CC BY
86
стр. 94 из 233
УДК 628 DOI: 10.12737/4855
ПОЛУЧЕНИЕ МОДИФИКАТОРА ПОЧВ ПУТЕМ ПЕРЕРАБОТКИ БИОШЛАМОВ
Крымская Елена Яковлевна, аспирант,
Чукалина Елена Михайловна, аспирант, byttech1@yandex.ru;
Иванов Владимир Александрович, заведующий кафедрой сервиса, профессор, д-р техн. наук, byttech1@yandex.ru;
ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», Москва, Российская Федерация
Повышения качества функционирования объектов коммунального хозяйства является важнейшей составляющей проблемы повышения качества жизни и комфортности проживания граждан. В схемах рекреации по использованию стоков, вместе с первичной очисткой должны применяться более тонкие и действенные способы их обеззараживания. Должны внедрятся современные технологии, позволяющие автоматизировать управление системами водоснабжения и обеспечивать возможность экономии электроэнергии, тепла, воды.
Представлены разработанные технологии переработки биошламов, получаемые от коммунальных сточных вод. Полученная смесь транспортируется на площадку компостирования, где бульдозером формируются штабели и осуществляется аэробная ферментация массы. Результат процесса переработки - почвогрунт, пригодный в качестве модификатора почв для ландшафтного строительства и реновации почвенных покровов не сельскохозяйственного назначения. Модифицированные осадки сточных вод проходят стадию аэробной ферментации, а получаемый материал является сбалансированным по содержанию азота, фосфора и калия.
Ключевые слова: компостирование, коммунальное хозяйство, очистка, сточные осадки, модификатор, почва, удобрения, шлам
Введение
В последние годы государство предпринимает значительные усилия для повышения качества функционирования объектов коммунального хозяйства, устойчивая деятельность которого является важнейшей составляющей проблемы повышения качества жизни и комфортности проживания граждан. В этой связи должны быть предусмотрены
стр. 95 из 233
инновационные решения по восстановлению качества вод и их охране, действенные способы предотвращения загрязнения водных объектов сточными водами и поверхностным стоком [1]. Требуется существенно перевооружить системы водоочистки с применением физико-химических и химических способов очистки и обеззараживания стоков. В схемах рекреации по использованию стоков вместе с первичной очисткой должны применяться более тонкие и действенные способы их обеззараживания. Необходимо внедрять современные технологии, позволяющие автоматизировать управление системами водоснабжения и обеспечивать возможность экономии электроэнергии, тепла, воды, а также увеличить срок службы технологического оборудования [2; 3]. Это обусловило, в частности создание технологического процесса переработки биошламов коммунальных сточных вод с получением искусственного грунта - модификатора почв, пригодного для ландшафтных работ и реновации почв.
Модификатор почв из биошламов - органическое удобрение, по физикохимическим свойствам и теплотворной способности равноценное навозу. В нем содержатся все элементы, необходимые для роста и развития растений, полезная микрофлора и вещества, повышающие плодородие почвы, антибиотические соединения, губительно действующие на фитопатогенные микроорганизмы. Кроме основных питательных элементов модификатор почв из биошлама содержит ряд микроэлементов, необходимых для нормального роста и развития растений: цинк, марганец, медь, бор и др. Целевой параметр данного направления - снижение нагрузки на шламохранилища, что обусловлено следующими причинами.
1. Уменьшение ущерба от постепенного накопления шламов путем их перевода в полезные продукты - модификаторы почв - грунты для ландшафтных работ и реновации почвенных покровов.
2. Повышение рентабельности процессов очистки сточных вод за счет получения ликвидного продукта.
3. Наличие достаточно отработанных и конкурентоспособных технологий по получению почвогрунтов на основе отходов сточных вод.
4. Потребность в дешевых и крупнотоннажных материалах для ландшафтного строительства.
Предлагается технологическая схема переработки биошламов с получением модификатора почв (рис. 1) из четырех стадий (очистка и металлоотделение; дробление; смешение, компостирование).
стр. 96 из 233
Рис. 1. Схема получения модификатора почв из осадков сточных вод
1. Очистка и металлоотделение поступающих осадков от инородных твердых включений необходимы для получения однородной грунтовой смеси и предохранению ттехнологического оборудования от поломок.
2. Дробление обеспечивает выравнивание химического и гранулометрического составов массы.
3. Смешение с плодородным торфом требуется для получения пригодной для практических целей компостируемой смеси.
