Научная статья на тему 'Перспективные источники нетрадиционного органического удобрения – осадки сточных вод'

Перспективные источники нетрадиционного органического удобрения – осадки сточных вод Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
3
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
осадки сточных вод / иловые осадки / органическое удобрение / микроорганизмы / sewage sludge / silt sludge / organic fertilizer / microorganisms

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Эльвира Нағызбекқызы, Айнур Сейтжаппаркызы Сарсенова, Газиза Аятбековна Данлыбаева, Айгуль Жанаевна Аюпова, Эльмира Жексембаевна Хасенова

Одним из источников антропогенного влияния городов на объекты природы являются бытовые сточные воды, в процессе очистки которых образуются отходы в виде осадков. В связи с этим на сегодняшний день остро стоит проблема утилизации образующихся осадков, которые занимают огромные территории. На сегодняшний день перспективным и недорогим методом утилизации образующихся осадков сточных вод является использование их в качестве био, органоминерального и азотно-фосфорного удобрения

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Эльвира Нағызбекқызы, Айнур Сейтжаппаркызы Сарсенова, Газиза Аятбековна Данлыбаева, Айгуль Жанаевна Аюпова, Эльмира Жексембаевна Хасенова

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

Prospective sources of non-conventional organic fertilizer wastewater sediments

One of the sources of anthropogenic influence of cities on natural objects is domestic wastewater, in the process of purification of which waste is formed in the form of precipitation. In this regard, today there is an acute problem of disposal of the resulting precipitation, which occupies vast territories. Today, a promising and inexpensive method of disposal of the resulting wastewater sludge is their use as a bio, organomineral and nitrogen-phosphorus fertilizer

Текст научной работы на тему «Перспективные источники нетрадиционного органического удобрения – осадки сточных вод»

МРНТИ 76.33.33+62.13.53 УДК 579.695

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ НЕТРАДИЦИОННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ - ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД

Э. НаFызбеккызы, А.С. Сарсенова, Г.А. Данлыбаева, А.Ж. Аюпова, Э.Ж. Хасенова, Д.Ж. Сембаева, А.К. Молдагулова, Н.Б. Молдагулова

Товарищество с ограниченной ответственностью «Экостандарт^», Казахстан, 010000, Нур-Султан, пр. Кабанбай батыра 53

Нагызбеккызы Эльвира - PhD, ведущий научный сотрудник ТОО «Экостандарт.кг» Сарсенова Айнур Сейтжаппаркызы - кандидат биол. наук, ведущий научный сотрудник ТОО «Экостандарт.кг»

Данлыбаева Газиза Аятбековна - кандидат биол. наук, ведущий научный сотрудник ТОО «Экостандарт.кг»

Аюпова Айгуль Жанаевна - магистр, научный сотрудник ТОО «Экостандарт.кг» Хасенова Эльмира Жексембаевна - магистр, научный сотрудник ТОО «Экостандарт.кг» Сембаева Динара Жакантайкызы - научный сотрудник ТОО «Экостандарт.кг» Молдагулова Асель Кожахановна - научный сотрудник ТОО «Экостандарт.кг»

Молдагулова Назира Балтабаевна - кандидат вет. наук, ведущий научный сотрудник ТОО «Экостандарт.кг»

Одним из источников антропогенного влияния городов на объекты природы являются бытовые сточные воды, в процессе очистки которых образуются отходы в виде осадков. В связи с этим на сегодняшний день остро стоит проблема утилизации образующихся осадков, которые занимают огромные территории. На сегодняшний день перспективным и недорогим методом утилизации образующихся осадков сточных вод является использование их в качестве био, органоминерального и азотно-фосфорного удобрения.

Ключевые слова: осадки сточных вод, иловые осадки, органическое удобрение, микроорганизмы.

PROSPECTIVE SOURCES OF NON-CONVENTIONAL ORGANIC FERTILIZER -WASTEWATER SEDIMENTS

E. Nagyzbekkyzy, A. Sarsenova, G. Danlybaeva, A. Ayupova, E. Khasenova, D. Sembaeva, A. Moldagulova, N. Moldagulova

«Ecostandart^z» Limited Liability Partnership, Kazakhstan, 010000, Nur-Sultan, Kabanbay batyr ave. 53

Nagyzbekkyzy Elvira - PhD, leading researcher, «E^sta^a^:^» LLP

Sarsenova Ainur Seytzhapparkyzy - candidate of biol. sci., leading researcher, «Ecostandardiz» LLP Danlybaeva Gaziza Ayatbekovna - candidate of biol. sci., leading researcher, «Ecostandard^» LLP Ayupova Aigul Zhanaevna - master, researcher, «Ecostandart.Rz» LLP Khasenova Elmira Zheksembaevna - master, researcher, «Ecostandart.Rz» LLP Sembaeva Dinara Zhakantaykyzy - researcher, «Ecostandart.Rz» LLP Moldagulova Asel Kozhakhanovna - researcher, «Ecostandartiz» LLP

