CC BY
50
3. Kruger, R.A. 2003. Successful use of coal ash in South Africa. In. Mat. X Mi^dzynarodo-wej Konferencji "Popioly z energetyki" W-wa 14-17 XI 2003, 53-70, (in Polish).
4. Krzywy, E., Nowak, W. & Woloszyk, Cz. 1997. Agricultural chemistry. AR Szczecin, 1826, (in Polish).
5. Nowosielski, O. 1974. Fertilization of vegetable plants. PWRiL Warszawa, 55, (in Polish).
6. Polish norm - PN-ISO 10390/1997, (in Polish).
7. Rosik-Dulewska, Cz. 2002. Basis of waste management. PWN Warszawa, 125, (in Polish).
8. The Ordinance of Minister Environment, 27.09. 2001, Off. J. No 112, item 1206, (in Polish). _
УДК332.64. Доц. В.П. Олiферчук, канд. бюл. наук; студ. М.Т. Машвкнко;
проф. 1.Г. Войтович, канд. техн. наук - НЛТУ Украти, м. Rbeie
МОЖЛИВ1СТЬ ВИКОРИСТАННЯ ОСАДУ СТ1ЧНИХ ВОД ОЧИСНИХ СПОРУД ЛЬВОВА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА Б1ОГАЗУ
Здшснено експериментальш дослщження анаеробного перероблення мулу, який утворився шсля очищення спчних вод, в бюгаз. Запропоновано встановити ме-тантенки на каналiзацiйних очисних спорудах м. Львова. З'ясовано, що для викорис-тання осаду як добрива, треба вилучити важю метали вже на стадп ix потрапляння в каналiзацiю. Тобто, треба заборонити скидати вщходи з шкiдливими домшками в мiську каналiзацiю, а також контролювати всi пiдприeмства, якi не проводять очищення вiдходiв виробництва.
Ключов1 слова: каналiзацiйнi очиснi споруди, мул, бюгаз, ферментащя.
Assoc. prof. V.P. Oliferchuk; stud. M. Т. Matvienko; prof. I.G. Voytovich -NUFWTof Ukraine, L'viv
Flow waters sediment use posibilities of Lviv's sewage disposal plant for biogas production
The experimental researches of silt anaerobic transformation what formed after sewage purification to biogas are made. It is suggested to set methanetanks on the Lviv's sewage disposal plant. It is set that for the use of sediment as fertilizer, it is needed to withdraw heavy metals already on the stage of their hit in the sewage system. That, it is needed to forbid to throw down wastes with harmful admixtures in the city sewage system, and also to control all enterprises which do not conduct cleaning of wastes of production.
Keywords: sewage disposal plant, silt, biogas, fermentation.
Олчш води мюта Львова збираються та транспортуються через систему канашзацшних колектор1в i насосних станцш на канашзацшш очисш споруди (КОС), де здшснюють ixne мехашчне i бюлопчне очищення, шсля чого очищену воду скидають в рiчку Полтава, а густу фракщю вивозять на муловi майданчики.
Внаслщок очищення спчних вод утворюеться багато осаду (мулу). Ра-шше весь оброблений осад транспортували для зневоднення i сушшня в при-родних умовах на муловi поля площею 20 га. Тепер у цеху мехашчного зневоднення мулу встановлено 7 центрифуг шведсь^' фiрми NOXON, як да-дуть змогу виршити одну з найскладшших проблем у системi водовщведен-ня мюта Львова - проблему зневоднення осаду спчних вод, який утворюеться шсля бiологiчноi очистки. У такому випадку на мулових майданчи-ках утворюеться значно менше мулу, вщповщно вш займае менше мюця. Та
попри те, що зневоднений осад на мулових полях займае менше мiсця (до слова, навггь пiсля цього вш трояндами не пахне), проблему його складуван-ня досi не виршено. Мiських мешканцiв стае щораз бшьше, вiдповiдно, бшь-шае i продуклв 'х життедiяльностi. Муловi майданчики, на яких д^ скла-дуеться вже обезводнений осад, зараз переповнеш, тому юнуе проблема 'х-нього подальшого функцiонування.
