+7 (342) 299 99 69

пн-пт с 900 до 1800

logotype
ГлавнаяО ТБОЛитератураПроблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производстваУтилизация илов очистных сооружений оао «дальхимфарм» методом биотермического компостирования

Утилизация илов очистных сооружений оао «дальхимфарм» методом биотермического компостирования

Введение. Одним из основных направлений водоохраной деятельности, позволяющим снизить экологический риск, является повышение степени очистки сбрасываемых сточных вод, надежное обезвреживание и утилизация отходов, в том числе образующихся на очистных сооружениях предприятий. Обработка осадков и их последующее экологически безопасное размещение - одна из важнейших проблем, актуальная для всего мира.

Объектом исследования настоящей работы являются осадки сточных вод, образующиеся на предприятиях химико-фармацевтической промышленности, предметом -поиск путей их безопасного обезвреживания и утилизации.

Несмотря на то, что количество сточных вод в технологическом цикле предприятий данной отрасли относительно невелико, степень их загрязненности довольно значительна, так как химико-фармацевтическая промышленность характеризуется целым рядом специфических особенностей: многообразием ассортимента выпускаемой продукции, большими расходами разнообразного сырья, многостадийностью производства. Специфика производства лекарственных препаратов не позволяет строго регламентировать количество и состав сточных вод, а следовательно, и образующегося осадка. Это объясняется изменением процесса производства и номенклатуры используемого сырья и продуктов.

ОАО «Дальхимфарм» является одним из крупнейших производителей лекарственных средств в Дальневосточном федеральном округе. Основной вид деятельности предприятия -производство, хранение и реализация лекарственных средств. В настоящее время предприятие выпускает более 200 наименований лекарственных препаратов, используемых для местной анестезии, дезинтоксикации, в акушерстве и гинекологии, дерматологии, урологии, офтальмологии. Производственные и хозяйственно-бытовые сточные воды предприятия в количестве 312 м3/сут сбрасываются в городскую водоот-водящую сеть.

Перед сбросом в канализацию стоки проходят очистку на локальных канализационных очистных сооружениях производительностью 34,8 м3/ч. Технологическая схема очистных сооружений включает первичные двухъярусные отстойники, септическую камеру для анаэробного сбраживания, капельные биофильтры, вторичный вертикальный отстойник. По данным протоколов с результатами анализов проб сточных вод, выполненных в различные временные периоды, отмечаются значительные колебания концентраций загрязняющих веществ в сбрасываемых стоках.

Образующиеся в процессе очистки сточных вод осадки направляются на иловую площадку, имеющую асфальтобетонное основание. Технология эксплуатации иловой площадки заключается в равномерном периодическом напуске сброженного осадка на рабочую площадь, своевременном отводе иловой воды с площадки и ускорении подсушки осадков путем разрушения образующейся на поверхности корки.

Применяемый метод обезвреживания осадков с экологической и санитарно-гигиенической точки зрения далек от совершенства, поскольку требует отторжения значительной площади территории предприятия, создает опасность загрязнения атмосферного воздуха вредными выбросами, миграции загрязняющих веществ в почвы и грунтовые воды. Эксплуатация иловых площадок происходит в антисанитарных условиях, так как осадки далеко не безопасны в санитарно-гигиеническом отношении.

Кроме того, рассматриваемый вид отходов не поступает во вторичный оборот сырья, а вывозится для захоронения на полигон. В связи с этим целью работы явилась разработка эффективного метода переработки и утилизации осадков сточных вод очистных сооружений ОАО «Дальхимфарм» с учетом их количества, специфики состава и местных условий.

Материалы и методы исследования. Анализ технологической схемы очистных сооружений предприятия позволил сделать вывод, что осадки, выделяемые в процессе очистки сточных вод, можно разделить на два вида: сброженный осадок из двухъярусных отстойников влажностью 90% и избыточный ил, состоящий из биопленки, влажностью 96%.

Установлено, что структура сброженного осадка мелкая и однородная, цвет -почти черный или темно-серый. Осадки отличаются хорошей текучестью, легко обезвоживаются. Избыточный ил представляет собой смесь, состоящую из аэробных бактерий, отмерших тел микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности, мелких частиц загрузочного материала и мельчайших взвешенных частиц, не задерживаемых первичными отстойниками. В результате стабилизации осадков в результате обезвоживания на иловой площадке получается осадок с влажностью 70%.

Известно, что осадки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод представляют собой ценный вторичный ресурс, в частности, могут быть использованы в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур. Вместе с тем, в осадках могут присутствовать соли тяжелых металлов, некоторые токсичные органические загрязнители и микроорганизмы, что требует их тщательной обработки перед внесением в почву: обезвреживания, улучшения физико-механических и агрохимических свойств, придания товарного вида.

