Адаптація світового досвіду утилізації осадів стічних вод до екологічних умов України

Ключові слова: осад стічних вод; утилізація; вторинна сировина; добрива; будівельні матеріали

Анотація

Розглянуто проблеми з утилізації осадів стічних вод. Очищення комунальних стічних вод призводить до накопичення великої кількості осадів, що портебує раціонального та збалансованого підходу до їх утилізації. Осад стічних вод є цінним енергетичним та матеріальним ресурсом, який можна використовувати як вторинну сировину. Найпопулярнішими методами утилізації є: захоронення, спалювання, використання у сільському господарстві як добрив, виробництво будівельних матеріалів. Охарактеризовано нові способи з утилізації осадів стічних вод, які використовують у світі, серед яких: рекультивація земель, кар'єрів та звалищ, виробництво біогазу та теплової енергії, виділення цінних елементів і металів, а також виробництво адсорбентів. Встановлено, що у США та країнах Європейського Союзу основну кількість утворюваних осадів використовують у сільському господарстві як добрива, а в Японії – для виробництва будівельних матеріалів. Розглянуто наявні проблеми, які пов'язані з накопиченням та утилізацією осадів стічних вод в Україні. Більшість осадів, які утворюються на території України, підлягають захороненню. Визначено можливість використання осадів стічних вод у виробництві будівельних матеріалів та виготовленні коагулянтів. Встановлено, що в умовах України найперспективнішим методом утилізації осадів стічних вод є використання їх як добрив у сільському господарстві.

Біографії авторів

О. M. Shkvirko, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

аспірант, кафедра екології та збалансованого природокористування

I. S. Tymchuk, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. с.-г. наук, асистент, кафедра екології та збалансованого природокористування