Осад на мулових майданчиках перебувае на вщкритш територи, тому забруднюе атмосферне повiтря (внаслiдок випаровування в атмосферу потрап-лять рiзнi забруднювальнi речовини, якi мають дуже неприемний запах, особливо це вдаутно в лiтню пору руку). Забруднюеться грунт i пiдземнi води.
Метою цього до^дження е знайти шляхи утилiзацii мулу, який ут-ворюеться на КОС м. Львова. Проанашзувавши теxнологiю очищення ст-них вод на кожному еташ процесу, ми дшшли висновку, що, ^м мехашчно-го та бiологiчного очищення, канаизацшш стоки пiддавати анаеробному пе-реробленню. Пропонуемо на очисних спорудах встановити метантенки, як дали б змогу з мулу отримати бюгаз.
Бiогаз - це сумiш СН4(65-70 %) i СО2 (25-30 %) та гази-домiшки NH3, H2, SH2 («2 %) - продукт анаеробноi ферментацп органiчниx речовин. Цi речовини розкладаються метаноутворювальними бактерiями за таких основних сприятливих умов для 'хньо'' життедiяльностi: вiдсутностi вiльного кисню; достатньо'' кiлькостi азоту; наявностi нейтрального середовища (рН=6,6...7,2); вiдсутностi свiтла; вщповщного значення температури (t=25-45°C); високо'' вологостi (вище 50 %) [1].
Розкладання оргашчних речовин вiдбуваеться в процес життедiяль-ностi бактерiй, котрий умовно можна подiлити на два етапи. На першому ки-слоутворювальному етапi складнi високомолекулярнi органiчнi з'еднання (бь лки, жири, полiсаxариди) шддаються ферментативному гiдролiзу. Одночасно пiд впливом мiкроорганiзмiв вiдбуваеться гiдролiз моносаxаридiв, оргашчних кислот та спирав. Як наслщок, утворюеться водень, вуглекислий газ, низько-молекулярнi жирнi кислоти, спирти i деякi iншi з'еднання. На цьому еташ бе-руть участь таю анаеробш бактери: Clostidium, Basteroides, Rumiococcus, Butyrivibrio [2]. На другому еташ метановi бактери (Syntrophobacter, Syntrop-homonas, Desulfovibrio) синтезують потрiбний для життедiяльностi кисень з молекул кислот, з видшенням СН4, СО2 i Н2О [2].
У лаборатори кафедри технологи виробiв з деревини технолопчного факультету Нацiонального лiсотеxнiчного ушверситету Укра'ни було досль джено можливост виробництва бiогазу з рiзноманiтниx оргашчних вiдxодiв рослинного i тваринного походження та каналiзацiйниx стокiв. Ми здшснили експериментальнi дослiдження отримання бiозагу з мулу, який утворюеться шсля бюлопчно'' очистки стiчниx вод. Для цього завантажили 120 л вiдxодiв, отриманих пiсля меxанiчного зневоднення мулу центрифугами, з очисних споруд м. Львова, як мали вигляд мулу Ыро-чорного кольору з неприемним запахом, до якого добавили 60 л води з водопровщно'' мережь Сумiш ретель-но перемiшали, щоб не було великих згустюв, оскiльки для життедiяльностi мiкроорганiзмiв важливо створити вiдповiдне живильне середовище, яке за-
2. Еколопя довкiлля
73
лежить вщ кiлькостi мiкроорганiзмiв, що беруть участь у ферментаци та пло-шд дотику мiж мiкроорганiзмами i середовищем. Бактерiям для 1хньо1 нормально! житдояльносп потрiбна поверхня прилипання - iммобiлiзацiя 1х на природних ноЫях.
