1. ПОГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ Найбільша екологічна проблема країн СНД - забрудненість їх території відходами....
2. КОМЕНТАРІ До НОВАЦІЇ ВИКОРИСТАННЯ ОСВ в дорожньому будівництві
3. ЯК СПРОСТИТИ ОРГАНІЗАЦІЙНІ МОМЕНТИ
4. ВОДОКАНАЛ ЯК ВИРОБНИК І ПОТРЕБИТЕЛЬ ВІДХОДІВ
5. Рекомендоване обладнання
6. Вібросита
7. сушарки
8. Влагомери
9. Виготовлення асфальтобетону з наповнювачем з ОСВ та його укладання
10. Малогабаритний асфальтобетонний завод
11. ВИСНОВКИ

ПОГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ

Найбільша екологічна проблема країн СНД - забрудненість їх території відходами. Особливу занепокоєність викликають відходи, утворені в процесі очищення міських стічних вод, - каналізаційні мули і осади стічних вод (далі - ОСВ).

Основна специфіка таких відходів - їх двухкомпонентность: система складається з органічної та мінеральної складової (80 і 20% відповідно в свіжих відходах і до 20 і 80% у відходах після тривалого зберігання). Наявність в складі відходів важких металів обумовлює їх IV клас небезпеки. Найчастіше такі види відходів складуються під відкритим небом і не підлягають подальшій переробці.

Наприклад, в Україні до теперішнього часу накопичено понад 0,5 млрд т ОСВ, сумарна площа для складування яких становить приблизно 50 км2 на приміських та міських територіях [1].

Відсутність в світовій практиці дієвих способів утилізації даного виду відходів і викликане цим загострення екологічної ситуації (забруднення атмосфери та гідросфери, відторгнення земельних площ під полігони для складування ОСВ) свідчать про актуальність знаходження нових підходів і технологій по залученню ОСВ в господарський оборот.

Відповідно до Директиви Ради 86/278 / ЕЕС від 12.06.1986 «Про захист навколишнього середовища і особливо грунтів при використанні в сільському господарстві осадів стічних вод» в країнах Європейського союзу в 2005 р ОСВ були використані наступним чином: 52% - в сільському господарстві, 38% - спалені, 10% - складовані [2].

Спроба Росії перенести зарубіжний досвід спалювання ОСВ на вітчизняний грунт (будівництво сміттєспалювальних заводів) виявилася неефективною: обсяг твердої фази знизився всього на 20% при одночасному викиді в атмосферне повітря великої кількості газоподібних токсичних речовин і продуктів згоряння. У зв'язку з цим в Росії, як і в усіх інших країнах СНД, основним способом поводження з ОСВ залишається їх складування [1-3].

ПЕРСПЕКТИВНІ РІШЕННЯ

В процесі пошуку альтернативних способів утилізації ОСВ шляхом проведення теоретичних і експериментальних досліджень і дослідно-промислової апробації нами було доведено, що рішення екологічної проблеми - ліквідації накопичених обсягів відходів - можливо шляхом їх активного залучення в господарський оборот в наступних галузях:

• дорожнє будівництво (виробництво органо-мінерального порошку замість мінерального порошку для асфальтобетону);
• будівництво (виробництво утеплювача типу керамзит і керамічного ефективного цегли);
• аграрний сектор (виробництво високогумусних органічного добрива) [2, 4-7].

Експериментальне впровадження результатів робіт було здійснено на ряді підприємств України:

• дорожнє покриття майданчика зберігання важкої техніки МД ПМК-34 (м.Луганськ, 2005), ділянка об'їзної дороги навколо Луганська (на пікетах ПК220-ПК221 + 50, 2009 г.), дорожнє покриття вул. Малютіна в м Антрацит (2011 р);

ДО РЕЧІ

Результати спостережень за станом і якістю дорожнього покриття свідчать про його хороших експлуатаційних характеристиках, що перевищують по ряду показників традиційні аналоги.

• випуск дослідної партії ефективного полегшеної керамічної цегли на Луганському цегельному заводі № 33 (2005 рік);
• виробництво біогумусу на основі ОСВ на очисних спорудах ТОВ «Луганськвода».