4. Компостирование предназначено для повышения эксплуатационных качеств готового продукта и проводится путем аэробной ферментации при принудительном периодическом перемешивании массы в буртах.
Поступающие на переработку биошламы подвергаются предварительной очистке на виброгрохоте, при этом происходит избавление от камней и крупного мусора.
стр. 97 из 233
Очищенный поток далее проходит под магнитным железоотделителем для удаления металлических примесей. Железоотделитель в комбинированной схеме может быть установлен на конвейере подачи осадков на дробление.
Собственно процесс дробления проводится в высокоскоростном ударно-роторном дезинтеграторе при работе «на проход» без разделительной решетки и предназначен для получения по химическому и гранулометрическому составу однородной массы. При необходимости в камеру дробления подаются ферментирующие добавки, и однородная масса далее поступает на смешение с торфом и минеральными добавками в горизонтальный смеситель. Смешение с добавками производится для обеспечения необходимой кислотности и сбалансированного соотношения азота, фосфора и калия в получаемом модификаторе почв. В процессе смешения используются торф, известняковая (доломитовая) мука, кальциевая селитра, суперфосфат двойной. Смеситель снабжен устройствами для подачи воздуха.
Полученная смесь транспортируется на площадку компостирования, где бульдозером формируются штабели и осуществляется аэробная ферментация массы при периодическом ее перемешивании в течение не более 3-х недель. Компостирование - это естественный биохимический процесс разложения органической части отходов микроорганизмами. Последние представлены сапрофитными аэробными бактериями, присутствующими в исходных биошламах. При подобной ферментации происходит не только распад органических веществ, но и их синтез - образование гуминовых соединений, улучшающих качество компоста [4]. В процессе компостирования происходит окисление основных элементов органического вещества кислородом воздуха, входящего в состав исходных материалов или подаваемого принудительно. Как показывает практика, потребность в воздухе для обеспечения окислительных реакций составляет около 7,0-8,0 м /час на 1 т ферментируемого материала.
Одним из важных условий эффективности оборудования по переработке коммунальных стоков является возможность сокращения площадей и земельных участков под размещения отходов [5]. Оборудование, входящее в комплексную линию, которая в настоящее время проходит опытно-промышленную проверку на очистных сооружениях коммунального хозяйства, представлено в таблице 1.
стр. 98 из 233 Таблица 1
Номенклатура оборудования переработки биошламов
Наименование Назначение Производитель Кол-во
1 Грохот инерционный Очистка от инородных ОАО «НПК 1
ГИЛ 11 включений «Механобртехника»
2 Железоотделитель Удаление металлических ООО 1
ЭЖС-100 включений «Магнит-Вк»
3 Питатели ОАО «НПК «Механобртехника» 2
электровибрационные ПЭ 5*16 Дозированная подача торфа
4 Питатели электровибрационные ПТ 294 Дозированная подача ОАО «НПК 1
минеральных добавок «Механобртехника»
5 Ударно-роторный Дробление и гомогенизация ОАО «НПК
дезинтегратор МД5*5 биошлама «Механобртехника» 1
6 Получение собственно
7 Смеситель модификатора путем смешения с добавками ООО «Уманьферммаш» 1
Ленточные конвейеры Транспортировка материала по стадиям переработки РТ-конвейер 3
По эксплуатационным свойствам осадки, применяемые в качестве органических или комплексных органоминеральных удобрений [46], должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице 2.
Таблица 2
Агрохимические показатели осадков
Наименование показателя % % на а.с.в. мг/кг на а.с.в. Метод определения
Влажность 49-55
Органическое вещество 65 - 75 20 ГОСТ 26213
рНсол 5,5- 8,5* ГОСТ 26483
N2 1.5-2.0 0,6 ГОСТ 26715
Р2О5 1.5-2.4 1,5 ГОСТ 26717
К2О 0.2-1.0
Хром 96-220
Никель 95-114
Цинк 339-1240
Свинец 17-37
Кадмий 8-16
Ртуть Следы
стр. 99 из 233
Мышьяк Следы
Яйца гельминтов, мух, патогенных микроорганизмов отсутствуют
Плотность, кг/м3 700 - 900
Фракционный с-в, %
>30 мм 6
3 ^ 30 мм 48
<3 мм 46
*Осадки, рНсол > 8,5, могут использоваться на кислых почвах в качестве
органоизвестковых удобрений
Основание: ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. ПОЧВЫ. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений
Таким образом, показана целесообразность создания комплекса по переработке коммунальных стоков и актуальность проблемы в целом. Представленная технология является реальной возможностью повышения рентабельности процессов переработки биошламов коммунальных сточных вод, и позволяет получать «ликвидные» материалы и использовать их в качестве удобрений и грунтов при ландшафтном строительстве и реновации почвенных покровов. Утилизация подобным образом 20 тыс. тонн биошлама дает возможность сократить объем сбросов почти на 10 тыс. м3 в год, что выражается в годовой экономии около 6 млн рублей на содержание отстойников городских коммунальных стоков.
Литература
1. ГОСТ Р 17.4.3.07—2001. ПОЧВЫ. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений.
2. Губанов Н.Н., Иванов В.А. Методика пластики рельефа в территориальном планировании подземных коммуникаций // Сборник научных статей «Сервис в России и за рубежом».2011. № 8 (27). № 0421100058/0200.
3. Иванов В.А., Шагунов Д.В., Байкин С.Д. Модернизация оборудования сервиса как способ расширения его технологических возможностей // Электротехнические и информационные комплексы и системы. Т. 8. 2012. № 2. С. 2-8.
4. Иванов В.А., Есипов В.Е. Методология оценки потенциала земельных ресурсов // Инновации в предпринимательстве. 2011. № 4 (5).
стр. 100 из 233
5. Крымская Е. Я., Чукалина Е. М. Состав и структура золы из сточных осадков как разновидности грунта // Интернет-журнал «Науковедение». 2013. № 2 (15). www .naukovedenie.ru. Идентификационный номер статьи в журнале: 10ТВН213.
6. Туровский И.С. Осадки сточных вод. Обезвоживание и обеззараживание. М.: ДеЛи-принт, 2008.
SOIL MODIFICATION THROUGH BIOSLIME PROCESSING
Krymskaia Elena Yakovlevna, postgraduate student,
Chukalina Elena Mikhailovna, postgraduate student, byttech1@yandex.ru;
Ivanov Vladimir Aleksandrovich, Head of the Department of Service, Professor, Doctor of Engineering, byttech1@yandex.ru;
Russian State University of Tourism and Service, Moscow, Russian Federation
Communal facilities performance improvement is a critical component of the overall issue of improving the citizens’ quality of life. Recreation schemes for drain-water utilization should provide not only for a primary treatment, but also for finer and more efficient methods of neutralization and sanitation. The authors of the article focus on the technologies of processing the bioslime obtainedfrom the municipal wastewarer.
Keywords: composting, communal / public services, treatment, wastewater sludge, modifier, soil, fertilizers, slime
References
1. GOST Р 17.4.3.07—2001. Pochvy. Trebovaniia k svoistvam osadkov stochnykh vod pri ispol’zovanii ikh v kachestve udobrenii [Soils. Requirements to wastewater sludge for its use as a fertilizer]
2. Gubanov, N.N., and Ivanov, V.A. Metodika plastiki rel’efa v territorial’nom planirovanii podzemnykh kommunikatsii [Plastic shading methodology for the physical planning of underground utility systems]. Servis v Rossii i za rubezhom [Service in Russia and Abroad].2011. № 8 (27). № 0421100058/0200.
3. Ivanov, V.A., Shagunov, D.V., and Baikin, S.D. Modernizatsiia oborudovaniia servisa kak sposob rasshireniia ego tekhnicheskikh vozmozhnostei [Equipment updating as a way to
стр. 101 из 233
extending its technical potential]. Elektrotekhnicheskie i informatsionnye kompleksy i sistemy [Electrotechnical and information complexes and systems]. Volume 8, 2012. № 2. pp. 2-8
4. Yesipov, V.E., Ivanov, V.A. Metodologiia otsenki potentsiala zemel’nykh resursov [Methodology of an assessment of the potential of land resources [Text]. Innovatsii v predprinimatel’stve [Innovations in business]. 2011, No. 4 (5).
5. Krymskaia, E.Ia, and Chukalina, E.M. Sostavi struktura zoly iz stochnykh osadkov kak raznovidnosti grunta [Composition and structure of wastewater sludge burnout as a kind of soil]. Naukovedenie [Science of science]. 2013. № 2 (15). www .naukovedenie.ru. DOI: 10ТВН213.
6. Turovskii, I.S. Osadki stochnykh vod. Obezvozhivaniei obezzarazhivanie [Wastewater sludge. Dehydration and neutralization]. Moscow: DeLi Print Publ., 2008.
