DOI 10.35776/VST.2021.07.05
УДК 628.336.7

Маркелов А. Ю., Ширяевский В. Л., Пупырев Е. И., Шеремета И. О., Никитин В. В.

Технология остеклования илового осадка сточных вод в сравнении с другими методами переработки

Аннотация

Специалистами компании ООО «НТЦ «Экопромтех» разработана инновационная технология остеклования илового осадка сточных вод, позволяющая значительно сократить объем отходов и получить на выходе безопасный остеклованный материал для использования в строительстве. Приводится сравнение технологии остеклования с другими способами переработки осадка: депонированием, сбраживанием осадка в метантенках, сушкой, пиролизом, каталитическим и классическим сжиганием. В России более 90% образующихся иловых осадков депонируются. При сохранении этой тенденции неизбежен рост плеча перевозки осадка. Использование необработанного илового осадка в качестве удобрения повышает риск загрязнения почвы. Финансовые модели проектов с внедрением метантенков за счет продажи биогаза или электроэнергии не окупаются. В случае применения метода сушки для получения топлива из осадка расходуется практически столько же тепловой энергии, сколько содержится в конечном продукте. Поэтому себестоимость высушенного илового осадка как топлива не будет меньше стоимости природного газа, а с учетом других операционных затрат, включая доставку до потребителя, превысит стоимость газа в 2–3 раза. Пиролиз с получением ликвидных продуктов находится на стадии разработки, что потребует проведения большого количества исследований. Технология каталитического сжигания осадка без предварительной сушки не решает основные проблемы любого сжигания и приводит к определенным трудностям: риск эмиссии суперэкотоксикантов сохраняется, золу необходимо утилизировать, затруднено поддержание автотермического режима, катализатор изнашивается и требует замены. Технология остеклования имеет ряд преимуществ, готова к масштабированию и промышленному внедрению.

Ключевые слова

сточные воды , метантенки , сжигание , иловый осадок , пиролиз , сушка осадка , иловый кек , остеклование , термические методы , остеклованный материал , нулевое захоронение