Moldagulova Nazira Baltabaevna - candidate vet. sci., leading researcher, «Ecostandard^» LLP

One of the sources of anthropogenic influence of cities on natural objects is domestic wastewater, in the process of purification of which waste is formed in the form of precipitation. In this regard, today there is an acute problem of disposal of the resulting precipitation, which occupies vast territories. Today, a promising and inexpensive method of disposal of the resulting wastewater sludge is their use as a bio, organomineral and nitrogen-phosphorus fertilizer. Key words: sewage sludge, silt sludge, organic fertilizer, microorganisms.

ДЭСТYРЛI ЕМЕС ОРГАНИКАЛЬЩ ТЬЩЫТЦЫШТАРДЬЩ ПЕРСПЕКТИВТ1 К0ЗДЕР1 - КЭР1З СУЛАРДЬЩ Ш0Г1НД1ЛЕР1

Э. НаFызбеккызы, А.С. Сарсенова, Г.А. Данлыбаева, А.Ж. Аюпова, Э.Ж. Хасенова, Д.Ж. Сембаева, А.К. Молдагулова, Н.Б. Молдагулова

«Экостандарт^» жауапкершшп шектеулi cepiKTecTiri, Казахстан, 010000, Нурсултан, Кабанбай батыр дацгылы 53

Нагызбеккызы Эльвира - PhD, жетекш гылыми кызметкер «Экостандарт.к7» ЖШС

Сарсенова Айнур Сейтжаппаркызы - биол.г.канд., жетекш1 гылыми кызметкер «Экостандарт.к7»

ЖШС

Данлыбаева Газиза Аятбековна - б.т.к., жетекш гылыми кызметкер «Экостандарт.к7» ЖШС Аюпова Айгуль Жанаевна - магистр, гылыми кызметкер, «Экостандарт.к7» ЖШС Хасенова Эльмира Жексембаевна - магистр, гылыми кызметкер, «Экостандарт.кг» ЖШС Сембаева Динара Жакантайкызы - гылыми кызметкер, «Экостандарт.кг» ЖШС Молдагулова Асель Кожахановна - гылыми кызметкер, «Экостандарт.кг» ЖШС Молдагулова Назира Балтабаевна - вет. г. к., жетекш гыл. кызметкер, «Экостандарт.к7» ЖШС

Калалардыц табиги объектшерге антроиогендж эсер ету кездершщ б1р1 турмыстык кэр1з сулар болып табылады, оларды тазарту ироцеанде калдыктар шег1нд1 тYpiндe пайда болады. Осыган байланысты, каз1рг1 кезде пайда болып жаткан жэне кец аумакты алып жаткан шег1нд1лерд1 жоюдыц етк1р проблемасы бар. Каз1рг1 кезде пайда болган кэр1з сулардын шламын жоюдыц перспектив^ жэне арзан эдга оларды био, органоминералды жэне азот-фосфор тыцайткыштары репнде колдану болып табылады.

ТYЙiндi сездер: кэр1з сулардыц шламы, шламдар, органикалык тыцайткыштар, микроорганизмдер.

Corresponding author: Nagyzbekkyzy Elvira, PhD, leading researcher, Ekostandart.kz LLP, +77016233151, elvira_29.04@mail.ru (Nagyzbekkyzy Elvira, PhD, leading researcher, ETOstandailkz LLP ", +77016233151, elvira .04 @ mail.ru)

Recieved: 01.06.2021 Accepted: 04.06.2021

Bibliographic reference: Перспективные источники нетрадиционного органического удобрения - осадки сточных вод/Э. Нагызбеккызы, А.С. Сарсенова, Г.А. Данлыбаева и др.//Астана мединалык журналы. - 2021. - № 2 (108). - С. 220-228.

Введение

Осадки сточных вод (ОСВ) независимо от их вида оказывает существенное влияние на показатели потенциального плодородия почвы [1,2]. В процессе интенсификации земледелия, а также недостаточное внесение в почву органического вещества приводят к излишней минерализации почвы - основного носителя плодородия. Отсюда возникает острая необходимость максимального увеличения производства всех видов органических удобрений, в том числе нетрадиционных.

Растущая озабоченность по поводу воздействия на окружающую среду и экологию, связанного с сельскохозяйственной деятельностью, привела к необходимости более устойчивых методов ведения сельского хозяйства [3]. Необходимость устойчивого удобрения с минимальным воздействием на окружающую среду привела к поиску альтернативных источников удобрений для использования в сельском хозяйстве [4]. В последние годы наряду с применением в качестве удобрений сельскохозяйственных и птицеводческих отходов, растущий интерес представляет использование в качестве местного удобрения канализационного ила - ОСВ городских очистных сооружений, возобновляемое сырье из отходов биомассы.

