Решение проблемы утилизации коммунальных отходов
Среди проблем, порожденных технической революцией, есть одна особо тревожная – это возможность существенного повреждения и даже гибели биосферы в результате всевозрастающих техногенных воздействий. В ХХI веке размещение осадков сточных вод (ОСВ) в Украине является острой проблемой. Для оценки общего количества накопленных в Украине канализационных осадков исходят из условия образования 80 г/сут..чел. сухого вещества, что составляет на сегодняшний день примерно 50 млн. т отходов по сухому веществу или более 1 млрд. м3 по объему, при естественной влажности [1, 2, 4].
Крупнейшая экологическая проблема Украины – загрязненность ее территории отходами. Особую озабоченность вызывают отходы, образованные в процессе очистки городских сточных вод – канализационные илы и осадки сточных вод (ОСВ).
Основная специфика отходов – их двухкомпонентность: система состоит из органической и минеральной составляющей (от 80 и 20 % соответственно в свежих отходах и до 20 и 80 % после длительного хранения). Наличие в составе отходов определенного количества тяжелых металлов обуславливает их IV класс опасности. В соответствии с санитарными нормами [3], такие виды отходов должны складироваться под открытым небом и дальнейшей переработке не подлежат.
В 2005г. в в странах ЕС в соответствии с директивой 86/278/ЕС по охране окружающей среды, осадки сточных вод были использованы следующим образом: 52 % – в сельском хозяйстве; 38 % – сожжены; 10 % – складированы [5].
Закон Украины “Об отходах” в виду отсутствия соответствующих технологий утилизации обязывает осадки сточных вод только складировать [6].
Технологическая отсталость нашей страны в сфере утилизации ОСВ в практическом плане обусловлена в первую очередь непозволительными затратами финансовых ресурсов на соответствующие предприятия и оборудование. Поэтому ставится задача разработки альтернативных эффективных и экономичных способов и технологий вовлечения коммунальных отходов – осадков сточных вод в хозяйственный оборот. Основными подходами к решению проблемы были следующие [7- 9]:
- стабилизация состава и соотношение органической и минеральной составляющих ОСВ зависят от времени – чем более ”старый” отход, тем он более минерализован и стабилен;
- наличие ТМ (тяжелых металлов) в ОСВ зависит от вида промышленности городов;
- хранилища ОСВ – это техногенные месторождения сырьевых ресурсов;
- крупнотоннажный отход ОСВ должен быть использован для получения крупнотоннажной продукции на существующем парке оборудования;
- полученная продукция должна иметь спрос и соответствовать техническим, экологическим и санитарно-гигиеническим требованиям.
В результате теоретических, экспериментальных и пилотных исследований было показано, что решение экологической проблемы – ликвидации накопленных объемов осадков сточных вод возможно путем их активного вовлечения в хозяйственный оборот в следующих отраслях:
- дорожного строительства (производство органо–минерального порошка взамен минерального порошка для асфальтобетона);
- строительства (производство утеплителя типа керамзит и эффективного кирпича);
- аграрном секторе (производство высокогумусного органического удобрения методом вермикрмпостирования).
Предложенные способы и технологии позволяют:
- утилизировать до 200 кг сухого ОСВ в 1 кубическом метре асфальтобетона с получением материала, физико – механические показатели которого не уступают требованиям ДСТУ (табл.1);
- в обжиговых керамических изделиях может быть утилизировано 50 % ОСВ с получением заданных свойств керамического черепка (табл.2);
- при производстве органических удобрений утилизация ОСВ достигает 75 %.
Таблица 1 – Физико-механические свойства образцов асфальтобетона с различным
содержанием добавки ОСВ
№ п/п |
Состав асфальтобетона |
Водо-насы-щение, % |
Набу-хание, |
Предел прочности при сжатии, МПа, при температуре |
Коэффи-циент водо-устойчи-вости |
||
20 ºС |
50 ºС |
водонас. сост. |
|||||
1 |
Щебень – 35 %; |
0,6 |
0,12 |
6,40 |
2,05 |
5,56 |
0,87 |
2 |
Щебень – 35 %; |
0,55 |
0,15 |
6,10 |
1,65 |
5,70 |
0,93 |
3 |
Щебень – 35 %; |
0,97 |
0,15 |
6,25 |
1,92 |
5,60 |
0,89 |
4 |
Щебень – 35 %; |
0,65 |
0,06 |
7,40 |
3,0 |
6,80 |
0,91 |
5 |
Щебень – 35 %; |
1,22 |
0,18 |
8,0 |
3,3 |
6,9 |
0,86 |
|
Требования ДСТУ Б В.2.7-119-2003 |
1,5-3,5 |
не более 0,85 |
2,4 |
1,2 |
- |
не менее 0,85 |
|
Требования ДСТУ Б В.2.7-119-2003 |
не более 10 |
- |
1,5 |
- |
- |
не менее 0,6 |
Метод вермикомпостирования в сравнительном аспекте относительно недорог и требует минимум техники. Кроме того, в процессе вемикомпостирования отсутствует фаза предварительного компостирования. Польза, которую могут принести черви очистным сооружениям, очевидна. При расчете «посевной дозы» червей исходят из того, что норма потребления отходов в сутки равна 1,5 их массы. Тогда еженедельное соотношение биомассы червей и массы отходов должно составлять 1:7. Новые отходы не должны добавляться в течение как минимум 144 часов, чтобы максимизировать подавление жизнедеятельности патогенных микроорганизмов. Возможность обеззараживания ОСВ дождевыми червями подтверждается многочисленными исследованиями. После компостирования конечный продукт не содержит патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. Низкая себестоимость переработки ОСВ с помощью вермикультивирования и производства вермикомпостов обеспечит высокую экономическую эффективность при использовании их в качестве нетрадиционных органических удобрений.
