ЭМ-технология для очистки городских сточных вод

Купить ЭМ-препараты в каталоге АРГО >>

Осадки городских очистных сооружений: проблема утилизации и путь ее решения на примере г. Серпухова. Хакимов Ф.И., д.б.н., Севостьянов С.М., к.б.н., Институт фундаментальных проблем биологии РАН, г. Пущино, Московская обл.

Проблема безопасной утилизации осадков сточных вод (ОСВ) возникла с образованием крупных городов и связана с их большими объемами, необходимостью длительной сушки (исходно влаги 98% от всей массы), наличием патогенной микрофлоры, загрязнением тяжелыми металлами (ТМ), хлорорганическими соединениями, нефтепродуктами. Исходно ОСВ могут содержать до 75% органического вещества, поэтому наиболее перспективное направление утилизации ОСВ - получение на их основе органических удобрений.

В мировой практике применяют захоронение и сжигание загрязненных ОСВ. В России ОСВ практически полностью хранятся на территориях очистных сооружений, что превращает эти территории в очаг бактериологической и токсикологической опасности.

Безопасная утилизация осадков может быть осуществлена при решении этой проблемы на основе комплексного подхода с учетом конкретных условий и с применением новых идей и технологий.

Наши работы проводились на городских очистных сооружениях г.Серпухов. Администрации г.Серпухова обеспечила всемерную поддержку проводимых работ и частичное их финансирование. Контроль за ходом работ осуществлял комитет по охране окружающей среды Администрации. Руководство очистных сооружений (МУП «СерГОС») обеспечило проведение опытных и опытно-производственных работ собственными средствами (механизация и др.). Участие в разработке технологии обеззараживания и обезвреживания осадков и их дальнейшей переработки в ценное органическое удобрение – компост принимали сотрудники Института фундаментальных проблем биологии РАН, Научно–координационного центра «Инженерная химия и технология экологически безопасных материалов и процессов» (НКЦ ИХТЭМП, г. Москва), Окского экологического фонда и других научных учреждений. Серпухов – типичный промышленный город, где более 50 промышленных, строительных и транспортных предприятий; население около 140 тыс. человек. Поскольку в городские очистные сооружения, наряду с бытовыми канализационными стоками, раньше поступали промышленные и ливневые стоки, то осадки сточных вод загрязнены различными вредными веществами.

Осадки содержат 55–60% минеральных веществ и 40-45% органических; общая микробная обсемененность - 107–109. Жизнеспособные яйца гельминтов – 40-50 шт./кг. (Фридман и др., 2000).

Содержание ТМ в ОСВ определялось при закладке опытов (1999-2004 гг.) и составляло (мг/кг сух. веса): Zn – 917-1080; Cu – 264-310; Cr – 1930-2843; Pb - 54,2-60; Ni - 52,3-57,3; Cd - 3,2-3,5. По ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 «Охрана природы. Требования к свойствам …» (2001), эти ОСВ по содержанию хрома не могут использоваться в качестве удобрения без предварительной переработки.

В Серпухове на очистных сооружениях в среднем за сутки накапливается по сухому веществу 6,04 т осадков. За 30 лет поступило около 840 тыс. т (при влажности 87-90%), что создало чрезвычайно острую ситуацию.

Успешное решение проблемы переработки ОСВ и их утилизации возможно на основе современных технологий и при сочетании химических, физических и биологических методов.

Сотрудниками Научно-исследовательского института органической химии и технологии (НИИОХТ, г. Москва), созданы реагенты на аминокислотной основе с бактерицидным и детоксицирующим действием. Их получают по отечественной технологии из токсичных биологически опасных отходов кожевенного, мехового, мясо- и птицеперерабатывающих производств и медьсодержащих отходов гальванических производств [1].

Реагент-бактерицид вызывает гибель яиц гельминтов, деструкцию вирусов, останавливает гниение. Продукты взаимодействия - соединения аминокислотных комплексов с группировками белков, нетоксичны и химически стабильны [1].

Реагент-детоксикант связывает тяжелые металлы в устойчивые нетоксичные комплексы.

Создан также комплексный бактерицидно-детоксицирующий реагент , способный одновременно уничтожать патогенную микрофлору и обезвреживать ТМ в ОСВ.

