Экологическая оценка эффективности использования осадка сточных вод в качестве удобрений
бщего азота резко уменьшается по профилю. Реакция почвы пахотного
слоя (рН) меньше 5, а с глубиной несколько возрастает. В пахотном слое
довольно значительна величина гидролитической кислотности и низкая величина
суммы обменных оснований, степень насыщенности почв основаниями возрастает
по профилю. Величина гидролитической кислотности соответствует почвам
средней нуждаемости в известковании. Обеспеченность подвижными формами
фосфора и калия высокая и повышенная, поэтому они не являются лимитирующим
фактором.
2.2.2 Агроклиматические ресурсы и метеоусловия в годы проведения
опытов
Рост и развитие сельскохозяйственных культур в значительной степени
зависит от погодных условий, складывающихся в период вегетации растений.
Климат Курской области умеренно-континентальный. Годовой приход солнечной
радиации равен 89 ккал/см2. По сезонам это тепло распределяется следующим
образом: зима – 7, весна – 29, лето – 40 и осень – 13 ккал/см2.
Годовая сумма осадков составляет 533-640 мм., но их распределение
неравномерно и в отдельные годы наблюдаются засухи и суховеи, которые при
цветении растений оказывают отрицательное влияние. На теплый период с
преобладанием жидких осадков приходится 65%, а на холодный с преобладанием
твердых осадков 35% их годового количества.
Сумма активных температур воздуха (2300-2450(С) достаточна для
выращиваемых сельскохозяйственных культур. По данным метеостанции Курск,
расположенной в 4 км от опытного поля, среднегодовая температура воздуха
составляет 5,4(С с колебаниями от 3,8 до 7,3(С. Самым холодным месяцем
является январь, среднемесячная температура которого –8,6(С, а самым теплым
– июль со среднемесячной температурой 19,3(С. Продолжительность теплого
периода со среднемесячной температурой выше 0(С (с 27 марта по 11 ноября) –
229 дней, вегетационного со среднемесячной температурой выше 5(С (с 13
апреля по 18 октября) – 188 дней, период активной вегетации со
среднесуточной температурой выше 10(С равен 152 дням (с 29 апреля по 27
сентября). Средняя дата последнего весеннего заморозка 27 апреля, а первого
– осеннего 9 октября.
Температура воздуха за время проведения опытов была различна. Так,
например, средняя температура воздуха за 1996 г. ниже на 0,2(С или 4,7%; за
1997 г. выше на 0,1(С или 1,8% и за 1998 г. уже выше на 0,7(С или 12,9% по
сравнению со средней многолетней соответственно.
Осадки по годам проведения опытов распределились неравномерно. В 1996
г. выпало 580 мм осадков, что приблизительно соответствует среднему
многолетнему значению. В 1997 г. осадков выпало 767 мм, что на 30,6%
больше, по сравнению со средним многолетним значением, а в 1998 г. осадков
выпало 681,5 мм, что на 16,1% выше среднего многолетнего значения.
Метеорологические условия в годы проведения исследований представлены
в приложении №1.
2.3 Формула расчета допустимого внесения осадка сточных вод в почву
Принцип расчета основан на том, что после внесения ОСВ суммарное
содержание токсикантов в почве (с учетом рассеивания в пахотном слое) не
должно превышать ПДК:
Ф + Д ( ПДК, где
Ф – фоновое содержание токсиканта в почве, мг/кг;
Д – дополнительное внесение токсиканта в пахотный горизонт с ОСВ,
мг/кг;
ПДК –предельно допустимая концентрация, мг/кг.
В 1982 году и неоднократно позже были опубликованы следующие расчетные
формулы (Л.Л. Гольдфарб и др., 1983; В.А. Касатиков и др., 1984):
Добщ. = (ПДК – Ф)х2600 (кг/га), где
Ф – исходное содержание токсиканта в почве до внесения ОСВ, мг/кг;
2600 – масса пахотного слоя почвы, т/га, в пересчете на сухое
вещество.
Средняя ежегодная доза (Дср.) внесения ОСВ в почву рассчитывали по
формуле:
т/га по сухому веществу
50 – максимальный общий срок в годах внесения ОСВ на один и тот же
участок;
Сос – концентрация определяемого элемента в осадке, мг/кг.
Максимальная разовая доза внесения ОСВ в почву при частоте один раз в
пять лет составляет:
Дмакс. = 5 х Дср., т/га по сухому веществу
Глава 3. Технология переработки промышленных и коммунальных стоков на
очистных сооружениях г. Курска
3.1. Характеристика очистных сооружений г. Курска
Очистные сооружения мощностью 150000 м3 включают сооружения,
обеспечивающие механическую и биологическую очистку. По проекту сточные
воды должны содержать загрязнения в концентрации по биологическому
поглощению кислорода (БПК) – 278 мг/л. Сточная вода отвечает этим
требованиям.
