Шлам

Полутвердая суспензия

Фекальный шлам , собранный из выгребных ям недалеко от Дурбана , Южная Африка, ожидающий дальнейшей обработки путем высушивания

Шлам представляет собой полутвердую суспензию , которая может быть получена в результате ряда промышленных процессов, от очистки воды , очистки сточных вод или локальных систем санитарии . Он может быть получен в виде отстоявшейся суспензии, полученной при обычной очистке питьевой воды , ^[1] как канализационный шлам от процессов очистки сточных вод ^{[2] : 23–25} или как фекальный шлам из выгребных ям и септиков . Термин также иногда используется как общее обозначение твердых веществ, отделенных от суспензии в жидкости; этот вязкий материал обычно содержит значительное количество интерстициальной воды (между твердыми частицами). Шлам может состоять из различных частиц, таких как навоз животных. ^{[3] [ недостаточно конкретен для проверки ]}

Промышленные очистные сооружения сточных вод производят твердые вещества, которые также называются шламом. Они могут быть получены в результате биологических или физико-химических процессов.

В процессе очистки сточных вод с использованием активного ила используются термины «отработанный активный ил» и «возвратный активный ил».

Шлам от пищевой промышленности и производства напитков может иметь высокое содержание белка и других питательных веществ. Таким образом, его можно перерабатывать для полезных целей, например, в качестве корма для животных, а не захоронения .

Типы шлама

Существует несколько типов шлама, которые часто классифицируются по их происхождению или стадиям обработки:

1. Первичный ил: Этот ил образуется в результате первичной очистки сточных вод , где твердые частицы оседают под действием силы тяжести. Первичный ил часто содержит крупные частицы органических веществ и неорганических соединений . ^[2]
2. Вторичный ил: Также известный как биологический ил, этот ил получается в результате вторичных процессов очистки сточных вод, в которых для разложения органических загрязнителей используются биологические агенты . Вторичный ил в основном состоит из микроорганизмов , мертвых клеток и оставшихся органических материалов. ^[2]
3. Третичный или химический шлам : этот шлам, образующийся на некоторых очистных сооружениях в рамках третичного процесса, содержит остаточные химикаты, используемые для удаления фосфора , азота и других загрязняющих веществ. ^[4]

Состав шлама значительно варьируется в зависимости от его источника и используемого процесса обработки. Обычно он включает:

• Органическое вещество: состоит из разложившихся или неразложившихся материалов и служит потенциальным источником энергии.
• Питательные вещества : Азот и фосфор часто присутствуют и в некоторых случаях могут быть полезны, если ил используется в качестве удобрения.
• Тяжелые металлы : ил может содержать токсичные металлы, такие как кадмий, свинец и ртуть, особенно если он образуется из промышленных сточных вод, что создает потенциальные риски при повторном использовании ила. ^[5] (Фитили и Забаниоту, 2008).
• Патогены: Бактерии , вирусы и паразиты часто встречаются в иле, особенно в муниципальном иле, и требуют дезинфекции перед утилизацией или повторным использованием. ^[6]

Методы обработки и утилизации

Правильная обработка и утилизация ила имеют решающее значение для минимизации воздействия на окружающую среду и здоровье населения .

Первичный отстойник для сбора и обработки ила в Праге

Распространенные методы включают в себя:

1. Сгущение и обезвоживание : сгущение и обезвоживание уменьшают объем ила, облегчая его транспортировку и дальнейшую обработку. Методы обезвоживания включают центрифугирование и фильтрацию. ^[7]
2. Анаэробное сбраживание : этот процесс разлагает органические вещества в иле при отсутствии кислорода , производя биогаз , который может быть использован в качестве источника энергии. Анаэробное сбраживание снижает уровень патогенов и стабилизирует ил. ^[8]
3. Компостирование : Компостирование ила с другими органическими материалами может создать продукт для улучшения почвы. Это требует надлежащего управления для контроля патогенов и запахов. ^[6]
4. Сжигание : ил можно сжечь, превратив его в золу и значительно уменьшив объем. Однако этот процесс требует затрат энергии и может привести к выбросам загрязняющих веществ, если не контролировать его должным образом. ^[5]

