01.06.2010

Переработка иловых отходов очистных сооружений

Производство высокопитательных почвосмесей и органоминеральных удобрений из иловых отходов очистных сооружений

Одним из основных методов борьбы с загрязнением вод в Европе в начале ХIX века стала биологическая очистка сточных вод с помощью активного ила в аэрируемых аппаратах. По этому методу стоки непрерывно подаются на вход очистного сооружения (аэротенка и др.), а на выходе получается очищенная вода. В процессе очистки образуется осадок (отработанный активный ил с аэротенков и осадок с метантенков).

На жизнеобеспечение и производственную деятельность в городе Оренбурге ежедневно подается до 500 тыс. куб. м.. воды питьевого качества. При этом около 90% сточной воды возвращается обратно на очистные сооружения города (бытовые и производственные стоки). Осадок (активный ил, далее АИ) направляется на иловые площадки, где с 1974 года (год запуска городских очистных сооружений) накопилось около 3 млн тонн осадка сточных вод (ОСВ). Причем на сегодня проблема утилизации остается нерешенной, очистные сооружения по-прежнему работают, а осадки продолжают накапливаться.

Ежегодно на одного человека расходуется 55 м3 чистой воды (150 л/сут). Каждый город генерирует до 0,25 т/год (250 кг) осадков сточных вод на одного жителя. За последние десятилетия практически любой крупный город накопил миллионы тонн отходов. Проблема утилизации осадка сточных вод приобрела острый характер и нуждается в эффективном решении.

Возможность использования осадков сточных вод в сельском хозяйстве подтверждена результатами агрохимических анализов. Ценность активного ила состоит в том, что он содержит много белка и физиологически активных соединений.

Сам активный ил состоит из взвешенных частиц, не задержанных в первичных отстойниках и адсорбируемых коллоидных веществ с размножающимися на них микроорганизмами: бактериями, плесневыми грибами, дрожжами, актиномицетами, водорослями, простейшими, личинками насекомых и др. организмами. Состав активного ила зависит от состава сточных вод, содержания в них солей, кислорода, от температуры, pH, ОВП и т.п.

В осадках сточных вод повышено содержание углерода и водорода, они структурируют почву, а азот и фосфор (содержащиеся в осадках) повышают плодородие почв. Следовательно, ОСВ удовлетворяют условиям, предъявляемым к удобрениям (веществам, ускоряющим рост растений и увеличивающим их массу).

Минеральная часть осадков представлена в основном соединениями кремния, кальция, магния и железа.

Основную часть сухого вещества осадков составляют органические соединения.

Элементный состав сухого вещества осадков колеблется в широких пределах:

углерод - 44-75%;

водород - 5-8%;

сера - 1-3%;

азот - 3-10%;

кислород - 12-40%.

Поступление стоков различных предприятий на городские очистные сооружения привело к тому, что в ОСВ скопился целый ряд тяжелых металлов и микроэлементов.

Из-за токсичности таких осадков они не используются в качестве удобрений и нагромождаются на общественных свалках (иловых полях), площадь которых непрерывно увеличивается, превращая их в зону экологического бедствия.

Внесение таких осадков в почву расценивается двояко. Ряд тяжелых металлов (кадмий, свинец и др.) следует рассматривать в качестве загрязнителей почвы, следовательно, необходимо вести постоянный контроль за их содержанием в ней.

Другие применяются как микроудобрения (медь и др.), повышающие урожайность зерновых культур. Недостаток железа и цинка приводит к серьезным нарушениям жизнедеятельности растений.

Микроэлементы также способствуют усвоению растениями органических веществ из осадков.

Однако, те же микроэлементы (медь, цинк), при повышенных концентрациях также могут оказывать неблагоприятное воздействие на рост и качество растений (явление фитотоксичности). В этих случаях необходимо решать вопросы о контроле над содержанием элементов в ОСВ и почве.

Причем, наличие тяжелых металлов в осадках само по себе не исключает их использование в качестве удобрений, но необходима отработанная дозировка осадков на единицу площади территории и строго определенная периодичность их внесения.

Масса почвы, в которую вносится осадок, определяется в зависимости от технологии ее обработки (вспашки, культивирования, боронования и т.д.). При этом в каждом отдельном случае ОСВ, вносимый различными агротехническими приемами, распределяется в разных объемах почвы.

Наличие в ОСВ больших количеств биогенных элементов и микроэлементов позволяет рекомендовать ОСВ в качестве органоминерального удобрения, но тяжелые металлы в осадках требуют серьезной проработки, их хранения, внесения в почву. Технология внесения в почву осадков сточных вод разрабатывается в каждом конкретном случае на основании данных комплексного исследования агрохимических и экологических характеристик осадка.