Для снижения негативного воздействия очистных сооружений предприятия на окружающую среду и получения дополнительной прибыли было отдано предпочтение методу биотермического компостирования, который позволяет получить инертный обезвреженный конечный продукт, характеризуется простотой технологической схемы и эксплуатации технологического оборудования, низкимиэнергозатратами, экологичностью, быстрой окупаемостью.

Кроме того, предлагаемый метод целесообразен для очистных станций с небольшой производительностью, что также актуально для рассматриваемого предприятия.

Процесс биотермического компостирования осадков сточных вод в смеси с различными органическими наполнителями (торфом, опилками, соломой, сельскохозяйственными растительными отходами и т.п.) позволяет осуществить надежное обезвреживание отходов для последующей их утилизации. Главным лимитирующим фактором при использовании осадка в качестве удобрения является содержание в нем тяжелых металлов. Поэтому осадки перед внесением в почву необходимо анализировать на содержание тяжелых металлов, а на участках, предназначенных для удобрения, проводить агрохимическое обследование почв по различным показателям.

Результаты исследований и их обсуждение. Одним из основных требований эффективного экологически безопасного использования органических удобрений является организация контроля их качества. Основанием для применения органических удобрений является соответствие их характеристик требованиям нормативных документов [1, 2, 3]. Нормы внесения осадков устанавливаются в зависимости от их удобрительной ценности и содержания тяжелых металлов в почвах и осадках.

Запрещается внесение осадков, если содержание тяжелых металлов в них превышает нормы, указанные в приложении 13 [1]. В случае превышения допускается приготовление компостов на основе осадков в смеси с другими компонентами с доведением содержания тяжелых металлов до нормируемых уровней. Запрещается применение осадков сточных вод, содержащих тяжелые металлы, и компостов из них, если внесение этих удобрений повысит уровень загрязнения почв до значений 0,7-0,8 ПДК.

На участках, предназначенных для удобрения компостом на основе осадков сточных вод, до его внесения должно быть проведено агрохимическое обследование почв последующим показателям: рН, содержание подвижных форм фосфора, калия, тяжелых металлов - свинца, кадмия, никеля, ртути, цинка [1]. На основании рассмотренных документов в табл. 1 проведен сравнительный анализ состава осадков сточных вод предприятия по отношению к нормативным требованиям и ПДК загрязняющих веществ.

Таблица 1. Состав осадка сточных вод предприятия и ПДК химических элементов в почвах

Химический состав

 

 

Наименование компонента

Содержание, мг/кг

Нормативные требования к осадкам сточных вод, мг/кг

ПДКв почве, мг/кг

Алюминиевые окислы

1000

-

-

Алюминий солевой

54000

-

-

АПАВ

900

-

-

Железо окислы

3000

-

-

Медь

300

1500

3,0

Механические примеси

314000

-

-

Нефтепродукты

1400

-

-

Нитраты

1000

-

130,0

Нитриты

1000

-

-

Сульфаты

730

-

-

Фосфаты

1000

-

-

Хлориды

529000

-

-

Цинк

1000

4000

23,0

Как видно из таблицы, по содержанию меди и цинка состав осадка соответствует нормативным требованиям, даже если вносить его в почву без смешения с другими компонентами. По остальным ингредиентам нормативные требования отсутствуют.

Расчет доз внесения осадков в почву необходимо вести с учетом ПДК по каждому нормируемому элементу и фоновой концентрации его в почве. Фоновые концентрации тяжелых металлов (Аs, Сd, РЬ, Zn, Сu) в почвах Хабаровского района определялись по данным Центра агрохимической службы «Хабаровский».

Изучение содержания тяжелых металлов в почвах осуществлялось в течение 2000-2005 гг. на семи пробных участках, расположенных в Хабаровском районе. Как правило, каждый участок отражал преобладающий в районе почвенный покров, историю землепользования, интенсивность и характер применения средств химизации, органических удобрений и проведение мелиоративных мероприятий. В качестве примера ниже приведены результаты ориентировочного расчета допустимой нормы внесения компоста по содержанию цинка для каждого участка.

Первоначальная концентрация цинка в осадке составляет 1000 мг/кг, после смешения с опилками, за счет смешивания, концентрация цинка в компосте уменьшится до 200 мг/кг (одна часть осадка + четыре части опилок). Для расчета приняты следующие исходные данные: мощность почвенного слоя - 0,25 м, площадь участка - 1 и 0,5 га соответственно, плотность почвы - 1,5 т/м3, за фоновую концентрацию принята средняя для каждого из участков концентрация цинка в почве за 2000-2005 гг.Результаты расчета сведены в табл. 2.

