курсовые,контрольные,дипломы,рефераты
А.И. Фирсов, доцент, к. т. н.
Отечественный и зарубежный опыт использования осадка сооружений биологической очистки сточных вод свидетельствует о перспективности способа его утилизации в качестве удобрения при отсутствии токсичных примесей, в частности, соединений тяжелых металлов. В Германии, например, из 50 млн.т ежегодно образующихся осадков в качестве удобрения используется примерно 30 %, депонируется до 60 % и сжигается не более 10%.[1] В Нидерландах, при ежегодном количестве 5,5 млн.т ила до 70 % используется в качестве удобрения. Определенный опыт такой утилизации имеется в Швейцарии, Индии [2] и других странах. Внесение высушенного осадка апробировано в Ставропольском крае [3]. В качестве оптимальной дозы, например, под ячмень предложено использовать 60 кг на 1 га, что соответствует 3 т на га иловых осадков с влажностью 35 % или 6,5 т на га ила при влажности 80%.
Анализы проб сброженного осадка лесохимических предприятий, выполненные с использованием общепринятых методик агрохимии [4], показали наличие в сухом веществе осадка 18-20% зольных элементов и 80-82% органических веществ. Последние состоят на 40-50% из белка, остальное - представители фенольного ряда, формальдегид, карбоновые кислоты и др. Минеральная часть представлена значительным количеством микроэлементов, необходимых для роста растений, положительно влияющих на урожай сельхозкультур: бор, магний, марганец, фосфор, кобальт, калий, кальций и др. В целом сброженный осадок очистных сооружений ЛХП по имеющейся классификации был отнесен к органоминеральным азотнофосфорным полимикроэлементным удобрениям.
При проведении исследований рассматривалась возможность непосредственного использования сброженного осадка на сельскохозяйственных полях путем внесения его в жидком виде под пахоту и после уборки урожая. При этом выполнялся контроль микрофлоры почвы и определялось влияние осадка на урожайность сельскохозяйственных культур при реализации семилетнего севооборота.
В проведенных исследованиях предусматривалось в модельном эксперименте на светло-серой лесостепной и песчаной почве, характерных для средней полосы России, установить относительную величину воздействия сброженного осадка ЛХП как на численность отдельных групп почвенных микроорганизмов, так и на агрохимические свойства пахотного слоя. При этом определяли воздействие возрастающих доз сброженного осадка на основные группы микроорганизмов, контролировали наличие патогенных клостридий до и после внесения в почву сброженного осадка, изучали влияние его возрастающих доз на концентрации некоторых химических веществ в почве.
Полученные результаты показали, что внесение доз осадка от минимальных 30 т/га до максимально приемлемых 300 т/га по сухому веществу не только не оказывает негативного влияния на жизнедеятельность и развитие микроорганизмов, а наоборот, способствует их росту. Дополнительная масса органических веществ сброженного осадка в почве вызывает в начале эксперимента интенсивное развитие сапрофитной микрофлоры, разрушает углеводороды. Совокупность микроорганизмов, растущих на мясопептонном агаре (МПА), достигает максимального развития на 10 сутки инкубации (рис. 1а).
1 – почва без осадка; 2-5 – соответственно с дозой осадка 30,90,150,300 т/га
Затем, по мере деструкции легко усваиваемой органики, развиваются актиномицеты (рис. 1б) и микроскопические грибы (рис. 2), которые способны разлагать трудноокисляемые продукты. Вся сапрофитная микрофлора достигает максимума развития в интервале 10-50 суток инкубации. При завершении деструкции органических веществ начинается рост хемотрофных микроорганизмов, численность которых возрастает к завершению экспозиции (рис.3).
Рисунок 2
1 – почва без осадка; 2,3,4,5 – с дозой осадка соответственно 30,90,150 и 300 т/га
Рисунок 3
1 – почва без осадка; 2,3,4,5, - с дозой осадка соответственно 30,90,150,300 т/га
На основании полученных данных можно утверждать, что органические вещества сброженного осадка вовлекаются в цепь биохимических превращений за счет активного развития, жизнедеятельности сапрофитных групп микроорганизмов и в результате такого процесса происходит их минерализация.
Химический анализ показал, что за счет внесения сброженного осадка концентрация в почве азота, фосфора, естественно, увеличивается, а по истечении 90 суток инкубации существенно снижается за счет потребления этих веществ почвенными микроорганизмами. В течение модельного эксперимента происходило увеличение концентрации нитратов, интенсивно расходовался, независимо от внесенной дозы, азот с переводом его в более доступные формы для растений. Сброженный осадок не оказывает отрицательного воздействия на деструкцию микроорганизмами азотсодержащих органических соединений почвы и самого осадка, т.е. не является препятствием для накопления в почве подвижных форм азота, потребляемых растениями.
Для характеристики микроценоза посевных площадей, на которые в течение 6 лет вносился сброженный осадок, выполнялся анализ проб почвы, отбиравшихся в весенний, летний и осенний периоды. (табл.1)
Таблица 1
Средние значения численности1) основных групп микроорганизмов в образцах почвы
| Группа микроорга-низмов2) | Доза вносившегося осадка, т/га | ||||
| 0 | 30 | 60 | 90 | 150 | |
| 1 | 80;98;- | 133;105;- | 178;82;- | 118;-;126 | 105;-;108 |
| 2 | 715;630;216 | 325;960;263 | 660;1110;290 | 540;850;260 | 470;1180;266 |
| 3 | 16;8;8 | 4;18;6 | 9;5;7 | 11;5;5 | 11;7;7 |
| 4 | -;-;27·104 | -;-;3,2·105 | -;-;3,5·105 | -;-;3,3·105 | -;-;3,3·105 |
| 5 | 210;235;137 | 160;422;109 | 218;317;117 | 318;288;143 | 195;390;92 |
| 6 | -;-;3,5 | -;-;6,0 | -;-;4,4 | -;-;4,9 | -;-;7,4 |
| 7 | 4;13;- | 21;15;- | 10;16;- | 7;10;- | 7;16;- |
| 8 | 0,6;-;3,3 | 0,5;-;1,3 | 0,6;-;1,9 | 0,9;-;4,0 | 0,7;-;2,9 |
| 9 | 66;-;- | 56;-;- | 105;-;- | 103;-;- | 71;-;- |
1) Количество микробных клеток в 1 г почвы. Приводимые значения умножить на 104, первое – количество весной, второе и третье – в летний и осенний периоды.