Компостирование - это биологический процесс, в котором используются встречающиеся в природе микроорганизмы для преобразования биоразлагаемых

органических веществ в гумус подобный продукт, и он является одним из наиболее экономически и экологически приемлемых методов утилизации осадков сточных вод. Данный метод утилизации иловых осадков наиболее надежный и экологически выгодный, так как его можно использовать в качестве органоминерального биоудобрения, при этом одновременно решается ряд задач: исключается необходимость захоронения, повышается плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур, а самое главное не загрязняется окружающая природная среда. Не секрет, что ил со станций очистки сточных вод общественной канализации представляет собой важнейший источник органических, питательных и биологически активных веществ. Непосредственное удобрение илом со станций очистки сточных вод является выгодным способом использования этих отходов, если они используются соответствующим образом при определенных природных и производственных условиях. Благодаря экономической выгоде, которую приносит непосредственное удобрение илом его потребителям и поставщикам, а также всему народному хозяйству, указанный способ использования ила признается и применяется во всем мире. На целесообразность использования в земледелии отбросов человеческого организма указывает Д.Н. Прянишников (1903) [5], а первым изучил удобрительные ценности канализационного ила П.С. Севастьянов (1931-1937) [6], который пришел к заключению, что осадки сточных вод могут приравниваться к навозу и минеральным удобрениям. Аналогичные выводы сделаны и другими авторами [79]. А по данным Э. Рюмбензам и Э. Рау (1969), в ОСВ содержание общего азота и фосфора в 1,5-2 раза выше,чем в навозе КРС, а именно эти элементы определяют ценность любого вида удобрений [10]. Высокое содержание элементов питания в ОСВ подтверждает также работа О.Д. Архип(1979) [11]. Изученный им ил с городских очистных сооружений содержал в % на сырой вес: N общий - 0,8; Р2О5-ОД К2О- 0,4; нитратный азот - 6,4мг/100; аммиачный азот- 457 мг/100; подвижной фосфор - 542 мг/100 г массы.

В технологическом цикле очистки сточных вод получаются различные типы осадков, которые по своим удобрительным качествам могут резко отличаться друг от друга. Для обезвоживания ОСВ могут использовать известь, хлорное железо. В этом случае они обогащаются кальцием, железом, а иногда магнием [12]. Несомненным достоинством ОСВ является высокое содержание органического вещества - до 75% [13-15]. Высокая оценка органического вещества дана и в работе М.М. Кононовой (1969) [16], в которой отмечено, что органическое вещество в значительной мере определяет направления процесса почвообразования, биологические, химические и физические свойства почвенной среды. На это обращают внимание и ряд других зарубежных исследователей. Они приходят к выводу, что при многолетней обработке почва начинает испытывать недостаток в органических веществах, так как культивация ускоряет ее разрушение, а "отдача" от запашки пожнивных остатков оказывается недостаточной для возмещения потерь. Органическое вещество образует из частиц почвы агрегаты, между которыми остаются большие поры, через которые воздух может проникать к корням, а излишки воды - испаряться. При недостатке органических веществ почвенные агрегаты теряют свою прочность и распадаются. Почва становится более плотной, доступ воздуха прекращается и в результате рост корней происходит аномально. Песчаные и пылеватые почвы в наибольшей степени подвергнуты таким структурным изменениям. Внесение органических удобрений в такие почвы улучшает их качество, в результате чего полученный урожай будет выше, чем при внесении оптимального количества обычных удобрений, но без добавления органики [17].

ОСВ содержат в большом количестве не только биогенные элементы, но и богаты активными почвенными микроорганизмами. Микробиоценоз иловой массы представлен разнообразными почвенными бактериями, относящимся к различным таксономическим группам бактерий, грибов, актиномицетов и дрожжей. Не исключается наличие в них патогенных и условно патогенных бактерий и вирусов.

Из литepaтypныx дaнныx cлeдyeт, чтo в бoльшинcтвe cлyчaeв пo yдoбpитeльнoй цeннocти OCВ да ycтyпaют пoдcтилoчнoмy нaвoзy [18]. Ocнoвныe тexничecкиe и тexнoлoгичecкиe пpoблeмы иcпoльзoвaния ocтaтoчныx илoв пpямo cвязaны c ceльcким xoзяйcтвoм. Пpaвильнoe пpимeнeниe OCВ пoзвoлит пoвыcить плoдopoдиe пoчв и ypoжaйнocть ceльcкoxoзяйcтвeнныx кyльтyp, oбecпeчит oxpa^ oкpyжaющeй cpeды.