Таблица 2 - Расчетные данные максимально-допустимого для внесения в почву объема компоста

Наименование участка

Фоновое содержание цинка в почвенном слое, мг/кг

Содержание цинка в компосте, мг/кг

Максимальный объем компоста, м3

Высота слоя компоста, м

Хабаровский

4,7

200,0

646,0

0,065

4,7

200,0

323,0

0,065

Мичуринский

13,68

200,0

328,0

0,033

13,68

200,0

164,0

0,033

ОПхДальНИИЛХ

3,13

200,0

700,0

0,07

3,13

200,0

350,0

0,07

Гаровский

2,52

200,0

732,0

0,07

2,52

200,0

366,0

0,07

Краснореченский

3,07

200,0

703,0

0,07

3,07

200,0

351,5

0,07

Сергеевский

3,15

200,0

700,9

0,07

3,15

200,0

350,5

0,07

Чернореченский

3,7

200,0

681,0

0,068

3,7

200,0

340,5

0,068

Полученные результаты расчета позволяют сделать вывод, что по содержанию тяжелых металлов компост соответствует нормативным требованиям, следовательно, не окажет неблагоприятного воздействия на рост растений и качество сельскохозяйственной продукции.

Расчет количества осадков, задерживаемых на очистных сооружениях предприятия, показал, что общее количество образующегося осадка в сутки составляет 0,05 т по сухому веществу и 0,08 м3 по объему смеси фактической влажности.Средняя влажность смеси составляет 93%.

Метод компостирования заключается в смешении осадка с заранее приготовленным материалом, имеющим низкую влажность (около 40%), для уменьшения влажности смеси до 50-60%. Дополнительное высушивание компоста продолжается до 30 суток. Осадки сточных вод имеют низкое отношение углерода к азоту, высокую влажность и плохо поддаются аэрации. Их необходимо смешивать с твердым материалом, сорбирующим влагу, который обеспечит дополнительный углерод и нужную для аэрации структуру смеси. В качестве компонентов для приготовления компоста можно использовать древесные опилки, отходы растительного происхождения - истощенные после экстракции корни элеутерококка, валерианы [4, 5]. Результаты расчетов количества компонентов для приготовления компоста приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Расчетные данные образования компоста

Объем исходного осадка, м3/сут

Объем смеси исходного осадка и опилок, м3/сут

Общая масса сухого вещества, т/сут

Влажность исходной смеси, %

Объем полученного компоста (с у четом потерь), м3/сут

Влажность компоста, %

0,08 | 0,4 | 0,1 | 58 |_03_| 40

Предлагаемая технология компостирования выглядит следующим образом. Компоненты для компоста (осадок, опилки) подаются в дозаторы, представляющие собой металлические бункеры с метками, соответствующими объему подачи компонентов смеси. Из дозаторов компоненты подаются в смеситель, где производится их перемешивание при помощи вращающихся лопастей. Затем из полученной смеси ковшовым экскаватором формируются компостные кучи. Размеры компостной кучи можно определить на основе оптимальных значений важнейших параметров процесса компостирования при естественной аэрации, приведенных в сводной таблице 4.

Таблица 4 - Параметры процесса компостирования

Параметр

Оптимальное значение

Отношение СЛЧ в субстрате

От 25/1 до 30/1

 

Размер частиц

50 мм, в случае естественной аэрации

Влажность

50-65

Свободный объем

Около 30%

Аэрация

Поддержание концентрации О2 в пределах 10-18%

Температура

55оС

Перемешив ание

Без перемешивания, при периодическом перемешивании в простых системах

Размеры кучи

Любая длина, высота 2 м и ширина 3 м для куч с естественной аэрацией

Выводы. Таким образом, в работе изучены нормативные требования, предъявляемые к компосту для оценки возможности его внесения в почву, подробно рассмотрен процесс приготовления компоста с использованием осадков сточных вод химико-фармацевтического производства и предложена технология компостирования.

Выполнены расчеты количества осадков, задерживаемых на очистных сооружениях предприятия, и количества компонентов для приготовления компоста. Произведен ориентировочный расчет количества компоста, допустимого для внесения в почву применительно к условиям Хабаровского района.

Проведенные расчеты подтверждают возможность использования осадков сточных вод сооружений биологической очистки ОАО «Дальхимфарм» как основного компонента для приготовления компоста с последующим внесением его в почву в качестве удобрения.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)
  • Комментарии к статье
  • Вконтакте
  • Facebook

Содержимое второго блока