1279

цилиндра, т.е. масса бака с ТБО и манипулятора уравновешивается давлением рабочей жидкости в гидросистеме.

Предполагается, что разрабатываемую методику определения веса по величине давления рабочей жидкости можно будет применять на мусоровозах, использующих для подъема грузов гидропривод. В ближайшее время планируется провести исследование парка мусоровозов г. Перми с целью определения количества мусоровозов, для которых будет актуальна разрабатываемая методика.

На основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1.Необходимо определять вес ТБО для осуществления контроля над их вывозом.

2.Установлен ряд характерных точек, по которым можно зафиксировать массу баков с мусором. Это показания давления во время работы одного или двух гидроцилиндров на подъем.

3.В ближайшее время планируется провести исследование парка мусоровозов г. Перми.

Список литературы

1.Лобов Н.В., Фомина Н.И., Мальцев Д.В. Выбор рационального способа определения массы перевозимого груза мусоровозным транспортом // Вестник ПГТУ. Охрана окружающей среды, транспорт, безопасность жизнедеятельности. – Пермь, 2011. – № 1. – С. 119–123.

2.Лобов Н.В., Мальцев Д.В., Генсон Е.М. Определение массы твердых бытовых отходов, загружаемых коммунальным транспортом в местах сбора, с использованием средств спутниковой навигации // Журнал АТП. – 2012. – февраль. – С. 45–48.

41

elib.pstu.ru

Е.В. Дудко,

канд. биол. наук, доц. Н.Н. Мамась

Кубанский государственный аграрный университет, г. Краснодар

СОЗДАНИЕ СЛОЖНОГО КОМПОСТА ИЗ ПОЧВЫ, РЕЧНОГО ИЛА И ПИЩЕВОГО ОТХОДА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ

В последние годы в Краснодарском крае в результате нерационального использования земель произошли и продолжают нарастать неблагоприятные изменения окружающей среды. Результаты сплошного агрохимического мониторинга земель

в2011 году показали проявление технологической деградации

через ухудшение агрохимических характеристик сельскохозяйственных угодий1. Очевидно, что система земледелия в крае должна носить природоохранный характер.

Вместе с тем одной из ключевых экологических проблем Краснодарского края на сегодняшний день является проблема обращения с твердыми бытовыми отходами (ТБО). Ежегодно

вкрае их образуется и размещается на полигонах (свалках) около 2 млн т. Очевидно, что это требует комплексного подхода. В основе любого способа решения данной проблемы лежит сортировка отходов по видам.

Всвоем составе отходы содержат значительное количество вторичных материальных ресурсов. Например, их в бумаге или картоне около 30 %, пищевых отходах – 32 %, деревья или листья содержат 1–2 % и т.д. [1]. Многие отходы по канализационным и сточным сбросам попадают в водоемы и в виде ила накапливаются, снижая прозрачность, увеличивая мутность, изменяя цветность. Любой водоем является не только хранилищем воды для системы питьевого водоснабжения, но и самым эффективным накопителем ила, состав которого определяется качест-

1 Доклад «О состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2011 году».

42

elib.pstu.ru

вом хозяйственной деятельности на территории водосбора. Ил с давних времен рассматривался источником плодородия. Именно ил дал жизнь и расцвет первой ярчайшей цивилизации человека на Ниле. Современное сельское хозяйство ориентировано на использование агрохимического мелиоранта – азотно- фосфор-ного органического удобрения с макро- и микроэлементами питания растений, а также хорошо структурирующюю почву. Поэтому мы, проанализировав проблему накопления отходов и отложения илистых фракций, решили составить сложный органический компост, который, возможно, сможет решить множество проблем.

Нами была совершена попытка создать сложный компост из почвы, речного ила и пищевых отходов для улучшения плодородия почвы. Для этого был поставлен следующий опыт: в небольшие сосуды (емкости) в разных процентных соотношениях поместились почва с пищевыми отходами и речной ил,

адля контроля использовалась просто почва. В указанные емкости высевалась пшеница в равных количествах, создавались равные внешние условия, где производились замеры. Органические питательные смеси способствовали замедлению развития корневой системы, но сравнительно интенсивному нарастанию массы надземной части проростков. В емкостях, где присутствовала почва, пищевые отходы и речной ил, корневая система пшеницы развита сильнее, а надземная часть формируется менее активно, что подтверждается более низким показателем отношения массы ростка к площади листовой пластинки.

Анализ полученных предварительных результатов выявил положительное влияние смеси речного ила, пищевых отходов и почвы на всхожесть, рост и развитие семян озимой пшеницы,

атакже на развитие проростков.