2) Микроорганизмы соответственно растущие на МПА, микроскопические грибы, разлагающие фосфорорганические соединения, разлагающие неорганические фосфаты, целлюлозоразлагающие, нитрифакторы первой и второй фазы нитрификации.
Из табл.1 видно, что имеет место увеличение численности микроорганизмов в период созревания урожая. Это, видимо, обусловлено оптимальными условиями жизнедеятельности микроорганизмов в почвенном слое. Именно в летний период наблюдается определенная разность численности микроорганизмов в пробах контрольной и удобренных осадком площадей. Однако строгой закономерности между дозой осадка и количеством микроорганизмов не установлено. Следует полагать, что зависимость численности почвенных микроорганизмов определяется рядом и других факторов: температура, влажность почвы, глубина ее вспашки и др.
Полученные данные в целом позволили заключить об отсутствии отрицательного воздействия многократно внесенных доз осадка на почвенную микрофлору. Наблюдавшиеся в ряде случаев увеличения численности отдельных групп, напротив, свидетельствуют об определенном положительном воздействии осадка.
Анализ многолетних данных свидетельствовал о статистически достоверном увеличении урожая названных выше культур в среднем на 11-15%. Так, например, наибольшая прибавка к урожаю зеленой массы подсолнечника составила 14 % при дозе внесенного осадка 34 т/га, что соответствует двукратной дозе азота, вносимого в виде минерального удобрения (табл.2)
Таблица 2
Количества зеленой массы подсолнечника, полученной на различных площадях
| Дозировка удобрений, кг/га | Полученный урожай, ц/га | Прибавка к контролю | |
| ц/га | % | ||
| Контроль | 560 | - | 100 |
| N100, Р80, К120* | 754 | 194 | 35 |
| Осадок, 17000 | 590 | 30 | 5 |
| Осадок, 17000+Р30+К120 | 612 | 52 | 9 |
| Осадок, 34000 | 623 | 63 | 11 |
| Осадок,34000+К120 | 637 | 77 | 14 |
*) Приводится дозировка азота (N), фосфора (Р) и калия (К).
Исследования биохимического состава растений показали отсутствие негативного влияния сброженного осадка на содержание общего азота, кобальта, молибдена в листьях, стеблях.
После завершения опытно-промышленных исследований разработана технология внесения сброженного осадка в качестве удобрения. Учитывая его небольшой объем, не превышающий на лесохимических предприятиях 20 м3/сут, предусматривается его транспортировать по трубопроводам в накопители, расположенные на ближайших сельхозполях (названные предприятия распологаются, как правило, вблизи агропромышленных объектов). Из них, с помощью широко применяемых в сельском хозяйстве разбрасывателей типа РЖТ-8, осадок дождеванием или напуском распределяется по посевной площади. Причем дождевание, по аналогии с аммиачной водой, можно осуществлять с целью подкормки в период созревания урожая. Дегельминтизация осадка производится за счет воздействия радиационного излучения, потока ускоренных электронов, которая в достаточной мере изучена, имеет применение в сельском хозяйстве. Такой способ обеззараживания в достаточной мере изучен ранее украинскими исследователями [5]. Применение γ – излучения и потока ускоренных электронов, создаваемого кобальтовой установкой типа УКП-25000 и ускорителем трансформаторного типа ЭЛТ-1,5, позволяет производить обеззараживание избыточного активного ила и сырого осадка городских сточных вод г.Киева.
Полученные результаты показали реальную возможность утилизации сброженного осадка сооружений биологической очистки сточных вод лесохимических предприятий в качестве удобрения, что обеспечивает увеличение урожая выращиваемых культур при отсутствии негативного воздействия на агрохимические показатели почвы.
Список литературы
1. Reimann Dieter O. Тенденции в области обработки осадка //Umwelt. – 1990 – 20. №5. – с.214, 217-218, 221.
2. Krause R. Технология утилизации канализационных осадков в сельском хозяйстве //Korrespond. Abwasser. – 1986 – 33. №8. – с.696-672.
3. Симиренко В.И. Асеева Л.И. Влияние илового осадка сточных вод на рост и развитие ячменя //Применение удобрений микроэлементов и регуляторов роста растений в сельском хозяйстве. – Ставрополь. – 1989. – с.31-34.
4. Петербургский А.В. Практикум по агрономической химии. – М.: Колос. – 1968. – 439 с.
5. Ветров В.С., Высоцкая Н.А., Дмитриев А.М., Калинин В.Н., Шевчук Л.Г. Радиационная обработка отходов для сельскохозяйственного использования. – М.: Энергоатомиздат. – 1984. – 152 с.
А.И. Фирсов, доцент, к. т. н. Отечественный и зарубежный опыт использования осадка сооружений биологической очистки сточных вод свидетельствует о перспективности способа его утилизации в качестве удобрения при отсутствии токсичных примесей, в
Copyright (c) 2024 Stud-Baza.ru Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы.