещества. По результатам химического анализа в лаборатории «Биотехнологий» с помощью атомно-абсорбционного спектрометра АА-7000 определена интенсивность гамма-излучения подготовленных образцов почвогрунта из осадков сточных вод, которая составила 0,08 мкЗв/ч, что соответствует нормативу 0,1-0,2 мкЗв/ч, данные химического анализа, полученные в лаборатории «Биотехнологий», не превышают радиационного фона окружающего пространства [14; 15]. При использовании поч-вогрунта и компоста удобрений на основе осадков сточных вод в технологическом процессе АПК и зеленом строительстве наблюдалось снижение ионов тяжелых металлов и загрязненности органических отходов [16; 17].
Обсуждение
На основании патентного поиска способов и оборудования для приготовления компоста из осадков сточных вод и органических отходов на основании патента № RU 2513558 от 20.04.2014 г., разработанного ФГБОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия», и патента № RU 2404240 от 20.11.2010 г., разработанного ФГБОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» с учетом внесения доработок в технологический процесс применительно к климатическим условиям Удмуртской Республики в июне-июле 2023 г., проведены экспериментальные исследования по разработке технологии и оборудования по обработке отходов животноводства и осадков сточных вод [2; 14; 18].
В сравнении с препаратом «Байкал ЭМ1», который применяли в патенте № RU 2513558 от 09.01.2013 г. для обработки осадков сточных вод в
экспериментальных исследованиях на базовой кафедре «Инженерные системы ЖКХ» ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М. Т. Калашникова», применяли для обработки отходов животноводства и осадков сточных вод препарат «Тамир», который рекомендовано использовать в АПК в осенний и весенний период обработки почв для ферментирования остатков собранного урожая, оставляемых в поле после сбора урожая [19; 20]. Продолжительность выдержки осадков сточных вод в патенте № RU 2513558 от 09.01.2013 г. составляла два месяца, а в наших экспериментальных исследованиях составила четыре месяца для более длительной и качественной обработки органических отходов. Применение биологически активных препаратов и анаэробное сбраживание органических отходов в биогазовой установке, с последующей более длительной выдержкой биомассы в делянках, позволит решить проблему очистки и обработки осадков сточных вод, отходов животноводства, загрязнения окружающей среды и улучшит экологическую ситуацию в Удмуртской Республике.
Заключение
1. На базовой кафедре «Инженерные системы ЖКХ» Ижевского государственного технического университета имени М. Т. Калашникова проведены экспериментальные исследования технологического процесса анаэробного сбраживания осадков сточных вод и отходов животноводства в биогазовой установке, с целью анализа и подбора оптимальной по продолжительности и экологически эффективной технологии обработки отходов животноводства и очистки, уменьшения концентрации соединений ионов тяжелых металлов в осадках сточных вод и сточных водах предприятий сельскохозяйственной техники.
2. В результате экспериментальных исследований получен экологически чистый почвогрунт, компост в зависимости от вида применяемого сырья - осадки сточных вод или отходы животноводства.
3. По результатам экспериментальных исследований и химического анализа, проводимого в лаборатории «Биотехнологий», рекомендовано применение исследуемых отходов животноводства и осадков сточных вод, прошедших обработку в биогазовой установке и компостируемых в опытных делянках, в качестве компоста и почвогрунта в зеленых технологиях.
4. В результате проведения экспериментальных исследований технологического процесса анаэробного сбраживания осадков сточных вод и отхо-
^^WWW^^WW ткгиыгн /1Г/ГС мл гтыкс л \m r/iFiFDn^rAiT'^^^WWWWV
TECHNOLOGIES, MACHINES AND EQUIPMENT
F/ll? THF imtwigtbiai rrtMDi ry'^^^WWWWW
FOR THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
1. Абрамова А. А., Исаков В. Г., Непогодин А. М. Зеленые технологии в очистке поверхностных и сточных вод объектов ЖКХ // Технические университеты: интеграция с европейскими и мировыми системами образования: в 2 т. Т. 1. Ижевск : Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. С.460-465. EDN: ZIXZFZ.