Оптимальные дозы следует подбирать методом рН-метрического титрования реагентом до рН 8-8,5. При достижении данных значений рН происходит 100% связывание доступных ТМ в комплексы.

Реагентная обработка осадков в илоуплотнителях может осуществляться в течение всего года. Обработка осадков, депонированных на иловых картах, возможна при положительных температурах, на не замерзших иловых картах. Реагенты заливаются по площадке с осадками вручную или из брандспойта.

Полученный в результате обработки реагентами субстрат (органоминеральная композиция) нетоксичен, не содержит патогенной микрофлоры, богат микроэлементами, содержит азот и фосфор, что делает его привлекательным для использования в качестве удобрения. Определено, что применение органоминеральной композиции в качестве удобрения положительно влияет на рост и развитие растений, эффект равный, либо выше, чем у необработанных ОСВ, уменьшается поглощение ТМ. Проявлений токсического воздействия на растения, гидробионтов (дафний) и почвенных беспозвоночных (червей) нет. Однако получаемая органоминеральная композиция сильно обеднена микрофлорой и поэтому при высыхании может образовать твердые монолитные глыбы. Для получения полноценного удобрения субстрат целесообразно компостировать.

Компостирование осадков осуществляли в смеси с наполнителем - щепой и опилками (могут быть использованы солома, торф, листва и др.). В смесь добавляли микробиологический препарат «Байкал-ЭМ-1», а аэрацию субстрата осуществляли перемешиванием, что способствовало активному биотермическому процессу с повышением температуры более +50оС. Использование наполнителей позволяет корректировать состав компоста, в первую очередь по ТМ.

Опытные работы показали, что компост созревает за 2-3 месяца, и представляет собой рассыпчатый материал с запахом земли.

Проведенные ЦГСЭН анализы показали отсутствие патогенной микрофлоры, жизнеспособных гельминтов и их яиц. Биотестами на дафниях и в опытах с проращиванием семян установлено отсутствие у компоста токсичности.

Показатели важнейших свойств компоста: влажность – около 50%, рН вод – 6,80 - 7,35; общего С – 12,2 - 20,54%, общего N – 1,05%, валового Р2О5 - 1,37 – 2,6 %, валового К2О – 0,83%, подвижного Р2О5 - 35,0 - 56,0 мг/100 г, подвижного К2О – 30,5 мг/100 г.

В целом, по своим физико-химическим и агрохимическим свойствам компост отвечает требованиям, предъявляемым к органическим удобрениям.

Таблица 1 - Содержание тяжелых металлов в компостах 2002 и 2004 г.г.

* в соответствии с ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. «Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений».

Компост может быть использован для рекультивации нарушенных земель в лесохозяйственных и рекреационных целях, при озеленении, в питомниках лесного и городского хозяйства при выращивании рассады, цветов, а также под зерновые и технические культуры [2]. С учетом длительного научного и производственного опыта, требований СанПиН 2.1.7.573-96 и ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 к использованию ОСВ, периодичность и нормы внесения органоминеральной композиции устанавливаются дифференцированно для различных условий и направлений использования.

Компостирование обеззараженных осадков городских очистных сооружений с использованием ЭМ-препарата способствовало их биоремедиации, переходу из стерильного и неживого субстрата в ценную обогащенную полезной микрофлорой продукцию – компост.

На основе проведенных исследований предложена общая схема технологии компостирования осадков сточных вод городских очистных сооружений, обеззараженных и обезвреженных реагентами на аминокислотной основе. Она позволяет экологически безопасно и экономически эффективно решить проблему утилизации осадков очистных сооружений г.Серпухова и других городов, вернув их в биогеохимический круговорот.

Принципиальная схема технологии «Переработка токсичных осадков городских очистных сооружений в экологически безопасный компост»

Технология включает в себя несколько взаимосвязанных звеньев: производство реагентов → обеззараживание и обезвреживание осадков реагентами и получение органоминеральной композиции → приготовление компоста на основе органоминеральной композиции → исследование токсикологических и агрохимических свойств компоста.

