Автор: Дорошенко С. Н., Гриценко А. В., Горбань Н. С.
Источник: Вісник НТУ ХПІ. — 2012. — № 63. — С. 12–19.
Дорошенко С. Н., Гриценко А. В., Горбань Н. С. Состояние осадков сточных вод иловых площадок Харьковской области и возможность использования их в качестве удобрения. В статье приведены результаты обследований ряда иловых площадок Харьковской области, выполненных лабораторией городских и производственных сточных вод УкрНИИЭП. Проведены анализы осадков, образующихся на очистных сооружениях исследуемых городов, по химическим, бактериологическим и паразитологическим показателям. На основании полученных результатов сформулированы предварительные выводы о возможности использования осадков в качестве удобрений.
Иловые площадки являются самым распространенным сооружением для обработки осадка сточных вод. Объясняется это простотой их эксплуатации по сравнению с другими сооружениями для обработки осадков. Несоблюдение правил эксплуатации иловых площадок привело к снижению нагрузки на иловые площадки и неэффективному использованию земельных ресурсов. Интенсификация работы иловых площадок может сократить время пребывания осадка на площадках, предотвратить его накопление и освободить значительные территории.
Целью данной статьи является изучение состава осадков сточных вод (ОСВ), хранящихся на иловых площадках Харьковской области, с возможностью использования их в качестве удобрений.
Анализ физико-химических и токсикологических показателей ОСВ проводили в соответствии с аттестоваными методиками.
При проведении обследования иловых площадок очистных сооружений Харьковской области (городов Балаклея, Богодухов, Змиев, Новая Водолага, Изюм и пгт Червоный Донец) были отробраны пробы осадков. Пробы отбирали с каждой исследуемой иловой площадки в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02–84. Точечные пробы отбирали на глубине от 0–5 до 10–20 см с помощью пробоотборников, сконструированных в УкрНИИЭП для отбора проб осадков иловых площадок. В процессе транспортирования и хранения проб предпринимались меры по предупреждению возможности их загрязнения.
Для проведения химических анализов готовилась усредненная проба, для чего осадки перемещали на чистый поднос, растирали крупные комки, просеивали через сито с диаметром отверстий 1 мм и затем проводили анализ в соответствии с методиками. Для бактериологических анализов подготовка проб проводилась в стерильных условиях.
В отобранных пробах осадков сточных вод исследуемых иловых площадок определяли основные физико-химические показатели, имеющие важное агрохимическое значение: влажность осадка, зольность, реакцию среды (рН), содержание органических веществ, общего фосфора, общего азота. Для оценки санитарно-бактериологического состояния осадков определяли общее микробное число (сапрофитную микрофлору), наличие бактерий группы кишечной палочки, патогенных энтеробактерий (рода сальмонеллы) и термофильных микроорганизмов. Гигиеническую оценку осадков проводили по паразитологическим (гельминтологическим) показателям — жизнеспособным яйцам гельминтов, которые представляют прямую угрозу здоровью человека и животных и являются возбудителями кишечных паразитарных заболеваний [1, 2, 3].
На большинстве иловых площадок Харьковской области хранятся сырой и выдержанный осадки сточных вод (срок хранения — 2 года). Осадки исследуемых площадок имеют реакцию среды, близкую к нейтральной (5,5…7,8 ед. рН). Исключение составил сырой осадок очистных сооружений г. Балаклея, активная реакция среды на момент отбора имела низкие значения рН, соответствующие кислой среде (рН 4,7). Так как важным показателем для применения осадков сточных вод служит рН используемого осадка, то при внесении на почвы с низким значением рН осадки должны быть предварительно произвесткованы.
