 |
Эколого-агрохимическая характеристика осадков сточных вод с иловых площадок ОСК г. Калуги
|
|
|
|
На очистных сооружениях канализации (ОСК) г. Калуги, производительностью около 160 тыс.м3/сутки, очистка сточных вод осуществляется по классической схеме, включающей механическую и биологическую очистку и обеззараживание.
Обезвоживание осадков сточных вод в течение длительного периода времени осуществлялось путем подсушки в естественных условиях на иловых площадках (около 50га.). В настоящее время значительная часть площадок полностью заполнена и не используется для приема новых порций жидких осадков. Продолжительность нахождения подсушенных осадков на таких площадках достигает 5-10 лет и более. В последнее время основным методом обезвоживания является механическое обезвоживание с флокулянтами на центрифугах типа ОГШ. Механический обезвоженный осадок сточных вод (КЕК или ООСВ) вывозится на свободную иловую площадку самосвалами. Продолжительность пребывания ООСВ (КЕК) на площадках достигает 2-3 года. Метод естественной подсушки осадков на иловых площадках сохранился в качестве резервного к центрифугированию.
Таким образом, на ОСК г. Калуги имеются два вида осадков:
§ Осадки после механического обезвоживания на центрифугах с флокулянтами (ООСВ или КЕК);
§ Осадки подсушенные в естественных условиях на иловых площадках в течение 5-10 лет и более (ОСВ);
Настоящие исследования проводились с целью определения возможных путей размещения в окружающей среде накопленных и образующихся на ОСВ г. Калуги осадков. Наиболее реальными приемами являются утилизация указанных осадков в качестве удобрения, однако следует предварительно проводить их агрохимическую и экологическую оценку. Требования к осадкам при утилизации их в качестве удобрений определяются вводимым с 01.10.2001 года ГОСТа 17.43.07-2001, а также следующими документами:
|
|
|
§ Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрения;
§ Типовым технологическим регламентом использования осадков сточных вод в качестве органического удобрения;
§ Минсельхоза РФ и СаНПиН 2.1.7 537-96;
§ Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения.
Результаты эколого-агрохимической оценки ОСВ и ООСВ представлены в таблицах 6, 7 и на рисунках 2, 3 и 4 [6].
6. Эколого-агрохимическая характеристика осадков сточных вод (ОСВ очистных сооружения канализации г. Калуги, 2007г.)
| № п/п | Наименование показателя | Единица измерения | Методика испытаний | Значение | Допустимые значения по СаНПиН 2.1.7 573-96 |
| 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. | Влажность Органическое вещество Азот общий Фосфор общий Калий общий Кислотность (рНсол) Свинец (Рb) Марганец (Мn) Кадмий (Сd) Никель (Ni) Хром (Сr общ) Цинк (Zn) Медь (Сu) Ртуть (Нg) Мышьяк (Аs) Коли-титр Патогенные микроорганизмы в Т.И. сальмонеллы Яйца гельминтов (жизнеспособные), шт | % % на СВ % на СВ % на СВ % на СВ - мг/кг СВ мг/кг СВ мг/кг СВ мг/кг СВ мг/кг СВ мг/кг СВ мг/кг СВ мг/кг СВ мг/кг СВ г в 50г. в 50г. | ГОСТ 26713-86 ГОСТ 26714-85 ГОСТ 2715-85 ГОСТ 26717-85 ГОСТ 26718-85 ГОСТ 712-85 ААМ ААМ ААМ ААМ ААМ ААМ ААМ Ртут. Анал. МУ ЦИНАО-93 МУК 4.2.796-99 МУК 4.2.796-99 МУК 4.2.796-99 | 62-80 45-46 2,4-3,3 5,5-6,7 0,41-0,45 7-8,2 150-250 340-780 135-220 180-600 4000-6000 4300-4600 1800-3500 0,16-1,4 16-35 0,001-0,0001 не обнаруж. не обнаруж. | не боле 82 не менее 20 не нормиров. не нормиров. не нормиров. 5,5-8,5 не более 1000 2000 30 400 1200 4000 1500 15 20 не более 0,01 отсутствие отсутствие |
7. Эколого-агрохимическая характеристика обезвоженного осадка сточных вод (ООСВ, ОСК г Калуги, 2007г.)
|
|
|
| № п/п | Наименование показателя | Единица измерения | Методика испытаний | значения | Допустимые значения по СаНПиН 2.1.7.573-96 | |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | Свинец Кадмий Никель Ртуть Медь Цинк Хром Мышьяк Марганец Цезий-137 Влага рН Органич. вещество Азот общий NH4 Р2О5 К2О С С:N | мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг мг/кг бк/кг % - % на СВ % на СВ % на СВ % на СВ % на СВ % на СВ | ААС ААС ААС Ртутн. анализ ААС ААС ААС МУЦИНАО-93 ААС спектрометр удобрения органические методы анализа Гост 26712-85 Гост 26718-85 | 103 16 74 0,04 670 2600 950 7,7 930 не обнаруж 59 7,9 56,0 3,4 0,20 5,0 0,4 32,6 9,6 | 1000 30 400 15 1500 4000 1200 20 2000 отсутствует не более 82 5,5-8,5 не менее 20 не нормир. не нормир. не нормир. не нормир. не нормир. не нормир. | |
Одним из главных показателей, характеризующих физико-механические свойства осадков, является их влажность. Влажность, как и содержание сухих веществ в осадках, являются непостоянными величинами и зависят от состава самих осадков, наличия органических соединений, способа обработки, времени выдержки осадка, сезонных явлений и тому подобное. В соответствии с требованиями типового технологического регламента влажность осадков, утилизируемых в качестве удобрений, не должна быть выше 85%. В соответствии с требованиями СаНПиН 2.1.7.973-96 влажность осадков не должна превышать 82%. Влажность во всех исследованных пробах осадков ниже нормативного порога: механический обезвоженный осадок (КЕК) имеет влажность порядка 60%, а влажность осадков, подсушенных в естественных условиях на иловых площадках (ОСВ) колеблется в широких пределах от62 до 80%.
Содержание органических веществ в ООСВ составляет 66%, азота - 3,4%. Концентрация фосфора в этих осадках составляет 5%, калия ниже, чем в традиционных органических удобрениях и составляет всего 0,4%. Это обусловлено тем, что соединения калия растворимы и практически не задерживаются в осадках.
В ОСВ содержание органических веществ меньше (45 – 46 %), чем в ООСВ, в результате минерализации при длительных сроках нахождения на иловых площадках, но все же заметно превышает нижний нормативно допустимый предел (20 %). Содержание в ОСВ азота – 2,4 – 3,3 %; фосфора – 5,5 – 6,7 %; калия – около 0,4%.
|
|
|
Оценивая в целом агрохимические показатели осадков ОСК г. Калуги, следует отметить, что они соответствуют нормативным требованиям к осадкам согласно СаНПиН 2.1.7. 573 – 96, типового технологического регламента и вновь вводимого ГОСТ.
Как известно, в осадках городских сточных вод могут содержаться примеси токсичных органических и минеральных веществ. Однако, лишь последние, в форме соединений тяжелых металлов (ТМ) и мышьяка, реально ограничивают применение осадков в качестве удобрения, влияют на их агроэкологическую оценку и класс опасности.
Анализ полученных данных показывает, что содержание нормированных ТМ в ООСВ не превышает установленные нормативы, причем содержание Pb, Ni, Hg и Mn соответствует ПДК или ОДК почв.
В ОСВ наблюдается превышение нормативных показателей по кадмию, хрому, меди и мышьяку, что особенно наглядно показывает диаграмма на рисунке 2. Данное обстоятельство несколько препятствует для широкого использования ОСВ в качестве удобрения и требует проведения конкретных научных исследований в данном направлении с целью установления оптимальных норм внесения этих осадков. Повышенная концентрация некоторых ТМ в ОСВ объясняется длительным их хранением, иссушением и неоднократным внесением новых порций ОСВ на одну и ту же иловую площадку. Поэтому в перспективе не следует их хранить на площадке более 5 лет.
Требованиями нормативных документов нормируются такие санитарно – бактериологические и паразитологические показатели: титр – коли, патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов. Для достижения нормативных значений по этим показателям проводится обезвоживание осадков различными способами (термофильное обезвоживание, пастеризация, обработка известью, аммиаком или другими реагентами, а также выдерживают на иловых площадках). По данным исследований коли – титр ООСВ, выдержанных в течение 2 – 3 лет, и ОСВ соответствует нормативу. Патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов, опасные для здоровья человека, во всех исследованных пробах не обнаружены [7].
|
|
|
3.2 Динамика полевой влажности дерново-подзолистой супесчаной почвы при возделывании ячменя
Одним из важных показателей, определяющих уровень урожайности сельскохозяйственных культур и эффективность агроприемов, является влагообеспеченность в течение вегетационного периода. Влагообеспеченность культур определяется в основном двумя факторами: влагозапасами в почве и количеством выпавших осадков. Эти два фактора также связанны между собой, чем больше осадков, тем выше влагозапасы в почве. Количество запасов влаги в почве также зависит от свойств и состава почвы, технологии возделывания культуры, масштабов водопотребления растениями, физического испарения, состояния посевов, водного режима и баланса.[5]
При проведении различных научных исследований эффективности агроприемов обязательно требуется контроль динамики полевой влажности почвы. Результаты наших исследований по динамике изменения полевой влажности дерново-подзолистой супесчаной почвы при возделывании ячменя по различным системам применения удобрений представлены в таблице 8 и на рисунке 5.
8. Динамика полевой влажности дерново-подзолистой почвы в вариантах опыта при возделывании ячменя (в % от АСП, опытное поле КФ РГАУ – МСХА, 2007 год)
| Варианты опыта | Фазы развития культуры | |||||||
| Всходы | Кущение | Выход в трубку | Колошение | Молочная спелость | Восковая спелость | Среднее за вегетацию | Разница | |
| 1.Конт - роль | 10,60 | 9,41 | 11,62 | 7,58 | 6,28 | 6,55 | 8,67 | - |
| 2. ОСВпах | 14,6 | 11,7 | 14,9 | 11,6 | 8,4 | 8,1 | 11,55 | +2,88 |
| 3.ООСВпах | 13,0 | 11,6 | 14,4 | 11,98 | 8,3 | 7,8 | 11,18 | +2,65 |
| 4.ОСВппах | 18,98 | 11,7 | 13,3 | 11,01 | 8,8 | 7,65 | 11,91 | +3,24 |
| 5.ООСВппах | 18,4 | 12,7 | 14,3 | 12,4 | 8,7 | 7,2 | 12,12 | +3,45 |
Анализ данных таблицы 8 показывает, что полевая влажность по всем вариантам опыта выше, чем в контроле. Наибольшая влажность почвы наблюдалась в фазу всходов. Установлено, что наименьшая влагоемкость (НВ) почв опытов составляет 13,5 – 14% от АСП. Следовательно, полевая влажность почвы в течение вегетации ячменя находилась в пределах 50 – 98 % от НВ, что является достаточным для формирования как вегетативных, так и генеративных органов растений. В вариантах опыта с внесением ОСВ и ООСВ в подпахотной слой в течение всего периода вегетации ячменя наблюдалась наибольшая влажность почвы, по-видимому, из-за водоупорной функции внесенного под пахотный слой осадков сточных вод.
|
|
|
