УСЛОВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА ПОСЛЕ ПЕРЕРАБОТКИ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

'ЭКОНОМИКА

Российской Федерации Петрозаводск: Изл-во ПетрГУ. 2004 -

|ХКс

4 С прос и предложение на рынке труда и рынке обраюватсль-ны\ услуг в регионах России: Сборник докладов по материалам Шестой Всероссийской научно-практической Интернет-конфсрсн-ции (2К-2Ч октября 2004 г). Кн 1. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ 2004 352с.

5 I \ ртов В А . Питу хин Е.А.. Серова ,1М Моделирование потребностей экономики в кадрах с профееснональныч обраюванн-

ем Проблемы прогнозирования 2007 ИФ С 41 -И»?

6. Научова О Н. Методологические основы определенна потребности жономнки pel ионов в подготовке кадров ')я>номичес кие науки -2004 - №10. - С. 164-17:

Российская Федерация О прогно и: потребностей >коночи кн в квалифицированных кадрах на период ло 2015 года инфорча пня подготовлена к доеданию Общественного совета при Миноб-рнауки России 14.11.OS Официальные документы в образовании 200S Sii3 - С 77-Х2.

УСЛОВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА ПОСЛЕ ПЕРЕРАБОТКИ

Крымскаи К.Я.. Рмсийский .'<хуОарстяенный университет mypuiva и сервиса

Рассмотрены технические и шш и тсхнчю.11ческис процессы при стишшции ¡к ¡Юкон i точных ноч. «к тгиы Оепони/мтание и шло /чтение по< л тн ттикшши того продукты, с.-о кочтхпшронание. i мтичтие и <)iиннсйшсс исптьишанис тиучетюй ины кик раит хиг>шхти грунта, постепенное ойетоисиканис на иппм! шощаОках и н . сотнни

Ключевые слона биошлам. коммунальное хоишетво. очистка, утилизация. 1ихюп|я

TERMS OF SEWAGE SLUDGE UTILITIES RESUBMITTED

С rim\kj\ j 1... Kuwian Slale f niverxily of Tourism anil Sen-ice

Кече» itl the lei linn a I term* ami pith iwi in ilu ¡li\/x>sal ol чщлу \1ш1цс. im hiding deposition ami hunal ¡liter ilclndration ol the pwdui I its, ompostinyin, meraiion. ami then use the resuhmn ash us soil lypes. hi adual dehydration sludge beil\ and geoiuhs

К c\words hioshlain. utilities, cleaning, recycling, ecology

В настоящее время огромные террторнн «округ населенных пунктов, особенно городов, киты пол paiMeiiieiine осадков сточных вод (бношламов). прон (воднхтых па коммунальных очистных сооружений (КОС) Вблнш мегаполисов практически во всех регионах ощущается острый дефицит выделенных для >тих целен площадей (1 ]

Ранее основным методом обработки биошлама являлась его подсушка и естественных условиях на иловых площадках с последу кинем вывозом на поля или в отработанные карьеры и овраги без их специальной подготовки Гакам практика могла частично оправдать себя юдько в случае, когда на очистку отдельно поступали коммунальные стоки, хотя не было никаких гарантй с точки ipe-ния наличия в них микробиологических 1агрязисннй.

Однако, когда в системах очистки были объедены коммунальные и индус грналыгые стоки, ситуация режо изменилась. Всвяш с низким технических« состоянием локальных очистных сооружений промышленных предприятий на КОС стад поступать продукт, содержащий тяжелые металлы- ртуть, свинец, кадмий и всю гамму органических соединении. В результате зтого появилась серьезная •кологическая проблема антропогенного тагрязнения почв, которая поставила жестку ю границу по возможности применению биошла-ча в сельском хозяйстве и практически и любой окружающей среде

Крупнейшая система утилизации стоков - «Мосводокаиал» совместно с институтами ЛИ СССР разработал технологию, одобренную Правительством г Москвы (№745 РЗП от 24.04.49r). которая включала н себя отдельные технические операции

1. Механический «абор биошлама с использованием метола •■отжима., песком:

2 Подготовка биошлама с использованием гидромеханизации.

3. Механическое обезвоживание биошлама с использованием высокомолекулярных полигтектролитов (флокулянтов).