2. Барановский И. Н., Смирнова Т. И. Патент 2513558 С1 РФ. Способ приготовления компоста из осадка сточных вод (варианты); заявл. 09.01.13; опубл. 20.04.14, Бюл. № 11. EDN: ZFNVYD.
3. Благоразумова А. М. Обработка и обезвоживание осадков городских сточных вод : учеб. пособие. М. : Лань, 2014. 208 с. EDN: TXPJOT.
4. Гильмундинов В. М., Тагаева Т. О., Бокслер А. И. Анализ и прогнозирование процессов обращения с отходами в РФ // Проблемы прогнозирования. 2020. № 1 (178). С. 126-134. EDN ADRHMG.
5. Вендин С. В., Мамонтов А. Ю. Автоматизация механических и тепловых процессов в многокамерном биогазовом реакторе непрерывной загрузки сырья // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В. П. Горячкина». 2016. № 4 (74). С. 55-60. EDN: WGBJKB.
6. Григорьев В. С., Ковалев А. А. Система предварительной подготовки субстратов метантенков в аппарате вихревого слоя с рекуперацией теплоты // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. № 2 (39). С. 8-13. DOI: 10.22314/2658-4859-2020-67-2-8-13. EDN: APQBPY.
7. Диденко В. Н., Исаев А. В., Узаков Н. Д. Метод сравнительной оценки тепловых потерь биорекакторов на этапе аванпроекта биогазовой установки // Энергосбережение и водоподготовка. 2019. № 5 (121). С. 61-65. EDN QFKORS.
8. Караева Ю. В., Варлавова И. А. Эффективность гидравлического перемешивания в метантенке с перегородками // Энергосбережение и водоподготовка. 2017. № 1 (105). С. 27-32. EDN: XWVUDF.
9. Колосова Н. В., Монах С. И. Математическая модель тепломассообмена при получении биогаза в метантенке // Современное промышленное и гражданское строительство. 2019. № 2. С. 67-74. EDN: WFEPNX.
10. Микрюкова Е. М., Васюткина М. Н., Таскаев М. В. Обзор основных методов очистки сточных вод от нефтепродуктов // Сборник докладов XVI Международной научно-технической конференции, посвященной памяти академика РАН С. В. Яковлева. Москва. 2021. С. 42-47. EDN: HRNNKY.
11. Мишустин Е. Н., Емцев В. Т. Микробиология / 3-е изд., перераб. и доп. М. : Агропромиздат, 1987. 368 с. EDN: ELAYVT.
12. Оковитая К. О. Повышение эффективности работы метантенков // Эффективные технологии в области водоподготовки и очистки в системах водоснабжения и водоотведения. 2021. № 1. С. 54-56. EDN: MNWLYQ.
13. Провоторова А. А. Сравнительный анализ использования аэротенков и метантенков при очистке сточных вод // Современная наука и ее ресурсное обеспечение: Инновационная парадигма. 2021. С. 97-102.
дов животноводства, с применением биогазовой установки, подготовлены опытные делянки для компостирования органических отходов. Для орошения опытных делянок рекомендовано применять систему полива с очищенной сточной водой предприятий сельскохозяйственной техники.
6. При проведении экспериментальных исследований по определению концентрации ионов тяжелых металлов установлено, что исследуемые образцы осадков сточных вод и отходов животноводства соответствуют нормативным требованиям. Согласно ГОСТ Р54651-2011 «Удобрения органические на основе осадков сточных вод» в зеленом строительстве рекомендованная доза внесения удобрений на основе осадков сточных вод, отвечающих всем требованиям «чистой почвы», составляет под предпосевную обработку 250-300 кг/га по общему азоту, и удельная эффективная активность природных радионуклидов не более 300 Бк/кг сухого вещества.
5. Результаты химического анализа по определению интенсивности гамма-излучения составили 0,08 мкЗв/ч исследуемого образца почвогрунта из осадков сточных вод, при нормативе 0,1-0,2 мкЗв/ч, данные химического анализа, полученные в лаборатории «Биотехнологий» с применением атомно-абсорбционного спектрометра АА-7000, не превышают радиационного фона окружающего пространства.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
EDN: WVZFMP.