По состоянию результатов можно сделать предварительные выводы о целесообразности использования смеси пищевых отходов и речного ила в сельском хозяйстве. Это решает сразу несколько проблем: накопления илистой фракции в реках, использования пищевых отходов и повышения плодородия почв.

43

elib.pstu.ru

Список литературы

1.Об утверждении краевой целевой программы «Обращение с твердыми бытовыми отходами на территории Краснодарского края на 2009–2013 годы»: Закон Краснодарского края

№1649–КЗ от 28 декабря 2008 г. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».

2.Аджиенко В.Е. Очистка поверхностных водных объектов от донных отложений: причины заиливания и экономика проблемы // Вода: химия и экология. – 2010. – № 3. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».

44

elib.pstu.ru

Ю.В. Завизион,

канд. техн. наук, доц. Е.В. Калинина

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

СТРАТЕГИЯ ОБРАЩЕНИЯ С ОСАДКАМИ СТОЧНЫХ ВОД ДЛЯ КРУПНЫХ ГОРОДОВ

В процессе эксплуатации биохимических очистных сооружений (БОС) очистки городских сточных вод происходит образование осадков сточных вод (ОСВ) – сырых (СО) и избыточных активных илов (ИАИ), утилизация которых является сложной экологической и технологической проблемой. Эта проблема касается почти всех крупных городов России с населением около 1 млн человек. Ежегодно в России при биохимической очистке 15 млрд м3 сточных вод на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства образуется около 1 млрд м3 осадка в виде ИАИ влажностью 98 %. На примере крупного города с населением около 1 млн человек установлено, что объем образования осадков сточных вод составляет 9898 м3/сут, или 3,613 млн м3/год.

Основные физико-химические характеристики и химический состав ИАИ представлены в табл. 1 [1].

По внешнему виду активный ил – темно-коричневая жидкая масса, обладающая землистым запахом, которая при отстаивании образует оседающие хлопья темно-коричневого или серого цвета, рН = 4…9.

ИАИ представляет собой сложный органоминеральный комплекс, органическая часть которого представлена клетками микроорганизмов с адсорбированными на их поверхности и частично окисленными загрязняющими веществами сточных вод, азотсодержащими и фосфорсодержащими соединениями. Химический состав активного ила зависит от состава сточных вод, видового состава бактерий, режима процесса очистки. Сухое вещество ИАИ содержит 70–90 % органических и 30–10 % минеральных веществ.

45

elib.pstu.ru

Таблица 1

Основные физико-химические характеристики и химический состав избыточного активного ила

Основными компонентами минеральной части ИАИ являются оксид кремния, оксид алюминия, оксид железа и фосфор, который может находиться в образцах избыточного активного ила в виде малорастворимых фосфатов тяжелых металлов, а также кальция.

Осадки первичных отстойников представляют собой студенистую, вязкую суспензию с кисловатым запахом, не утратившую еще своей структуры. Органические вещества в ней составляют 75–80 %; онибыстрозагнивают, издавая неприятный запах [2].

46

elib.pstu.ru

В табл. 2 представлен химический состав минеральной части осадков сточных вод [3].

Особенностью осадков сточных вод, образующихся при биохимической очистке сточных вод, является высокое содержание в них тяжелых металлов, серосодержащих и хлорсодержащих соединений, что усложняет процессы их утилизации.

Основным способом утилизации ОСВ в настоящее время является механическое обезвоживание, складирование и накопление обезвоженных осадков на иловых картах или илонакопителях. С увеличением объемов ОСВ, не пригодных к утилизации, требуется все больше площадей для их размещения, а увеличение стоимости земель приводит к неуклонному росту средств на эксплуатацию и обслуживание мест складирования. Хранение осадков сточных вод на иловых площадках, как правило, сопровождается экологическими рисками загрязнения поверхностных и подземных вод, почв, растительности. Таким образом, данный метод не отвечает современным экологическим и техническим требованиям.

47

elib.pstu.ru

Проблема поиска мест временного складирования и дальнейшей переработки ОСВ крупных городов обостряется с каждым годом и требует незамедлительного решения.

Анализ сложившейся ситуации на примере крупного города позволил предложить поэтапное решение данной проблемы в течение 20 лет.

На первом этапе осуществляется выбор возможных мест размещения обезвоженных ОСВ и выбор технологий, обеспечивающих снижение влажности осадков с большей эффективностью, чем используемые в настоящее время. Первый этап реализуется в течение 5 лет.

На втором этапе осуществляется реализация выбранной технологии обезвоживания ОСВ и выбор технологий термической утилизации. Второй этап реализуется в последующие 5 лет.

На третьем этапе осуществляется реализация обоснованной технологии термической утилизации ОСВ. Третий этап реализуется через10 лет после начала реализации разработанной стратегии.