Одшею зi сприятливих умов для життедiяльностi бактерiй е висока во-логiсть субстрату. Дослiд на визначення сухого залишку ми виконали за вщо-мою методикою [3].
(А - В) -100 (56,8780 - 53,6045) -100
Б =
83,4950 - 53,6045
= 10,9526 «11%;
С - В
V = 100 - Б =100 -11 = 89%. де: Б - сухий залишок субстрату за 1=105°С; А - маса висушеного зразка + маса чашки А=56,8780 г; В - маса чашки В=53,6045 г; С - маса мокрого зразка + маса чашки С=83,4950 г; V - волопсть субстрату.
Волопсть субстрату (мул + вода) становить 89 %, тому умови для життедiяльностi анаеробних бактерш е сприятливими. Кислотшсть субстрату в експеримент дорiвнюе 6,8. Значний вплив на утворення бюгазу мае температура, тому ми обрали температуру для цього процесу 1=41±1°С.
Дослщження здшснювали на бюгазовш установцi об'емом 200 л. Газ збирали в попередньо протаровану камеру. Бюустановку ввiмкнули 29.12.08. А вже 04.01.09. газ наповнив камеру. Результати дослщу подано в табл.
№ з/п Трива-лшть ферментаци, д!б Разовий об'-ем виходу газу, газу ввд початку дос-лвду V!, л Добо-вий вихвд газу V2, л Сумарний об'ем виходу газу ввд початку дослвду, Vз, л Прим1тка
1 6 240 40 240 Газ не горить у пальнику, мае запах шрководню.
2 6 120 20 360 Газ не горить у пальнику, мае запах шрководню.
3 11 80 7,3 440 Газ спалахуе. С запах шрковод-ню.
4 9 100 11,1 540 Газ горить при шрнику, коли с1рник згасае газ не горить. Запах шрководню - слвди.
5 3 80 26,6 620 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
6 12 125 10,4 745 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
7 7 155 22,1 900 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
8 7 130 18,6 1030 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
9 4 220 55 1250 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
10 5 300 60 1550 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
11 4 320 80 1870 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
12 7 130 18,5 2000 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
13 3 120 40 2120 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
14 7 120 17,1 2240 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
15 7 110 15,7 2350 Газ горить на пальнику голубим полум'ям
98 — — 2350 —
В бюустановку не вносили додатково мжрофлори. Установка працю-вала на природнiй флор^ яка утворилась в процесi ферментацп. Як видно з табл., для розмноження достатньо! кiлькостi метаноутворювальних бактерш потрiбний був пiдготовчий перiод, термшом у 23 днi. Добовий вихщ газу виз-начали вiдношенням разового об'ему виходу до тривалостi ферментацп, а су-марний об'ем - додаванням разового об'ему до попередньо! кшькостг Дина-
Час ферментацп, д!б
Рис. Динамша утворення бюгазу
На пiдставi дослiджень ми можемо зробити висновки: • як видно з графша, газ виходить 1 тсля трьох м1сящв ферментацп, тому су-марний його вихщ зростае. Шсля 12 д1б отримали 360 л газу, який не гор1в. Через наступних 11 д1б отримали 80 л газу, який лише спалахував. Можна
и и " Г I 1 и
зазначити, що отриманий за цей час газ ще непридатнии до гор1ння. Такии стан ми пояснюемо тим, що на початку реакци не додали 1ммобшзацшт ба-ктери. Можливо, через це штенсивтсть видшення бюгазу в середньому ста-новить 0,12 л1тр1в з л1три об'ему реактора за добу, що значно менше пор1вня-но з даними л1тературних джерел. Таким чином з отриманих 2350 л газу 540 л виявилися малопридатними для гор1ння. Враховуючи те, що добов1 об'еми спчних вод на КОС е значними, це дасть змогу отримати значну кшь-юсть бюгазу. Щоб прискорити вихщ газу, доцшьно разом з мулом вводити 1ммобшзацшт бактери, що буде можливим в безперервно даючш установщ, 1 що дасть змогу скоротити термш анаеробного бродшня;