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Технологический регламент «Реконструкция БОСК г. Казани. Строительство сооружений термомехани-ческой обработки осадка в закрытых помещениях». https://www.kzn.ru/upload/uf/dd0/1037_TR-03.06.19-sshiv.pdf (дата обращения 30.04.2021).
2. Ширяевский В. Л., Маркелов А. Ю. Обезвреживание осадка сточных вод методом остеклования с предва-рительной сушкой // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2021. № 2. С. 43–47.
3. Территориальная схема обращения с отходами, в том числе с твердыми коммунальными отходами, Мос-ковской области. Приложение к Постановлению Правительства Московской области от 22 декабря 2017 г. № 984/47. Красногорск, 2018.
4. Официальный сайт АО «Мосводоканал». http://www.mosvodokanal.ru/sewerage/newtechnologies/precipitationdisposal.php (дата обращения 30.04.2021).
5. Revealed: salmonella, toxic chemicals and plastic found in sewage spread on farmland, 04.02.2020 Crispin Dowler, Zach Boren: https://unearthed.greenpeace.org/2020/02/04/sewage-sludge-landspreading-environment-agency-report/ (дата обращения 30.04.2021).
6. В Москве подписали концессионное соглашение на строительство двух заводов. ТАСС, 9 апреля 2021 г. https://tass.ru/ekonomika/11104065 (дата обращения 30.04.2021).
7. Определение и предварительная оценка экологичес­ки устойчивых вариантов обращения с осадком сточных вод, потенциально применимых в странах Восточного партнерства. Результат 1. – ВИЕС+, Орга-низация экономического сотрудничества и развития, 2020. 81 с.
8. Mohan D., Pittman Jr. C. U., Philip H. Steele pyrolysis of wood/biomass for bio-oil: A critical review // Energy Fuels. 2006. No. 20. V. 3. P. 848–889.
9. Sipra A. T., Gao N., Sarwa H. Municipal solid waste (MSW) pyrolysis for bio-fuel production: A review of effects of MSW components and catalysts // Fuel Processing Technology. 2018. V. 175. P. 131–147.
10. Kim Y., Parker W. A technical and economic evaluation of the pyrolysis of sewage sludge for the production of bio-oil // Bioresource Technology. 2008. No. 99. P. 1409–1416.
11. TwE 2014. Gasification technologies review – Technology, resources and implementation scenarios. Final revised report. Prepared by talent with energy for the city of Sydney’s Advanced Waste Treatment Master Plan, August 2014.
12. Klinghoffer N., Castaldi M. J. Waste to energy conversion technology: gasification and pyrolisis of municipal solid waste (MSW). Woodhead Publishing Limited, 2013, 31 p. DOI: 10.1533/9780857096364.2.146.
13. U.S. Department of Energy. Office of Energy Efficiency and Renewable Energy. Waste-to-Energy from Municipal Solid Wastes. Report DOE/EE-1796. August 2019. 28 p.
14. Технология каталитического сжигания иловых осадков сточных вод. Официальный сайт Института ката-лиза им. Г. К. Борескова СО РАН. http://www.catalysis.ru/block/index.php?ID=3&SECTION_ID=1948 (дата об-ращения 30.04.2021).
15. Патент RU2536510C2. МПК C02F 11/06, F23C 10/01. Каталитический реактор для переработки осадков сточных вод и способ их переработки (варианты) / Симонов А. Д., Языков Н. А., Пармон В. Н., Дуби-нин Ю. В., Яковлев В. А., Федоров И. А. // Изобретения. Полезные модели. 2014. № 36.
16. Пармон В. Н., Симонов А. Д., Садыков В. А., Тихов С. Ф. Каталитическое сжигание: достижения и проб­лемы // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51. № 25. С. 5–13.
17. Симонов А. Д., Чуб О. В., Языков Н. А. Каталитическое сжигание осадков сточных вод коммунального хозяйства // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. Т. 18. № 6. С. 749–753.
18. Jumoke Oladejo, Kaiqi Shi, Xiang Luo, Gang Yang, Tao Wu. A review of sludge-to-energy recovery methods // Energies. 2019. No. 12. V. 60. DOI:10.3390/en12010060.
19. Vaiano V., Sannino D., Caracciolo D., Naviglio B., Calvanese G., Ciambelli P. Catalytic combustion of tannery sludge in a rotating reactor // Journal of Advanced Chemical Engineering. 2014. V. 4. Is. 1. JACE-13-9630. DOI: 10.4172/2090-4568.1000103.
20. Sannino D., Vaiano V., Ciambelli P., Caracciolo D., Naviglio B., Calvanese G. Enhanced thermal treatment of tannery sewage sludge // Chemical Engineering Transactions. 2010. No. 21. P. 871–876. DOI: 10.3303/CET1021146.
21. Zhiqiang Wang, Chen Hong, Yi Xing, Yifei Li, Lihui Feng, Mengmeng Jia. Combustion behaviors and kinetics of sewage sludge blended with pulverized coal: With and without catalysts // Waste Management. April 2018. V. 74. P. 288–296.
22. Han X., Niu M., Jiang X., Liu J. Combustion characteristics of sewage sludge in a fluidized bed // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2012. No. 51 (32). P. 10565–10570.
23. Presentation of Japanese technology of waste to energy JASE-world Waste to Energy Sub WG Masanori Tsukahara Hitachi Zosen Corporation 2012.11.14.
24. Jun Tsumori, P.E.Jp. Challenges and outlook related to municipal sewage sludge management in Japan. ISO TC275 Sludge / Biosolids Management Workshop September 8, 2014: Burlington, Ontario, Canada.
25. Emerging Technologies for Biosolids Management. EPA 832-R-06-005. September 2006. Produced under U.S. EPA.
26. Федоров Л. А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы. – М.: Наука, 1993. 266 с.
27. ИТС 10-2019. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, го-родских округов. – М., Бюро НДТ, 2019. 446 с.