Технология детоксикации техноземов осадками сточных вод

В настоящее время техногенные воздействия промышленных предприятий Челябинской области на окружающую среду привели к катастрофическому загрязнению почвогрунтов и водосборных территорий тяжелыми металлами и, как следствие, к экологической деградации как водных объектов так и к образованию техноземов.

Цель наших исследований является возможность применения осадков сточных вод на антропогенно загрязнённых территориях.

Задачи:
- изучение химического состава неорганической составляющей (содержание тяжелых металлов) и физических показателей осадка сточных вод города Челябинска за 2011-2013 года;
- анализ данных об экологическом состоянии антропогенно загрязнённых территорий в Челябинской области;

- анализ применения системы почвенно-растительной оперативной диагностики для расчета доз осадков сточных вод;
- расчет предварительного эколого-экономического ущерба.

В развитых странах мира проблеме очистки загрязненных территорий и поверхностного стока уделяется очень пристальное внимание. С этой целью проводятся исследования по выявлению зон загрязнения, большое внимание уделяется разработке технологий их очистки.

Принятие решения о почвенном размещении ОСВ базируется на результатах тщательного изучения их состава и свойств. Агрохимические свойства ОСВ позволяют классифицировать эти отходы как органоминеральное азотно-фосфорное удобрение.

Гранулометрический состав ОСВ колеблется от супесчаного до среднесуглинистого, что позволяет при использовании для целей рекультивации комбинировать водно-физические и физические свойства создаваемых органоминеральных субстратов (техноземов) в широком диапазоне.

На иловых картах городских очистных сооружений города Челябинска общей площадью 27,5 га накоплено не менее 300000 т ОСВ, то есть, существует проблема их размещения.

По полученным данным, нами было отмечено, что химический состав осадков сточных вод не стабилен. ОСВ очистных сооружений г. Челябинска содержит широкий набор макро- и микроэлементов, включая тяжелые металлы, рН нейтральная, что позволяет их использовать в качестве нетрадиционных мелиорантов.

Научно обоснованный возврат органического и минерального вещества, содержащихся в осадках сточных вод, в биологический круговорот будет способствовать оздоровлению окружающей природной среды, при их внесении в качестве мелиорантов.

Рекогносцировка территории

Реакции обмена между поглощенными ППК и ионами почвенного раствора обратимы и протекают в эквивалентных количествах и соотношениях.

Обменные реакции заканчиваются установлением некоторого подвижного равновесия. Установление этого равновесия зависит от состава, концентрации и объема раствора, природы обменивающихся анионов и катионов и свойств почвы.

Установление этого равновесия зависит от состава, концентрации и объема раствора, природы обменивающихся анионов и катионов и свойств почвы. Применение осадков сточных вод смещают это равновесие, и тогда одни анионы и катионы переходят из раствора в ППК, а другие в обмен на первые наоборот — из ППК в раствор.

Применение осадков сточных вод смещают это равновесие, и тогда одни анионы и катионы переходят из раствора в ППК, а другие в обмен на первые наоборот — из ППК в раствор.

При подкислении почвы коагулирующее действие катионов усиливается, при подщелачивании — ослабевает, а одновалентные катионы в щелочной среде не вызывают коагуляции коллоидов.

Защита почв и водоёмов от загрязняющих продуктов техногенеза должна быть основана на учёте перечисленных негативных процессов и на совершенствовании приёмов реанимации загрязнённых почв.

В результате их прочно адсорбированное состояние ограничивает миграцию тяжёлых металлов в почвах, и переводит их в неактивное состояние.

Применение осадков сточных вод на антропогенно загрязнённой территории даёт толчок к изменению величины рН, что также сказывается на инактивации тяжёлых металлов.

При применении ОСВ, наблюдается снижение концентрации тяжёлых металлов в почах водосборной территории на 30-40%, и меняется реакция среды в сторону нейтральной.

Отходы городского коммунального хозяйства порождают массу проблем в связи с их утилизацией.

Решения данной проблемы это их утилизация в технозёмы для активизации её микробиологических процессов.

Сроки реализации проекта
1 этап: Изучение проблемы утилизации осадков сточных вод на территории Российской Федерации и в мировой практике 2013.

2 этап: Рассмотрение действия смесей осадков сточных вод с улучшающими компонентами при постановке модельных опытов 2013-2014.

3 этап: Рекогносцировка загрязнённых территорий г. Челябинска на перспективу реализации проекта в
натурных
масштабах
2013-2014.

4 этап: Изучение действия исследуемых смесей на реальных объектах 2014-2015.

5 этап: Предложение
выпуска смесей осадки-аммофос,
осадки-торф,
осадки-глауконит, осадки
– древесные
опилки, предприятиям переработки вторичного
сырья и составление
методики расчета доз применяемых смесей
2015.

В городах Челябинской области повышенные концентрации тяжелых металлов (медь, цинк, никель), превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) для почв.

Нами были проведены анализы для определения химического состава осадков сточных вод с очистных сооружений канализации города Челябинска за 2011 - 2013 год.

Помимо химических показателей, мы рассмотрели физические показатели осадков сточных вод.
В 2013 году влажность осадка
изменялась от 40 до 80 %.

Изменение концентрации металлов в почве во времени при применении осадков сточных вод
(модельные опыты)

Сущность метода заключается в том, что данные химического анализа почвы используются для расчета доз осадков сточных вод и их внесение до получения зелёной биомассы на загрязненных территориях.

Для более подробного рассмотрения механизма действия ОСВ в почвенном профиле загрязнённой территории, можно рассмотреть
процессы:

синергизма и антагонизма ионов

По результатам проведенных исследований отмечается 20% снижение содержания тяжелых металлов на загрязненной водосборной территории и применение осадков сточных вод.