В пocлeдниe годы вoкpyг кaтализaциoннo-oчиcтныx coopyжeний (KOC) cтoлицы нaшeй cтpaны вoзниклo мнoгo пpoблeм c yтилизaциeй ocaдкoв в илoвыx кapтax. Вoзникшyю пpoблeмy peшили мeтoдaми зaxopoнeния. Иo пpoблeмa нa этом да peшилacь, тaк кaк внoвь oбpaзyющиecя ocaдки вoзpacтaют в oбъeмax. Иaпpимep, зa мecяц тoлькo в cтoличнoм KOC oбpaзyeтcя бoлee 50 тью. тoн ocaдкoв. В дaннoe вpeмя ocтpo cтoит вoпpoc o6 yтилизaции oбeзвoжeннoй пocлe oчиcтки илoвoй мaccы.

Учитывaя oпыт мнoгиx cтpaн cyщecтвyeт нeoбxoдимocть в paзpaбoткe тexнoлoгии пepepaбoтки илoвoй мaccы в цeннoe opгaнoминepaльнoe биoyдoбpeниe, кoтopoe пpeднaзнaчeнo для пoвышeния плoдopoдия пoчвы гopoдa. Гopoдcкaя пoчвa пo cвoeмy мexaничecкoмy cocтaвy пoчвa тeмнo-кaштaнoвaя cyглиниcтaя. Гyмycoвый roproorn cлaбый coдepжит oт 1 - 2 %. №личда пoглoщeннoгo нaтpия пpидaeт пoчвe плoxиe физичecкиe и xимичecкиe cвoйcтвa (бeccтpyктpyктopнocть, щeлoчнyю peaкцию) в peзyльтaтe чeгo cнижaeтcя иx плoдopoдиe и oтнocят к пoдтипy тeмнo - кaштaнoвыe coлoнцeвaтыe пoчвы. Щeлoчнaя cpeдa pИ (8,3- 9,8) таличда coлeй нaтpия в пpoфилe кaштaнoвыx пoчв oбycлaвливaeт иx coлoнцeвaтocть. C ycилeниeм cтeпeни coлoнцeвaтocти тeмнo - кaштaнoвыx пoчв yxyдшaeтcя иx aгpoxимичecкиe cвoйcтвa: cнижaeтcя мoщнocть гyмycиpoвaннoгo roproorna, yвeличивaeтcя плoтнocть, cнижaeтcя вoдoпpoницaeмocть, вoзpacтaeт щeлoчнocть pacтвopa, yвeличивaeтcя coдepжaниe лeгкopacтвopимыx coлeй. Для oзeлeнeния гopoдoв пoчвy oбoгaщaют yдoбpeниями и пpивoзными пoчвeнными гpyнтaми. Cвoйcтвa и cocтaв дачвы cтoлицы ocтaвляeт жeлaть лyчшeгo, пoэтoмy нyждaeтcя вo внeceнии yдoбpeний для пoвышeния плoдopoдии. Для peшeния этой пpoблeмы мы пpeдлaгaeм aльтepнaтивный вapиaнт иcпoльзoвaния пepepaбoтaнныx OCВ. Иa дaнный мoмeнт нaми ycпeшнo peaлизyeтcя Rpoercr кoтopый пoзвoлит paзpaбoтaть тexнoлoгию микpoбиoлoгичecкoй пepepaбoтки ocaдкoв cтoчныx вoд в цeннoe opгaнoминepaльнoe биoyдoбpeниe. Пoдбop эффeктивныx микpoopгaнизмoв и coздaниe нa иx ocнoвe кoнcopциyмa для дaльнeйшeй paзpaбoтки мeтoдa биoтexнoлoгичecкoй пepepaбoтки ocaдкoв ci^^ix вoд в opгaничecкoe yдoбpeниe являeтcя ocнoвнoй цeлью выпoлняeмoгo нaми ^oercra «Рaзpaбoткa тexнoлoгии пoлyчeния opгaнoминepaльнoгo биoyдoбpeния для пoвышeния плoдopoдии пoчвы та ocнoвe ocaдкoв cтoчныx вoд» ИРИ АР08052939.

Возможноcть производcтва органо-ми^ральны^ удобрeний из оcадка сточив^ вод Oднoй из oCTp^ix экoлoгичecкиx пpoблeм вo вceм миpe являeтcя yпpaвлeниe oбeзвoжeнными ocaдкaми cтoчныx вoд. Кaждый год кoличecтвo ocaдкoв cтoчныx вoд yвeличивaeтcя. Вывoз ocaдкoв cтoчныx вoд та cвaлки, что 4acTO пpaктикyeтcя вo мнoгиx cтpaнax нe являeтcя peшeниeм дaннoй пpoблeмы. Ocaдки cтoчныx вoд мoгyт пpeдcтaвлять coбoй aльтepнaтивный источник пoчвeннoгo opгaничecкoгo вeщecтвa. Oднaкo иcпoльзoвaниe иx бeз пpeдвapитeльнoй cтaбилизaции пpeдcтaвляeт coбoй pиcк для oкpyжaющeй cpeды, пocкoлькy oни мoгyт coдepжaть cинтeтичecкиe opгaничecкиe зaгpязнитeли, тяжeлыe мeтaллы или штагенны^ вeщecтвa [19].

