1
ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ ЭКОЛОГОБЕЗОПАСНОЙ УТИЛИЗАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ� «ПОЛЕССКИЙ АГРАРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ �НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ»
ЛАБОРАТОРИЯ ГИДРОЭКОЛОГИИ И ЭКОТЕХНОЛОГИЙ
заведующий
Лицкевич Анатолий Николаевич
hydropaei@gmail.com
Тел. +375-162-25-79-95
224030 г. Брест, ул. Советских пограничников 41.
2
НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД
Для эффективной разработки стратегии обращения с осадком сточных вод нужно в первую очередь определить оптимальные способы использования или размещения, а также характеристики продуктов (количественные и качественные) для каждого варианта. Затем определяются технологии получения требуемых продуктов (например, осадок проходит анаэробное сбраживание или не подвергается обработке, обезвоживается или высушивается) для реализации наилучших вариантов безопасного применения.
Для обеспечения экологобезопасной утилизации осадков сточных вод необходима реализация перечня подготовительных операций и обработки осадков:
обезвоживание;
стабилизация;
обеззараживание;
нейтрализация.
Действующий нормативный документ (ГОСТ 17.4.3.05 – 86) описывает процедуру применения осадков сточных вод в качестве удобрения, но не устанавливает конкретные требования к свойствам осадка сточных вод, что не обеспечивает возможность широкого применения удобрений на основе осадка сточных вод.
Наличие двух нормативных документов, устанавливающих ПДК к содержанию загрязняющих веществ в составе осадка сточных вод (ГН 2.1.7.12-1-2004 и ЭкоНиП 17.03.01-001-2021) не позволяют качественно оценить степень накопления тяжелых металлов в почвах, для определения оптимальных доз применения удобрений на основе осадка сточных вод.
3
СОВРЕМЕННЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСВ
Практика использования иловых карт показала, что при дефиците площадей на урбанизированных территориях и расположением предприятий техносферы, оптимальным вариантом переработки осадков является механическое обезвоживание, которое проводят на фильтр-прессах, вакуум-фильтрах или центрифугах.
Высокой эффективности при обезвоживании осадка взвешенных веществ достигается при использовании центрифуг, которые являются приемлемым оборудованием для обезвоживания в процессах очистки сточных вод, имеющих производительность, не превышающую 100 тыс. м3/сут. В результате центрифугирования возможно получить осадок, имеющий невысокую влажность (80 – 85%). Кроме этого, при применении центрифуги, снижается концентрация взвешенных веществ в фугате, который повторно направляется в аэротенки. В результате уплотнения и обезвоживания наблюдается уменьшение объема ОСВ в 28,75 раз.
Современные механические методы обезвоживания ОСВ, с применением фильтр-прессов и декантеров позволяют уменьшить количество взвешенных частиц примерно в 10 раз и являются более экологичными и менее энергозатратными методами по сравнению с естественной сушкой ОСВ в условиях иловых площадок, которые занимают большие территории, а образующиеся фильтраты оказывают негативное воздействие на состояние грунтов и грунтовых вод.
Химические способы обезвоживания ОСВ связаны с использованием химических реагентов (гашеная известь), которые изменяют химический состав и реакцию среды осадков, что обеспечивает как их обезвоживание, так и обеззараживание. В процессе гашения 1 моля (56 г) окиси кальция, содержащейся в извести, выделяется 65 кДж тепла.
При гашении 1 кг химически чистой извести, содержащей 100 % СаО, выделяется соответственно 1152 кДж тепла. При этом связывается 320 г воды.
1 – емкость для хранения негашенной извести; 2 – корпус обезвоживания осадка; 3 – конвейер обезвоженного осадка; 4 – трубопровод пневматической подачи извести; 5 – двухвальный смеситель осадка с известью; 6 – выгрузка обеззараженного осадка
Технологическая схема обеззараживания осадка негашеной известью
4
ПРОЦЕССОВ СТАБИЛИЗАЦИИ ОСАДКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
С целью определения оптимальных параметров процесса аэробной стабилизации осадка, проведен ряд испытаний. За основные технологические показатели процесса приняты распад беззольного вещества, рост зольности, кинетика потребления кислорода.
Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что на 5-е сутки течения процесса аэробной стабилизации 20 % органической части осадка распадается и при этом имеет место резкое снижение скорости потребления кислорода. На 8-е сутки распадается приблизительно 44% органической части осадка.
Полученные данные указывают на то, что на 6-е сутки снижается потребление кислорода, свидетельствующее об окончании окисления экзогенного субстрата и получения незагнивающего осадка.
Эффективность процессов – сокращение периода биологической деструкции ОСВ до 7 дней с уровнем распада органических веществ 34%. Обеззараженный осадок соответствует микробиологическим стандартам качества, согласно требований европейской Директивы по обращению с ОСВ.
Особенно перспективно применение технологии на биологических очистных станциях для 5000 – 50000 ЭН, где экономически невыгодно строить системы анаэробного сбраживания и газовое хозяйство.
Стабилизация осадка сточных вод достигается путем разложения органических примесей до более простых соединений или получения продуктов, имеющих более длительный период деструкции в окружающей среде.
Выбор метода стабилизации определяется рядом условий, в т.н. зависит от вида осадков, их количества, возможностей и условий дальнейшего их использования или размещения. Большое распространение получили биологические методы стабилизации в аэробных и анаэробных условиях.
Автотермическое термофильное аэробное сбраживание является возможным методом переработки ОСВ в малых и средних городах.
Наибольшую практическую значимость развития данной технологии переработки ОСВ отмечают специалисты США, Японии, Китая, в меньшей степени Чехии и Польши. На территории Беларуси технология переработки осадков не применяется.
5
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ОСВ
Биотермические методы обработки ОСВ (компостирование) обеспечивает преобразование органической части осадков в стабильный гумусоподобный продукт (до 58,65% минерального вещества). Несмотря на эффективность данного метода обработки осадка существует ряд проблем, препятствующих широкому применению компостов на основе ОСВ в сельском хозяйстве.
Подготовленные осадки сточных вод могут быть использованы для производства новых видов органических удобрений в соответствии с Техническими условиями или с СТБ 2668-2024.
В результате применения технологий обработки отмечается снижение влажности для сырого осадка с 97,75 до 90,85 %, для избыточного активного ила с 98,8 до 94,18 %, для сброженной смеси с 96,52 до 64,38 %. Содержание тяжелых металлов снижается в связи с образованием труднорастворимых фракций, включающих соединения с органическими веществами и негидролизуемыми комплексами.
Технологии стабилизации и биотермические методы обработки ОСВ обеспечивают минерализацию до 44% легкоокисляемой органики и пассивацию тяжелых металлов, что обеспечивает применение его в качестве исходного материала для производства удобрения.
Реализация технологий обработки и подготовки осадков сточных вод обеспечивает их экологобезопасную утилизацию в соответствии с разработанными Техническими условиями на новый вид удобрений или в соответствии с СТБ 2668-2024 (Удобрения органические, почвогрунты и субстраты для рекультивации с использованием осадков сточных вод. Общие технические условия).
Результатом переработки активного ила и сырого осадка является обезвоженный сброженный осадок.
В зависимости от соотношения сырого осадка и активного ила в смеси влажность обезвоженной смеси варьируется в диапазоне от 70% до 87%. Обезвоженный сброженный осадок зарегистрирован под кодом 8439900 «Прочие осадки очистки сточных вод на очистных сооружениях, не вошедшие в группу 3» с 4 классом опасности, который далее может быть использован как органическое удобрение, согласно технологическому регламенту «Производство удобрения органического на основе обезвоженного сброженного ОСВ» от 30.06.2021.
На прилегающей территории полигона ТКО имеется площадка для вылеживания материала, с целью получения органического удобрения.
6
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ� «ПОЛЕССКИЙ АГРАРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ �НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ»
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
ПОЛЕССКИЙ АГРАРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
НАН БЕЛАРУСИ
224030, г. Брест, Советских Пограничников, 41
Тел./ Факс (0162) 25 80 05
e-mail: info@paei.by