Вестник НГИЭИ. 2024. № 4 (155). C. 50-61. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2024. № 4 (155). P. 50-61. ISSN 2227-9407 (Print)
V^WWWVW ТРУПП ППГИИ MA ШИНЫ И ПКПРУППЛй
V^VWVWVW ППЯ ДГРППРПМЫШ ПРННПГП КПМППРКГД V¥WW¥¥¥¥¥
14. Свалова М. В., Бурлакова Ф. М., Касаткин В. В., Игнатьев С. П., Решетникова И. В., Кошкин М. В., Вохмин В. С. Патент 2404240 С2 РФ. Биогазовая установка; заявл. 10.08.10; опубл. 20.11.10, Бюл. № 32. EDN: XFQGCP.
15. Смирнова А. Р. Пути повышении эффективности работы метантенков // Научный форум: технические и физико-математические науки. 2020. С. 23-30. EDN VMNPHB.
16. Свалова М. В., Белоусов Р. С., Галимьянов Р. Г. Применение принципа самоокупаемости по энергосбережению на предприятиях Удмуртии // Проблемы региональной экологии и географии. 2019. № 1. С. 66-68. EDN: GEKYCI.
17. Уваров Р. А., Брюханов А. Ю. Перспективные технологии биоферментации навоза / помета для Северо-Запада России // Научное обозрение. 2015. № 16. С. 26-31. EDN VWGICZ.
18. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника : учеб. пособие для вузов. СПб., БХВ-Петербург, 2010. 816 с. EDN: SDPRSD.
19. Ханова Е. Л., Сахарова А. А., Геращенко А. А. Способ интенсификации работы метантенков с разделением фаз брожения // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2019. № 1 (74). С. 72-79. EDN: BTTGJA.
20. Юхин Д. П. К вопросу повышения эффективности функционирования метантенка биогазовой установки // Наука молодых - инновационному развитию АПК. 2019. С. 168-172. EDN: FYVWLQ.
Дата поступления статьи в редакцию 23.01.2024; одобрена после рецензирования 20.02.2024;
принята к публикации 21.02.2024.
Информация об авторе:
М. В. Паршикова - к.т.н., доцент кафедры «Водоснабжение и водоподготовка», Spin-код: 9159-1802; К. А. Кузнецов - магистр; З. Р. Муфтахутдинова - магистр; С. Г. Паршиков - магистр.
Заявленный вклад авторов:
Паршикова М. В.- общее руководство проектом, формулирование основной концепции исследования, проведение критического анализа материалов и формирование выводов. Кузнецов К. А. - сбор и обработка материалов. Муфтахутдинова З. Р. - проведение экспериментов.
Паршиков С. Г. - сбор и обработка материалов, проведение экспериментов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
REFERENCES
1. Abramova A. A., Isakov V. G., Nepogodin A. M. Zelenye tekhnologii v ochistke poverhnostnyh i stochnyh vod ob'ektov ZHKKH [Green technologies in surface and wastewater treatment of housing and communal services facilities], Tekhnicheskie universitety: integraciya s evropejskimi i mirovymi sistemami obrazovaniya» [Technical Universities: integration with European and world education systems], In 2 vols., Vol. 1, Izhevsk: Publishing House of Kalashnikov ISTU, 2019, pp. 460-465, EDN: ZIXZFZ.
2. Baranovskij I. N., Smirnova T. I. Patent 2513558 С1 RF. Sposob prigotovleniya komposta iz osadka stochnyh vod (varianty) [Method of preparation of compost from sewage sludge (variants)], zayavl. 09.01.13; opubl. 20.04.14, Byul. No. 11, EDN: ZFNVYD.
3. Razdorazumova A. M. Obrabotka i obezvozhivanie osadkov gorodskih stochnyh vod [Treatment and de-watering of urban sewage sludge], textbook manual, Moscow: Lan', 2014, 208 p. EDN: TXPJOT.
