Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Кузнецов А.Е., Градова Н.Б., Лушников С.В. и др. Прикладная экобиотехнология. Учебное пособие. В 2-х томах

.pdf
Скачиваний:
1181
Добавлен:
13.09.2020
Размер:
28.82 Mб
Скачать

Переработка органических отходов

301

Диоксид углерода образуется в основном на двух стадиях спиртового производства: в процессе дрожжегенерирования и непосредственно при брожении в бродильных аппаратах. На стадии брожения содержание CO2 в отходящих газах составляет 98–99%. Теоретический выход CO2 составляет 95,5% к массе спирта или 7,53 кг на 1 дал выработанного спирта.

Качество твердого или жидкого CO2, получаемого на спиртовых заводах, относительно низкое, что обусловлено присутствием в нем значительного количества сопутствующих летучих продуктов брожения, таких как спирты, эфиры, альдегиды, органические кислоты. Без предварительной очистки при утилизации CO2 из газов брожения все они остаются в готовом продукте, придавая ему характерный запах. Использование неочищенного газа в пищевых производствах приводит к помутнению карбонизированных напитков и их скисанию, способствует биологическому разложению продуктов. Применение некачественного диоксида углерода в машиностроении (в сварочном производстве) также недопустимо, так как наличие посторонних примесей вызывает пористость сварного шва. Поэтому в последние годы все большее предпочтение отдается диоксиду углерода, получаемому из дымовых газов котелен, что объясняется отсутствием в готовой продукции запахов и примесей, характерных для CO2, утилизируемого из газов брожения. Одна из наиболее современных технологий очистки газообразного CO2 заключается в каталитическом окислении сопутствующих органических примесей до исходных компонентов – CO2 и воды.

Отходы плодоовощного производства – плоды, плодовые косточки, некондиционные соки, выжимки и т. п. С помощью микроорганизмов такие отходы можно перерабатывать в кормовой продукт, обогащенный микробным белком.

Отходы мясной, птицеперерабатывающей и рыбной промышленности, а также кожевенной и меховой промышленности – белок- и жиросодержащие отходы, коллагенсодержащее (шквара, фасции, шкурка, жилка) и кератинсодержащее (рога, копыта, шерсть, щетина, малоценное перо, пух, волос) сырье, мясокостная мука, рыбная мука, хитин и др. Многие из этих отходов перерабатываются в различные пищевые и кормовые добавки, аминокислотные гидролизаты и пептидные композиции. Они могут использоваться в пушном звероводстве при кормлении пушных зверей, в микробиологической промышленности в качестве компонента в составе питательных сред для культивирования микроорганизмов, в косметической промышленности в составе лосьонов, шампуней, питательных кремов и т. п., а также перерабатываться в органоминеральные удобрения.

Хитин – главный компонент клеточной стенки грибов, опорного скелета многих беспозвоночных, в том числе рачков; представляет собой полимерную цепь, состоящую из остатков глюкозы, в которых гидроксильные группы при втором атоме углерода замещены ацетилированными аминогруппами. Используется в медицине, пищевой промышленности, косметике. Мировой объем выпускаемых продуктов с использованием хитина и его производных составляет несколько млрд долл.

Отходы масло-жировой промышленности – жмыхи и шроты, подсолнечная мезга, фосфатидные концентраты, соапстоки, получаемые в результате нейтра-

302

Глава 3

лизации растительных масел и жиров, отходы, образующиеся при рафинации, гидрогенизации и переэтерификации растительных масел и жиров, гудрон.

Отходы табачной промышленности, образующиеся при выращивании и ферментации табака, на табачных фабриках.

Отходы эфиро-масличного производства – от переработки зернового эфиромасличного, цветочно-травянистого сырья, производства абсолютных масел, переработки эфирных масел.

Отходы производства пищевых кислот – мицелий, фильтрат цитрата кальция, гипсовый шлам, известковый осадок от производства молочной кислоты. Фильтрат цитрата кальция образуется при фильтровании суспензий, нейтрализованных известковым молоком ферментированных мелассных растворов в объеме 7 м3 на 1 т кристаллической лимонной кислоты при поверхностном и около 15 м3 при глубинном способах производства. Содержит 10% СВ, из которых органических веществ 80%, аминокислот – до 6%. Фильтрат цитрата кальция используется для стимулирования роста хлебопекарных дрожжей и биосинтеза лизина из мелассы, а также для кормления животных (в упаренном виде).