Таблица 2– Основные свойства керамического черепка
№ |
Содержание осадка, % |
Средняя плотность, ρср, т/м3 |
Пористость, По, % |
Теплопровод-ность, λ, Вт/м·К |
Предел прочности при сжатии, Rсж, МПа |
1 |
Без добавки |
2,08 |
16,4 |
0,99 |
12,2 |
2 |
10 |
2,0 |
20,0 |
0,94 |
13,3 |
3 |
20 |
1,82 |
27,2 |
0,84 |
12,0 |
4 |
30 |
1,70 |
29,2 |
0,80 |
10,2 |
5 |
40 |
1,61 |
31,6 |
0,78 |
9,75 |
6 |
50 |
1,56 |
37,6 |
0,70 |
9,4 |
7 |
60 |
1,50 |
40,0 |
0,67 |
9,25 |
8 |
70 |
1,41 |
43,5 |
0,62 |
9,0 |
9 |
80 |
1,28 |
48,8 |
0,55 |
8,75 |
«Металлический пресс» на биосферу, обусловленный хозяйственной деятельностью человека, может вызвать техногенные геохимические аномалии, размеры которых будут постоянно увеличиваться по мере того, как будут возрастать масштабы и интенсивность хозяйственной деятельности людей. Наша задача состоит в изучении возникающей ситуации и в умении противодействовать негативному развитию процесса загрязнения окружающей среды.
Выводы
1. Экспериментальными и опытно – промышленными исследованиями показана возможность вовлечения ОСВ в хозяйственный оборот с использованием новых подходов и технологий, что позволит частично решить проблему экологической безопасности страны.
2. Для широкого практического использования предложенных способов утилизации ОСВ необходимо решить ряд организационно-правовых вопросов: внести изменения в Закон Украины “Об отходах”; разработать технические условия на продукцию и провести ее сертификацию; подготовить обращение в Кабинет Министров Украины и Министерство охраны окружающей природной среды с просьбой о разработке действенных механизмов и путей предоставления льгот по налогообложению прибыли полученной от реализации продукции, изготовленной с использованием отходов и государственных субсидий на снижение процентов по банковским кредитам, направленных на реализацию проектов по утилизации отходов.
3. Для решения этих вопросов было бы целесообразно под эгидой « Укрводоканалэкология» провести широкое обсуждение со специалистами и заинтересованными ведомствами предлагаемых подходов, создать специальный фонд для финансирования разработки соответствующей нормативно – правовой базы для реализации проектов и выйти со своими предложениями по изменению законодательной базы на правительственный уровень.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамович И. А. Утилизация сточных вод / И. А. Абрамович. – К.: Оригинал, 1993. – 278 с.
2. Гироль Н. И., Журба М. Г. Доочистка сточных вод / Н. И. Гироль, М. Г. Журба. – К.: Левобережное, 1998. – 92 с.
3. ДСанПіН 2.27.029-99. Гігієнічні вимоги щодо поводження з промисловими відходами та визначення їх класу небепеки для здоров,я населення: затверджені МОЗ України 01.07.99. – Київ :Держстандарт, 2000. – 139 с.
4. Сучкова Н. Г. Анализ состояния проблемы рекультивации иловых площадок очистных сооружений городов и перспективы для Харьковского региона / Н. Г. Сучкова // Материалы научно-практической конференции «ЭТЭВК-2007» 19-21 сентября 2007 г. – Ялта, 2007. С. 279-284.
5. Паёнк Т. Л. Законодательство Европейского Союза в области утилизации осадков / Т. Л. Паёнк // Водоснабжение и санитарная техника. – 2003. – №1. – С. 37-41.
6. Закон Украины «Про вiдходи», №187/98 – ВР вiд 5.03.1998 р.
7. Дрозд Г. Я. Технико-экологические записки по проблеме утилизации осадков городских и промышленных сточных вод / Г. Я. Дрозд, Н. И. Зотов, В. Н. Маслак . – Донецк : ИЭП НАН Украины, 2001. – 340 с.
8. Использование осадков сточных вод в производстве строительных материалов / Г. Я. Дрозд, И. В. Матвеева, О. А. Погостнова, Р. В. Бреус // Труды / Луганского национального аграрного университета. – Луганск, 2004. – Вып. №41(53): Технические науки. – С. 3-13.
9. Пашутина Е.Н. Проблема нормирования содержания тяжелых металлов в биогумусе / Е. Н. Пашутина, Г. Я. Дрозд, С. И. Давыдов // Научный вестник Луганского НАУ. Серия Биологические науки. – Луганск: Элтон – 2. № 8. С. 66-69.
Решение проблемы утилизации коммунальных отходов [Електронний ресурс] / [Пашутина Е. Н., Дрозд Г. Я.] // Режим доступу: http://eco.com.ua/content/reshenye-problemy-utylyzacyy-kommunalnyh-othodov