Агроэкологическая оценка осадков сточных вод на очистных сооружениях города Красноярска

Объекты и методы исследования. Объектами исследования являются сточные воды на очистных сооружениях города Красноярска: правобережных (ПОС) и левобережных (ЛОС). Производительность правобережных очистных сооружений составляет 360 тыс. м3/сут, а левобережных очистных сооруже- ний – 300 тыс. м3/сут. На ПОС избыточный активный ил поступает в первичные отстойники и далее вместе с сырым осадком в количестве 1000 м3/сут откачивается на иловые карты. Фактическое количество избыточного ила, образующегося на ЛОС, составляет 2000 м3/сут. На ПОС и ЛОС имеются осадки с разным сроком выдержки на иловых площадках.

На сооружениях принята традиционная схема очистки: решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники. Для проведения исследования с каждой ОС были отобраны по три пробы осадков. ПОС: пробы № 1 (осадок с иловых карт первой очереди с 20-летним сроком выдержки); № 2 (осадок с иловых карт второй очереди после подсушивания); № 3 (свежеобразующаяся смесь осадка и избыточного ила из камер выпуска на иловые площадки). ЛОС: пробы № 4 (осадок иловых карт первой очереди со сроком выдержки 15 лет); № 5 (осадок иловых карт второй и третьей очереди со сроком выдержки 3 года); № 6 (смесь сырого осадка и избыточного активного ила из первичных отстойников).

Выбор методов исследования определяется с учетом местных условий и качества осадков сточных вод. Получение указанных характеристик осадка обусловлено действующими в РФ нормативными документами в области обращения с отходами (СанПиН 2.1.7.573-96; СанПиН 2.1.7.772-98) [5, 6]. Указанными документами нормируются агрохимические показатели, содержание тяжелых металлов и мышьяка, влажность, гельминтологические показатели. Содержание тяжелых металлов в образцах определялось атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре AAS-30 в ЦАНИЛ КрасГАУ.

Результаты и их обсуждение . На очистные сооружения ПОС и ЛОС поступает смесь производственных и хозяйственных бытовых сточных вод в определенных соотношениях (табл.).

Состав бытовых сточных вод на правобережных и левобережных сооружениях и основные предприятия-поставщики

Очистные сооружения	Состав бытовых сточных вод, %			Основные предприятия-поставщики
	Произ-водст-венные	Хозяйственнобытовые	Неучтенные
ПОС	28,0	40,0	31,5	Красэнерго, завод синтетического каучука, Машиностроительный завод, завод медпрепа-ратов, Целлюлозно-бумажный комбинат и др.
ЛОС	22,8	67,5	10,0	Металлургический завод, Алюминиевый завод, Электровагоноремонтный завод и предприятия мясо-молочной, пивоваренной, хлебопекарной и других видов промышленности

Химический состав стоков указанных производств, по литературным данным, может быть представлен минимальным количеством токсичных органических веществ, в основном это металлы, нефтепродукты и жиры.

Влажность является одним из основных показателей, характеризующих физико-механические свойства осадков. Эта непостоянная величина зависит от состава осадков, наличия органических соединений, способа обработки, времени выдержки осадков, сезонных явлений и других факторов. В соответствии с требованиями, влажность осадков, пригодных для внесения в качестве удобрений, должна быть не выше 82 %. Чем больше срок выдержки осадков, тем ниже влажность. Влажность образцов (пробы № 1, № 2, № 4, № 5) несколько ниже, так как для удобства транспортировки они были дополнительно подсушены в помещении. Свежеобразующиеся смеси сырых осадков и избыточного активного ила, выпускаемые на иловых площадках (пробы № 3 и № 6), характеризуются влажностью 98 и 96 % соответственно. Требуется несколько лет, прежде чем они подсохнут до состоя- ния, при котором будет возможна их выгрузка с иловых карт и дальнейшее использование.