Отходы молочной промышленности – молочная сыворотка (творожная, подсырная, казеиновая), обезжиренное молоко (обрат), пахта. Содержание основных компонентов в цельном, обезжиренном молоке, пахте и молочной сыворотке приведены в табл. 3.3. Ультрафильтрацией из сыворотки выделяют пищевой белок и получают безбелковый ультрафильтрат. При выделении белков молока биополимерами в остатке получают бесказеиновую фазу молока.

Таблица 3.3.

Содержание основных компонентов в цельном, обезжиренном молоке, пахте и молочной сыворотке, %

Показатели

Молоко

Молоко

Пахта

Сыворотка

 

цельное

обезжиренное

 

молочная

 

 

 

 

 

Сухие вещества, %

12,5

8,9

9,0

6,2

 

 

 

 

 

Жир, %

3,8

0,05

0,5

0,1

 

 

 

 

 

Белок, %

3,3

3,3

3,3

1,0

 

 

 

 

 

Лактоза, %

4,7

4,8

4,7

4,7

Минеральные соли, %

0,7

0,7

0,7

0,6

 

 

 

 

 

Калорийность, кДж

2805

1440

1590

1013

 

 

 

 

 

Обезжиренное молоко, образующееся при сепарировании цельного молока с целью выделения жира, перерабатывают в молочные продукты для непосредственного потребления – напитки, сгущенное молоко, молочно-картофельное пюре и др. Обезжиренное молоко содержит высокоценный белок, который может быть выделен и использован для пищевых целей, в детском питании, в диетических продуктах и для кормовых целей.

Пахта образуется как отход при получении сливочного масла. Содержание жира в пахте в 10 раз больше, в том числе фосфатидов в 11 раз больше, чем

Переработка органических отходов

303

в обезжиренном молоке. Она используется для нормализации цельного молока по жиру. Из нее производят молочные продукты пониженной энергетической ценности, свежие и сквашенные напитки, добавки в молочные и пищевые продукты, мороженое, концентраты, сыры, белковые продукты. Как кормовые продукты пахту и обрат используют в качестве заменителя цельного молока для выпойки молодняка и кормления животных.

Остающаяся при производстве сыра, творога или казеина молочная сыворотка в зависимости от способа ее получения подразделяется на подсырную, творожную и техническую (казеиновую). В среднем при производстве 1 кг творога высвобождается 1,5–4 кг сыворотки, 1 кг сыра – 8–10 кг, 1 кг казеина – до 30 кг молочной сыворотки. Мировое производство молочной сыворотки составляет 80 млн т в год. Значительное ее количество приходится на те страны, где имеется промышленное производство сыра.

Состав сыворотки подвержен значительным колебаниям в зависимости от исходного сырья (цельное или обезжиренное молоко) и от способа отделения белка (действием органических и минеральных кислот, ферментативным способом, ультрафильтрацией). В среднем сыворотка содержит до 48–52% сухих веществ молока. При выработке твердых сыров в сыворотку переходит 9–14% жира, 20–25% белка, 88–94% лактозы, 59–65% минеральных веществ. Особенно высоко в ней содержание лактозы – до 5% от массы сыворотки. В ее состав входят также органические кислоты – до 1%, белок – около 1%, небелковые азотистые вещества, минеральные вещества и микроэлементы, витамины. При производстве некоторых видов сыров часть сыворотки (около 30%) получают соленой. Содержание поваренной соли в соленой сыворотке составляет 0,5–1,5%, а иногда до 4%. Состав различных видов молочной сыворотки приведен в табл. 3.4.

 

 

 

 

Таблица 3.4.

