Використання осадів стічних вод як органічного добрива для полів

Осади стічних вод (ОСВ) — це цінне та поновлюване джерело органічної речовини для полів. Обсяги цієї сировини зростають щороку: у розвинених країнах на одного жителя припадає 19–25 кг сухого осаду на рік (близько 52 г на добу). У Росії з населенням 141 млн осіб (із них 101 млн — міське) щороку утворюється близько 2,5 млн тонн сухого осаду. Однак як добриво у нас використовується лише 5–7% цього обсягу, тоді як за кордоном цей показник сягає в середньому 32,4%.

Як готують та знезаражують осади для полів

Свіжий осад після первинних відстійників становить 0,5–1,0% від обсягу стічних вод, що очищуються. Така сировина має вологість 92–95% і високу бактеріальну забрудненість. Використовувати її без попередньої підготовки не можна: спочатку масу знезаражують та зневоднюють.

На очисних спорудах застосовують кілька методів механічного зневоднення:

• природне сушіння на мулових майданчиках;
• реагентне та безреагентне центрифугування;
• реагентна вакуум-фільтрація;
• фільтр-пресування.

Щоб прискорити процес, застосовують термічне або хімічне знезараження. Термічну обробку проводять шляхом зброджування суміші первинного осаду та надлишкового активного мулу (у співвідношенні 1:1) у метантенках при температурі 56–58 °С. На невеликих очисних станціях продуктивністю до 30 тис. м³/добу використовують камери дегельмінтизації, де механічно зневоднений осад прогрівають газовими інфрачервоними пальниками до 60 °С.

Залежно від прийнятої на очисній станції технології, агрономи можуть придбати добриво у трьох формах:

• рідкі осади (вологість 92–97%);
• підсушені або зневоднені (вологість 60–80%);
• термічно висушені осади (ТВО) (вологість 10–40%).

Термічно висушені осади (ТВО) найбільш зручні для роботи. Після метанового зброджування або сушіння вони повністю очищені від личинок та яєць мух, гельмінтів і неспорових мікроорганізмів. Це сухий сипкий продукт, який не злежується при зберіганні та легко вноситься у ґрунт.

Поживна цінність та хімічний склад ОСВ

Хімічний склад добрива нестабільний і залежить від складу стічних вод та технології їх очищення. Вміст органічної речовини у сирому осаді сягає 75% у розрахунку на суху речовину. Вона складається переважно з білків, вуглеводів, жирів та лігніну.

• Використання ОСВ у РФ — 5–7%
• Використання ОСВ у розвинених країнах — 32,4%
• Органічна речовина у сухому залишку — до 75%
• Температура обробки в метантенках — 56–58 °С

Осади стічних вод багаті на азот, фосфор та кальцій, але бідні на калій. Цю особливість необхідно враховувати при розрахунку системи живлення: при використанні ОСВ дефіцит калію на полях доведеться компенсувати мінеральними добривами.

Нижче наведено статистику виробництва та утилізації осадів стічних вод у різних країнах:

Вміст елементів живлення в осадах суттєво змінюється залежно від методу їх обробки на очисних спорудах:

За вмістом важких металів значна частина осадів стічних вод (ОСВ) повністю задовольняє міжнародні агроекологічні вимоги. При цьому хімічний та зольний склад осадів завжди специфічний, оскільки напряму залежить від складу промислових стоків, що надходять на очищення.

Перш ніж використовувати сирий осад як добриво, необхідно перевірити його на відповідність базовим нормативам якості. Партія сировини допускається до застосування при таких показниках:

• Органічна речовина — не менше 40 %
• Вологість — не більше 82 %
• Азот (N) — 1,6 %
• Фосфор (P2O5) — 0,6 %
• Калій (K2O) — 0,2 %

Технологія компостування ОСВ та правила внесення на полях

Для прискорення процесу дегельмінтизації осадів на їх основі готують компости. Як наповнювачі використовують тверді побутові відходи, тирсу або торф. При змішуванні з тирсою або побутовими відходами пропорції залежать від сезону:

• у літній час співвідношення наповнювача до осаду становить від 0,5:1 до 1–1,5:1;
• у зимовий період частку наповнювача збільшують — від 1:1 до 2–3:1.

Змішувати осад із торфом можна в будь-яку пору року, для цього підходять усі його види. Пропорції залежать від якості торфу та сезону закладання. У зимовий період для кращого саморозігріву суміші частку торфу збільшують, витримуючи співвідношення 2–1,5:1. При весняно-літньому закладанні це співвідношення становить 1,5–1:1. Щоб підвищити якість торфовмісного компосту, до суміші додають вапно з розрахунку 15–20 кг на тонну готової маси.

Строк дозрівання компостів улітку становить 1,5–2 місяці, взимку процес затягується до 3–4 місяців.

Правильно приготований зрілий компост без додавання мінеральних туків (при рН 6,7–7,0) у розрахунку на суху речовину повинен містити:

• органічної речовини — не менше 50 %;
• загального азоту (Nзаг) — 1,8–2,0 %;
• загального фосфору (P2O5 заг) — 1,0–1,2 %;
• калію (K2O) — 0,2–0,5 %.

Осади та компости найвигідніше застосовувати у приміських господарствах, розташованих поблизу очисних станцій, обов’язково контролюючи вміст у них токсичних речовин. Оптимальний строк внесення під основний обробіток — осінь. Також допускається літнє внесення при підготовці чистих парів і на полях, що звільняються на початку сезону. Осінні дощі та весняне сніготанення ефективно вимивають із кореневмісного шару легкорозчинні сполуки, що входять до складу ОСВ, насамперед хлор.

Норми внесення добрив розраховують за сухою речовиною з урахуванням типу та окультуреності ґрунту на конкретній ділянці.

Осади стічних вод на полях зазвичай застосовують спільно з мінеральними добривами.

Застосування осадів стічних вод потребує суворого дотримання природоохоронних норм. Добрива дозволено розподіляти тільки на рівних ділянках, не схильних до водної ерозії. Рівень залягання ґрунтових вод на полі повинен бути не вище 40 см від поверхні ґрунту. Якщо роботи проводяться на меліорованих землях, уздовж магістральних каналів обов’язково залишають захисні смуги шириною не менше 30 м.