Document 2279267

Актуальные проблемы управления водными ресурсами и водосбережения: Труды Международной научно-практической
конференции, посвященной 80-летию со дня рождения Н. Кипшакпаева. - 2014. - С. 115-118
Халхабай Б., к.т.н., доцент кафедры «КТС» Казахской Академии транспорта и коммуникаций
им.М.Тынышпаева, г.Алматы, Республика Казахстан
Хойшиев А.Н., к.т.н., доцент
Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева
ИЛОВЫЕ ПЛОЩАДКИ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ Г.АЛМАТЫ
В процессах механической и биологической очистки сточных вод на очистных сооружениях
образуются различного вида осадки, содержащие органические и минеральные компоненты. В
зависимости от условий формирования и особенностей отделения различают осадки первичные и
вторичные (активный ил).
Общая проблема городов, населенных пунктов и промышленных предприятий Республики
Казахстан – накопленные объемы осадков сточных вод. Наличие в составе осадков сточных вод
органической и минеральной составляющей, бактериальных загрязнений и токсичных веществ
(тяжелые металлы), обуславливает ограниченное их использование и неэффективность
существующих методов утилизации. Эти концентрированные отходы в жидком или обезвоженном
виде хранятся под открытым небом, сбрасываются в карьеры, овраги, иловые площадки и
загрязняют окружающую среду. Переполненные иловые площадки являются источниками
загрязнения атмосферы и гидросферы, создают экологическую и социальную напряженность на
прилегающих территориях. Поэтому, проблема утилизации осадков сточных вод в Республике
Казахстан является крайне актуальной.
В Республике Казахстан используется практически один способ утилизации осадков –
складирование (>99%) и менее 1% – в сельском хозяйстве.
Иловые площадки являются самым распространенным сооружением обработки осадка
городских сточных вод. В настоящее время на иловых площадках обрабатывается 95% всего
осадка, образующегося в Республики Казахстан. Более 80% осадков в стране подсушиваются на
иловых полях - низкоэффективных, экологически опасных сооружениях, требующих, к тому же,
отчуждения значительных земельных участков. Низкая эффективность, отсутствие свободных
земель, использование маломеханизированных процессов уборки и транспортирования осадков
вызывают необходимость замены иловых площадок на высокопроизводительные методы
обезвоживания механические, повышения эффективности первоначальной обработки осадков (отстаивания,
уплотнения и др.).
Привлекательность иловых площадок объясняется простотой инженерного обеспечения и
легкостью эксплуатации по сравнению с фильтр-прессами, вакуум-фильтрами, сушильными
установками. Однако несоблюдение технологического регламента эксплуатации иловых
площадок, игнорирование влияния климатических факторов на процесс обезвоживания осадка
приводит к снижению фактической нагрузки на иловые площадки и неэффективному
использованию земельных площадей.
В настоящее время во многих регионах Республики Казахстан сложилась тяжёлая ситуация
с обработкой осадков сточных вод. Особенно остро она стоит в больших городах как г.Алматы.
Традиционные технологии обработки осадков несовершенны и не удовлетворяют современным
требованиям, предъявляемым экологическими службами. Близлежащие территории иловых
площадок, в том числе, вода, воздух и почва, загрязнены осадкамисточных вод.Основными
причинами загрязнения реки являются растущие объемы сточных вод, смыв в период паводков с
иловых карт осадков сточных вод и дренажные воды с иловых карт. Существует реальная
опасность катастрофического загрязнения реки Большая Алматинка в г.Алматы, что
представляет собой серьёзную экологическую угрозу.
Были проведены натурные обследования иловых площадок очистных сооружений
г.Алматы. По конструктивным особенностям различают иловые площадки на естественном и
искусственном основании. Иловые площадки на естественном основании представляют собой
спланированные участки земли с ограждающими валиками. Они строятся на грунтах с хорошо
фильтрующей способностью при глубине залегания грунтовых вод не менее 1,5 м от основания
площадки и когда допустимо проникновение иловой воды в грунт.
Иловые площадки на естественном основании имеют низкую производительность, не
отвечают экологическим требованиям сегодняшнего дня, т.к. возможно загрязнения подземных
вод, их механизированная уборка требует последующего выравнивания основания площади.
Однако, несмотря на указанные недостатки, они получили широкое применение по сравнению с
площадками на искусственном основании. Это объясняется их капитало экономностью,
простотой и быстротой возведения.
Существующие иловые площадки очистных сооружений г.Алматы имеют конструкцию
каскадного типа на естественном основании без дренажа. Карты их обычно располагаются
последовательно и соединяются перепусками иловой воды. Основание каждой последующей
карты расположено ниже по отношению к предыдущей. Подача осадка производится на верхнюю
карту, с последующим перепуском отделившейся иловой воды при уплотненных осадках, на
последующую. Иловые площадки уплотнители каскадного типа имеют очень низкую
производительность, им свойственные недостатки присущие площадкам на естественном
основании.
Иловые площадки расположены в долине реки Большая-Алматинка, на расстоянии от реки
300 м и более. Общая площадь равно почти 200 га. Имеются 88 карт с разными размерами по
глубине и по площади. Расстояние от очистных сооружений г.Алматы до иловых площадок 12 км.
Смесь сырых осадков и активного ила поступает на иловые площадки по напорным
трубопроводам. Иловые площадки расположены суклонам в сторону реки Большая-Алматинка.
Определены химические составы осадков сточных вод, белки, жиры, азот, фосфор,
содержание бактерий, тяжелые металлы: кадмий, медь, марганец, никель, свинец, хром, цинк.