4 Утилизация полученного продукта в специальном гидротехническом соору женин

■>та технология по признанию специалистов является исключительно сложной, дорогостоящей, требующей больших производственных и человеческих ресурсов. Естественно, учитывая высокую стоимость жилья в столице (Самый дорогой город в чире — Канта, Москва на четвертом месте в чире и на первом в Европе' 1. она была жономически целесообразна Однако, потребовала значительных инвестиции дзя реализации

И свят с специфичностью бношламов КОС актуалн шруется

шлача создания н тиражирования достаточно простой технологии получения кочпошционных материалов Опытно-промышленное освоение позволит использовать отходы, образующие па очистных сооружениях коммунального хозяйства (биошлам, песок из песколовок. юлу от сжигания биошлама), а также продукты органического происхождения: торф, листва, древесные опилки, пищевые и неорганические отходы (СаО и др.). При >гоч учитывается снижение экологической нагрузки на окружающую среду н появление новых материалов, заменяющих ранее применяемые плодородные грунты для использования:

в дорожно-транспортном строительстве; в качестве удобрений в зеленом строительстве, лесоразведении:

для рекультивации полигонов ГЬО и полигонов промышленных отходов;

.для биологической рекультивации нарушенных после ■розни земель и т.п

Рафабатываечая технология может быть применима на всех предприятиях коммунального хозяйства и в первую очередь - крупных городов страны, так как проблема загрязнении окружающей среды все больше вы двигается на передний план, в частности из- 1а постепенного накопления отходов Появляются высокоэффективные и надежные методы обнаружения вредных веществ н природе, которые часто относя гея к полярным ор| аничсскнч веществам. Для их однозначного определения по гребует применения методов жидкостной хроматографии в сочетании с методами специального детектирования, например, часс-спектрометрни. Типичными представителями таких органических веществ являются биологически активные вещества, содержащиеся в лекарственных препаратах, средства лешнфекпип, контрастные среды из медицинской области. а также 1акие ингредиенты продуктов ежедневного применения. как например, шампуни, моющие и чистящие средства, пестициды. красители, краски, консерванты и т.п. К чикро «леченгам относятся 1ак наиавасмые «добавки» к комплексным продуктам Например, в химических средствах гашиш растений наряду I собственно биологическими активными веществами используются добавки, улучшающие стабильность биологически активною вещества или его проникновение в растение Неконтролируемые побочные продукты процессов сжигания также относятся к микроэлементам. как и добавки в медицинских препаратах к р. к к.IX. лаках н г п

На рынке Европейскогосоюза прис> клички почти ИимиЮраг-личных химикалий, которые самостоя1елыю или в смесях находят

INNOVATIV!: I CONOMY: INFORMATION. AN \l YSIS. PhUX.NOSI s 21

жономикл

евос нспольюванис н сию большем числе продуктов Так в пашой мере неизвестно. какое число продуктов имеет существенное значение для воды (например, ингредиенты моющих и чистящих ере 1С1в. или такие продукты личной гигиены, как. например, шампуни т.п.). гак как они в ходе их обычного употребления могут непреднамеренно таноситься в водную среду. Для примера можно на ныть ингредиенты фасадов шин и (например, мономеры и полимеры). компоненты средств ухода ¡а кожей или медицинские препараты, а также антнпирены. наносимые на текстильные изделия и с течением времени непрерывно вымываемые при каждой стирке. То же относится и к другим красителям текстильных изделий.

В ходе исследования более ста проб воды, взятых из ста европейских рек в 27 странах Европы и проверенных на содержание 35 выбранных субстанций, только 1 (Со проб речной воды можно классифицировать как очень чистые. Другие вещества, обнаруженные н поверхностной, а в отдельных случаях и в водопроводной воде (в концентрации до 1.1(1 нг/мкл). происходят из групп гербицидов, ультрафиолетовых фильтров (средства для защиты от солнечных ожогов), средства для отпугивания насекомых, антипиренов. бактерицидов. медицинских препаратов, компонентов пластиков (например. бнефенол А) и т. д. Соответственно тгп вещества и продукты их разложения обнаружены также в сбрасываемой воде водоочистных сооружений.

Типовой технологически!! процесс очистки сточных вод включает ряд последовательных операций:

I I рубая механическая очистка на решетках собираем гамму продуктов размером более 5 мм. Эти загрязнения (пластмасса, текстиль. резинотехнические изделия и т.п.) далее прессуются и подлежат шоронению на полигонах ТБО.

2. Очистка на песколовках осаждает песок, который регулярно переносится на лескокарты. В ряде случаев применяется промывка осажденного песка от загрязнений, тогда после контрольно-го анализа получается товарный песок.

3. Отстаивание воды на первичных отстойниках образует первичный осадок, неоднородный по фракционному составу: частицы размером более 7-10 мм составляет 5-20%. 1-7 мм -9-33%, менее I мм 50-88% массы сухого вещества (С"В) Осадок из первичных отстойников имеет влажность 42-46"». слабокислую реакцию среды. насыщен микроорганизмами (в том числе патогенными), яйцами гельминтов. 11еоднородная студенистая суспензия серого или светло-коричневого цвета с кисловатым запахом вследствие большого количества органического вещества быстро загнивает, приобретая темно-серый или черный цвет, издавая сильный кислый запах.