M. S. Malovanyy, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри екології та збалансованого природокористування

Посилання

Ahmed, H. Kh., Fawy, H. A., & Abdel-Hady, E. S. (2010). Study of sewage sludge use in agriculture and its effect on plant and soil. Agriculture and Biology Journal of North America, 1(5), 1044–1049. https://doi.org/10.5251/abjna.2010.1.5.1044.1049
Arulrajah, A., Disfani, M. M., Suthagaran, V., & Imteaz, M. (2011). Select chemical and engineering properties of wastewater biosolids. Waste management, 31(12), 2522–2526. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2011.07.014
Astrelin, I. M. (2010). The current state of the problem of accumulation and recycling of waste water in Ukraine. (Ser. Khіmіia, khіmіchna tekhnologіia ta ekologіia). Collection of Scientific Papers "Vestnik NTU "KhPI", 10, 35–51. [In Russian].
Chen, H., Yan, S.-H., Ye, Z.-L., Meng, H.-J., & Zhu, Y.-G. (2012). Utilization of urban sewage sludge: Chinese perspectives. Environmental Science and Pollution Research, 19(5), 1454–1463. https://doi.org/10.1007/s11356-012-0706-0
Di Bonito, M. (2008). Sewage sludge in Europe and in the UK: Environmental impact and improved standards for recycling and recovery to land. Environmental Geochemistry, 251–286. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-53159-9.00011-5
Donatello, S., & Cheeseman, C. R. (2013). Recycling and recovery routes for incinerated sewage sludge ash (ISSA): A review. Waste Management, 33(11), 2328–2340. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.05.024
Drozd, G. Ia., & Bizirka, I. I. (2011). Sewage sludge as asphalt modifie. Collection of Scientific Papers DonGTU, 34, 199–205. [In Russian].
Du, H., & Li, F. (2017). Characteristics of dissolved organic matter formed in aerobic and anaerobic digestion of excess activated sludge. Chemosphere, 168, 1022–1031. https://doi.org/10.10165/j.chemosphere.2016.10.108
Dubovyi, V. I., & Tabakaieva, M. H. (2014). Effect of sewage sludge on productivity and quality of wheat. Zbalansovane pryrodokorystuvannia, 3, 127–131. [In Ukrainian].
Feng, L., Luo, J., & Chen, Y. (2015). Dilemma of Sewage Sludge Treatment and Disposal in China. Environmental Science & Technology, 49(8), 4781–4782. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b01455
Fijalkowski, K., Rorat, A., Grobelak, A., & Kacprzak, M. J. (2017). The presence of contaminations in sewage sludge – The current situation. Journal of Environmental Management, 203, 1126–1136. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.05.068
Hamood, A., & Khatib, J. (2016). Sustainability of sewage sludge in construction. Sustainability of Construction Materials, 625–641. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100370-1.00024-x
Hara, K. (2009). Sewage sludge treatment and recycling systems in Japan: Trends challenges and future perspectives. Waste Management.
Horodnii, M. M. (2013). Problems of using sewage sludge for fertilizer production. Visnyk ahrarnoi nauky, 9, 45–50. [In Ukrainian].
Jin, L., Zhang, G., & Tian, H. (2014). Current state of sewage treatment in China. Water Research, 66, 85–98. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.08.014
Kacprzak, M., Neczaj, E., Fijalkowski, K., Grobelak, A., et al. (2017). Sewage sludge disposal strategies for sustainable development. Environmental Research, 156, 36–46. https://doi.org/10.1016/j.envres.2017.03.010
Kaletnik, H. M., & Honcharuk, T. V. (2016). Prospects of sewage sewage water use in Vinnytsia to feed the field crops: domestic and foreign experience. Balanced Natural Resources, 3, 42–47. [In Ukrainian].
Kalogo, Y., & Monteith, H. (2012). Energy and Resource Recovery from Sludge. IWA Publishing. https://doi.org/10.2166/9781780404653
Karunanithi, R., Szogi, A., Bolan, N. S., Naidu, R., Ok, Y. S., Krishnamurthy, S., & Seshadri, B. (2016). Phosphorus Recovery From Wastes#. Environmental Materials and Waste, 687–705. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-803837-6.00027-5
Kelessidis, A., & Stasinakis, A. S. (2012). Comparative study of the methods used for treatment and final disposal of sewage sludge in European countries. Waste Management, 32(6), 1186–1195. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2012.01.012
Kizieiev, M. D., Osadchyi, V. F., & Osadchyi, O. V. (2016). The investment project of reconstruction of sewage treatment plants and construction of biogas station in Lviv. Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic". Series: Management and Entrepreneurship in Ukraine, 844, 103–112. [In Ukrainian].
Matsumiya, Y. (2014). Green Energy Production from Municipal Sewage Sludge in Japan. Japan Sewage Works Association.
Mininni, G., Blanch, AR., Lucena, F. & Berselli, S. (2014). EU policy on sewage sludge utilization and perspectives on new approaches of sludge management. Environmental Science and Pollution Research, 22(10), 7361–7374. https://doi.org/10.1007/s11356-014-3132-0
Pavšič, P., Mladenovič, A., Mauko, A., Kramar, S., et al. (2014). Sewage sludge/biomass ash based products for sustainable construction. Journal of Cleaner Production, 67, 117–124. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.12.034
Paya, J., Monzo, J., Borrachero, M. V., & Soriano, L. (2018). Sewage sludge ash. New trends in Eco-Efficient and Recycled Concrete, 121–152. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102480-5.00005-1
Proekt. (2013). Rekonstruktsiia Bortnytskoi stantsii aeratsii. Kyivvodokanal. Retrieved from: https://www.vodokanal.kiev.ua/rek-bsa/
Proekt. (2017). Proekt vyrobnytstva biohazu. Lvivvodokanal. Retrieved from: http://lvivvodokanal.com.ua/aboutus/environment/ sewagesludge/
Rudnytskyi, Ye. M. (2013). Study the feasibility of using sewage sludge as organic fertilizers in the conditions of Ukraine. Visnyk ChNTUSH, 135, 78–86. [In Ukrainian].
Seiple, T. E., Coleman, A. M., & Skaggs, R. L. (2017). Municipal wastewater sludge as a sustainable bioresource in the United States. Journal of Environmental Management, 197, 673–680. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.04.032
Sorokina, K. B., & Kozlovska, S. B. (2012). Technology of sludge processing and utilization. Kharkiv: KhNAMH, 226 р. [In Ukrainian].
Twardowska, I., Schramm, K.-W., & Berg, K. (2004). Sewage sludge. Waste Management Series, 239–295. https://doi.org/10.1016/s0713-2743(04)80013-8
Tyagi, V. K., & Lo, S.-L. (2013). Sludge: A waste or renewable source for energy and resources recovery? Renewable and Sustainable Energy Reviews, 25, 708–728. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.05.029
Venkatesan, A. K., Done, H. Y., & Halden, R. U. (2014). United States National Sewage Sludge Repository at Arizona State University – a new resource and research tool for environmental scientists, engineers, and epidemiologists. Environmental Science and Pollution Research, 22(3), 1577–1586. https://doi.org/10.1007/s11356-014-2961-1
Werle, S. (2015). Sewage Sludge-To-Energy Management In Eastern Europe: A Polish Perspective. Ecological Chemistry and Engineering S, 22(3), 459–469. https://doi.org/10.1515/eces-2015-0027
Yang, G., Zhang, G., & Wang, H. (2015). Current state of sludge production, management, treatment and disposal in China. Water Research, 78, 60–73. https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.04.002
Zasidko, I. B., Polturenko, M. S., & Mandryk, O. M. (2017). Sewage sludge as a secondary raw material for the production of bricks. (Ser. Tekhnichni nauky). Bulletin of the National University of Water Management and Nature Management. Series: Technical Sciences, 3(79), 104–113. Retrieved from: http://visnyk.nuwm.edu.ua/ index.php/tehn/article/view/262. [In Ukrainian].
Zhen, G., Lu, X., Kato, H., Zhao, Y., & Li, Y.-Y. (2017). Overview of pretreatment strategies for enhancing sewage sludge disintegration and subsequent anaerobic digestion: Current advances, full-scale application and future perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 69, 559–577. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.187
Zhou, K., Barjenbruch, M., Kabbe, C., Inial, G., & Remy, C. (2017). Phosphorus recovery from municipal and fertilizer wastewater: China's potential and perspective. Journal of Environmental Sciences, 52, 151–159. https://doi.org/10.1016/j.jes.2016.04.010
Рetruk, V. H., Vasylkivskyi, I. V., Bezvoziuk, I. I., Petruk, R. V., & Turchyk, P. M. (2013). Environmental technology. Methods of processing sewage sludge. (Part 3). Vinnytsia: VNTU, 324 р. [In Ukrainian].
Опубліковано
2019-03-28
Як цитувати
ShkvirkoО. M., Tymchuk, I. S., & Malovanyy, M. S. (2019). Адаптація світового досвіду утилізації осадів стічних вод до екологічних умов України. Науковий вісник НЛТУ України, 29(2), 82-87. https://doi.org/10.15421/40290216
Розділ
Екологія та довкілля