Утилизация осадков сточных вод и избыточного активного ила часто связана с использованием их в сельском хозяйстве в качестве удобрения, что обусловлено достаточно большим содержанием в них биогенных элементов. Активный ил особенно богат азотом и фосфорным ангидридом. Кроме того, в нем содержатся медь, молибден, цинк. В качестве удобрения можно использовать осадки сточных вод и избыточный активный ил, которые предварительно были подвергнуты обработке, гарантирующей последующую их незагниваемость, а также гибель патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов. На земледельческих полях орошения для утилизации осадков, образующихся в отстойниках, отводится специальный неорошаемый в этот период участок, который засевается многолетними травами.
Запрещается внесение осадков в почву в водоохранных и заповедных зонах, поверхностно в лесах, лесопарках, на сенокосах и пастбищах.
Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений приведены в прил. 12.
Наряду с достоинствами получаемого на основе осадков сточных вод и активного ила удобрения, следует учитывать и возможные отрицательные последствия его применения, связанные с наличием в них вредных для растений веществ, в частности ядов, химикатов, солей тяжелых металлов и т. п. В этих случаях необходимы строгий контроль содержания вредных веществ в готовом продукте и определение годности использования его в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур. Извлечение ионов тяжелых металлов и других вредных примесей из сточных вод гарантирует, например, получение безвредной биомассы избыточного активного ила, которую можно использовать в качестве кормовой добавки или удобрения.
В настоящее время известно достаточно много эффективных и достаточно простых в аппаратурном оформлении способов извлечения этих примесей из сточных вод. В связи с широким использованием осадка сточных вод и избыточного активного ила в качестве удобрения возникает необходимость в исследованиях возможного влияния присутствующих в них токсичных веществ (в частности, тяжелых металлов) на рост и накопление их в растениях и почве. Представляет интерес практика использования осадков сточных вод в ФРГ. По санитарным соображениям в ФРГ допускается использование в качестве удобрения только незагнивающих, стабилизированных осадков сточных вод, термически высушенных, компостированных и пастеризованных. Пастеризация осадков заключается в их нагревании до 65-70 °С в течение 20-30 мин, что приводит к уничтожению в них яиц гельминтов и патогенных микроорганизмов. Более высокий эффект пастеризации достигается при нагревании осадка до 80–90 °С с последующим выдерживанием в течение 5 мин. В случае образования больших объемов осадков сточных вод, содержащих соли тяжелых металлов, из-за чего их нельзя использовать в качестве удобрения, по-видимому, целесообразно использовать другие пути утилизации, например, сжигание осадков. В ФРГ также предложен способ сжигания активного ила с получением заменителей нефти и каменного угля. Подсчитано, что при сжигании 350 тыс. т активного ила можно получить топливо, эквивалентное 700 тыс. баррелей нефти и 175 тыс. т угля (1 баррель – 159 л). Одним из преимуществ этого метода является то, что полученное топливо удобно хранить. В случае сжигания активного ила выделяемая энергия расходуется на производство пара, который немедленно используется, а при переработке ила в метан требуются дополнительные капитальные затраты на его хранение.
Важное значение также имеют методы утилизации активного ила, связанные с использованием его в качестве флокулянта для сгущения суспензий, получения из активного угля адсорбента, в качестве сырья для получения стройматериалов и т. д. Проведенные токсикологические исследования показали возможность переработки сырых осадков и избыточного активного ила в цементном производстве. Ежегодный прирост биомассы активного ила составляет несколько миллионов тонн. В связи с этим возникает необходимость в разработке таких способов утилизации, которые позволяют расширить спектр применения активного ила. Рассмотрим некоторые из них.
Получение активного угля. Высушенный избыточный активный ил подкисляют и смешивают с формальдегидом. Далее проводят карбонизацию (пиролиз) в печах без доступа воздуха при температуре 700-800 °С.
Получение смеси кормовых дрожжей с активным илом. Для повышения качества дрожжей и обогащения их витамином В12 готовят смеси дрожжей с активным илом и получают в соотношении 10:1. Активный ил влажностью 96,5 % из вторичных отстойников направляют в емкость, откуда насосом подают в смеситель, в который поступают и концентрированные дрожжи. Образующуюся смесь сушат.
Получение белка. Для получения белка экстракционным способом сгущенный активный ил обрабатывают соляной кислотой так, чтобы ее концентрация после перемешивания была равна децинормальной. В таких условиях смесь выдерживают 24 ч при периодическом перемешивании. После отделения воды ил обрабатывают раствором NaOH и выдерживают сутки. После этого щелочную жидкую фракцию, отделенную от ила, нагревают до 80-90 °С, а затем охлаждают до 25 °С и осаждают белок, добавляя 10%-ю соляную кислоту до рН=4,6-4,7. Белок высушивают и расфасовывают.
Получение белковой добавки кормов для скота и птицы. Белковая кормовая добавка может быть получена при выращивании микроорганизмов на питательных средах, состоящих из жиросодержащей твердой фазы стоков мясокомбинатов.
Сжигание осадка сточных вод и утилизация полученной золы. Среди основных перспективных направлений утилизации золы определены следующие: получение безобжигового гравия; использование золы в дорожном строительстве; производство ячеистого пенобетона.
