Поміж великої кількості сучасних екологічних проблем в Україні особливе місце займають відходи станцій очистки стічних вод. Під час біологічної очистки води, відокремлені мулові відкладення направляють на мулові поля, які є найбільшою проблемою. Ці поля на сьогоднішній день переповнені втричі та несуть небезпеку, наслідки якої вийшли далеко за межі проблем довкілля та переросли у ланцюг соціально-економічних, технічних, медико-біологічних і морально-етичних проблем. Раніше активний мул використовували як добриво на полях, проте в зв'язку із Чорнобильською аварією це заборонили. Внаслідок цього утворились нагромадження мулових відкладень, які ще називають застарілими. Сучасним рішенням є ущільнення відкладень і розробка енергоефективних технологій переробки застарілих мулових відкладень і спалювання у відповідних установках. Наведено результати дослідження процесу сушіння для композиційних гранул на основі торфу, мулових відкладень і біомаси. Вплив температури теплоносія на швидкість сушіння, показує інтенсифікацію процесу сушіння приблизно у 1,4 разу. Проведені теоретичні дослідження з побудовою узагальнених кривих сушіння композиційних гранул розрахованих за методом В. В. Краснікова показали співпадіння з експериментальними даними.

Надано інформацію про стан забрудненості території в районі функціонування міських очисних споруд. Зокрема, оцінено хімічний склад та вплив на фунти відходів очищення стічних вод - осадів, що зберігаються на мулових картах та запропоновано технології утилізації цих відходів із екологічним аналізом викидів забруднюючих речовин, що утворяться під час оброблення осадів.

Індекс рубрикатора НБУВ: Н761.204.5

Рубрики:

Оброблення, утилізація та використання осаду стічних вод

Шифр НБУВ: РА451040 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проаналізовано дослідження, технології та устаткування, що стосуються систем утилізації теплоти стічних вод. Наведено основні фактори, що впливають на розвиток галузі та впровадження таких систем.

Індекс рубрикатора НБУВ: П034.17-2 + П062 + Н761.204.5

Рубрики:

Чорноземні та лучно-чорноземні ґрунти

Зрошення (іригація)

Оброблення, утилізація та використання осаду стічних вод

Шифр НБУВ: Ж29253 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрена проблема износа шнеков центрифуг, которые широко используются на очистных сооружениях для обработки промышленных и бытовых сточных вод. Материалом защиты витков шнека от абразивного износа служит безвольфрамовый твердый сплав марки ТН-20. В качестве основного материала для изготовления шнеков центрифуг преимущественно используется сталь 12Х18Н10Т. В работе предложена комбинированная технология формирования защитных износостойких покрытий, включающая последовательное электроискровое легирование электродом из твердого сплава Т15К6, нанесение металлополимерного материала (МПМ) и окончательную лазерную обработку. Для армирования МПМ использован порошок в виде твердосплавной смеси ВК6, который небольшими порциями добавляли в двухкомпонентную эпоксидную систему, наполненную ферросиликоном, и тщательно перемешивали. Концентрация армирующего вещества составляла ~60 %. Показано, что применение такой технологии позволяет сформировать покрытие толщиной до 600 мкм с микротвердостью 7,3 - 10,0 ГПа и сплошностью 100 %. Испытания образцов стали 12Х18Н10Т с защитными износостойкими покрытиями на гидроабразивный износ показали, что их износостойкость в 7,5 раза выше, чем у образцов без покрытия.

У розвиток циклу попередніх публікацій детально проаналізовано питання визначення теплотворної здатності та ентальпії утворення донних мулів. З урахуванням цього аналізу уточнено показники ефективності процесу їх газифікації та проведено порівняння плазмо-паро-кисневої та плазмо-паро-повітряної технологій газифікації. При цьому на основі попередніх досліджень проаналізовано вплив на показники ефективності не тільки баластного азоту, але й утворення оксидів азоту, вміст яких не може бути визначений з простих термодинамічних розрахунків.

