Получение модификатора почв путем переработки биошламов

В последние годы государство предпринимает значительные усилия для повышения качества функционирования объектов коммунального хозяйства, устойчивая деятельность которого является важнейшей составляющей проблемы повышения качества жизни и комфортности проживания граждан. В этой связи должны быть предусмотрены стр. 95 из 233 инновационные решения по восстановлению качества вод и их охране, действенные способы предотвращения загрязнения водных объектов сточными водами и поверхностным стоком [1]. Требуется существенно перевооружить системы водоочистки с применением физико-химических и химических способов очистки и обеззараживания стоков. В схемах рекреации по использованию стоков вместе с первичной очисткой должны применяться более тонкие и действенные способы их обеззараживания. Необходимо внедрять современные технологии, позволяющие автоматизировать управление системами водоснабжения и обеспечивать возможность экономии электроэнергии, тепла, воды, а также увеличить срок службы технологического оборудования [2; 3]. Это обусловило, в частности создание технологического процесса переработки биошламов коммунальных сточных вод с получением искусственного грунта – модификатора почв, пригодного для ландшафтных работ и реновации почв.

Модификатор почв из биошламов – органическое удобрение, по физикохимическим свойствам и теплотворной способности равноценное навозу. В нем содержатся все элементы, необходимые для роста и развития растений, полезная микрофлора и вещества, повышающие плодородие почвы, антибиотические соединения, губительно действующие на фитопатогенные микроорганизмы. Кроме основных питательных элементов модификатор почв из биошлама содержит ряд микроэлементов, необходимых для нормального роста и развития растений: цинк, марганец, медь, бор и др. Целевой параметр данного направления – снижение нагрузки на шламохранилища, что обусловлено следующими причинами.

• 1.    Уменьшение ущерба от постепенного накопления шламов путем их перевода в полезные продукты – модификаторы почв – грунты для ландшафтных работ и реновации почвенных покровов.

• 2.    Повышение рентабельности процессов очистки сточных вод за счет получения ликвидного продукта.

• 3.    Наличие достаточно отработанных и конкурентоспособных технологий по получению почвогрунтов на основе отходов сточных вод.

• 4.    Потребность в дешевых и крупнотоннажных материалах для ландшафтного строительства.

Предлагается технологическая схема переработки биошламов с получением модификатора почв (рис. 1) из четырех стадий (очистка и металлоотделение; дробление; смешение, компостирование).

Рис. 1. Схема получения модификатора почв из осадков сточных вод

• 1.    Очистка и металлоотделение поступающих осадков от инородных твердых включений необходимы для получения однородной грунтовой смеси и предохранению ттехнологического оборудования от поломок.

• 2.    Дробление обеспечивает выравнивание химического и гранулометрического составов массы.

• 3.    Смешение с плодородным торфом требуется для получения пригодной для практических целей компостируемой смеси.

• 4.    Компостирование предназначено для повышения эксплуатационных качеств готового продукта и проводится путем аэробной ферментации при принудительном периодическом перемешивании массы в буртах.

Поступающие на переработку биошламы подвергаются предварительной очистке на виброгрохоте, при этом происходит избавление от камней и крупного мусора.

стр. 97 из 233 Очищенный поток далее проходит под магнитным железоотделителем для удаления металлических примесей. Железоотделитель в комбинированной схеме может быть установлен на конвейере подачи осадков на дробление.

Собственно процесс дробления проводится в высокоскоростном ударно-роторном дезинтеграторе при работе «на проход» без разделительной решетки и предназначен для получения по химическому и гранулометрическому составу однородной массы. При необходимости в камеру дробления подаются ферментирующие добавки, и однородная масса далее поступает на смешение с торфом и минеральными добавками в горизонтальный смеситель. Смешение с добавками производится для обеспечения необходимой кислотности и сбалансированного соотношения азота, фосфора и калия в получаемом модификаторе почв. В процессе смешения используются торф, известняковая (доломитовая) мука, кальциевая селитра, суперфосфат двойной. Смеситель снабжен устройствами для подачи воздуха.

Полученная смесь транспортируется на площадку компостирования, где бульдозером формируются штабели и осуществляется аэробная ферментация массы при периодическом ее перемешивании в течение не более 3-х недель. Компостирование – это естественный биохимический процесс разложения органической части отходов микроорганизмами. Последние представлены сапрофитными аэробными бактериями, присутствующими в исходных биошламах. При подобной ферментации происходит не только распад органических веществ, но и их синтез – образование гуминовых соединений, улучшающих качество компоста [4]. В процессе компостирования происходит окисление основных элементов органического вещества кислородом воздуха, входящего в состав исходных материалов или подаваемого принудительно. Как показывает практика, потребность в воздухе для обеспечения окислительных реакций составляет около 7,0–8,0 м 3 /час на 1 т ферментируемого материала.

Одним из важных условий эффективности оборудования по переработке коммунальных стоков является возможность сокращения площадей и земельных участков под размещения отходов [5]. Оборудование, входящее в комплексную линию, которая в настоящее время проходит опытно-промышленную проверку на очистных сооружениях коммунального хозяйства, представлено в таблице 1.

Таблица 1

Таблица 2

Номенклатура оборудования переработки биошламов

требованиям, приведенным в таблице 2.

Агрохимические показатели осадков

*Осадки, рНсол > 8,5, могут использоваться на кислых почвах в качестве органоизвестковых удобрений

Основание: ГОСТ Р 17.4.3.07–2001. ПОЧВЫ. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений

Таким образом, показана целесообразность создания комплекса по переработке коммунальных стоков и актуальность проблемы в целом. Представленная технология является реальной возможностью повышения рентабельности процессов переработки биошламов коммунальных сточных вод, и позволяет получать «ликвидные» материалы и использовать их в качестве удобрений и грунтов при ландшафтном строительстве и реновации почвенных покровов. Утилизация подобным образом 20 тыс. тонн биошлама дает возможность сократить объем сбросов почти на 10 тыс. м3 в год, что выражается в годовой экономии около 6 млн рублей на содержание отстойников городских коммунальных стоков.