Кoмпocтиpoвaниe пoзвoляeт peшить вaжнyю экoлoгичecкyю пpoблeмy - yтилизaции paзнooбpaзныx opгaничecкиx oтxoдoв, тaкиx кaк бытoвoй мycop, oпилки, нaвoз, a тaкжeдpyгиe oтxoды включaя OCT.

Пpoцecc кoмпocтиpoвaния cocтoит из двyx фaз. Пepвaя фaзa xapaктepизyeтcя микpoбнoй aктивнocтью, пpивoдящeй к paзлoжeнию бoльшeй чacти биopaзлaгaeмoгo мaтepиaлa и cтaбилизaции opгaничecкoгo ocтaткa. Втopaя фaзa xapaктepизyeтcя пpeвpaщeниeм чacти ocтaвшeгocя opгaничecкoгo мaтepиaлa в гyминoвыe вeщecтвa [2G].

Acrarn мeдицинaльщ жypнaлы №2 (Ю8), 2G21

Гумификация является главным фактором улучшения качества компоста, так как гуминовые вещества важны для экологии, плодородия и структуры почвы [21].

Фаза разложения (первая фаза), включает три стадии - мезофильная, термофильная и охлаждение, на которых происходит разрушение простых и сложных органических веществ; Для мезофильной стадии температура компоста медленно повышается по сравнению с окружающей температурой и достигает средней температуры этой стадии, которая составляет около 40 °С. Уровень рН снижается из-за органических кислот, высвобождаемых из углеводов и липидов, разлагаемых микроорганизмами [22]. При 40 °С, мезофильные микроорганизмы постепенно замещаются термофильными микроорганизмами (бактериями, грибами и актиномицетами). Термофильная стадия характеризуется температурой обычно от 50 до 60 °С. На этой стадии задействованы многие термостойкие и термофильные грибы, рН повышается, потому что микроорганизмы разлагают белки и выделяют аммиак. При температуре выше 60 °С разложение органических веществ замедляется, а после 70 °С только ферменты, высвобожденные на предыдущей стадии, по-прежнему вносят свой вкладв разложение. На стадии охлаждения материал имеет тенденцию к стабилизации, и мезофильные организмы восстанавливаются.

Фаза гумификации, которая соответствует фазе созревания (вторая фаза), характеризуется реорганизацией органических веществ. Созревание происходит при температуре окружающей среды, под действием мезофильных микроорганизмов (бактерий и грибов) [23]. На этом этапе появляются микро- и макрофауна. Во время фазы созревания происходят вторичные реакции полимеризации и конденсации, которые приводят к образованию гумуса с гуминовыми кислотами, особенно устойчивые к деградации [24].

В литературе представлены различные параметры, при котором компост считается созревшим: углеродно-азотное соотношение (С/К), микробная активность, индекс прорастания, емкость катионного обмена (СЕС), содержание гуминовых веществ, концентрация водорастворимого углерода (WSC) в компосте, растворенное органическое вещество и т.д. [25]. Большинство из них хорошо изучены, но не один параметр не является общепринятым, поэтому требуется использование комбинации тестов.

Эффективное компостирование может быть достигнуто за счет обеспечения оптимальных условий для микроорганизмов - деструкторов. К ним относятся правильный баланс питательных веществ, содержание влаги и аэрация. Среди них баланс питательных веществ выражается как отношение углерода к азоту (отношение С/К). Определенное количество влаги также необходимо для компостирования, поскольку основное место микробной активности находится в тонкой водяной пленке на поверхности частиц [26].

Известно, что микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, используют около 30частей целлюлозы на каждую часть азота в процессе разложения. Поэтому отношение С/К имеет особое значение при компостировании органических веществ. Углерод, служит источником энергии, а также элементным компонентом для микроорганизмов, азот необходим микроорганизмам для синтеза аминокислот, белков и нуклеиновых кислот. Во время активных фаз аэробной ферментации микроорганизмы потребляют в 15-30 раз больше углерода, чем азота. В литературе идеальное соотношение С/К составляет около 30, чтобы обеспечить потребление энергии углерода, одновременно обеспечивая быстрый рост микроорганизмов. Если значение начального отношения С/К превышает 35, микроорганизмы должны пройти множество жизненных циклов, чтобы окислить избыток углерода. В этом случае скорость аэробной ферментации замедляется, интенсифицировать процесс можно добавлением веществ с высоким содержанием азота. Отношение С/К в компосте ниже 20-25, может привести к потере азота, вследствие улетучивания аммиака из-за высоких значений рН и высокой температуры. Это приводит к образованию нежелательных соединениий (например, соли), или выделению неприятных запахов неблагоприятные для развития растений [27]. Следовательно, для оптимизации отношения