4. Обработка воды на аэротенках с использованием актнвно-ю ила. иногда для повышения эффективности процесса проводят его активацию

5. Отстаивание воды во вторичных отстойниках для осаждения активного ила. который по фракционному составу однороднее осадка первичных отстойников, влажностью 96-99%. Около 98% (по массе) частиц ила имеют размер менее I мм. Хлопья ила. состоящие из большего числа многослойно расположенных микробиаль-ных клеток, заключенных в слизь, обладают развитой удельной площадью поверхности, которая позволяет хемосорбировать различные соединения, растворимые в воде. Активный ил заражен яйцами гельминтов.

6. Дезинфекция воды после вторичных отстойников с нсполь-

■ сжигание

■ удобрения

а вывоз на поля

■ иловые карты

Рис I. Направления утилизации бношламма в США в "

юванием различных химических средств или ультрафиолетов, облучения.

Смесь первичного осадка и избыточного ила образует бин шламм в различных сочетаниях компонентов в ивисимостн от ра, личных факторов. В стране количество осадков сточных воз с„ ставляст около 3 млн. тонн по сухому веществу (СВ) в среднем 21 7 кг на душу населения. Основное количество в обработанном виде размещается на иловых площадках и только водоканал СанкЫ[с. тербурга ввел утилизацию осадка за счет сжигания Для сравнения представим основные направления переработки отходов в стране самой развитой экономики - США (рис.1).

Если рассматривать схему, представляющую доходы расходы ведущих стран и сформированный в результате дефицит или профицит государственного бюджета, то первое место займет С Ц] \ (Доходы 2524000 миллионов S. Расходы 2979000 миллионов $, Дефицит Профицит '.'455000 миллионов S). затем Япония. Германия и Франция. Страны ранжируются по бюджету доходов и Россия в пой таблице занимает 11 место, после Испании н Нидерландов (Доходы 383500 миллионов S. Расходы 273500мнллнонов S, Дефицит Профицит ■ 110000 миллионов S). В странах ЕС: 33% удобрения. 15-20" п депонирование. 4-11% сжигание, до 10° „ рекультивация ландшафтов. 1-3% компостирование. Материальному использованию должно отдаваться предпочтение перед уничтожением, однако имеются и другие аргументы: в ряде случаев использование в сельском хозяйстве может оказаться не удачным с точки зрения экологии, чем энергетическое использование (электростанции) или уничтожение в установках для сжигания однотипных отходов.

Эти критерии приведены в табл. I.

При незначительном содержании вредных и благоприятном составе питательных веществ биошлам, оставшийся от очистки сточных вод, может заменять минеральные удобрения. Прежде всего. гакие важные питательные макроэлементы, как азот, фосфор и калий, представлены в биошламе в извлекаемой форме, по содержанию магния и кальция шлам недалеко отстает от органических удобрений и компостов. получаемых в фермерских хозяйствах Экономически перспективным можно назвать фосфор в шламе, ценность которого повышается на фоне увеличения его потребления и цен на рынке. Содержащиеся в шламевредные вещества из сточных вод устанавливаются с помощью постоянного котроля нал сбросами в воды, что предусматривается и в отношении органических вредных веществ. В шламе, переработанном на основе современных технологий, должно понижаться содержание микроорганизмов (Salmonella. E.Coli и др.). К технологиям, обеспечивающим достаточную дезинфекцию, относятся, например, аэробная и анаэробная термофильная стабилизация, обработка известью и термическая сушка с соответствующими нормами для ведения процесса.

Меры по защите почв, учитывая уже достигнутые показатели качества шлама, предполагают значительное ужесточение предельных значений для тяжелых металлов и органических вредных веществ. Допустимое содержание тяжелых металлов в шламе после очистки вод дифференцируется по содержанию фосфора - благодаря этому положению отпадет необходимость обязательного уничтожения богатого питательными веществами шлама с высоким" концентрациями вредных веществ. В табл. 2 представлены предельные значения для органических и неорганических вредных вешесгв в сравнении со старой редакцией Положения

В целях обеспечения санитарно-противоэпидемнчсской надежности предписаны необходимые мероприятия по обеспечению качества используемых шламов. Согласно новой редакции Положения о шламах при проверке эффективности дезинфекции в .^О г влажной субстанции не должно содержаться сальмонелл (индикаторным параметр Salmoncllaspp.). Для этих методов определены требования к соотношениям «температура - время» и «водородный пока затель - время». Эффективность методов должна верифицировать ся, в частности, путем проверки хода процесса с помощью «л микроба SalmonellaSenftenbergW775.

