Л.Н. Губанов, Д.В. Бояркин, А.В. Котов - ННГАСУ

Организации, занимающиеся озеленением и благоустройством городских территорий, нуждаются в больших количествах плодородного грунта. В настоящее время для этих целей снимается плодородный слой целинных почв области. При этом происходит нарушение земель, плодородные почвы не могут быть использованы в сельскохозяйственном производстве. В дальнейшем эти земли должны подвергаться рекультивации, что связано со значительными материальными затратами. Кроме того, огромные суммы тратятся на перевозку грунтов к месту непосредственного использования. В связи с этим, возникает необходимость поиска альтернативного источника получения почвоулучшающей композиции для нужд городского хозяйства.

В процессе хозяйственной и производственной деятельности человека образуются значительные количества осадков (ОГСВ), удобрительная ценность которых сравнима с навозом крупного рогатого скота или перегноем. Осадки городских сточных вод накапливаются и хранятся на территории очистных сооружений. Основная масса осадков, выделяемых в процессе очистки, направляется на обезвоживание, длительное хранение на иловые поля, шламонакопители, полигоны, отвалы и т.д. При обезвоживании и хранении осадка фильтрат поступает в поверхностные и подземные источники, осадок распространяется на большие расстояния с помощью животных (птицы, грызуны), под иловые площадки отчуждаются значительные площади земли. Так на Нижегородской станции аэрации площадь иловых площадок составляет более 150 га, и ежегодно продолжает увеличиваться.

ОГСВ являются ценнейшим органическим удобрением, они содержат значительное количество органического вещества (60-75%), азот, фосфор и калий. Характеристика состава ОСВ, хранящихся на иловых полях городских очистных сооружений, представлена в таблице 1. При внесении осадка в почву в качестве почвоулучшающей композиции значительно увеличивается урожайность ряда сельхозкультур (в 1,5-2,5 раза).

Однако токсичность и неблагоприятные санитарно-гигиенические показатели осадка не позволяют использовать его в сельском и городском хозяйстве без соответствующей обработки. Осадки содержат в своём составе токсичные тяжёлые металлы и биологические загрязнители.

Регулярное внесение в почву с осадком ионов тяжелых металлов (ИТМ) недопустимо, поскольку возрастает опасность их биотрансформации и накопления в пищевых цепях с возможным попаданием в организм человека.

Таблица 1.

Химический состав осадка иловых полей городских очистных сооружений. Средние значения на сухое вещество.

Токсичные и биологические загрязнители поступают на очистные сооружения со сточными водами промышленных предприятий и аккумулируются в осадке. Так, ОГСВ г. Н.Новгорода содержат ионы тяжёлых металлов: никель – 400; медь – 600; цинк – более 10000; кадмий – 200; свинец – 300; хром – более 2000 мг/кг сухого вещества осадка. Они имеют II-IIIкласс токсичности. Кроме того, в ОГСВ содержатся практически все возбудители болезней человека и животных (бактерии, вирусы и яйца гельминтов). Таким образом, для решения проблемы утилизации осадков в сельском и городском хозяйстве в качестве почвоулучшающей композиции, снижения их экологической опасности и освобождения занятых иловыми картами площадей необходимо решить следующие задачи: обеззараживание (антибактериальная обработка и дегельминтизация) и детоксикация (удаление соединений тяжелых металлов либо перевод их в биологически инертные соединения).

Одним из эффективных способов снижения санитарно-гигиенической и экологической опасности осадков с одновременным сохранением их агрохимической ценности является метод, совмещающий обеззараживание и детоксикацию осадков аминокислотными композициями. Применение аминокислотных композиций, разработанных ГосНИИОХТ для дегельминтизации и детоксикации ОГСВ, открывает новые перспективы для создания безотходных, экологически безопасных технологий переработки осадков.

Основой применяемых в технологии реагентов являются аминокислотные композиции: ММЭ-Т и АК-3Э. Данные реагенты получают из белоксодержащих отходов выделки меха и кожи, мясо-, птицы- и рыбопереработки и т. п., что делает стоимость их производства минимальной.

Осадки после обработки их аминокислотными реагентами становятся полностью стерильными безопасными почвоулучшающими веществами. Яйца гельминтов погибают, а токсичные соли металлов (никеля, цинка, меди и др.) образуют безопасные стойкие соединения.

Результаты экспериментов по культивированию растений показывают, что после детоксикации реагентами токсичность осадков значительно снижается, в них снижается также доступность ТМ растениям, и они положительно влияют на рост и развитие растений. Отсюда следует, что обработанные реагентами осадки могут быть использованы в качестве почвоулучшающей композиции и органического удобрения в различных объектах:

- при рекультивации нарушенных земель (карьеров, отвалов и хвостохранлищ, шахт, рудников и др.);

- при рекультивации свалок и полигонов твердых бытовых отходов;

- при восстановлении сильноэродированных и загрязненных земель;

- при озеленении, благоустройстве городских территорий, придорожных полос и др.;

- в питомниках лесного и городского хозяйства при выращивании посадочного материала, рассады, цветов и т.п.;

- в специально отведенных участках для выращивания фитомассы (древесины и др.).

ННГАСУ разработан проект установки для обработки осадка на стадии формирования, в цехе механического обезвоживания на Нижегородской станции аэрации. Данная технология отличается высокой эффективностью, простотой аппаратурного оформления и не требует высоких капитальных затрат. Предложенная схема может быть успешно применена и на очистных сооружениях других крупных промышленных городов.

Главное преимущество предлагаемой технологий обезвреживания ОГСВ по сравнению с большинством других – сохранение органической составляющей при снижении токсичности осадка. Это позволяет получить из токсичного отхода 3 - го класса опасности (осадков городских сточных вод) ценный товарный продукт (органическое удобрение или почвоулучшающую композицию), пригодный к реализации в сельском и городском хозяйстве на коммерческой основе.

Особую перспективность почвоулучшающая композиция имеет при восстановлении техногенно-нарушенных почв, рекультивации свалок, карьеров, строительных площадок, шламоотвалов. Такая композиция позволит заменить дорогостоящие удобрения при «зелёном строительстве» на территории города.

Кроме того, ликвидация, обезвреживание складированных на территории городов и ближних пригородов осадков улучшит санитарные условия, снизит антропогенную нагрузку на природную среду, поднимет культуру производства, оздоровит социально-экологическую и экономическую обстановку в регионе и в РФ в целом.