Ученые превратили токсичный ил в полезный грунт

❋ 4.5

В России насчитывается около 25-27 миллионов жилых домов. Каждый из них отправляет в канализацию огромное количество отходов, в которых содержатся тяжелые металлы и патогены. После очистки стоков чистая вода возвращается в водоемы, а непереработанный осадок в большом количестве складируют на иловых площадках, где он продолжает загрязнять экосистемы и источать неприятный запах. Ученые Пермского Политеха разработали технологию переработки токсичного ила очистных сооружений и кородревесных отходов в безопасный техногенный грунт. Метод заключается в совместном компостировании этих материалов в соотношении 1:1,5, что резко снижает токсичность отходов и устраняет неприятный запах. Полученный грунт можно использовать для рекультивации земель, предоставляя предприятиям экономически выгодную альтернативу захоронению отходов.

ПНИПУ

# жилье

# отходы

# очистка водоемов

# очистка воды

Токсичный ил станет полезным материалом для рекультивации земель / © Julietta Watson, Unsplash

Статья опубликована в журнале «Вестник Евразийской науки». Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».

Согласно нормативам по проектированию внутреннего водопровода и канализации зданий и данным ресурсоснабжающих компаний, среднесуточный расход воды на одного человека в жилом помещении в России составляет примерно 100–150 литров в день, в зависимости от оснащения дома (отопление, водопровод, ванна). Исходя из этого, для типичной квартиры из 3-4 человек суточный объем, который попадает в канализацию, составляет около 300–600 литров.

Сточные воды обязательно проходят через очистные сооружения, поскольку вредные вещества, тяжелые металлы и патогены, накапливающиеся в таком количестве стоков, загрязняют реки, грунтовые воды и почву.

В процессе очистки воды на биологических очистных сооружениях образуется осадок сточных вод (смесь осадка первичных отстойников и избыточного активного ила). Ежегодно в России скапливается около 100 миллионов тонн такого осадка, который складируют на огромных иловых площадках. Это занимает километры перспективных территорий, загрязняет окружающую среду и распространяет устойчивые неприятные запахи на большие расстояния. Поэтому глобальная задача – поиск эффективных решений проблем утилизации таких видов отходов.

Одним из перспективных методов переработки органических отходов, таких как осадки очистки сточных вод, является компостирование — естественный процесс разложения с помощью микроорганизмов. Однако главная проблема в том, что он слишком влажный и плотный, что препятствует доступу кислорода и делает процесс неэффективным.

Ученые ПНИПУ апробировали технологию смешивания осадка сточных вод с кородревесными отходами деревообрабатывающих комбинатов, которые тоже являются проблемой. Их складируют в больших количествах на специальных площадях – короотвалах, где они выделяют метан – вредный газ, усиливающий парниковый эффект.

– При взаимодействии в процессе компостирования компоненты дополняют друг друга: осадок содержит азот и питательные вещества, а древесная щепа и кора — углерод и нужную структуру. Этот эффект позволяет впитывать лишнюю влагу и обеспечивать необходимый для бактерий кислород, создавая подходящую среду, – рассказывает Наталья Слюсарь, доктор технических наук, профессор кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ.

Пока методика не пользуется большой популярностью, поскольку для достижения эффективного разложения необходимо подобрать эффективные параметры процесса. Поэтому, чтобы выявить их, ученые Пермского Политеха провели испытания – в течение трех месяцев ученые ПНИПУ отслеживали ключевые характеристики процесса компостирования: как меняется запах, температура, влажность, зольность, химическое потребление кислорода. При этом исследовалось разное соотношение компонентов в массе (1:1, 1:1.5, 1:2). По результатам эксперимента для достижения требуемых параметров качества получаемого техногенного грунта необходимо компостировать осадок сточных вод совместно с кородревесными отходами в соотношении 1:1,5 соответственно.

По результатам экспериментов, показатель химического потребления кислорода, который отражает количество легкоразлагаемых органических веществ, в результате применения этой технологии понизился примерно в 30 раз. Также в полученной массе на 23 % уменьшилось содержание органического вещества. Это – ключевые параметры, по которым можно определить эффективность компостирования. Все это доказывает успешность применяемого подхода.

В итоге получаются не просто переработанные отходы, а грунт, который можно будет использовать для технической рекультивации нарушенных земель: засыпки старых карьеров, свалок, восстановления территорий после строительства или промышленных аварий. Это позволит восстановить земли для использования в хозяйстве. При этом полностью устраняется канализационно-фекальный запах, а готовый грунт имеет чистый запах земли.

Муниципальные предприятия водоканала и деревообрабатывающие комбинаты получат экономически выгодную альтернативу дорогостоящему вывозу и захоронению отходов, превращая их в товарный продукт.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.