Содержание органического вещества во всех пробах выше норматива (не менее 20 %) и снижается с увеличением срока выдержки. С иловых карт второй очереди ПОС (проба № 2) и ЛОС (проба № 5) – 57 и 48 % соответственно. С иловых карт первой очереди (проба № 1 и № 4) – 34 и 31 %. Концентрация водородных ионов (рН сол. ) соответствует среде, близкой к нейтральной. Это важно, так как применение осадков в качестве удобрений не будет приводить к снижению почвенной кислотности.

Содержание общего азота в пробах осадков составляет 1,62–3,46 %; общего фосфора – 1,78–3,27 %; калия – 0,34–0,66 %, что является типичным для осадков городских сточных вод. С увеличением срока выдержки за счет естественных процессов минерализации наблюдается снижение азота.

Данные по содержанию тяжелых металлов (валовая форма), нормируемых СанПиН 2.1.7.573-96 в пробах осадков, представлены на рисунках 1, 2, где показано их содержание в процентах от нормативных значений.

Рис. 1. Содержание тяжелых металлов в осадках ОСК г. Красноярска (ПОС), в % от нормы СанПиН 2.1.7.573-96

Здесь и далее условные обозначения:

– осадок с иловых полей I очереди;

□ – осадок с иловых полей II очереди;

□ – осадок из камеры выпуска

Рис. 2. Содержание тяжелых металлов в осадках ОСК г. Красноярска (ЛОС), в % от нормы СанПиН

2.1.7.573-96

Анализ данных показывает, что характерным загрязнителем для осадков, накопленных на иловых картах первой очереди ПОС и ЛОС, является кадмий – 86 и 136 % от норматива соответственно. Содержание остальных нормируемых тяжелых металлов находится на уровне 2–40 % от норматива соответственно. Только содержание хрома в осадках ЛОС достигает 80 %.

Качество осадков, оцениваемое по содержанию тяжелых металлов и мышьяка на иловых картах второй ПОС и ЛОС, то есть осадков с более поздним сроком формирования, значительно улучшилось. В основном на ПОС содержание тяжелых металлов не превышает 30 %, а на ЛОС – до 10 % от норматива. Анализ жидких осадков (пробы № 3 и № 6), поступающих на иловые карты ПОС и ЛОС, показывают тенденцию к снижению поступления тяжелых металлов. Это связано с внедрением систем локальной очистки сточных вод на промышленных предприятиях.

Требованиями СанПиН 2.1.7.573-96 нормируются санитарно-бактериологические и паразитологические показатели. На очистных сооружениях города Красноярска на обеззараживание оказывают влияние сроки выдержки и степень зимнего промерзания на картах. В исследуемых пробах не обнаружено наличие яиц и личинок гельминтов. Содержание бактерий группы кишечной палочки находится на уровне допустимых требований. Сальмонеллы и другие патогенные организмы в осадке не обнаружены.

Заключение. По агрохимическим показателям осадки сточных вод правобережных и левобережных очистных сооружений города Красноярска, подсушенных в естественных условиях на иловых картах первой и второй очереди, соответствуют требованиям СанПиН 2.1.7.573-96. С увеличением срока выдержки осадков влажность, содержание органических веществ и азота снижаются. Содержание нормируемых тяжелых металлов и мышьяка в осадках ПОС первой и второй очереди, ЛОС второй и третьей очереди и в свежеобразующихся осадках также соответствует нормативам. В осадках ЛОС первой очереди установлено только повышенное содержание кадмия. Индекс опасности соответствует четвертому классу опасности – малоопасные отходы. Осадки ЛОС первой очереди рекомендуется использовать после смешения с осадками второй очереди.

Осадки сточных вод города Красноярска могут быть использованы в качестве основы органических удобрений: под основную обработку почвы в сельском хозяйстве, городском зеленом строительстве, лесоразведении, цветоводстве, придорожном озеленении, для создания плодородного слоя земли при биологической рекультивации нарушенных земель и полигонов твердых бытовых отходов.