КОМЕНТАРІ До НОВАЦІЇ ВИКОРИСТАННЯ ОСВ в дорожньому будівництві

Аналізуючи накопичений нами досвід утилізації ОСВ в сфері дорожнього будівництва, ми можемо виділити наступні позитивні моменти:

• пропонований спосіб утилізації дозволяє залучати великотоннажний відхід в сферу великотоннажного промислового виробництва;
• переклад ОСВ з категорії відходів в категорію сировини обумовлює їх споживчу вартість - відхід набуває певну цінність;
• в екологічному плані відхід IV класу небезпеки розміщується в дорожньому полотні, асфальтобетонне покриття якого відповідає IV класу небезпеки;
• для виробництва 1 м3 асфальтобетонної суміші можна утилізувати до 200 кг сухого ОСВ в якості аналога мінерального порошку з отриманням якісного матеріалу, відповідного нормативним вимогам до асфальтобетону;
• економічний ефект від прийнятого способу утилізації має місце як в сфері дорожнього будівництва (зниження вартості асфальтобетону), так і для підприємств Водоканалу (запобігання платежів за розміщення відходів та ін.);
• в розглянутому способі утилізації ОСВ узгоджуються технічний, екологічний та економічний аспекти.

Проблемні моменти пов'язані з необхідністю:

• кооперації і узгодженості різних відомств;
• широкого обговорення і схвалення фахівцями обраного способу утилізації ОСВ;
• розробки та введення в дію національних стандартів;
• внесення змін до Закону України від 05.03.1998 № 187/98-ВР «Про відходи»;
• розробки технічних умов на продукцію і проведення її сертифікації;
• внесення змін до будівельних норм і правил;
• підготовки звернення до Кабінету Міністрів та Міністерство охорони навколишнього природного середовища з проханням про розробку дієвих механізмів реалізації проектів з утилізації відходів.

І наостанок ще один проблемний момент - поодинці цю проблему не вирішити.

ЯК СПРОСТИТИ ОРГАНІЗАЦІЙНІ МОМЕНТИ

На шляху широкого використання даного методу утилізації ОСВ виникають організаційні труднощі: необхідна кооперація різних відомств з різним баченням своїх виробничих завдань - комунального господарства (в даному випадку Водоканалу - власника відходів) і дорожньо-будівельної організації. При цьому у них неминуче виникає ряд питань, в т.ч. економічних і правових, на кшталт «А чи треба це нам?», «Витратний це механізм або прибутковий?», «Хто повинен нести ризики і відповідальність?»

На жаль, немає єдиного розуміння того, що загальну екологічну проблему - утилізацію ОСВ (по суті відходів суспільства, накопичених комунальними підприємствами) - можна вирішити за допомогою комунальних підприємств дорожньо-будівельної галузі шляхом залучення їх в ремонт і будівництво комунальних доріг. Тобто весь процес можна здійснити в межах одного комунального відомства.

ДО ВІДОМА

У чому бачиться інтерес всіх учасників процесу?
1. Дорожньо-будівельна галузь отримує осад у вигляді аналога мінерального порошку (одного з компонентів асфальтобетону) за ціною значно нижче вартості мінерального порошку і виробляє якісне асфальтобетонне покриття з меншою вартістю.
2. Підприємства по очищенню каналізаційних стоків позбавляються від накопичених відходів.
3. Суспільство отримує якісні і дешевші дорожні покриття з одночасним поліпшенням екологічної ситуації на території його проживання.

З огляду на те, що при утилізації ОСВ вирішується важлива екологічна проблема, що має державне значення, в цьому випадку держава повинна бути зацікавленою учасником. Тому під егідою держави необхідно розробити відповідну нормативно-правову базу, яка відповідала б інтересам усіх учасників процесу. Однак для цього потрібно певний часовий інтервал, який в умовах бюрократичної системи може бути досить тривалим. У той же час, як було сказано вище, проблема накопичення опадів і можливість її рішення мають безпосереднє відношення до комунальної галузі, тому і вирішувати її треба тут же, що різко скоротить час на всі узгодження, а перелік необхідної документації звузить до відомчих норм.