Состав различных видов молочной сыворотки, %

 

 

 

 

 

 

Компонент

Подсырная

Творожная

 

Казеиновая

 

 

 

 

 

Сухие вещества

4,5–7,3

4,2–7,4

 

4,5–7,5

Белок

0,4–1,1

0,5–1,4

 

0,5–1,5

 

 

 

 

 

Жир

0,04–0,6

0,05–0,4

 

0,02–0,1

Лактоза

3,9–5,2

3,2–5,1

 

3,5–5,2

 

 

 

 

 

Минеральные вещества

0,3–0,8

0,3–0,8

 

0,3–0,9

 

 

 

 

 

Сброс молочной сыворотки в сточные воды приводит к сильному загрязнению водоемов. Тонна молочной сыворотки, слитая в сточные воды, загрязняет водоем так же, как 100 м3 хозяйственно-бытовых стоков. Органические кислоты (в основном молочная), образующиеся в процессе скисания молока, подкисляют сточные воды до pH 4–5. Затраты на очистку сточных вод, загрязненных сывороткой, которую получают на сыродельном заводе при переработке 50 т молока в смену, равноценны затратам на очистку сточных вод в городе с населением 80 тыс. человек. Экологические показатели сыворотки как источника загрязнений при сбросе в стоки приведены в табл. 3.5.

304

Глава 3

Таблица 3.5.

Показатели молочной сыворотки как источника загрязнений

Показатель

Значение

 

 

ХПК, мг О2

65 000–77 000

БПКп, мг О2

52 000–58 000

Взвешенные вещества, мг/л

2000–5000

рН

4,4–6,3

Жир, мг/л

1000–4000

Во многих странах утилизируется до 80–90% молочной сыворотки. Из этого количества 50–90% скармливается скоту, 0,5–4% направляется на технические нужды, 7–50% перерабатывается в пищевые и кормовые продукты. В России утилизируется не более 30–40% сыворотки – в основном для выпойки телят и в рационе откармливаемого мясного скота. Остальное сбрасывается в стоки. При сбросе в очистные сооружения неутилизированная сыворотка сильно затрудняет очистку сточных вод из-за высоких значений ХПК сыворотки (более 60 000 мг/л).

Недостатки сыворотки как кормового продукта – низкое содержание питательных веществ (до 5–7% по сухому веществу), несбалансированность ее состава (высокое содержание лактозы и низкое – белка), короткий срок хранения. Как скоропортящийся продукт, сыворотка должна быть скормлена животному в течение ближайших суток после ее получения. Это сложно реализовать для крупного молокозавода, на котором образуется ежесуточно 50–100 и более тонн молочной сыворотки, так как зона возможного скармливания такого количества может достигать 100 км и более. Кроме того, при откорме нативной сывороткой возможно распространение различных инфекций, в связи с чем в ряде стран запрещено отправлять сыворотку на фермы без предварительной пастеризации. Поэтому на многих предприятиях сыворотку подвергают различной обработке с целью выделить отдельные составные части (жир, белки, молочный сахар) или повысить в ней содержание сухих веществ. Сгущенную или высушенную сыворотку можно перевозить, хранить и перерабатывать в другие продукты, но получение ее в таком виде требует много энергии или тепла на удаление влаги. Другим энергоэкономичным способом утилизации сыворотки является ее метаногенное сбраживание с получением биогаза.

В настоящее время из молочной сыворотки получают кормовой микробный белок (см. разд. 3.2.1.5), пищевые продукты (молочный сахар – лактозу, лечебно-профилактические и столовые напитки, сгущенные и сухие концентраты, мороженое, продукты биологической обработки, белковые продукты и т. п.), галактозу (после гидролиза лактозы с образованием глюкозы и галактозы и ферментации на глюкозе), этанол, молочную кислоту, пропионовую кислоту (на подсырной сыворотке), бутиленгликоль, полисахарид ксантан, лактулозу, лактинол, лактобиновую кислоту. Перечень продуктов из молочной сыворотки насчитывает более 1000 наименований и постоянно пополняется. Биотехнологические методы считаются одними из наиболее привлекательных при промышленной переработке молочной сыворотки. Внедрение этих и других

Переработка органических отходов

305

методов в России сдерживается относительно высокой инвестиционной стоимостью и их недостаточной технико-экономической эффективностью.

Отходы животноводства (навоз и подстилка крупного рогатого скота и свиней, гюлль – жидкий навоз, куриный помет).