При поиске возможных мест размещения обезвоженных ОСВ определено, что в пределах транспортной доступности отсутствуют территории, соответствующие установленным требованиям. Исходя из этого предложено более эффективно использовать существующие в настоящеевремя дляхранения ОСВплощади:

–наращивать дамбу заполненного илонакопителя;

–наращивать стенки эксплуатируемых иловых карт или организовывать в них высотное складирование с применением геотюбов, обеспечивающих обезвоживание ОСВ и стабильность конструкции,

–организовывать новые илонакопители на площадках, занятых старыми законсервированными иловыми картами, после их расконсервации и использовать обезвреженные ОСВ в качестве технических грунтов для рекультивации карьеров, территорий, нарушенных строительными работами, восстановления ландшафтного дизайна.

При рассмотрении существующих методов переработки обезвоженных до влажности 83–86 % осадков сточных вод был

выделен, как наиболее целесообразный, термический метод

48

elib.pstu.ru

утилизации. Данный метод подразделяется на термическую сушку ОСВ, последующее сжигание, пиролиз, газификацию.

Термическая сушка предназначена для обеззараживания иуменьшения влажности осадков сточных вод с 83–86 до 10–20 %. Этот прием упрощает задачу удаления осадков с территорий очистных станций и их дальнейшей утилизации. Сушка представляет собой процесс удаления влаги из ОСВ путем испарения содержащейся в нихжидкостизасчет подведенного кматериалу тепла.

В качестве теплоносителя или сушильного агента чаще всего используются топочные газы с температурой от 500 до 800 °С. Применение высокотемпературного теплоносителя позволяет сократить габаритысушильныхустановок.

Целесообразно использовать тепло отходящих газов или отработанного пара, при этом одновременно утилизируются тепловые отходы. Осадок после термической сушки представляет собой безвредный в санитарном отношении, не загнивающий, свободный от гельминтов и патогенных микроорганизмов, внешне сухой сыпучий материал.

Высушенный осадок можно использовать:

–в качестве органоминерального удобрения; вспомогательного материала для засыпки мест выработки в горнодобывающей промышленности, для сооружения полигонов хранения отходов, в дорожном строительстве, для целей рекультивации почвы, для создания обвалки, озеленения магистралей;

–в производстве цемента, асфальта, керамики;

–в качестве добавочного топлива на электростанциях и мусоросжигательных заводах; для получения горючего газа при пиролизе (газификации) [4].

Критериями выбора сушилок для обработки осадков сточных вод являются их исходные свойства (консистенция, влажность, гранулометрический состав, токсичность, пожаровзрывоопасность и т.д.), требования, предъявляемые к конечному продукту (физико-химические и механические свойства), технологические и стоимостные показатели.

Преимуществами современных установок для термической сушки ОСВ являются: простота конструкции; эффективная сушка при низких температурах; низкие инвестиционные затра-

49

elib.pstu.ru

ты; полная автоматизация процесса; тепло, необходимое для сушки, извлекается из отходов; полная утилизация без образования отходов, подлежащих захоронению; соблюдение требований противопожарной и экологической безопасности.

В результате анализа научно-технической информации были выделены наиболее эффективные примеры применения установок для термической сушки ОСВ в крупных городах:

1.Сушильная установка Pro-Dry фирмы KLEIN (Германия) широко используется во многих крупных городах мира, в том числе и в России (г. Уфа) [5].

2.Конвейерная сушилка типа BDS фирмы Andritz 3SYS (Швейцария) применяется в г. Карлштадте (Германия) [6].

3.Установка для низкотемпературной двухступенчатой сушки INNODRY 2E компании «Дегремон» (Франция) используется в г. Варшава (Польша), г. Умеа (Швеция), г. Арендаль (Норвегия) и т.д. [7].

4.Сушилка для осадков сточных вод, предлагаемая компа-

нией KMT International, Inc. (США).

На удаленную перспективу (10–20 лет) предложено использовать методы термической утилизации при высоких температурах (пиролиз, газификация, прямое сжигание), позволяющие снизить объем остатков после термической утилизации до 5 % от исходной массы. Полученная зола может быть использована как добавка при производстве асфальтобетона или бетона.

Проблема утилизации осадков сточных вод сложна, имеет множество аспектов (экологические, экономические и технические) и может быть решена при реализации поэтапной стратегии.

Первоочередным является обоснование площадок для размещения обезвоженных ОСВ текущего выхода. Последующим этапом является выбор и реализация технологии обезвоживания осадков сточных вод методом термической сушки. Заключительным этапом предложена термическая утилизация ОСВ.

Использование технологии термической сушки осадков сточных вод в крупных городах поможет не только снизить эко-

50

elib.pstu.ru