ВОДОКАНАЛ ЯК ВИРОБНИК І ПОТРЕБИТЕЛЬ ВІДХОДІВ

Чи завжди потрібна кооперація підприємств? Розглянемо варіант утилізації накопичених ОСВ безпосередньо підприємствами Водоканалу в своїй виробничій діяльності.

ЗВЕРНІТЬ УВАГУ

Підприємства Водоканалу після проведення ремонтних робіт на трубопровідних мережах зобов'язані відновлювати пошкоджене дорожнє полотно, що виконується далеко не завжди. Так, за результатами проведеної нами приблизною середньорічний оцінки обсягів таких робіт на Луганщині, ці обсяги становлять від 100 до 1000 м2 площі покриттів в залежності від населеного пункту. З огляду на, що в структуру великих підприємств, таких як ТОВ «Луганськвода», входять десятки населених пунктів, площа відновлюваних покриттів може досягати десятків тисяч квадратних метрів, для чого потрібні вже сотні кубічних метрів асфальтобетону.

Необхідність позбавлення від відходу, властивості якого дозволяють отримувати в результаті його утилізації якісний асфальтобетон, і, головне, можливість його застосування при ремонті порушених дорожніх покриттів є головними причинами можливого використання даного методу утилізації ОСВ підприємствами Водоканалу.

Відзначимо, що ОСВ очисних споруд різних населених пунктів аналогічні за своїм позитивного впливу на асфальтобетон, незважаючи на деякі відмінності хімічного складу.

Наприклад, асфальтобетон, модифікований опадами м.Луганська (ТОВ «Луганськвода»), Черкаси (ВО «Азот») і «Київводоканал», відповідає вимогам ДСТУ Б В.2.7-119-2003 «Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний. Технічні умови »(далі - ДСТУ Б В.2.7-119-2003) (табл. 1).

Давайте поміркуємо. 1 м3 асфальтобетону має середню масу 2,2 т. При введенні 6-8% осаду як замінника мінерального порошку в 1 м3 асфальтобетону можна утилізувати 132-176 кг відходу. Приймемо середню величину 150 кг / м3. Так, при товщині шару 3-5 см 1 м3 асфальтобетону дозволяє створити 20-30 м2 дорожнього покриття.

Як відомо, асфальтобетон складається з щебеню, піску, мінерального порошку і бітуму. Водоканали є власниками перших трьох компонентів як штучних техногенних родовищ: щебінь - замінна завантаження біофільтрів; пісок і депонований осад - відходи піскові і мулових майданчиків (рис. 1). Для перетворення цих відходів в асфальтобетон (корисна утилізація) потрібен тільки один додатковий компонент - дорожній бітум, зміст якого становить лише 6-7% від планованого випуску асфальтобетону.

Наявні відходи (сировинні ресурси) і необхідність здійснення ремонтно-відновлювальних робіт з можливістю використання при цьому зазначених відходів є основою для створення в структурі Водоканалу спеціалізованого підприємства або ділянки. Функціями такого підрозділу будуть:

• підготовка компонентів асфальтобетону з наявних відходів (стаціонарна);
• виробництво асфальтобетонної суміші (мобільна);
• укладка суміші в дорожнє полотно та її ущільнення (мобільна).

Суть технології підготовки сировинного компонента асфальтобетону - мінерального (органо-мінерального) порошку на основі ОСВ - відображена на рис. 2.

Як випливає з рис. 2, вихідна сировина (1) - осад з відвалів вологістю до 50% - попередньо проходять крізь сито з розміром осередків 5 мм (2) для видалення стороннього сміття, рослин і розпушування грудок. Просіяну маса просушується (в природних або штучних умовах) (3) до вологості 10-15% і подається на додатковий просівши через сито з осередками 1,25 мм (5). При необхідності може бути виконано додаткове подрібнення грудок маси (4). Отриманий порошкоподібний продукт (мікронаповнювачів - аналог мінерального порошку) упаковується в мішки і складується (6).

Аналогічно проводиться підготовка щебеню і піску (сушка та фракціонування). Переробка може бути здійснена на спеціалізованій дільниці, розташованому на території очисної станції, з використанням підручного або спеціального обладнання.