6. Gil'mundinov V. M., Tagaeva T. O., Boksler A. I. Analiz i prognozirovanie processov obrashcheniya s otho-dami v RF [Analysis and forecasting of waste management processes in the Russian Federation], Problemy prognozi-rovaniya [Problems of forecasting], 2020, No. 1 (178), pp. 126-134, EDN ADRHMG.
^^WWW^^WW тггимт ппгс мл гтыгс л ып rnfrwum^VVVVM^^M^
TECHNOLOGIES, MACHINES AND EQUIPMENT
ШШШШШ^МУУММ F/1D ТИС ДГВП IMTWIGTBIAI глмш rv
FOR THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
5. Vendin S. V., Mamontov A. Yu. Avtomatizaciya mekhanicheskih i teplovyh processov v mnogokamernom biogazovom reaktore nepreryvnoj zagruzki syr'ya [Automation of mechanical and thermal processes in a multicham-ber biogas reactor for continuous feed], Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya Moskovskij gosudarstvennyj agroinzhenernyj universitet im. V. P. Goryachkina [Bulletin of the Federal State Educational Institution of Higher Professional Education Moscow State Agroengineering University named after V. P. Goryachkin], 2016, No. 4 (74), pp. 55-60, EDN: WGBJKB.
6. Grigoriev V. S., Kovalev A. A. Sistema predvaritel'noj podgotovki substratov metantenkov v apparate vihrevogo sloya s rekuperaciej teploty [System of preliminary preparation of metantenkov substrates in a vortex layer apparatus with heat recovery], Elektrotekhnologii i elektrooborudovanie v APK [Electrotechnologies and electrical equipment in the agroindustrial complex], 2020, No. 2 (39), pp. 8-13, EDN: APQBPY.
7. Didenko V. N., Isaev A. V., Uzakov N. D. Metod sravnitel'noj ocenki teplovyh poter' biorekaktorov na etape avanproekta biogazovoj ustanovki [Method of comparative assessment of heat losses bioreactors at the stage of the advance project of a biogas plant], Energosberezhenie i vodopodgotovka [Energy saving and water treatment], 2019, No. 5 (121), pp. 61-65, EDN QFKORS.
8. Karaeva Yu. V., Varlavova I. A. Effektivnost' gidravlicheskogo peremeshivaniya v metantenke s perego-rodkami [Efficiency of hydraulic mixing in a methane tank with partitions], Energosberezhenie i vodopodgotovka [Energy saving and water treatment], 2017, No. 1 (105), pp. 27-32, EDN: XWVUDF.
9. Kolosova N. V., Monk S. I. Matematicheskaya model' teplomassoobmena pri poluchenii biogaza v metantenke [Mathematical model of heat and mass transfer during biogas production in a methane tank], Sovremennoe promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Modern industrial and civil construction], 2019, No. 2, pp. 67-74, EDN: WFEPNX.
10. Mikryukova E. M., Vasyutkina M. N., Taskaev M. V. Obzor osnovnyh metodov ochistki stochnyh vod ot nefteproduktov [Overview of the main methods of wastewater treatment from petroleum products], Sbornik dokladov XVI Mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii, posvyashchennoj pamyati akademika RAN S. V. Yakovleva [Collection of reports of the XVI International Scientific and Technical Conference dedicated to the memory Academician of the RAS Yakovlev], 2021, pp. 42-47, EDN: HRNNKY.
11. Mishustin E. N., Emtsev V. T. Mikrobiologiya [Microbiology], 3rd ed., reprint. and additional, Moscow: Agropromizdat, 1987, 368 p. EDN: ELAYVT.
12. Okovitaya K. O. Povyshenie effektivnosti raboty metantenkov [Improving the efficiency of the work of metantenkov], Effektivnye tekhnologii v oblasti vodopodgotovki i ochistki v sistemah vodosnabzheniya i vodootvedeni-ya [Effective technologies in the field of water treatment and purification in water supply and sanitation systems], 2021, No. 1, pp. 54-56, EDN: MNWLYQ.
