Совершенствование технологий и систем обработки осадка при очистке сточных вод, получение и апробация комплексного удобрения

• Автор: Степкина, Юлия Андреевна
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 137 с. : 69 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Современное состояние проблемы и задачи исследований
1.1. Современный технический уровень, научно-практические предпосылки и тенденции развития технологий и систем обработки осадка при биологической очистке бытовых сточных вод
1.2. Иловый осадок как основа органо-минеральных удобрений, некоторые результаты их использования
1.3. Задачи исследований
2. Совершенствование технологий и систем очистки сточных вод, разработка и внедрение ферментно-кавитационного метода обработки осадка
2.1. Технологические и компоновочные решения по созданию компактного оборудования в вертикальном исполнении для биологической очистки бытовых сточных вод
2.2. Теоретические и практические основы создания аэробного ферментнокавитационного метода высокоэффективной очистки сточных вод и обработки осадка
2.3. Показатели качества и интенсификация обработки осадка за счёт кислорода и её экспериментально-теоретическое исследование
3. Лабораторные и полевые исследования по использованию в качестве удобрения илового осадка, полученного после биологической очистки бытовых сточных вод
3.1. Физико-химические свойства илового осадка после его обработки аэробным ферментно-кавитационным методом
3.2. Почвенно-климатические условия и особенности методики полевых исследований при использовании осадка в качестве удобрения
3.3. Эффект микромелиорации и гумификации при использовании в качестве удобрения илового осадка в острозасушливый год (на примере возделывания озимой пшеницы)
3.4. Некоторые закономерности взаимодействия почвы и осадка, прогнозирование урожая, последействие осадка
3.5. Эффект микромелиорации в новых условиях
4. Расширение области применения илового осадка. Примеры определения эффективности осадка
4.1. Комплексные и комбинированные удобрения на основе осадка
4.2. Сельские станции очистки бытовых сточных вод и их эффективность при реализации ферментно-кавитационного метода обработки осадка. Эффективность осадка как удобрения
Общие выводы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. На современном этапе развития планеты Земля человечество реально вступило в глобальный кризис, связанный, в первую очередь, с сохранением основных сокровищ его существования - почвы, воды и энергетических ресурсов. Одним из проявлений кризиса является нарушение экологического равновесия в природе и, как следствие, прогрессирующая деградация почвы. Это относится и к Нижнему Поволжью; в частности, в Волгоградской области разной степени деградации подвержено примерно 74% пашни [12, 153, 214]. В регионе имеются и многочисленные экологические проблемы [95].
В большинстве крупных сельских хозяйств заметно сократилось внесение на поля органических удобрений, прежде всего навоза, а также минеральных удобрений. Между тем, на станциях биологической очистки бытовых сточных вод накапливаются иловые осадки - отходы производства, которые занимают огромные площади, издают неприятные запахи и загрязняют окружающую среду. Несмотря на кажущуюся прогрессивность технологий очистки за счет использования биологических методов обработки и трансформации компонентов сточных вод, образующиеся по многим серийным технологиям, осадки включают патогенную микрофлору, избыточное количество тяжелых металлов и токсичных веществ, некачественную органику. По этой причине осадки не находят должного применения в качестве самостоятельных или составной части комплексных удобрений в сельском и городском хозяйствах.
Разработанные с нашим непосредственным участием новые технологии -метод аэробной ферментно-кавитационной обработки осадка - в сочетании с усовершенствованными техническими средствами исключают указанные серьёзные недостатки осадков и превращают совершенно новые иловые осадки в высокоэффективные, комплексные и экологические органо-минеральные удобрения. Разработаны также композиции на основе осадка, расширяющие сферу применения в сельскохозяйственном производстве этого нетрадиционного удобрения, которое более эффективно и дешевле навоза, обладает рядом новых свойств и эффектов, в том числе эффектом микромелиорации и гумификации бедных почв.
Эти новейшие направления вписываются в ныне декларируемые принципы восстановления деградированных почв биологическими методами, в том числе за счёт нетрадиционных удобрений. Имеется также опыт переработки особых отходов и получения на этой основе комплексных микроудобрений [49, 50, 166 и

2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ФЕРМЕНТНО-КАВИТАЦИОННОГО МЕТОДА ОБРАБОТКИ ОСАДКА
2.1. Технологические и компоновочные решения по созданию компактного оборудования в вертикальном исполнении для биологической очистки бытовых сточных вод
Большинство очистных сооружений России построено в 60...70-х годах прошлого столетия. Оборудование станций очистки постоянно совершенствуется, модернизируется, обновляется; площади станций расширяются, их производительность возрастает, иловые площадки переполняются осадками. Несмотря на это, технологическая база многих действующих очистных сооружений остаётся прежней - основана на анаэробном метановом сбраживании осадка при биологической очистке сточных вод, прежде всего бытовых канализационных вод.
В канализацию зачастую сбрасывают и стоки промышленных предприятий (по данным [72], 11... 12,5% от общего объёма), но разрешено сбрасывать лишь те стоки, которые не содержат токсичных веществ и трудно очищаемых «ингредиентов». Стоки химических, нефтехимических, ряда металлургических предприятий и прочих особо опасных для здоровья человека производств имеют автономные системы очистки, захоронения и утилизации отходов производства и не являются объектом наших исследований.
«Продуктом» биологической очистки сточных вод (они же производственные отходы) является иловый осадок (в дальнейшем будем условно называть общепринятым термином «осадок»). Ниже мы покажем, что осадки после анаэробного метанового сбраживания и осадки после аэробной обработки разнятся между собой. А осадки после обработки предложенным ферментнокавитационным методом имеют свои физико-химические показатели. Ряд очистных сооружений, в их числе огромные сооружения на острове Голодный города Волгограда, функционируют по своим, давно устаревшим, технологиям; здесь осадок по существу не обрабатывается. Поэтому будем иметь в виду, что осадки - основной объект наших исследований - бывают разными.
Разработанная, достаточно широко апробированная и внедрённая нами принципиально новая технологическая схема очистки бытовых сточных вод представлена на рис. 2.1. Схема предопределяет конструктивное исполнение и принцип действия очистки сточных вод и обработки илового осадка — с исполь-