Ежегодно в животноводческих и птицеводческих хозяйствах России образуется 200–250 млн т навоза и 20–25 млн т помета, а совокупные объемы жидких стоков достигают 700–800 млн т. От одной головы крупного рогатого скота образуется 45 кг/сут навоза, свиньи – 4,5 кг/сут, птицы – 0,1 кг/сут (табл. 3.6). За год на птицефабрике производительностью 10 млн/год бройлеров образуется 15–20 тыс. т подстилки и помета.

Таблица 3.6.

Количество образующегося навоза и помета (в пересчете на 1 голову животного)

Параметры

Птицы

Свиньи

Молочные коровы

кг/сут

0,1

4,5

45

% от живого веса

5–6

8–9

9–11

сухое вещество, %

20–30

15–20

10–11

средний сухой вес, кг/сут

0,03

0,7

4,5

 

 

 

 

Навоз и помет как удобрения содержат много питательных веществ (табл. 3.7). Однако навоз имеет высокую влажность, неприятный запах, содержит условнопатогенную и патогенную микрофлору, семена сорных растений, поэтому жидкий навоз, особенно свиной, перед вывозом на поля необходимо выдержать 6–8 месяцев для его обезвреживания. В почве навоз разлагается медленно. Избыточное количество запаханного в почву навоза нарушает структуру почвенного сообщества и подавляет активность типичной почвенной микрофлоры, поэтому для безущербной для почвы утилизации навоза необходимы большие земельные площади. Использование его затруднено и в связи с невозможностью вывоза на поля для применения в качестве органических удобрений в зимнее время года, и из-за повышенных транспортных расходов на перевозку. Для поддержания бездефицитного баланса гумуса в почве требуется вносить на поля ежегодно более 15 т навоза на 1 га, при этом прирост урожайности сельскохозяйственных культур относительно невысок, что зачастую не окупает затраты на его внесение.

Таблица 3.7.

Содержание питательных веществ в навозе

Животные

Сухое

Содержание различных компонентов,

 

вещество, %

 

кг/т свежего навоза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

P

K

Mg

 

 

 

 

 

 

Крупный рогатый скот

4–23

2,4–6,5

0,4–1,8

2,0–5,8

0,2–0,6

Свиньи

5–25

6–6,8

0,6–2,1

1,7–3,6

0,3–0,7

Птицы

23–68

9,6–23

2,4–12

3,8–11,6

1,2–2,2

 

 

 

 

 

 

306

Глава 3

Птичий помет в исходном виде также содержит большое количество патогенной для людей и животных микрофлоры, семена сорных растений. Биогенные минеральные элементы – азот, фосфор, калий— находятся в помете в подвижной форме и легко вымываются из почвы. Его трудно распределять равномерно по поверхности почвы, что создает очаги с высокой концентрацией питательных элементов, приводящие к гибели растений в результате химического ожога корневой системы. Так же как и для навоза, перевозка пометных удобрений на поля под сельскохозяйственные культуры на расстояние более 10–15 км не окупается прибавками урожая.

Ввиду несовершенства технологий, особенно при бесподстилочном способе содержания животных, часть навоза и помета разбавляется в 12–14 раз водой, что значительно ocложняет и удорожает обработку и транспортировку этих отходов, требует дополнительных емкостей, хранилищ, очистных сооружений для сбора и переработки жидких стоков. В результате навоз и помет на фермах накапливаются, занимают большие площади, загрязняя грунтовые воды и атмосферу. Неиспользованный навоз сбрасывают в овраги, отвалы, спускают в водоемы, захоранивают.

Для переработки отходов животноводства чаще всего используют низкотемпературную или высокотемпературную сушку и биотехнологические методы или их сочетание. При низкотемпературной сушке получают лишь обезвоженный, но не обеззараженный продукт. В нем сохраняются некоторые патогенные микроорганизмы и жизнеспособные семена сорных растений. Такой продукт нежелательно использовать на полях в качестве удобрения. Кроме того, установки для низкотемпературной сушки весьма сложны в изготовлении, дороги для приобретения и неэкономичны в эксплуатации. Недостаток высокотемпературной сушки – повышенные затраты теплоносителя на испарение влаги, значительная потеря питательных веществ (до 40–50%) под воздействием высоких температур сушки, загрязнение окружающей среды в результате выброса в атмосферу вредных соединений. Имеются данные, что термически высушенный сухой птичий помет может содержать канцерогенные вещества. Учитывая, что рыночная цена продуктов из переработанных отходов низкая, использование сушки – чаще всего нерентабельный метод. Экономически и экологически более эффективно использование биотехнологических методов.