Індекс рубрикатора НБУВ: З352.8 + Н761.204.5

Рубрики:

Тверде паливо з відходів

Оброблення, утилізація та використання осаду стічних вод

Шифр НБУВ: Ж28350 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено результати експериментально-теоретичних досліджень процесів очищення стічних вод від біогенних елементів. Запропоновано методики розрахунку систем очищення стічних вод. Розглянуто технології утилізації енергії стічних вод теплонасосними установками.

Наведено результати експериментальних досліджень переробки осадів стічних вод шляхом анаеробного бродіння та газифікації. Визначено ступінь деструкції органічної речовини, вихід біогазу та вміст метану в біогазі. Розроблено енергоефективну технологію утилізації осадів з мулових майданчиків, за якою проведено переробку свіжих осадів. Визначено теплоту згоряння генераторного газу та вихід коксозольного залишку.

Осади стічних вод міст утворюються зазвичай із комунальних та промислових стоків. Вони містять багато шкідливих речовин: важкі метали, мінеральні речовини, шкідливі речовини органічного походження (тверді побутові відходи, фекалії тощо), бактеріальні забруднювачі. Проблема утилізації та гарантованого знешкодження осадів міських стічних вод є загальносвітовою. Вона не вирішена в повній мірі до цього часу. Європейські тенденції розвитку технологій утилізації осадів стічних вод полягають у скороченні або повній забороні їх сільськогосподарського використання та знезараженні органічних забруднювачів термічними методами. Набуває розповсюдження спалювання осадів стічних вод у киплячому шарі. Представляють інтерес низькотемпературні технології утилізації осадів стічних вод, при яких важкі метали залишаються у твердому залишку: піроліз, окислювальний піроліз, газифікація. В Інституті газу НАН України проведено попередні випробування утилізації сухих гранульованих осадів стічних вод у оберненому процесі газифікації. Отримано генераторний газ та гранули високої твердості, які можна використовувати як наповнювачі у будівництві. Запропоновано технологічну схему промислового процесу.

Однією з актуальних еколого-хімічних проблем сьогодення є раціональна утилізація мулових відходів станцій біологічного очищення муніципальних стічних вод. Такі відходи багаті на есенціальні для рослин біоелементи і є складними біоколоїдними системами. Систематичні дослідження колоїдно-хімічних взаємодій мулових біогелів і акрилових гідрогелів з важкими металами (мікроелементами) надали змогу розробити інноваційний біотехнологічний процес повної утилізації мулових відходів як ефективної компоненти грунтосубстратів для рослинництва.

Розглянуто результати досліджень вмісту важких металів у профілі дерново-підзолистого грунту Передкарпаття за внесення, за умов польового 3-річного досліду, осаду стічних вод, як засобу удобрення верби енергетичної. Виявлено, що такий захід сприяє підвищенню вмісту важких металів, зокрема, кобальту і нікелю в елювіальному горизонті, а свинцю і кадмію - в гумусово-елювіальному (НЕ), а також викликає достовірне зростання вмісту важких металів (у межах ГДК) у вегетативній масі верби. Основна маса поглинутих полютантів утримується рослинами в їх підземній частині. Застосування осадів у вигляді компостів з тирсою, або соломою визнано дієвим способом посилення безпечності їх використання, оскільки викликає достовірно менше нагромадження важких металів у грунті та вегетативній масі верби за тієї ж норми внесення.

Рассмотрены вопросы развития технологий переработки опасных углеродсодержащих отходов, в первую очередь, иловых осадков станций водоочистки, с применением плазменных источников энергии. Задача исследования - расширение перспектив их использования на основе возможности коммерциализации предлагаемых технологий. В соответствии с термодинамическим подходом, предложенным в первой части работы, выполнены оценки производительности и энергетической эффективности таких установок газификации в зависимости от мощности используемых плазмотронов. Показано, что в стехиометрическом с точки зрения производства синтез-газа режиме энергетические затраты на осуществление процесса газификации близки к уровню энергии от получаемого синтез-газа. Это создает хорошие предпосылки для высокой энергетической эффективности процесса переработки различных отходов близкого состава в условиях мобильных установок, так как практически исключается необходимость привлечения дополнительных источников энергии. В режиме дополнительного введения в процесс газификации кислорода затраты синтез-газа на собственные нужды установки составляют около 30 %. Оставшаяся его часть может использоваться для производства электрической энергии внешним потребителям, что будет способствовать коммерциализации разработки. Таким образом, в предложенном варианте технология переработки соответствует общей идее многочисленных публикаций в мировой литературе, известной как Waste to Energy.