С/Ы при компостировании рекомендуется использовать широкий спектр наполнителей в качестве добавок к отходам (например, опилки, рисовая шелуха, скорлупа арахиса и древесная стружка). Известно, что они развивают повышенную пористость исходного материала и гомогенизируют отходы перед компостированием [28]. При добавлении наполнителей в компост процесс разложения отходов ускоряется, и качество конечного компоста, соответствует рекомендуемым стандартным значениям.

Влажность является важным параметром для успешного компостирования органических веществ, так как она влияет на активность микроорганизмов. Как и все живые существа, микроорганизмы используют воду для транспортировки питательных веществ и элементов энергии через клеточную мембрану. Стабилизация оптимальной влажности во время компостирования является относительно сложной задачей, особенно при компостировании на открытом воздухе. На практике эта проблема часто решается путем мониторинга температуры, которая хорошо информирует о том, когда лучше всего перевернуть или увлажнить компост [29]. Низкие начальные значения влажности (менее 30%) могут привести к быстрому обезвоживанию компоста, которое приостанавливает биологический процесс и обеспечивает физически стабильный, но биологически нестабильный компост. Напротив, высокие значения влажности (более 80%) подавляют аэробные микроорганизмы, создавая анаэробные условия в компосте. Поэтому важно определить оптимальные значения влажности для процесса компостирования. Влажность от

45 до 60% является оптимальным диапазоном для процесса компостирования. Когда влажность составляет менее 30%, активность бактерий будет ограничена, а содержание выше 65% приведет к уменьшению пористости компоста, что приведет к анаэробному росту и выделению неприятного запаха [30].

Размер частиц в компостной массе обеспечивает необходимый уровень пористости, для аэрации и регулирования газо/водообмена [28]. Измельчение отходов на более мелкие кусочки обеспечивает большую доступную площадь поверхности для лучшей микробной активности во время компостирования, что приводит к быстрой деградации органических веществ. Принимая во внимание, что более крупные частицы имеют меньшую площадь поверхности, будучи менее доступными для микробного воздействия, и образуют большие воздушные карманы, снижая температуру матрицы, что приводило к более медленному разложению органического вещества [31].

Для увеличения скорости биоконверсии органических отходов используютсямикробные инокулянты.

За счет внесения микроорганизмов к компостной куче происходит быстрый старт процесса компостирования и значительное сокращение продолжительности процесса [32]. Также при внесении микробных инокулянтов эффективно сокращаются выбросы запаха, в основном летучих органических соединений (ЛОС), и создается компост с более высокой питательной ценностью [33].

Активные микроорганизмы для инокуляции компостной кучи могут быть либо изолированы от микробных сообществ в соответствии с конкретными функциями разложения, либо созданы с помощью таких культуральных смесей, как почва, коровий навоз, солома и т.д. [34]. Добавленный инокулят может быть одним штаммом или смесью штаммов, или компост, взятый по достижении зрелости. Отбор микроорганизмов, способных перерабатывать осадки сточных вод, производят на основе их ферментативной активности (протеолитическая, липолитическая, целлюлолитическая и амилолитическая). Эти ферменты играют важную роль в ускорении разложения органических отходов [35].

Заключение

Таким образом, осадки сточных вод являются ценным источником энергии и органических удобрений. Однако неадекватное управление ими приводит к множеству проблем, таких как загрязнение окружающей среды, эстетический ущерб городскому ландшафту, выбросы парниковых газов, влияет на здоровье человека и приводит к снижению

экономической ценности отходов.

Компостирование - это процесс превращения твердых отходов в стабильный продукт, свободный от патогенов и семян растений, который можно с пользой вносить в почву. Микроорганизмы, способные вырабатывать ферменты, ответственные за разложение органических соединений, играют важную роль в увеличении скорости компостирования органических отходов. Биологические твердые вещества, используемые для производства удобрений, могут снизить затраты на утилизацию осадка сточных вод и использование минеральных удобрений. Это шаг к политике циркулярной экономики, ориентированной на экологически чистое и ресурсоэффективное общество путем повторного использования и переработки материалов и создания замкнутой системы.

Список литературы

1. Пахненко Е.П., Ермаков A.B., Убугунов Л.Л. Влияние осадков сточных вод города улан-удэ на свойства почвы, продуктивность и качество картофеля //Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. - 2009. - M 4. - С. 33-39.