Способы биотехнологической переработки отходов животноводства в полезные продукты включают получение органоминеральных удобрений, компостов, кормовых добавок, биогаза.

Наиболее широко применяют анаэробное сбраживание навоза для получения биогаза (см. разд. 3.2.5). Полученный биогаз можно использовать для отопления животноводческих помещений, жилых домов, теплиц, приготовления пищи, сушки горячим воздухом, подогрева воды, выработки электроэнергии с помощью газовых генераторов. Одновременно с биогазом получают более ценное органоминеральное удобрение. Сброженный навоз сохраняет основные гумусообразующие вещества. Минеральные вещества, содержащиеся в нем, лучше усваиваются растениями, и поэтому он более эффективен в качестве удобрения. Переработанный путем метанового брожения навоз повышает урожайность на 10–15% по сравнению с непереработанным навозом.

Переработка органических отходов

307

Аэробные методы ферментации, компостирования, вермикомпостирования с внесением дополнительных органических субстратов (соломы, торфа и т. п.) и культур микроорганизмов, промышленных линий дождевых червей позволяют получать из навоза и помета еще более эффективные органоминеральные удобрения и кормовые добавки.

Отходы с очистных сооружений (осадочный ил и активный ил). По объему количество ежегодно образующихся активного ила и осадков сопоставимо с количеством промышленных и бытовых отходов. В Российской Федерации это количество составляет около 2,5 млн т сухого вещества. В европейских странах общее количество осадка в 2005 г. достигло почти 9 млн т по сухому веществу. В домохозяйствах без централизованной канализационной сети на одного жителя накапливается 70–80 л осадка в год. Осадки и избыточный активный ил образуются в процессе механической, биологической и физико-химической (реагентной) очистки сточных вод.

Расходы на переработку и ликвидацию осадков могут составить до 50% всех расходов на очистку сточных вод. Стоимость переработки ила велика из-за его высокой влажности (90–99,7%), повышенного содержания вредных веществ и патогенных микроорганизмов.

Внастоящее время в России 85–95% от вырабатываемого количества сильнообводненных осадков и ила обезвоживают флотацией, центрифугированием или отжимом на фильтр-прессах (см. разд. 1.8), вывозят в накопители или отвалы, на иловые площадки, поля фильтрации, площадки-уплотнители, подземные хранилища в жидком или обезвоженном виде. Они занимают огромные площади, загрязняют почву, водоемы и атмосферный воздух. В этих сооружениях ил хранят от 1 до 10 лет и только после этого вывозят на поля. В Москве площадь иловых площадок составляла несколько сотен гектаров. Вывоз и складирование 1 т осадка (в пересчете на сухую массу) обходится примерно в 50 долл. США.

Внаиболее промышленно развитых странах, особенно малоземельных, в регионах с теплым и засушливым климатом, осадки депонируют на полигонах с обустройством, исключающим загрязнение грунтовых вод. Большое количество ила утилизируют в качестве удобрения для почв, предназначенных для сельскохозяйственного производства или необработанных, используют при рекультивации техногенно нарушенных территорий, создании искусственных ландшафтов, аэробно стабилизируют и компостируют, анаэробно сбраживают в метантенках. Доля утилизируемых осадков сточных вод в этих странах составляет от 35% (в США) до 90% (в Люксембурге). Остальное количество в основном захоранивается в почву или термически сушится и сжигается.

Взависимости от технологий обработки и хранения осадки могут использоваться в жидком виде (влажностью 92–96%) или в виде сыпучей массы (50–70%), а также в виде компостов. При расположении полей утилизации на незначительном расстоянии от очистных сооружений жидкий осадок перевозится в цистернах или перекачивается к местам использования с помощью насосов высокого давления. Осадок распыляется по участкам, закачивается в подпочвенный слой или распределяется по бороздам с последующим покрытием землей. На значительные расстояния от очистных сооружений (более 25 км)

308

Глава 3

перевозится главным образом механически обезвоженный осадок. Он распределяется по полям с помощью запахивающих машин.

