3873

19

аминокислотами осадка (ПХЭ МЯ = 0,43% при значении в контроле 0,41%), в то время как необработанный осадок вызывает в 1,5 раза больше цитогенетических повреждений(ПХЭМЯ=0,68%).

Исследования поглощения растениями тяжелых металлов проводились с выращиванием культур в следующих вариантах: 1 - почва (контроль); 2 - почва + необработанный осадок (доза внесения 10 т/га по сух.в-ву); 3 - почва + обработанный осадок (доза внесения 10 т/га по сух.в-ву). В варианте с обработанным осадком, плоды томатов и гороха, листья салата, томатов и редиса содержали большинство ТМ в концентрациях меньших, чем растения варианта с необработанными осадками. В целом по опытам выявлено, что связывание ТМ аминокислотным реагентом, при внесении в почву, снижает поступление ТМ в органы растения в зависимости от свойств ТМ, от вида растения и исследуемых частей (зеленая масса и плоды).

В процессе наблюдений наблюдения за ростом и развитием растений отмечено, что растения в контрольном варианте заметно отстают в росте. Наибольший прирост биомассы наблюдался в 3-м варианте (почва + обработанный осадок). Сходные данные получены и для других культур.

Результаты экспериментов по культивированию растений показывают, что после детоксикации токсичность осадков значительно снижается, в них снижается также доступность ТМ растениям, и они положительно влияют на рост и развитие растений.

В четвертой главе приводится технологическая схема обезвреживания осадков сточных вод, разработанная автором для Нижегородской станции аэрации. На рис. 8 представлена схема обработки осадков биологических очистных сооружений города Н.Новгорода с указанием возможных мест ввода аминокислотных реагентов в массу осадка.

Выбор места ввода реагентов на конкретной станции аэрации и последовательности проведения процессов проводится, исходя из особенностей технологии очистки сточных вод и обработки осадков, принимая во внимание место каждой стадии обработки в технологическом цикле и преимущества, достигаемые в результате каждой из обработок.

Рис. 8. Схема возможных мест ввода обеззараживающего реагента на городских очистных сооружениях (на примере ГОС г.Нижнего Новгорода).

1 - илоуплотнитель; 2 - насосная станция первичных отстойников; 3 - насосная станция избыточного активного ила; 4 -; насосная станция вторичных отстойников; 5 - метантенки; 6 - иловая насосная станция; 7 - флокулятор 8 - фильтр-пресс; 9 - иловые площадки; 10 - установка дозирования обеззараживающего реагента; А, Б, В, Г - места ввода реагента в осадок: «А» - в илоуплотнитель, «Б» - в иловый трубопровод перед флокулятором или на стол фильтр-пресса, «В» - в шнековое устройство или бункер обезвоженного осадка после фильтр пресса, «Г» - в иловый трубопровод перед подачей на иловые карты или непосредственно на карты

В соответствии с проектом, выполненным для городских очистных сооружений г.Н.Новгорода, установка обеззараживания и детоксикации ОГСВ размещается в существующем цехе механического обезвоживания. Согласно технологической схемы обеззараживающий реагент ММЭ-Т подается в иловый трубопровод перед обезвоживанием; детоксицирующий реагент АК-ЗЭ - в шнековое устройство после обезвоживания осадка.

Доза реагента АК-ЗЭ установлена на основании анализа колебания концентраций тяжелых металлов в осадке Нижегородской станции аэрации за 2002-2003 г.г. Среднее годовое значение расчетной дозы детоксиканта составляет 0,126 моль/кг сух.в-ва; стандартное отклонение значения данного параметра по выборке за 1 год составляет 0,016; доверительный интервал (при а = 0,05) равен 0,009. Таким образом, рекомендуемая доза детоксиканта составляет 0,135 моль/кг сух.в-ва.