Повторное использование и экологические проблемы

Некоторые обработанные шламы, известные как биотвердые вещества, могут использоваться в качестве удобрения в сельском хозяйстве из-за содержания в них питательных веществ. Однако наличие загрязняющих веществ, таких как тяжелые металлы и патогены, требует тщательного регулирования и управления. Во многих странах руководящие принципы ограничивают применение биотвердых веществ для защиты здоровья почвы и качества грунтовых вод . ^[9] Также растет беспокойство по поводу « вечных химикатов », таких как ПФАС ( пер- и полифторалкильные вещества ), которые могут накапливаться в шламе и представлять долгосрочные риски для окружающей среды. ^[9]

Нормативные стандарты и управление

Печать Агентства по охране окружающей среды США

Во многих странах созданы нормативные рамки для управления шламом. Например, в Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды (EPA) контролирует безопасную утилизацию и повторное использование шлама с помощью своих правил «Часть 503». Эти правила устанавливают ограничения на патогены, тяжелые металлы и другие загрязняющие вещества, чтобы гарантировать безопасность биологических твердых веществ, используемых в сельском хозяйстве или для внесения в почву. ^[9] Аналогичным образом, в Европейском союзе действуют строгие директивы в отношении шлама, подчеркивающие необходимость устойчивых методов и защиты окружающей среды. ^[10]

Ссылки

1. Эдзвальд, Джеймс К., ред. (2011). Качество и очистка воды (6-е изд.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-163011-5.
2. Бустилло-Лекомпте, Сиро; Мехрвар, Мехраб (2017-05-03), «Сточные воды скотобоен: очистка, управление и восстановление ресурсов», Физико-химическая очистка сточных вод и восстановление ресурсов , InTech, doi : 10.5772/65499, ISBN 978-953-51-3129-8, получено 2024-11-06
3. Байфилд, Майк (7 июля 1997 г.). «Фермеры выстраиваются в очередь за своей порцией пульпы». Alberta Newsprint Co.
4. Vu, Chi Thanh; Wu, Tingting (2020-09-15). «Последний прогресс в адсорбционном удалении пер- и полифторалкильных веществ (PFAS) из воды/сточных вод». Критические обзоры в области экологической науки и технологий . 52 (1): 90–129. doi :10.1080/10643389.2020.1816125. ISSN  1064-3389.
5. Fytili, D.; Zabaniotou, A. (январь 2008 г.). «Утилизация осадка сточных вод в применении старых и новых методов в ЕС — обзор». Renewable and Sustainable Energy Reviews . 12 (1): 116–140. doi :10.1016/j.rser.2006.05.014. ISSN  1364-0321.
6. Gerba, CP; Pepper, IL; Whitehead, LF (2002-11-01). «Оценка риска возникновения патогенов, вызывающих беспокойство при внесении в почву биосолидов». Water Science and Technology . 46 (10): 225–230. doi :10.2166/wst.2002.0338. ISSN  0273-1223. PMID  12479475.
7. Спасите зерно, хранящееся на ферме, от насекомых! : информационный бюллетень /. [Вашингтон, округ Колумбия]: Министерство сельского хозяйства США, Управление по сохранению продовольствия и кормов. 1948. doi :10.5962/bhl.title.100870.
8. Бустилло-Лекомпте, Сиро; Мехрвар, Мехраб (2017-05-03), «Сточные воды скотобоен: очистка, управление и восстановление ресурсов», Физико-химическая очистка сточных вод и восстановление ресурсов , InTech, doi : 10.5772/65499, ISBN 978-953-51-3129-8, получено 2024-11-06
9. "Производство и утилизация осадка сточных вод". Статистика окружающей среды ОЭСР . 2017-11-15. doi :10.1787/0248c00d-en . Получено 2024-11-06 .
10. Фалайи, Табо (февраль 2019 г.). «Щелочное восстановление фосфора из осадка сточных вод и стабилизация остатков осадка сточных вод». Waste Management . 84 : 166–172. doi : 10.1016/j.wasman.2018.11.041. ISSN  0956-053X. PMID  30691889.