Применение осадков сточных вод в качестве органоминерального удобрения является одним из наиболее рациональных путей их использования (см. разд. 3.2.7). Осадки богаты азотом, фосфором, микроэлементами, необходимыми для развития растений. По удобрительным свойствам они близки к органоминеральным компостам и подстилочному навозу.

Элементный состав сухого вещества осадков колеблется в широких пределах (% масс. от СВ осадка): С – 35,4–87,8; H – 4,5–8,7; S – 0,2–2,7; N – 1,6–8; O – 7,6–35,4. В осадках содержатся соединения кремния, алюминия, железа, оксиды кальция, магния, калия, натрия, цинка, никеля, хрома и др. Основную часть сухого вещества осадка из первичных отстойников (в среднем 60–75%) составляет органическое вещество, в котором содержится белков примерно в 2 раза меньше, а углеводов в 2,5–3 раза больше, чем в активном иле. Осадки, получаемые после биологической очистки сточных вод, обычно имеют pH 6,5–8,0. Содержание в них биогенных элементов зависит от типа и происхождения осадков (табл. 3.8).

Таблица 3.8.

Содержание основных питательных веществ в осадках городских очистных сооружений, % массы сухого вещества

Питательные вещества

Сырой

Активный

Сброженный

Смесь осадка

 

осадок

ил

осадок

первичных

 

 

 

 

отстойников

 

 

 

 

и активного

 

 

 

 

ила

 

 

 

 

 

Азот (N)

1,5–8

2,4–10

1,7–7,5

2,0–5

 

 

 

 

 

Фосфор в пересчете на Р2O5

0,6–5,2

2,3–8

0,9–6,6

1,0–6

 

 

 

 

 

Калий в пересчете на K2O

0,1–1,0

0,3–0,7

0,2–0,6

0,2–0,5

 

 

 

 

 

Реагентные осадки сточных вод, как правило, содержат в 1,5–2 раза меньше доступного фосфора, чем безреагентные, что обусловлено предварительной обработкой осадков известью или хлорным железом.

Наиболее богат азотом и фосфором активный ил.

Содержание удобрительных микроэлементов в осадках составляет, мг/кг СВ:

Бор

до 15

Кобальт

2–120

Марганец

60–750

Медь

50–3200

Молибден

0,5–10

Цинк

40–5000

Переработка органических отходов

309

Осадки сточных вод имеют небольшой запас доступного калия, и их применение должно сопровождаться дополнительным внесением в почву минерального калия. Источником калия может быть угольная зола ТЭС или других производств.

Сброженный осадок (см. разд. 3.2.5) содержит меньше питательных веществ в твердом компоненте осадка. Содержание азота, например, может снизиться на 30–40% за счет перехода его в аммиак или растворимые в водной фазе соли аммония. Снижается и содержание фосфора. При внесении сброженного осадка вместе с иловой водой в почву попадает больше питательных веществ, чем при использовании обезвоженного. При применении в технологии обработки осадков извести они могут использоваться как известковые удобрения.

Использование осадков и ила на сельскохозяйственных полях в нативном или переработанном виде затруднено, что обусловлено не только высокой стоимостью предварительного обезвоживания или вывоза в необезвоженном виде, но и высоким содержанием тяжелых металлов, токсичных органических соединений, патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов, необходимостью более строгого соблюдения санитарных норм контроля состава вносимых осадков и грунта. Поэтому во многих странах допускается лишь подпочвенное внесение необработанного осадка, ограничивается доступ людей к местам поверхностного использования осадка, не допускается выпас скота на пастбищах с внесенным осадком сточных вод, сбор урожая продукции в течение некоторого времени с момента внесения. Токсичный ил, содержащий большое количество тяжелых металлов, как правило, сжигается после обезвоживания и сушки.