Рекомендоване обладнання

підготовка сировини

Розглянемо обладнання, яке можна використовувати на етапі підготовки сировини.

Вібросита

Для просіву ОСВ використовуються вібросита різних виробників. Так, вібросита можуть мати наступні характеристики: «Регульована швидкість обертання вібраційного приводу дозволяє змінювати амплітуду і частоту вібрації. Герметичне виконання дозволяє використовувати вибросита без системи аспірації і з використанням інертних середовищ. Система розподілу матеріалу на вході в вибросита дозволяє використовувати 99% поверхні, що просіює. Вібросита обладнані системою розводки розділених класів. Торцева заміна просеивающих поверхонь. Висока надійність, проста настройка і регулювання. Проста та швидка заміна груд. До трьох просеивающих поверхонь » [1] .

Наведемо основні характеристики вібросита ВС-3 [2] (Рис. 3):

• габарити - 1200 × 800 × 985 мм;
• встановлена ​​потужність - 0,5 кВт;
• напруга живлення - 380 В;
• вага - 165 кг;
• продуктивність - до 5 т / год;
• розмір осередків сит - будь-який на замовлення;
• ціна - від 800 дол.

сушарки

Для просушування сипучого матеріалу - грунтово-грунту (осаду) і піску - в прискореному режимі (на відміну від природної сушки) пропонується використовувати барабанні сушарки СБ-0,5 (рис. 4), СБ-1,7 і т.п. Розглянемо принцип дії таких сушарок і їх характеристики (табл. 2) [3] .

Через завантажувальний бункер вологий матеріал подається в барабан і надходить на внутрішню насадку, розташовану по всій довжині барабана. Насадка забезпечує рівномірний розподіл і хороше перемішування матеріалу по перетину барабана, а також його тісний контакт з сушильним агентом при пересипанні. Безперервно перемішуючись, матеріал переміщається до виходу з барабана. Висушений матеріал видаляється через розвантажувальну камеру.

Комплект поставки: сушарка, вентилятор, пульт управління. У сушарках СБ-0,35 і СБ-0,5 електронагрівач вбудований в конструкцію. Термін виготовлення - 1,5-2,5 місяці. Вартість таких сушарок - від 18,5 тис. Дол.

Влагомери

Для здійснення контролю вологості матеріалу можна використовувати вологоміри різних типів, наприклад ВСКМ-12У (рис. 5).

Наведемо технічні характеристики такого вологоміра [4] :

• діапазон вимірювання вологості - від сухого стану до повного вологонасичення (реальні діапазони для конкретних матеріалів вказані в паспорті приладу);
• відносна похибка вимірювання - ± 7% від вимірюваної величини;
• глибина зони контролю з поверхні - до 50 мм;
• градуювальні залежності на всі контрольовані приладом матеріали зберігаються в незалежній пам'яті, розрахованої на 30 матеріалів;
• обраний тип матеріалу і результати вимірювання відображаються на дворядковому дисплеї безпосередньо в одиницях виміру вологості з дискретністю 0,1%;
• тривалість одиничного вимірювання - не більше 2 с;
• тривалість утримання показань - не менше 15 с;
• електроживлення універсальне: автономне від вбудованого акумулятора і від мережі ~ 220 В, 50 Гц через мережевий адаптер (він же - зарядний);
• розміри електронного блоку - 80 × 145 × 35 мм; датчика - Æ100 × 50 мм;
• загальна маса приладу - не більше 500 г;
• повний термін служби - не менше 6 років;
• ціна - від 100 дол.

ДО ВІДОМА

За нашими підрахунками, для організації стаціонарного пункту по підготовці наповнювачів асфальтобетону буде потрібно устаткування на суму 20-25 тис. Дол.

Виготовлення асфальтобетону з наповнювачем з ОСВ та його укладання

Розглянемо обладнання, яке можна використовувати безпосередньо в процесі виготовлення асфальтобетону з наповнювачем з ОСВ та його укладання.