Пробы были отобраны по следующим видам осадков: 1 проба-сырой осадок из первичных
осадков;2 проба-активный ил из вторичных осадков; 3 проба-3-х годичный высушенный осадок
из иловых площадок;4 проба- годовой высушенный осадок из иловых площадок.
Таблица 1. Содержание жиры, белков, азота и фосфора (мг/кг сухого вещества)
Виды осадков
Влажность, %
Жиры
Белки
Азот
Фосфор
97,8
99,8
61,8
76,6
18,81
8,22
26,75
12,1
4844
410
6013
5316
1112
94
1380
1220
12,6
10,2
115,5
134,7
Сырой осадок
Активный ил
Высушенный осадок 3г.
Смесь осадков 1 г.
Из таблицы 1 видны, что химические составы осадков представлены органическими и
минеральными веществами. По химическим показателям исследуемые осадки могут быть
охарактеризованы как органические удобрения, содержащие комплекс макроэлементов – белки,
жиры, азот и фосфор.
Таблица 2. Содержание тяжелых металлов (мг/кг сухого вещества)
Виды осадков
Cd,
Cu,
Mn,
Ni,
Pb,
Cr,
Zn,
Сырой осадок
Активный ил
Высушенный осадок 3г.
Смесь осадков 1 г.
ПДК в почве
3,33
11,78
4,56
5,01
15
10,72
7,84
17,72
19,01
750
128,96
52,03
256
202
600
22,93
49,79
37,70
45,57
200
29,48
22,44
57,00
57,63
250
155,45
195,72
887
214
500
499
271
876
916
1750
Как видно из таблицы 2 наблюдается превышение концентрации хрома более чем 1,5 раза
относительно уровня ПДК в почве, а содержание остальных элементов удовлетворяет
требовании.
Регламентация требований к содержанию тяжелых металлов в ОСВ национальными
стандартами зарубежных стран дает зеленый свет для использования ими более 55% осадков в
сельском хозяйстве (табл.2). Отсутствие таких нормативных документов в Республике
Казахстан обуславливает нашу отсталость в утилизации ОСВ в сельскохозяйственной сфере
хозяйствования.
Наличие в осадках значительного количества солей тяжелых металлов осложняют их
обработку и утилизацию.
Химический состав оказывает существенное влияние на водоотдачу осадка. Так щёлочи,
соединения железа, алюминия, хрома, меди способствуют интенсификации обезвоживания
осадка и снижают расход химических реагентов на их коагуляцию перед обезвоживанием, а
масла, жиры, азотистые соединения, волокнистые вещества, наоборот, неблагоприятно влияют
на процессы обезвоживания осадка. Кроме того, осадок имеет огромную бактериальную
загрязнённость. В нём имеются все основные формы бактериальных загрязнений (возбудители
желудочных, кишечных заболеваний, яйца гельминтов и т.д.), что вызывает опасность
возникновения инфекций.
Способы обработки осадков должны содействовать наиболее полному их использованию
и должны производится с целью получения безвредного для окружающей среды продукта,
возможно меньшего объема. Обработка осадков представляет собой сложный технологический
процесс, осуществляемый комбинацией различных методов.
Хранящиеся на иловых картах и отвалах осадки очистных сооружений, как правило,
относятся ко второму классу (высоко опасные) или третьему классу (опасные) отходов.
Выделяемые ОСВ вредные газы могут превышать предельно допустимые концентрации в
несколько раз, дурно пахнут.
Основная масса осадков складируется на иловых площадках и отвалах, создавая
технологические проблемы в процессе очистки стоков. Условия их хранения, как правило,
приводят к загрязнению поверхностных и подземных вод, почв, растительности. Поступая в
подземные и грунтовые воды, водная вытяжка из ОСВ придает им цветность, привкусы, что
негативно отражается на качестве таких вод. Эта проблема с каждым годом обостряется и
требует безотлагательного решения.
Выход из сложившейся экологической ситуации связан с экологизацией хозяйственной
деятельности, внедрением малоотходных или безотходных технологий. Главным условием
внедрения подобных технологий на данном этапе развития общества является не столько
осознание
необходимости реализации экологических мероприятий, сколько их
адаптированность к условиям рынка, коммерческая эффективность. В последние годы в
зарубежных странах деятельность в области ресурсосберегающих и природоохранных
технологий стала одной из перспективных и прибыльных.
Несмотря на значительное понижение концентрации, даже в малых дозах тяжелые
металлы обладают пролонгированным токсикологическим эффектом. Поэтому использование
высушенного осадка, в качестве органического удобрения под любые сельскохозяйственные
культуры и на любых почвах, невозможно.
Применяемые в настоящее время методы обезвреживания осадка, как правило, не
обеспечивают требуемой степени обеззараживания и требуют высоких затрат.
В связи с этим в перспективе очевидна необходимость разработки эффективных
рациональных технологий обезвреживания осадков, позволяющих исключить их экологическую и
санитарно-гигиеническую опасность и одновременно сохранить их ценные агрохимические
свойства, с попутным извлечением вторичных цветных металлов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Туровский И.С., Обработка осадков сточных вод, Москва, Стройиздат, 1986г.
2. Евилевич А.З., Евилевич М.А. Утилизация осадков сточных вод. М., Стройиздат,
Ленинградское отделение, 1988.-248 с.
3. Обработка и удаление осадков сточных вод. В двух томах. Перевод с английского
Т.А.Карюхиной и И.Н.Чурбаковой. М., Стройиздат. 1985. том –1,2.
4. Кирилов М.В., Асонов А.М. Перспективы использования активных илов станций аэрации
в качестве органических удобрений// Аграрный вестник. 2010. №2.: стр. 43-45.