2. Екологiя довкшля
75
• каналiзацiйнi стоки е великим джерелом сировини для отримання 6iora3y. В юнуючий технологiчний процес ми рекомендуемо залучити анаеробне пере-роблення для отримання бюгазу, яке практикують у передових крашах свггу;
• 6iогаз, який утворюеться через когенератори, можна переробляти на електро-енергш, таким чином КОС можуть використовувати електроенергiею для ос-вiтлення примiщень i тд1гр1ву метантеншв;
• зневоднений мул можна використовувати для вирощування дерев, застосову-
вати, як добриво для квтв. Однак використовувати мул i3 львiвських очис-
них споруд, на сьогодт, не можна, адже там мютиться багато важких мета' А * * »-» * * • и •
тв. А очищати каналiзацiйнi стоки вiд важких метатв надзвичайно дорого i складно. Аби можна було використовувати осад як добриво, треба вилучити важк метали вже на стади !х потрапляння в канал1защю. 1ншими словами, треба заборонити скидати вiдходи зi шквдливими домiшками в мiську каналь защю, а також контролювати вс пiдприемства, як не рiдко замшть того, щоб очищувати вiдходи 1х виробництва, скидають до мiськоi канал1заци.
Л1тература
1. Дудюк Д.Л. Нетрадицшна енергетика: основи теорп та задач1 : навч. поаб. / Д. Л. Ду-дюк, С.С. Мазепа, Я.М. Гнатишин. - Льв1в : Вид-во "Магнсотя 2006", 2008. - 188 с.
2. Семененко И.В. Проектирование биогазовых установок. - Сумы : ПФ "МакДен", ИПП "Мрия-1" ЛТД, 1996. - 347 с.
3. Laboratory manual water and wastewater analysis Lenox institute of water technology, 1999. - 450 с.
УДК 504.06, 628.4 Доц. Л.1. Челядин, канд. техн. наук;
доц. Л.1. Григорчук, канд. пед. наук - 1вано-Франк1вський нащональний техмчний утверситет нафти i газу; мол. наук. ствроб. В.Л. Челядин -
Прикарпатський нащональний утверситет тет Василя Стефаника
ТЕХНОГЕННА СИРОВИНА, II УТИЛ1ЗАЦ1Я ТА ВПЛИВ НА ЕКОЛОГ1ЧНУ БЕЗПЕКУ ОБ'СКТШ
Наведено перелш основних забруднювачiв довкшля - шквдливих викидiв в атмосферу, спчних вод у водш ресурси, вiдходiв I-III класу небезпеки за 2001-2006 рр. та на одиницю площi в Укрш'ш та ii захiдних областях. На основi запропоновано'1 уточнено!' формули розраховано штегральний показник еколопчно'1 безпеки об'екта (ШЕБО) для ТЕС та шших пiдприемств. Встановлено, що впровадження нових тех-нологiй утилiзацii золошлакiв i використання утворених матерiалiв в удосконалених процесах водоочищення дае змогу тдвищити значення 1ПЕБО, наприклад для ТЕС, на 3,5 бала протягом року. Запропоновано схему уташзацп техногенно'1 сировини та тдвищення рiвня еколопчно'1 безпеки тдприемств енергетично'1 та нафтохiмiчноi га-лузей виробництва.
Ключов1 слова: техногенна сировина, уташзащя, iнтегральний показник еколо-пчно'1 безпеки об'екта.
Assoc. prof. L.I. Chelyadyn1; assoc. prof. L.I. Grygoruk1 -Ivano-Frankivsk national technical university of oil and gas; junior research officer V.L. Chelyadyn - Prykarpattya national university of the name of Vasyl Stefanyka
Technogenic raw material, its utilization and influence on object ecological safety
In the article are resulted the amount of basic pollutants of nature - harmful atmospheric emission, flow waters in water resources, wastes of I-III danger class after