В связи с тем, что для утилизации осадков используются преимущественно иловые площадки, для определения их качества проводят анализы на влажность и зольность. Влажность осадка после выдержки на иловых площадках снижается, соответственно происходит уменьшение объема, что в дальнейшем упростит использование осадка. Зольность практически во всех исследуемых осадках, которые выдерживаются на иловых площадках, увеличивается. Это связано с процессом разложения органики. Исключение составил осадок очистных сооружений пгт Червоный Донец. Зольность в выдержанном осадке уменьшилась. Это может быть связано с вероятным выносом растворенных солей. Органическая часть снижается за счет разложения органики, которая входит в состав осадков. В осадках сточных вод пгт Червоный Донец наблюдалось повышение органической части. Возможно, осадок на иловых картах имел разную природу. Это может служить объяснением тому, что в осадках пгт Червоный Донец происходит увеличение содержания общего азота после выдержки на иловых площадках. В остальных осадках наблюдается снижение содержания общего азота и фосфора: азот переходит в летучие соединения, а фосфор — вымывается.
Уровень содержания тяжелых металлов во всех исследуемых осадках соответствовал нормативным требованиям токсикологических показателей, то есть не отмечалось превышения их ПДК для почв разных категорий. С другой стороны, в невысоких концентрациях тяжелые металлы, например, хром, цинк, железо, медь, выступают как необходимые для растений микроэлементы.
Однако в целях исключения опасности загрязнения почв, сельскохозяйственной продукции и окружающей среды тяжелыми металлами осадки сточных вод, предназначенные для удобрения, должны в обязательном порядке анализироваться на содержание тяжелых металлов, характерных для местной инфраструктуры, с учетом доли промышленных стоков, а также фоновых значений этих металлов в используемых под удобрения почвах.
Важным лимитирующим санитарным показателем является наличие в ОСВ патогенных энтеробактерий группы Сальмонелла. В исследуемых осадках наблюдается высокая степень заражения этой категорией бактерий — в 73 % исследованных проб. Отсутствие сальмонелл отмечалось в пробах ОСВ, которые длительное время (более года) находились на иловых картах балаклейских и изюмских очистных сооружений, а так же в сыром осадке очистных сооружений г. Новая Водолага. Наличие сальмонелл в осадках сточных вод с низкой влажностью и при длительном хранении свидетельствует о том, что в осадках не закончились процессы распада и минерализации органических веществ.
О санитарно-паразитологическом состоянии осадков судили по наличию яиц и личинок гельминтов. Более 60 % исследованных проб содержали яйца и личинки гельминтов, что свидетельствует о высокой степени зараженности осадков.
Выводы
1) Осадки сточных вод всех исследуемых объектов представляют собой органоминеральную смесь, которая по своему химическому составу может способствовать обогащению почв питательными веществами, компенсируя их вынос вместе с урожаем, и может быть использована в качестве удобрений при соответствии санитарным требованиям.
2) В исследуемых осадках содержание тяжелых металлов не превышает предельно допустимых значений и по этому признаку ОСВ не являются токсичными.
3) По санитарно-бактериологическим показателям почти все исследуемые ОСВ загрязнены бактериями группы кишечной палочки, большинство осадков заражены патогенными энтеробактериями рода Сальмонеллы, отсутствие патогенных бактерий отмечалось только в осадках, выдержанных не менее 1–2 лет.
4) По санитарно-гельминтологическим показателям большинство исследуемых осадков (более 60 %) являются носителями жизнеспособных яиц гельминтов.
5) Для использования осадков, образующихся в результате очистки сточных вод, в сельском хозяйстве в качестве удобрений необходимо проведение работ по обеззараживанию их от патогенной микрофлоры и гельминтов.
Осадки сточных вод, получаемые в результате обработки сточных вод на очистных сооружениях, могут рассматриваться как питательная органоминеральная смесь и при условии соответствия ее санитарно-бактериологическим, паразитологическим и токсикологическим нормам могут успешно применяться в сельском и лесном хозяйствах.
1. ГОСТ 5180–84. Почвы. Методы лабораторного определения физических характеристик. — М., 1984. — 12 с.
2. ГОСТ Р 17.4.3.07–2001. Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений. — М., 2001. — 8 с.
3. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства (изд. 2 перераб. и дополн.), утвержд. Мин-вом сельского хозяйства РФ. — М., 1992. — 24 с.