Pahnenko E.P., Ermakov A.V., Ubugunov L.L. Vlijanie osadkov stochnyh vod goroda ulan-udje na svojstva pochvy, produktivnost' i kachestvo kartofelja // Vestnik Moskovskogo universiteta. Serija 17: Pochvovedenie. - 2009. -M 4. - S. 33-39.

2. Иванов Е.С., Чердакова A.С. Использование осадка сточных вод очистных сооружений г. Рязани в качестве удобрения городских почв // Экология России: на пути к инновациям. - 2012. - M б. - С. S9-92.

Ivanov E.S., Cherdakova A.S. Ispol'zovanie osadka stochnyh vod ochistnyh sooruzhenij g. Rjazani v kachestve udobrenija gorodskih pochv // Jekologija Rossii: na puti k innovacijam. - 2012. - M б. - S. S9-92.

3. Transformation of Biomass Waste into Sustainable Organic Fertilizers / Kit Wayne Chew et al. // Sustainability. - 2019. - Vol. 11(S). - P. 22бб. DOI: 10.3390/su110S2266

4. Biofertilizers function as key player in sustainable agriculture by improving soil fertility, plant tolerance and crop productivity / D. Bhardwaj, M.W. Ansari, R.K. Sahoo, N. Tuteja // Microb. Cell. Fact. - 2014. - Vol. 13. - P. бб.

5. Прянишников Д.Н. Учение об удобрении. - М. - 1903. - С. 1S7-1S9.

Prjanishnikov D.N. Uchenie ob udobrenii //M. - 1903. - S. 1S7-189.Прянишников Д.Н. Учение об удобрении. -М. - 1903. - С. 1S7-1S9.

6. Севостьянов П.С. Осадок из сточных вод как удобрение ов //Матер, конф. по вопросам очистки сточных вод. - М., 1937. - С. 77-S5.

Sevost'janov P. Osadok iz stochnyh vod kak udobrenie ov//Mater konf. po voprosam ochistki stochnyh vod. -M., 1937. -S. 77-S5.

7. Шванская Л.П. Использование свежего и зрелого осадка в качестве удобрения // Работы научн. исслед. отд. треста Мосвод. - 19S3. - M 1. - С. 42-5S.

Shvanskaja L.P. Ispol'zovanie svezhego i zrelogo osadka v kachestve udobrenija // Raboty nauchn. issled. otd. tresta Mosvod. - 19S3. - M 1. - S. 42-5S.

S. Беляк Б.И. Использование сточных вод и их осадков под овощные культуры в условиях левобережной лесостепи УССР.: Aвтореф. дисс. ... канд. наук: / Беляк Б.И. - Харьков, 1995.

Beljak B.I. Ispol'zovanie stochnyh vod i ih osadkov pod ovoshhnye kul'tury v uslovijah levoberezhnoj lesostepi USSR.: Avtoref. diss. ... kand. nauk: / Beljak B.I. - Har'kov, 1995.

9. Львович A.И. Обеззараживание осадка сточных вод на земледельческих полях орошения // Сб. докл. IV Межд. конф. по использованию сточных вод для орошения. - Бухарест, 1965. - C.115-12S.

L'vovich A.I. Obezzarazhivanie osadka stochnyh vod na zemledel'cheskih poljah oroshenija //Sb. dokl. IV Mezhd. konf. po ispol'zovaniju stochnyh vod dlja oroshenija. - Buharest, 19б5. - S. 115-12S.

10. Рюмбензам Э., Pay Э.К. Земледелие. - Москва: Изд-во «Колос», 1969.

Rjumbenzam Je., Pay Je.K. Zemledelie. - Moskva: Izd-vo «Kolos», 19б9.

11. Aрхип О.Д. Эффективность осадков сточных вод городов в зависимости от его способа применения // Система удобрений в интенсивном земледелии. Кишинев, 1979. - С. 72- S3.

Arhip O.D. Jeffektivnost' osadkov stochnyh vod gorodov v zavisimosti ot ego sposoba primenenija // Sistema udobrenij v intensivnom zemledelii. Kishinev, 1979. - S. 72- S3.

12. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. - Москва: Стройиздат, 1982. - 121 с.

Turovskij I.S. Obrabotka osadkov stochnyh vod. - Moskva: Strojizdat, 19S2. - 121 s.

13. Schultz W. Dungungenversuchen mit frischen und ausgefauiten Abwasserschlamm // Deutsch. Land. - 1951. -Vol. 5. - P. 23б-237.

14. Jahnson S.L. Potsbammets anwandning inom fordbriket // Vaxt-narinsshytt. - 19б3. - Vol. 19. - M1. - P. 1-б.

15. Проектирование и строительство комплекса аэрации Орехово-Зуево / И.С. Туровский, JI.JL Гольдфарб и др. - Москва: Стройиздат, 1977.