21

Важным вопросом в условиях современного состояния вопроса очистки городских сточных вод и обработки осадков является реконструкция существующих систем и сооружений. Анализ существующих схем показал, что предлагаемая технология обезвреживания ОГСВ может быть легко адаптирована к действующим очистным сооружениям на основе многоуровневой унификации и блочно-модульного принципа построения систем.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Осадок городских сточных вод является сложной многокомпонентной системой, содержащей в своем составе значительное количество органических веществ, азот, фосфор и калий, что определяет целесообразность утилизации осадков в качестве удобрения. В то же время осадок является экологически опасным отходом 3-4 класса токсичности, содержит тяжелые металлы, патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов, что вызывает необходимость обезвреживания (обеззараживания, дегельминтизации и детоксикации) осадков перед их утилизацией. Наиболее рациональным методом обезвреживания ОГСВ с одновременным сохранением их ценных агрохимических свойств является переработка осадка в почвоулучшающую добавку, путем обработки универсальными аминокислотными реагентами, получаемыми из белоксодержащих отходов.

2.Разработан алгоритм последовательной обработки ОГСВ:

-дегельминтизация и антибактериальная обработка ОГСВ проводится реагентом ММЭ-Т (гидроксоаминокислотные комплексы меди) путем обработки осадка дозой 0,3-0,4 моль/м3 вл.осадка при рН>6,8; время контакта до введения детоксицирующего реагента не менее 10 минут;

-детоксикация тяжелых металлов в ОГСВ - реагентом АК-ЗЭ (натриевые соли аминокислот), доза которого зависит от содержания тяжелых металлов в ОГСВ; для ОГСВ НСА доза реагента составляет 0,135 моль/кг сухого в-ва; время контакта не менее 15 минут.

3.Выявлен принципиально новый эффект снижения удельного сопротивления осадка фильтрованию после обработки его составом ММЭ-Т.

22

Удельное сопротивление снижается на 35-45% для активного ила, на 25-35% для сырого осадка, на 10-15% для осадка, сброженного в термофильных условиях, что обеспечивает возможность снижения дозы дорогостоящих флокулянтов, вводимых

восадок перед его механическим обезвоживанием.

4.Анализ физико-химических, санитарно-гигиенических и агрохимических свойств обезвреженного аминокислотными реагентами осадка показал:

-подвижность тяжелых металлов в обработанных реагентом АК-ЗЭ осадках снижается на 25-80% (в зависимости от металла) по сравнению с подвижностью ионов металлов в необработанном осадке;

-токсичность осадка, обработанного реагентом АК-ЗЭ, снижается по сравнению с исходным на 50-60% (по показателю Бкр10 при использовании тестобъекта - Daphnia magna);

- обработанный реагентом АК-ЗЭ осадок не оказывает токсического действия на почвенных беспозвоночных;

- обработанный реагентом АК-ЗЭ осадок не оказывает генотоксического эффекта на теплокровных животных;

- доступность тяжелых металлов растениям из осадков, обработанных реагентом АК-ЗЭ, снижается; такие осадки положительно влияют на рост и развитие растений.

5.В результате обработки с помощью композиций ММЭ-Т и АК-ЗЭ осадок превращается из экологически-опасного отхода в безопасный продукт - органоминеральную композицию, которая может использоваться в качестве сырья для производства органоминеральных удобрений и в качестве почвоулучшающих добавок для обогащения и рекультивации почв в городском, лесном и сельском хозяйстве, что подтверждено Сертификатом соответствия, выданным ФГУ Центр агрохимической службы «Нижегородский».

6.Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе. По материалам диссертационной работы подготовлено учебное пособие.

7.Чистый дисконтированный доход инвестиционного проекта по внедрению предлагаемой технологии на станции аэрации г.Нижнего Новгорода при условии коммерческой реализации всего объема обезвреженного осадка составляет 2772,8 тыс. руб. за весь период эксплуатации.

23

Список публикаций по теме диссертации

1.Филин, В.А. Использование осадков городских станций аэрации в качестве почвоулучшающих добавок. / В.А.Филин, А.В.Котов // Сб. материалов науч. работ и диплом. проектов студентов и магистрантов вузов региона. - Н.Новгород, 2002. - С. 55-58.

2.Филин, В.А. Использование реагентов на аминокислотной основе для обезвреживания осадков городских сточных вод. / В.А.Филин, Л.Н.Губанов, А.В.Котов // Великие реки 2002: Тез. генер. докл. междунар. конгресса. - Н.Новгород, 2002. - С. 82-83.

3.Филин, В.А. Новые малозатратные технологии обезвреживания, обеззараживания и утилизации осадков и илов городских очистных сооружений в потоке и складированных на иловых картах. / В.А.Филин, Л.Н Губанов // Очистка, переработка и утилизация осадков и илов станций биологической очистки сточных вод: Тез. докл. целевого семинара по проблемам реализации новых конкурентноспособных отечеств. технологий. - Н.Новгород, 2002. - С. 45-46.

4.Филин, В.А. Параметрические ряды установок для обеззараживания осадков городских сточных вод. / В.А.Филин, Л.Н Губанов, А.В. Котов // Вода и экология: проблемы и решения. - 2002. - №4. - С. 71-76.

5.Филин, В.А. Проблемы обезвреживания и утилизации осадков сточных вод. / В.А.Филин, Л.Н.Губанов, А.В.Котов // Комплексное использование водных ресурсов регионов: Сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. - Пенза; ПДЗ, 2001.

-С. 47-50.

6.Филин, В.А. Проблемы обращения с осадками сточных вод станции аэрации промышленных городов. / В.А.Филин, Л.Н Губанов, А.В. Котов // Изв. акад. жилищ.-коммун, хоз-ва. Гор. хоз-во и экология. - 2002. - №1. - С. 32-35.

7.Филин, В.А. Проблемы утилизации и снижения экологической опасности осадков сточных вод станции аэрации промышленных городов. / В.А.Филин // Архитектура. Геоэкология. Экономика: Сб. тр. аспирантов и магистрантов. - Н.Новгород: ННГАСУ, 2003. - С. 98-102.

8.Филин, В.А. Решение эколого-экономических задач обработки осадков

24

городских сточных вод. / В.А.Филин, Л.Н. Губанов, Ф.И. Хакимов, С.В. Поляков // Вода и экология: проблемы и решения. - 2002. - №3. - С. 36-42.

9. Филин, В.А. Технология детоксикации тяжелых металлов в осадках городских сточных вод. / В.А.Филин // Архитектура и строительство-2003: Тез. докл. науч.-техн. конф. проф.-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и студентов. - Н.Новгород: ННГАСУ, 2004.-С.182-185.

10. Филин, В.А. Технология обезвреживания осадков городских сточных вод. / В.В.Найденко, Л.Н.Губанов, В.А.Филин // Великие реки-2003: Ген. докл., тез. докл. междунар. конгресса. - Н.Новгород, 2003. - С. 396-398.

11. Филин, В.А. Технология обеззараживания, дегельминтизации и детоксикации осадков сточных вод с помощью реагентов на аминокислотной основе. / В.А.Филин // Технические науки: Тез. докл. VIII Нижегор. сес. молодых ученых. - Н.Новгород, 2003. - С. 151-153.

12. Филин, В.А. Технологические схемы обезвреживания иловых карт аминокислотными композициями. / В.А.Филин, Л.Н Губанов, А.В. Котов // Вода и экология: проблемы и решения. - 2002. - №4. - С. 65-71.

Подписано в печать 13.05.04 г Формат 60x90 1/16 Бумага газетная. Печать трафаретная. Объем 1 печ.л.

Тираж 100 экз. Заказ №

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, 603950, Н.Новгород, Ильинская, 65 Полиграфический центр ННГАСУ, 603950, Н.Новгород, Ильинская, 65