13. Provotorova A. A. Sravnitel'nyj analiz ispol'zovaniya aerotenkov i metantenkov pri ochistke stochnyh vod [Comparative analysis of the use of aerotanks and methane tanks in wastewater treatment], Sovremennaya nauka i ee resursnoe obespechenie: Innovacionnaya paradigma [Modern science and its resource support: An innovative paradigm], 2021, pp. 97-102, EDN: WVZFMP.
14. Svalova M. V., Burlakova F. M., Kasatkin V. V., Ignat'ev S. P., Reshetnikova I. V., Koshkin M. V., Vohmin V. S. Patent 2404240 С2 RF. Bigazovaya ustanovka [Biogas plant], zayavl. 10.08.10; opubl. 20.11.10, Byul. No. 32, EDN: XFQGCP.
15. Smirnova A. R. Puti povyshenii effektivnosti raboty metantenkov [Ways to improve the efficiency of metantenkov], Nauchnyj forum: tekhnicheskie i fiziko-matematicheskie nauki [Scientific Forum: technical, physical, and mathematical sciences], Moscow, publishing house «MCNO», 2020, pp. 23-30, EDN VMNPHB.
16. Svalova M. V., Belousov R. S., Galim'yanov R. G. Primenenie principa samookupaemosti po energosberezheniyu na predpriyatiyah Udmurtii [Application of the principle of self-sufficiency in energy saving at the enterprises of Udmurtia], Problemy regional'noj ekologii i geografii [Problems of regional ecology and geography], 2019, No. 1, 2019, pp. 66-68, EDN: GEKYCI.
17. Uvarov R.bA., Bryuhanov A. Yu. Perspektivnye tekhnologii biofermentacii navoza/pometa dlya Severo-Zapada Rossii [Perspective technologies of manure/manure biofermentation for the North-West of Russia], Nauchnoe obozrenie [Scientific Review], 2015, No. 16, pp. 26-31, EDN VWGICZ
Вестник НГИЭИ. 2024. № 4 (155). C. 50-61. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2024. № 4 (155). P. 50-61. ISSN 2227-9407 (Print)
ТРУНП ППГИИ MA ШИНЫ И ПКПРУППЛй
V^VWVWVW ППЯ ЛГРППРПМЫШПРННПГП КПМППРКГА
18. Ugryumov E. P. Cifrovaya skhemotekhnika [Digital circuitry], a textbook for universities, St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2010. 816 p. EDN: SDPRSD.
19. Khanova E. L., Sakharova A. A., Gerashchenko A. A. Sposob intensifikacii raboty metantenkov s razdele-niem faz brozheniya [Method of intensification of the work of methane tanks with separation of fermentation phases], Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Seriya: Stroitel'stvo i arhitektura [Bulletin of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and Architecture], 2019, No. 1 (74), pp. 72-79. EDN: BTTGJA.
20. Yukhin D. P. K voprosu povysheniya effektivnosti funkcionirovaniya metantenka biogazovoj ustanovki [On the issue of increasing the efficiency of the functioning of the biogas plant's methane tank], Nauka molodyh - inno-vacionnomu razvitiyu APK [Nauka molodykh - innovative development of the agroindustrial complex], Ufa, 2019. pp. 168-172, EDN: FYVWLQ.
The article was submitted 23.01.2024; approved after reviewing 20.02.2024; accepted for publication 21.02.2024.
Information about the authors: M. V. Parshikova - Ph. D. (Engineering), Associate Professor of the Department «Water Supply and water Treatment», Spin-код: 9159-1802; К. A. Kuznetsov - master; Z. R. Muftakhutdinova - master; S. G. Parshikov - master.
Contribution of the authors:
Parshikova M. V. - managed the research project, developed the theoretical framework, critical analysis of materials; formulated conclusions.
Kuznetsov К. A. - collection and processing of materials.
Muftakhutdinova Z. R. - implementation of experiments.
Parshikov S. G. - collection and processing of materials, conducting experiments.
The authors declare no conflicts of interests.