Таким образом, тесное сотрудничество сторон, заинтересованных в решении проблемы накопленных осадков, позволило найти оптимальный путь ее решения, позволяющий безопасно утилизировать осадки для благоустройства города.

1. Поляков В.С., Фридман А.Я., Шемякина Е.В., Курочкин В.К. Новые реагенты для детоксикации и дезинфекции сточных вод // Матер. XVI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. М., 1998. С. 125-131.

2. Типовой технологический регламент использования осадков сточных вод в качестве удобрения. - М.: Минсельхоз РФ, ГУП НИИССВ «Прогресс». 2000. 20 с.

Очистка с помощью микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» промышленных и бытовых стоков от нефтезагрязнений на очистных сооружениях п. Мысы Пермской области Волкова О.В., инженер-биолог очистных сооружений п. Мысы, Пермская области

Очень важным при очистке промышленных и бытовых стоков перед сбросом их в водоем является их очистка от нефтепродуктов. С целью улучшения процесса очистки стоков был проведен опыт по разложению нефтепродуктов с помощью микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1».

В бочке объемом 200 л были созданы условия, соответствующие очистке стоков в аэротенке: бочка была заполнена бытовыми стоками и активным илом в необходимых пропорциях, была обеспечена аэрация, введены нефтепродукты в количестве 3,8 мг/л и препарат «Байкал ЭМ-1».

Через 3 суток провели анализ на содержание в жидкости нефтепродуктов. Загрязнения нефтепродуктами не наблюдалось.

Таким образом, микроорганизмы препарата «Байкал ЭМ-1» за 3 суток полностью разложили нефтепродукты, введенные в стоки.

Промышленные и бытовые стоки обязательно подвергаются биохимической очистке. Одним из компонентов, производящих биохимическую очистку сточной воды, является активный ил. Степень очистки зависит от концентрации ила и устойчивости его биоценоза к поступающим стокам. В весеннее – летний период увеличивается объем поступающей сточной воды и возрастают нагрузки на активный ил, что нарушает технологию очистки.

С целью стабилизации процесса очистки стоков в весеннее – летний период и наращивания массы ила был применен микробиологический препарат «Байкал ЭМ-1».

Без применения препарата «Байкал ЭМ1» объемное содержание ила в апреле снизилось с 15 – 16% до 9 – 10%. Препарат был введен в аэробный минерализатор 6 мая 2004 г. Вывод массы на площадку был произведен 11 мая 2004 г. Отмечен рост ила по объему в блоках аэротенка с 9 – 10% до 21 – 25% и увеличение возврата с 9 – 20% до 15 – 53%.

Увеличилась прозрачность воды с 21 см до 31 см. Очищенная вода впервые за много лет приобрела голубоватый оттенок.

Микробиологический препарат «Тамир» был применен для обработки и компостирования сырого осадка на площадках компостирования. При этом было отмечено ускорение процесса сбраживания.

Ранее отмечались нарушения в очистке воды по азотной группе и фосфатам. С применением микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» эти показатели были в норме. Отмечено также снижение содержания взвешенных частиц.

Опыт применения препарата «Байкал ЭМ-1» на станции аэрации г. Астаны Республики Казахстан Сильченко Татьяна, директор ООО «Агро ЭМ-1», г. Астана, Республика Казахстан

Очистные сооружения города Астаны были построены в начале 60-х годов на левом берегу реки Ишим на экологически безопасном расстоянии от города с учётом розы ветров. В 1997 году было принято решение о переносе столицы Казахстана в г. Астану. Город стал развиваться стремительными темпами, население превысило полмиллиона человек. Соответственно увеличилось водопотребление и водоотведение города. Новый город стал строиться именно на левобережье и стремительно приближается к очистным сооружениям. Запах иловых площадок стал представлять проблему для нового города.

Государственному коммунальному предприятию «Астана су арнасы» и его подразделению – станции аэрации было предложено провести эксперимент с препаратом «Байкал ЭМ-1». Эксперимент проходил в двух направлениях.

1. Проверялась возможность удаления запаха ила на иловых площадках.

2. Проверялась возможность осветления воды в стоячих водоёмах, подверженных цветению.