Для использования осадков очистных сооружений, например, в качестве удобрения они должны быть подвергнуты предварительной обработке — обезвоживанию, уменьшению содержания в них патогенных микроорганизмов, тяжелых металлов, исключению привлекательности их для переносчиков инфекций. Для обеззараживания осадков в жидком или обезвоженном виде (подробнее см. разд. 3.2.7) применяются анаэробное сбраживание в септитенках и двухъярусных отстойниках (эмшерах), сбраживание в метантенках в термофильном режиме, пастеризация, метод аэробной стабилизации с предварительным прогревом, обработка известью, веществами, подавляющими развитие гнилостных бактерий, облучение инфракрасными лучами в камерах дегельминтизации, длительное подсушивание на иловых площадках; компостирование в течение 5–6 мес, термомеханическая или радиационная обработка. Все эти методы затратные, поэтому в России до сих пор осадки и активный ил преимущественно складируются. Кроме того, российские требования, предъявляемые к осадкам, более строгие. Так, в ФРГ осадки сточных вод с содержанием органического вещества более 5% вносят на поля, а не захоранивают, что связано с биологизацией земледелия и отсутствием в стране реальных источников органического вещества, таких как торф, сапропель и т. д. В России же в поле разрешается вносить лишь осадки с содержанием органического вещества более 20% (во влажном осадке). Осадки с меньшим содержанием органического вещества депонируются. По содержанию патогенных микроорганизмов и тяжелых металлов отечественные агроэкологические требования соответствуют международным стандартам или

310

Глава 3

являются более строгими (в частности, по содержанию As, Pb, Ni, Zn, Cu). По этим причинам доля осадков, используемых в качестве удобрений, невелика и составляет около 7%.

Активный ил локальных очистных сооружений сточных вод предприятий, выпускающих пищевые и кормовые продукты, не содержит тяжелых металлов или концентрация их незначительна, что облегчает его утилизацию в качестве органического удобрения после предварительной обработки и обеззараживания. Для сокращения дозы внесения осадка в почву его применяют в смеси с торфом, компостом, различными добавками, известью, минеральными удобрениями и микроэлементами.

При соблюдении нормативных требований осадки сточных вод и ил можно применять в лесном хозяйстве, для выращивания технических культур, в парниках по выращиванию декоративных культур и цветочных растений, для озеленения городских территорий, формирования почвы на песчаных и гравийных землях, восстановления ее структуры на бросовых землях, локализации полигонов твердых бытовых отходов, вовлечения в хозяйственный оборот выработанных торфяников, рекультивации земель, структура которых нарушена при добыче полезных ископаемых, а также отвалами различных производств. При этом принимаются меры по защите подземных водных источников, особенно если осадок применяется в жидком виде.

При захоронении осадков с одновременным их использованием в целях озеленения и благоустройства ландшафтов учитывают уровень расположения грунтовых вод и максимального паводка. По одному из методов захоронение осадков проводят послойно, чередуя слой осадков (толщиной 2 м) и песка (1 м) в качестве перекрытия. Таким способом можно отсыпать холмы высотой 12–15 м с крутизной откосов 8–9°. Последний песчаный слой перекрывают противофильтрационным слоем глины мощностью 0,5 м. Поверхность закрывают слоем плодородной почвы 0,3–0,5 м или грунта, пригодного к окультуриванию. Для озеленения холма высевают травы и используют древесные кустарники. Вторичное выделение газов предотвращается введением в конструкцию специальных скважин, оборудованных газовыми фильтрами.

При временном хранении осадков, в частности в зимний период, осадки складируют на ровной сухой местности, в естественных впадинах, карьерах

сплотными грунтами, на закрытых или открытых оборудованных площадках

сдренажем, обваловкой, системами отвода и очистки дренажных вод, механизацией погрузочно-разгрузочных работ, с учетом ландшафта, розы ветров, уровня грунтовых вод, вдали от существующих водозаборных сооружений, районов большого скопления людей, зон отдыха.

Для использования в качестве удобрений осадки и ил можно предварительно обрабатывать биологическими методами: аэробной стабилизацией, компостированием или анаэробным сбраживанием, в результате чего снижаются их объем, санитарная и экологическая опасность, повышается их удобрительная эффективность. В ФРГ, например, в качестве удобрения используют только стабилизированные осадки сточных вод, термически высушенные, компостированные и пастеризованные.