Малогабаритний асфальтобетонний завод

Для виготовлення асфальтобетонних сумішей з виробничих відходів Водоканалу і використання їх в дорожньому покритті пропонується найменший за потужністю з можливих комплексів - мобільний асфальтобетонний завод (міні-АБЗ) (рис. 6). Перевагами такого комплексу є низька ціна, невеликі експлуатаційні та амортизаційні витрати. Малі габарити установки дозволяють забезпечити не тільки її зручне зберігання, але і енергоефективний моментальний запуск і випуск готового асфальтобетону. При цьому виробництво асфальтобетону здійснюється на місці укладання, минаючи стадію транспортування, з використанням суміші високої температури, що забезпечує високу ступінь ущільнення матеріалу і відмінну якість асфальтобетонного покриття.

Вартість міні-АБЗ продуктивністю 3-5 т / год становить 125-500 тис. Дол., А продуктивністю до 10 т / год - до 2 млн дол.

Наведемо основні характеристики міні-АБЗ продуктивністю 3-5 т / год [5] :

• температура на виході - до 160 ° С;
• потужність двигуна - 10 кВт;
• потужність генератора - 15 кВт;
• обсяг бітумної ємності - 700 кг;
• об'єм паливного бака - 50 кг;
• потужність паливного насоса - 0,18 кВт;
• потужність бітумного насоса - 3 кВт;
• потужність витяжного вентилятора - 2,2 кВт;
• потужність двигуна скіпового підйомника - 0,75 кВт;
• габарити - 4000 × 1800 × 2800 мм;
• вага - 3800 кг.

Додатково для здійснення повного циклу робіт по виробництву і укладання асфальтобетону необхідно придбати ємність для транспортування гарячого бітуму і міні-каток для укладання асфальту (рис. 7).

Дорожні котки вібраційні тандемні масою до 3,5 т мають вартість 11-16 тис. Дол.

Таким чином, весь комплекс обладнання, необхідного для підготовки матеріалів, виробництва і укладання асфальтобетону, може коштувати близько 1,5-2,5 млн дол.

ВИСНОВКИ

1. Застосування запропонованої технологічної схеми дозволить вирішити проблему утилізації відходів каналізаційних станцій шляхом їх залучення в господарський оборот на місцевому рівні.

2. Реалізація розглянутого в статті способу утилізації ОСВ дозволить вивести водоканали в розряд маловідходних підприємств.

3. За рахунок використання ОСВ у виробництві асфальтобетону може бути розширено перелік надаваних Водоканалом послуг (можливість ремонту внутрішньоквартальних доріг і проїздів).

література

1. Дрозд Г.Я. Утилізація мінералізованих осадів стічних вод: проблеми та рішення // Довідник еколога. 2014. № 4. С. 84-96.
2. Дрозд Г.Я. Проблеми в сфері поводження з депонованими опадами стічних вод і методи їх вирішення // Водопостачання та водовідведення. 2014. № 2. С. 20-30.
3. Дрозд Г.Я. Нові технології утилізації осадів - шлях до маловідходних каналізаційним очисних споруд // Водоочищення. Водопідготовка. Водопостачання. 2014. № 3. С. 20-29.
4. Дрозд Г.Я., Бреус Р.В., Бізірка І.І. Депоновані опади міських стічних вод. Концепція утилізації // Lambert Academic Publishing. 2013. 153 с.
5. Дрозд Г.Я. Пропозиції по залученню депонованих осадів стічних вод в господарський оборот // Матер. Міжнародного конгресу «ЕТЕВК-2009». Ялта, 2009. C. 230-242.
6. Бреус Р.В., Дрозд Г.Я. Способ утілізації осадів міськіх стічних вод: Патент на корисностей модель № 26095. Україна. МПК СО2F1 / 52, CO2F1 / 56, CO4B 26/26 - № U200612901. Заявл. 06.12.2006. Опубл. 10.09.2007. Бюл. № 14.
7. Бреус Р.В., Дрозд Г.Я., Гусенцова Є.С. Асфальтобетону суміш: Патент на корисностей модель № 17974. Україна. МПК CO4B 26/26 - № U200604831. Заявл. 03.05.2006. Опубл. 16.10.2006. Бюл. № 10.

Г.Я. Дрозд, Луганський інститут житлово-комунального господарства і будівництва Далівського університету, академік Академії будівництва України, д-р техн. наук