Proektirovanie i stroitel'stvo kompleksa ajeracii Orehovo-Zuevo / I.S. Turovskij, JI.JL Gol'dfarb i dr. - Moskva: Strojizdat, 1977.

16. Кононова М.М. Органическое вещество почвы // Земледелие. -1969. - № 3. Kononova M.M. Organicheskoe veshhestvo pochvy // Zemledelie. -1969. - № 3.

17. De-Haan S. Sewage sludge as a phosphate Fertiliser phosphorus in Sewage sludge and Animal waste slurries, 1980. - P. 949-1610.

18. Титова Г.А. Действие и последействие осадков городских сточных вод и навоза КРС на урожайность сельскохозяйственных культур //Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - № 3. - С. 43-46.

Titova G.A. Dejstvie i posledejstvie osadkov gorodskih stochnyh vod i navoza KRS na urozhajnost' sel'skohozjajstvennyh kul'tur //Vestnik Uljanovskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii. - 2012. - № 3. -S. 43-46.

19. Topag O., Alkan U. Use of lignite fly ash as an additive in alkaline stabilization and pasteurization of wastewater sludge // Waste Management & Research. - Vol. 21(5). - P. 448-58. DOI: 10.1177/0734242X0302100507.

20. Composting and humification / F. Adani, P. Genevini, F. Gasperi, F. Tambone // Compost Sci Util. - 1999. - Vol. 7. - P. 24-33.

21. Chen Y. and Aviad T. Effect of humic substances on plant growth. In MacCarthy P, Clapp C, Malcolm RL, Bloom PR et al. Humic substances in soil and crop sciences// Selected readings, American Society of Agronomy. -Madison, WI, 1990. - P. 161-186.

22. Tuomela M. Biodegradation of lignin in a compost environment: a review //Bioresour Technol. - 2000. - V. 72 -P.169-183.23.

23. Makan A., Assobhei O., Mountadar M. Effect of initial moisture content on the in-vessel composting under air pressure of organic fraction of municipal solid waste in Morocco // Iranian J Environ Health Sci Eng. - 2013. - Vol. 10(1). - P. 3.

24. Identification and biotransformation of lignin compounds during cocomposting of sewage sludge-palm tree waste using pyrolysis-GC/MS / L. El Fels, L. Lemee, A. Ambles, M. Hafidi //Int Biodeterior Biodegradation. - 2014. -Vol. 92. - P. 26-35.

25. Azim K., Komenane S., Soudi B. Agro-environmental assessment of composting plants in southwestern of Morocco (Souss-Massa region) // Int J Recycl Org Waste Agricult. - 2017. doi:10.1007/s40093-017- 0157-7.

26. Choi K. Optimal operating parameters in the composting of swine manure with wastepaper //J Environ Sci Health. - 1999. - Vol. 34(6). - P. 975-987. doi:10.1080/03601239909373240.

27. Composting technology in waste stabilization: on the methods, challenges and future prospects / C.O. Onwosi, V.C. Igbokwe, J.N. Odimba et al. //J. Environ. Manag. - 2017. - Vol. 190. - P. 140-157.

28. Zhang L., Sun X. Influence of bulking agents on physical, chemical, and microbiological properties during the two-stage composting of green waste // Waste Manag. - 2016. - Vol. 48. - P. 115-126.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

29. Tiquia S., Tam N. Elimination ofphytotoxicity during cocomposting of spent pig-manure sawdust litter and pig sludge // Bioresour Technol. - 1998. - Vol. 65(1-2). - P. 43-49.

30. Khalid A. Composting parameters and compost quality: a literature review // Organic Agriculture. - Vol. 8(2). - P. 1-18. DOI: 10.1007/s13165-017-0180-z.

31. Verma L.S., Marschner P. Compost effects on microbial biomass and soil P pools as affected by particle size and soil properties rschner // J. Soil Sci. Plant Nutr. - 2013. - Vol. 13(2). -P. 313-328.

32. Composting of mixed yard and food wastes with effective microbes / N.F.M. Saad, N.N. Ma 'min et al. // Jurnal Teknologi. - 2013. - Vol. 65(2).

33. Gaseous emissions in municipal wastes composting: effect of the bulking agent / C. Maulini-Duran, A. Artola, X. Font, A. Sánchez //Bioresour. Technol. - 2014. - Vol. 172. - P. 260-268.

34. Effect of microbiological inocula on chemical and physical properties and microbial community of cow manure compost/J. Liu, X.H. Xu, H.T. Li, Y. Xu // Biomass Energy. - 2011. - Vol. 35. - P. 3433-3439.

35. Pan I., Dam B., Sen S. K. Composting of common organic wastes using microbial inoculants //Biotech. -2012. - Vol. 2 (2). - P. 127-134. doi: 10.1007/s13205-011-0033-5.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.