Показано перспективність агроутилізаціі опадів муніципальних стічних вод для ремедіації "бідних" виснажених земель.

Продемонстрирована перспективность агроутилизации осадков муниципальных сточных вод для ремедиации "бедных" истощенных земель.

Рассмотрена возможность извлечения теплового потенциала сточных канализационных вод для теплообеспечения зданий. Представлен пример конструкторского расчета рекуперативного теплообменного аппарата, который может извлекать теплоту сточных вод канализационного коллектора. Получено, что с увеличением скорости сточных вод при прочих равных условиях увеличивается средний коэффициент теплопередачи.

Разработан модифицированный итерационный метод, позволяющий значительно сократить время счета. Метод опробован при численном моделировании процесса обезвоживания осадка на фильтр-прессе. Произведено сравнение времени счета с использованием данного метода (для двух различных шагов) и метода Рунге-Кутта четвертого порядка с автоматическим выбором длины шага. Установлено, что для шага dt = 0,001 время счета сокращается в 4,8 раза (с 785 до 163,4 с), а для шага dt = 0,1 - в 32 раза (с 785 до 24,5 с). Расхождения в полученных с помощью обоих методов результатов не превышают 6 %.

Запропоновано раціональну стратегію поводження з осадами очищення міських стічних вод. Наведено результати натурного експериментального дослідження, метою якого була перевірка та уточнення основних характеристик осадів стічних вод, що надходитимуть на анаеробне зброджування, а також інтегральних параметрів роботи біогазових станцій. Проведено довготривалі (320 діб) експериментальні дослідження ANAMMOX процесу з метою встановлення можливості впровадження його на міських каналізаційних очисних спорудах для очищення висококонцентрованих амонійних стоків, що утворюються після стадії зневоднення відпрацьованого активного мулу. Наведено аналіз елементного складу відпрацьованого активного мулу, який дозволяє рекомендувати застосування його як добрива для рекультивації порушених земель.

Проведен анализ стабильно высоких концентраций тяжелых металлов в осадках бытовых сточных вод на основании концепции урбанистической экосистемы и предложен механизм возникновения этого явления. Определено содержание тяжелых металлов в твердой фазе аэробно стабилизированных и обезвоженных осадков, проведено их сравнение с кларками элементов в сельскохозяйственных грунтах Украины.

Здійснено хімічний аналіз осадів міських стічних вод та грунтів біля мулових карт правобережних очисних споруд Дніпродзержинська на визначення рівня pH, вологості, вмісту органічних речовин, металів Ba, Be, Cr, Pb, Sn, Ga, Ni, Y, Yb, Zn, Cd, Zr, Co, Ti, Cu, V, Ge, Mo, Li, La, Sr, Mn, Bi, Nb, Ag, Al, Fe та сполук кальцію, магнію, калію, натрію, фосфору та азоту загального та мікробіологічний - із визначенням індексу лактозопозитивних кишкових паличок та загального мікробного числа. Розраховано збитки навколишнього середовища внаслідок забруднення земель, що можуть бути спричиненими за умов контакту осадів міських стічних вод, що зберігаються на мулових картах, із грунтами. Досліджено здатність кукурудзи сорту "Рання золота цукрова", гороху сорту "Альфа", шпинату сорту "Матадор", гірчиці сарептської сорту "Тавричанка" та трав, що природно виростають на забрудненій території, сорбувати метали із забруднених грунтів. Розроблено та економічно обгрунтовано технологічні схеми виготовлення пластикових і бетонних блоків із використанням осадів міських стічних вод і відходів поліетилену.