Применение осадка сооружений очистки сточных вод в качестве удобрения

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