На начальном этапе опыты проводились в лабораторных условиях. Были взяты несколько проб ила с иловой площадки №5. Одна проба была оставлена в качестве контроля, а остальные обрабатывались рабочими растворами препарата «Байкал ЭМ-1» различной концентрации: 1:50; 1:75; 1:100. Результаты обработки ила минимальной концентрацией препарата «Байкал ЭМ-1» приведены в табл.1.

Таблица 1 - Результаты органолептических исследований проб ила с иловых площадок

Данные результаты позволили провести эксперимент в полевых условиях. Было приготовлено 120 литров препарата «Байкал ЭМ-» и 14 июля 2005 года иловая площадка №5 размером 27х100 м2 была обработана рабочим раствором в концентрации 1: 50. Через неделю запах исчез. Визуально эта площадка отличается от соседних по цвету ила. Наблюдения за этой площадкой будут продолжены летом следующего года.

Необходимость проведения второго эксперимента была продиктована тем, что этим летом на станции аэрации велась реконструкция аэротенков. Они были выведены из технологического процесса, вместе с ними пришлось отключить и вторичные отстойники. Но в конструкцию вторичных отстойников входят деревянные подшипники, без воды они рассохнутся. Пришлось заполнить отстойники чистой водопроводной водой в количестве 25-30 кубометров. Из-за присутствия на дне остатков ила, вода в резервуарах начала цвести. Через неделю на поверхности всех отстойников появились зелёная плёнка тины различной плотности и специфический запах.

В начале июня в отстойники был вылит препарат «Байкал ЭМ-1» в следующих количествах:

Отстойник №1-1,5 литра

Отстойник №2-1,0 литр

Отстойник №3-0,5 литра

Отстойники №4 и №5 были оставлены в качестве контрольных.

Через неделю можно было наблюдать следующие результаты: в контрольных отстойниках плёнка тины была плотная ярко зелёного цвета, присутствовал стойкий запах протухшей воды. В отстойнике №3 плёнка была разрежённой, менее плотной, запах был слабый. В отстойнике №2 зелёная плёнка и запах отсутствовали, вода была мутной, на поверхности плавали отдельные хлопья. В отстойнике №1 вода была более прозрачная, чем во втором, запах так же отсутствовал. В августе после сильной жары в некоторых отстойниках плёнка начала появляться снова.

Выводы: препарат «Байкал ЭМ-1» хорошо справляется с запахами. Требуются дополнительные опыты для определения более экономичной дозы препарата «Байкал ЭМ-1» при обработке иловых площадок. В случае с небольшими водоёмами для борьбы с цветением воды в них требуется индивидуальный подбор дозы препарата «Байкал ЭМ-1» и неоднократное его добавление, особенно в сильную жару.

Исследования возможностей использования эффективных микроорганизмов для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. В. А. Блинов, д.м.н., профессор, зав. кафедрой биотехнологии, органической и биологической химии, А. Б. Иванов, ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».

Проблема очистки сточных вод промышленных и сельскохозяйственных предприятий носит многоплановый характер. Это, в первую очередь, комплекс мер, направленных на очистку воды до состояния, в котором она может быть направлена в замкнутый цикл данного предприятия. Во – вторых, снижение концентрации вредных примесей до норм, предусмотренных ПДК для сброса сточных вод в хозяйственные водоемы. И, наконец, концентрирование и извлечение из воды определенных компонентов, в частности, тяжелых и редкоземельных металлов, с последующей их регенерацией.

Помимо классических стандартных методов очистки сточных вод, в настоящее время во всем мире проводятся работы по применению различных микроорганизмов, микробной биомассы, активного ила очистных сооружений и других биосорбентов, однако они не находят широкого применения, так как не решены сопутствующие проблемы, связанные с их промышленным получением.

В связи с этим, представляло интерес изучение возможности использования эффективных микроорганизмов класса «Байкал ЭМ1» для извлечения ионов отдельных металлов, в частности, Fe 3+ и Cu 2+, из промышленных сточных вод.

Исходя из поставленной цели, были выдвинуты следующие задачи:

1. Испытание влияния эффективных микроорганизмов на содержание ионов меди в модельных водных системах.

2. Испытание влияния ЭМ – препарата на содержание ионов железа в модельных водных системах.

3. Испытание влияния ЭМ – препарата на содержание ионов железа в сточных системах.