В новой редакции Положения в качестве основной задачи наставляются содержательные предписания в отношении обеспок пня качества шлама с момента его появления и до поверхноан^ внесения, а также присвоения и использования шаков качества ^ должно целенаправленно способствовать как положительном) ^ ношению к сельскохозяйственному использованию качсс!»^ высокоценных шламов. так п разгрушть контролирующие в<. ства.

24 INNOVATIVE ECONOMY: INFORMATION. ANALYSIS. PROGNOSES

ЭКОНОМИКА

Таблица I. Критерии « пользу материального использования или сжигания

1 Материальное использование: сельское хозяйство (рекультивации) компостирование 2. Сжигание: энергетическое использование или сжигание однотипных отходов.

Надежное соблюдение предельных значений я шламе и почве; незначительные колебания качества. Превышение предельных значений для шлама; регулярные колебания качества

До.н »срочное договорное обязательство с гарантией утилизации, например, при рекультивации Загрузка мощностей по сжиганию или долгосрочные предложения от внешних мусоросжигательных установок с предельными издержками иди уменьшенными полными затратами.

Резерв мощностей для промежуточного хранения стабилизированного или обезвоженного шлама Отсутствие гарантий утилизация при более дешевом материальном использовании

Меньшие объемы шлама Более крупные объемы шлама

Использование сопутствующих субстратов

Таблица 2. Предельные значения для тяжелых металлов и органически вредных веществах в шламе

Элемент/ Соединение Положение 1992 г. [мг/кгСВ] Предложение проектов

<5% Р;05[мг/кг СВ| >5% Р205[мг/кг СВ|

С<1 10 2,5 3

Сг 900 100 120

Си 800 700 850

не 8 1,6 2

N1 200 80 100

РЬ 900 120 150

гп 2.500 1.500 1.800

Суммарный параметр 500 400

Подготовка бношламов должна быть тесным образом согласована со способом утилизации. Этот процесс начинается с момента стабилизации, при чтом достигаются различные степени стабилизации в зависимости от применяемой технологии. Степень стабилизации, в свою очередь, оказывает влияние на эффективность обезвоживания биошлама. При синхронной аэробной стабилизации оказалось, что до обезвоживания благоприятное влияние на способность терять влагу оказывает промежуточный этап, заключающийся в многомесячном, а в зависимости от складских помещений и многолетнем хранении в хранилищах для биошлама.

Для утилизации в мусоросжигательных установках целесообразно применять высококачественную технику для обезвоживания биошлама, чтобы свести до минимума транспортные расходы. Ввиду увеличения массы и возможных теплотехнических проблем обезвоживание не следует производить с использованием неорганических обезвоживающих средств (известь и железо). Обезвоживание с использованием камерных фильтр-прессов с использованием современных высокомолекулярных полиэлектролитов позволяет достигать значения содержания твердых веществ в биошламе свыше 30% Напротив, в случае сельскохозяйственной утилизации целесообразно применение дешевых, более старых и менее хорошо обезвоживающих реагентов, если расстояния для транспортировки бно-шлама незначительны [2|

В последние голы получает распространение метод приготовления почвогрунтов с использованием стабилизированных и обез-

зараженных осадков, торфа, неплодородного грунта и различных добавок, в том числе природного цеолита для снижения подвижности тяжелых металлов н нитратов.

По словам бывшего Министра регионального развития В.Басаргина, : скорые изменения ждут утилизацию мусора и отопление и ведомство сейчас готовит докуме1гты, которые введут обязательный раздельный подсчет этих услуг. В скором времени заработает и давно обсуждающаяся система «расщепления» платежей за коммуналку. Это предполагает более обоснованное финансирование рассматриваемой отрасли и повышение ее потенциала.

Примечание. Работа выполняется при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках государственного контракта по Федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России па 2007-2013 годы»

Литература:

I О.Н. Рублевская, Д.Л. Краспопеев. Опыт внедрения современных технологий и методов обработки осадков сточных вод. Журнал «Водоснабжение и санитарная техника. 2011г., № 4, стр 65-69»

2. Есипов В.Е„ Иванов В. Л Методология оценки потенциала земельных ресурсов (статья). Инновации в предпринимательстве 2011.Х» 4 (5).

httpV/konmry info/news/samyj_dorogoj_i5orod_v_mire_luanda_moskva_na_chetvertom_meste_v_mire i па pervom v_evrope/20l 1-07-13-179 ; htip:i7www.mk i^ecoi»mics/ärticle/2012/04/12/692613-zhkh-zasiavyai-rabolat-ponovyim-pravilnm.html

INNOVATIVE ECONOMY: INFORMATION, ANALYSIS, PROGNOSES 25