Биологическая очистка включает в себя:
адсорбцию загрязняющего воду вещества на активном компоненте;
минерализацию загрязнений микроорганизмами в аэробных условиях.
Первый процесс длится около 10-15 минут, а второй довольно длительное
время.
При работе аэротенка через него медленно протекают подвергающиеся
аэрации сточные воды, смешанные с активным илом. Подача воздуха
производится воздуходувными машинами через фильтростные пластины. Кислород
воздуха способствует жизнедеятельности микроорганизмов, частично подавляя
развитие патогенных микроорганизмов. Аэрация способствует также большему
контакту активного ила с загрязнениями. Одним из основных условий работы
аэротенков является получение бактериального хлопка активного ила,
способному к быстрому уплотнению, осаждению и отделению от очищаемой
жидкости. Активный ил в аэротенках образуется за счет суспензии сточной
жидкости, адсорбции коллоидов и размножения на этом субстрате
микроорганизмов. Основную часть активного ила составляют бактерии. На 1 г
активного ила приходится 1012 бактерий. Видовой состав бактерий зависит от
характера загрязнений. Кроме бактерий в иле находятся одноклеточные
организмы и более сложные организмы – коловратки, черви. При нормальной
работе аэротенка бактерии и простейшие находятся в равновесии. Нарушение
равновесия – это сигнал предупреждения ухудшения работы аэротенка. Наиболее
благоприятным условием для процесса очистки в аэротенках является
соотношение в поступающей воде: БПК:N:Р = 100:5:1.
Степень очистки зависит от дозы ила – это количество в граммах сухого
вещества на 1 л сточной жидкости. Для очистных сооружений г.Курска данная
доза составляет в регенераторе – 5-8 г/л и аэротенке – 2,5-3,5 г/л.
Качество активного ила характеризуется иловым индексом – это объем ила в
мл, занимаемы во влажном состоянии после 30 минут отстаивания 1 г сухого
вещества. Если иловой индекс больше 100, то ил плохой, осаждаемость его
плохая. Скорость осаждения хлопка активного ила зависит от его плотности.
Мелкие микроорганизмы образуют плотный ил, а длинные нитчатые формы,
разветвленные организмы образуют рыхлый, плохо осаждаемый ил.
Причинами, нарушающими работу аэротенка являются:
перегрузка сооружения органическими веществами;
образование анаэробных зон;
недостаток биогенных элементов (С, N, Р);
резкое изменение рН среды и температуры;
присутствие в сточной воде токсичных веществ.
Биохимическая очистка полная, если биохимические процессы в сооружении
доходят до начала реакции нитрификации. Условно степень очистки определяют
также по остаточному БПК очищенной сточной воды. При полной очистке БПК (
20 мг/л.
Схема работы аэротенка.
Сточная жидкость смешивается с активным илом. Эта смесь аэрируется
воздухом на всем протяжении аэротенка. Это необходимо не только для
жизнедеятельности микроорганизмов, но и для поддержания во звенном
состоянии ила. Во втором отстойнике происходит отделение ила от сточной
воды. Ил снова поступает в аэротенк, первая секция которого является
регенератором, т.е. сточная вода не подается. Активный ил обладает огромной
адсорбционной способностью. Но эта способность со временем уменьшается.
Процесс восстановления ее происходит за счет жизнедеятельности
микроорганизмов. Этот процесс называется регенерацией. Однако, в процессе
окисления загрязнений происходит увеличение биомассы, поэтому избыточную
часть ила удаляют из вторичного отстойника путем откачивания.
В жидкости, очищаемой в аэротенках, происходят следующие изменения:
- снижение концентраций загрязнений вследствие разбавления жидкостью,
транспортирующий активный ил;
- адсорбция загрязнений на активном иле, протекающая первые 15-30
минут;
- постепенное уменьшение органических веществ, растворенных в воде
надсорбированных на активном иле;
- постепенное уменьшение азота аммонийных солей и нитратов.
При нарушении технологического режима происходит миграция ила из толщи
жидкости в ее поверхностные слои. Иловая жидкость становится мутной.
Основными минерализаторами органических веществ являются бактерии, которые,
питаясь иловыми частицами переводят ряд сложных веществ в более простые.
Инфузории и другие простейшие выполняют роль регуляторов развития бактерий,
тем самым создают благоприятные условия для процесса минерализации, а также
способствуют флокуляции мелкодисперсной взвеси за счет выделения в среду
слизи. Простейшие благоприятствуют накоплению в среде азота, повышая ценные
качества активного ила как удобрения. Кроме того, простейшие выполняют роль
индикаторов, характеризующих работу очистных сооружений. Так при сильном
загрязнении воды органическими примесями в иле развиваются мелкие амебы.
Инфузории при неблагоприятн
| |  скачать работу |
Экологическая оценка эффективности использования осадка сточных вод в качестве удобрений |
