Актуальность технологии по обезвреживанию и утилизации осадков сточных вод Зеленая е.В., научн. Рук. Щербакова е.В., ст.Н.С., к.Т.Н. (сПбГу, Санкт-Петербург)

На коммунальных очистных сооружениях ГУП «Водоканал» при очистке сточных вод образуется большое количество отходов в виде осадка (кека), золы от его сжигания, песка с песколовок и отбросов с решеток. Эти отходы относятся к IV классу опасности, что обусловливает необходимость использования специально оборудованных мест складирования (полигонов, шламохранилищ и т.д.), организации санитарно-защитных зон, отвод ливневых загрязненных стоков и мониторинга состояния окружающей среды. Указанное создает значительные проблемы как экологического, так и технического характера и требует больших материальных затрат.

В настоящее время ГУП «Водоканалом» принят курс на сжигание осадков сточных вод. Однако, образующаяся при этом зола от сжигания кека, содержащая повышенное количество оксидов тяжелых металлов и других токсичных компонентов, также требует принятия мер по ее безопасному складированию и утилизации. Кроме того, технологические мощности ГУП «Водоканала» не обеспечивают не только полной утилизации образующихся отходов, но и не рассчитаны на переработку огромной массы накопившихся на полигонах отходов. Поэтому представляется актуальным внедрение в производство разработанной на кафедре грунтоведения и инженерной геологии интеграционной минерально-матричной технологии (ИММТ) обезвреживания и литификации различных отходов (твердых, вязко-пластичных и жидких), содержащих экотоксиканты, и производство на их основе различных строительных материалов, в частности, укрепленных техногенных грунтов, гидроизоляционных материалов для устройства шламохранилищ, смесей для рекультивации шламохранилищ и т.д.

ИММТ разработана на основе теории синтеза неорганических вяжущих веществ в дисперсных минеральных средах, благодаря чему оказалось возможным осуществлять физико-химическую переработку осадков сточных вод (кека) в вышеуказанные строительные материалы. При этом обеспечивается возможность утилизации не только кека, но и загрязненного песка из песколовок, золы от сжигания кека и раздробленных крупных отбросов, задерживаемых на решетках очистных сооружений. Важной особенностью ИММТ является то, что в основу стратегии физико-химического преобразования кека было положено следующее: производить утилизацию кека без его предварительной механической и тепловой обработки с целью обезвоживания и обеззараживания, а включать в технологический процесс в том состоянии, в каком он находится в месте его складирования или образования (на очистных сооружениях). Это способствует экономии энергетических затрат и сохранению высокой химической активности коллоидно-дисперсной и золь-гелевой фаз кека для интенсификации последующего процесса литификации формируемой на его основе минеральной смеси. При этом кек используется, как необходимый условно жидкофазный компонент формируемой смеси, в качестве скелетных составляющих которой рекомендуются различные виды твердых отходов (золы от сжигания кека и твердых топлив, шлаки, горелая формовочная земля, загрязненный песок из песколовок и т.д.).

Для получения в смеси необходимого количества минерально-матричного комплекса из гидролизованных алюмосиликатов, а также регулирование влажности взаимодействующей системы, в нее вводят порошковые дисперсные алюмосиликаты (молотая глина, глинистый грунт, нефелиновый шлам и т.д.), необходимое количество которых устанавливается опытным путем (и может составлять 20-30% от веса кека).

В качестве гидролизующих реагентов используются молотая негашеная известь, портландцемент (при производстве строительного материала), расход этих реагентов зависит от вида конечного продукта и требуемого уровня pH смеси (10-12), обеспечивающего стерилизацию материала (уничтожение патогенной микрофлоры).

Кинетика процесса формирования прочностных свойств получаемых материалов с использованием ИММТ на основе осадка сточных вод и сопутствующих им отходов аналогична таковым при укреплении дисперсных грунтов неорганическими вяжущими. Технико-экономическая эффективность рассмотренной технологии обеспечивается преимущественным применением местных материалов и различных твердых отходов и использованием отечественных строительных машин и механизмов.