4. Исследование сорбционной способности опоки, насыщенной ЭМ – препаратом, на реальных сточных водах.

Характеристика сточной воды.

В анализе использовалась сточная вода промышленных предприятий, взятая из общего стока Сторожевского очистного сооружения Саратовской области.

Таблица 1 - Общая характеристика сточной воды.

Схема исследований

Так как биохимические процессы протекают, как правило, во времени, представляло интерес изучить как минимальное концентрационное действие ЭМ – препарата, так и динамику протекания реакции.

При анализе реальных сточных вод используются стандартные методики определения содержания ионов металлов в соответствии с ГОСТ. Поэтому нами были выбраны фотометрические методы определения ионов Fe ²⁺ и Cu ²⁺ через окрашенные роданидные и аммиачные комплексные соединения.

Исходные концентрации ионов железа (lll) составляет 0,40; 1,00; 2,00; 3,00; 4,00мг/л; ионов меди (ll) - 0,06; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40; 0,50 мг/л.

Предварительными опытами установлено, что оптимально действующей концентрацией ЭМ– препарата в диапазоне заданных концентраций ионов металлов является 0,65 мл/л стандартного раствора. Добавление большего объема ЭМ – препарата уже не оказывало влияния на концентрацию металлов и могло привести к разбавлению раствора, что сказывалось бы на оптической плотности. Во время всего эксперимента контролировалась рН растворов, колеблющаяся около 5.

Максимум уменьшения концентрации ионов железа и меди достигается на 3-4 час экспозиции и составляет для обоих металлов в среднем 55% .

Более длительная инкубация ЭМ (до 24 часов) не изменяла концентраций металлов.

Следующим этапом работы являлось испытание сорбционной способности опоки, насыщенной ЭМ– препаратом. Предварительные опыты с модельными растворами ионов железа и меди на чистой опоке показали, что опока способна поглотить до 80 % ионов железа и меди. В опытах на опоке, иммобилизированной ЭМ - препаратом (Физическая иммобилизация микроорганизмов составила 80%), удалось д o биться практически полной очистки сточных вод от ионов Fe ³⁺ .Ионов меди в исследуемой воде не было.

Результаты опытов представлены в таблице

ЭМ для очистки сточных вод пищевых предприятий

Опыт очистки сточных вод мясокомбинатов от жира с помощью «Байкал ЭМ-1» Хлыбова Н.М., председатель правления ПО «ЭМ-Кооперация Нижегородской области»

Одной из проблем очистки сточных вод мясокомбинатов является очистка их от жира.

На одном из мясокомбинатов Нижегородской области попробовали решить эту проблему с помощью микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1».

Сточные воды предприятия проходят через отстойники очистных сооружений и флотаторы, оснащенные системой воздухоснабжения. В отстойниках стоки находятся 8 часов. На выходе из очистных сооружений содержание жира в сточных водах не должно превышать 50 мг/л.

В препарат «Байкал ЭМ-1» добавляли питательную среду в виде 50 –процентного раствора сахара в количестве, равном количеству применяемого «Байкал ЭМ-1». Кроме «Байкал ЭМ1», применяли также ЭМ-ферментированный экстракт из растительных остатков. Всего было проведено 528 опытов. Результаты лабораторных опытов представлены в таблице.

Влияние «Байкал ЭМ-1» на содержание жира в сточных водах мясокомбината

После очистки препаратом «Байкал ЭМ-1» в исследуемых пробах исчез неприятный запах, жир в виде пленки не собирался и вода стала прозрачной.

Попробовали повторно использовать для очистки сточных вод от жира, используя воды, обработанные препаратом «Байкал ЭМ-1». В 5 л новой порции сточных вод добавили 1 л от пробы, обработанной «Байкал ЭМ-1» после 8 часов выдержки в разбавлении 1/1000. Сточная вода очистилась от жира только на 50%.

Отмечено увеличение показателя химическое потребление кислорода. При норме 1000 мг/л он с применением «Байкал ЭМ-1» был равен 37 266 мг/л.

Таким образом, микробиологический препарат «Байкал ЭМ-1» может применяться для очистки сточных вод мясокомбинатов от жира.