ПУТИ УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД ГОРОДСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

В Беларуси в окрестностях крупных населенных пунктов функционируют очистные сооружения. При очистке сточных вод на очистных сооружениях количество осадков составляет от 2 до 10 % от расхода поступающих вод. Ежегодно в нашей Республике при очистке образуется около 180-197 тыс. тонн осадков. Используется в народном хозяйстве 4–5 % от  общего объема. В основном осадки сточных вод (ОСВ) складируются и хранятся на специальных иловых площадках очистных сооружений.

Актуальность поиска путей утилизации ОСВ обусловлена увеличением их объема в связи с ростом численности городского населения и увеличением количества сточных вод. Накапливаясь, ОСВ негативно воздействуют на окружающую среду.

Осадки сточных вод – это земленистая масса, влажностью 80 %, черного цвета с неприятным запахом. Они имеют следующий химический состав: рН – 6,0-9,0; сухое вещество – 23-45 %; зольность – 49-56 %; углерод – 16-27 %; азот (общий) – 1,5-2,5 %; фосфор (общий) – 2-4 %; калий (общий) – 0,5-1,0 %. Содержание элементов в ОСВ колеблется в широких пределах и определяется в основном составом и соотношением коммунально-бытовых и промышленных стоков, поступающих на очистные сооружения и вида и степени обработки ОСВ.

Наряду с полезными веществами, углеводами, соединениями органического происхождения и элементами питания растений, ОСВ могут содержать в токсичных количествах такие вещества, как «тяжелые металлы», органические соединения, а также яйца гельминтов и патогенную микрофлору.

Представление об обязательной токсичности всех тяжелых ме­таллов весьма ошибочно, поскольку в эту группу попадают медь, цинк, молибден, кобальт, марганец, железо, являющиеся кофакторами жизненно важных ферментов, участвующих в переносе кислорода, энергии, передвижении электронов через мембраны клеток, регулирующих биосинтез органических веществ и играющих важную роль в передаче наследственной информации, т.е. являются незаменимыми в жизненно важных процессах. Недостаток или полное их отсутствие губительно сказываются на организме. В данном случае использовать термин «тяжелые металлы» можно лишь тогда, когда речь идет об опасных концентрациях указанных элементов. В обычных условиях это микроэлементы, используемые в очень малых количествах как элементы питания растений, животных и человека.

Однако существует группа металлов, за которыми закрепилось только одно определение «тяжелые», т.е. токсичные. Это, прежде всего, ртуть, кадмий, свинец и мышьяк. Среди названных металлов особенно негативны для живых организмов — ртуть и кадмий. В соответствии с требованиями гигиенических нормативов качества и безопасности некоторых пищевых продуктов и продовольственного сырья, а так же анализируя  максимально допустимые уровни содержания некоторых химических элементов в кормах сельскохозяйственных животных можно заметить, что именно эти элементы подлежат обязательному контролю.

При бесконтрольном внесении осадков сточных вод в почву, следует учитывать, что почва является той биологической средой, в которой происходит  накопление  тяжелых металлов в результате антропогенной деятельности. Значительная часть тяжелых металлов сорбируется  почвенным поглощающим комплексом, связывается с органическим веществом, перераспределяется по профилю и таким образом включается в почвообразовательные процессы. Из почвы тяжелые металлы легко включаются в экологические цепочки: «почва» → «растения» → «животные» → «человек». По этой причине, невозможно использовать не переработанные осадки сточных вод в качестве удобрения для сельскохозяйственного производства.

Из хозяйственного оборота изымается для складирования, сушки или захоронения ОСВ значительные площади земли. В частности, на очистных сооружениях КПУП «Гомельводоканал» ежегодно образуется около 20,5 тыс.т ОСВ, в том числе избыточного активного ила. Осадки складируются на иловых площадках, под которые отчуждено более 15,0 га земель Гомельского района, что повышает риск загрязнения токсикантами бассейна реки Сож.

Выбор путей утилизации ОСВ может основываться на накопленном зарубежном опыте. В странах ЕС действует Директива 86/278/ЕЕС от 12.06.1986 по охране окружающей среды, и особенно почвы, в связи с использованием осадков в сельском хозяйстве, где на владельцев очистных сооружений законодательно накладывается обязательство интегрированного решения этой проблемы.  В ряде европейских стран осадки широко применяют для рекультивации земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых, вырабатывают земледельческий гранулат, используя технологию мокрого термического окисления ОСВ, с последующим широким применением  в сельскохозяйственном производстве. Как показывает опыт, большое количество ОСВ успешно утилизировать в одном каком-либо направлении не удается. В мире внедряется комплексный подход к утилизации осадков: часть их подвергают термической переработке, часть используют в сельском хозяйстве в качестве удобрения, часть захоранивается или складируется перед дальнейшим использованием (Bien J., Kempa E., 2002; Epoyan S.M., Sorokina V.E., Oleinik A.J., 2006).

Российские ученые, исследовавшие данный вопрос, придерживаются мнения о следующих направлениях возможности использования ОСВ: использование в качестве удобрения в земледелии после компостирования или применения вермикультуры; применение при рекультивации нарушенных земель (Богатырев С.М., 1999).

Так, на очистных сооружениях города Москвы для утилизации ОСВ применяется метод компостирования, который представляет собой разложение органических загрязнений осадка сточных вод в кислородных или бескислородных условиях, в присутствии других сухих органических отбросов (опилок, деревянной коры и т. д.) при низком обезвоживании массы.  Продукт разложения (компост) широко применяется в зеленом строительстве города.

В Ленинградской области для утилизации ОСВ используется метод вермикомпостирования – это компостирование сточных осадков при помощи дождевых червей Эйсения Фетида. Способ безотходный и не требующий больших финансовых затрат.

В Республике Беларусь до 1970 года были выполнены незначительные исследования по направлениям утилизации ОСВ, которые касались в основном влияния ОСВ на урожайность и носили информационный характер. В период 1972-76 гг. учеными БелНИИ почвоведения и агрохимии, БСХА и другими научными учреждениями республики (Решецкий Н.П., Каликинский А.А., 2006), в рамках республиканской программы, проводились исследования по разработке приемов эффективного использования осадков городских сточных вод в сельском хозяйстве в качестве удобрения с учетом охраны окружающей среды. В период с 1980 -90 гг. выполнялся большой объем научных исследований по утилизации ОСВ, в результате были разработаны рекомендации: «Технология применения осадка городских сточных вод и компостов из твердых бытовых отходов в качестве удобрений в БССР» (Каликинский А.А., 1986); «Снижение негативного влияния тяжелых металлов на растения при утилизации осадков городских сточных вод» (Решецкий Н.П., 1986). Данные документы являлись первыми в республике разработками, регламентировавшими возможность использования ОСВ в качестве удобрений.

В настоящее время, интерес к проблеме использования ОСВ постоянно растет, в связи с усилением внимания со стороны государства к вопросам охраны окружающей среды и постоянным возрастанием объемов очищаемых сточных вод. Проблема утилизации осадка сточных вод требует своего решения, что предполагает необходимость ее дальнейшего изучения.

Главное фото взято с сайта по ссылке.

---

© Галина Гуцева, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории радиоэкологии