Казахстанско-Корейская БИЗНЕС-ВСТРЕЧА, Алматы, 26-27 июня 2013Казахстанско-Корейская БИЗНЕС-ВСТРЕЧА, Алматы, 26-27 июня 2013

Вермифильтрация: инновационная технология

очистки сточных вод

И.Н.Титов*, В.М.Кан**

* Владимирский госуниверситет, г. Владимир, Россия; ** КазНИИ и А им. У.У.Успанова, г. Алматы, Казахстан;

Введение

Вода - это ресурс, имеющий экономическую ценность и определяющий устойчивость развития страны. Проблема охраны водных источников и доступа к питьевой воде является важным приоритетом всего мирового сообщества.

Не исключением является и Республика Казахстан, где дефицит водных ресурсов усугубляется их загрязнением. Практически на всей территории страны имеет место недостаток водных ресурсов и загрязнение водных источников.

Биологические методы: недостатки

• образование вторичных загрязнений в виде сырого осадка в первичных отстойниках на первом этапе;

• большие объемы избыточно активного ила, образующегося в процессе биологической очистки (вторичное загрязнение).

Все это приводит к вторичному загрязнению окружающей среды и необходимости использования дополнительных земельных ресурсов.

ВермифильтрацияВ настоящее время для очистки сточных вод (бытовых

и промышленных) в некоторых странах мира используется успешно биотехнология вермифильтрации с использованием вермикультуры, то есть дождевых червей. Она обладает рядом некоторых преимуществ перед всеми традиционными способами очистки сточных вод. Эта технология впервые была разработана профессором Хосе Тоха (Jose Toha) в 1992 году в Чили. В последние годы эта технология усиленно внедряется в практику очистки сточных вод в Чили, Индии, Китае, Мексике, Австралии, Бразилии и Франции.

Дождевой червь как биофильтр

Дождевые черви поглощают органические и неорганические вещества сточных вод.

Копролиты дождевых червей адсорбируют тяжёлые металлы и поллютанты из сточных вод за счёт присутствия в них гидрофильных групп лигнина и гумуса.

Дождевые черви биоаккумулируют все токсические соединения, включая эндокринразрушающие соединения из сточных вод.

Активность дождевых червей как биофильтров

1) Дождевые черви работают совместно с армией микроорганизмов-декомпостеров в зоне вермифильтра;

2) Дождевые черви биодеградируют и биотрансформируют поглощенные органические и неорганические вещества сточных вод с помощью ферментативных процессов.

Сравнение двух биосистем (Sinha, 2012 ) Традиционная станция по очистке

сточных вод (процесс с использованием активного ила)

Технология вермифильтрации

r)

Накопитель

Очищенная вода для агрикультуры и садоводства

Зона вермифильтра

Сточные воды до и после вермифильтрации

A: Сточные воды после вермифильтрации

B: Сточные воды после прохождения через систему без дождевых червей

C: Сточные воды до очистки

A B C

Средние показатели сточных вод до и после очисткиСредние показатели сточных вод до и после очистки ((Sinha, 2012Sinha, 2012))

До обработки

После обработки

Процент удаления

Значение pH 7.0-7.8 7.5-8.0

Растворённые в-ва (ppm)

1800 1500 (питательные NPK для растений) > 16%

Взвешенные в-ва (ppm)

300-400 < 20 > 95%

Мутность (NTU) 40-100 < 2.0 > 95%

ХПК (ppm) 200-400 50-80 > 85%

БПК (ppm) 100-200 10-20 > 95%

Цвет Тёмно-серый Светло-жёлтый

Запах Сильный Отсутствие запаха

Фекальные колиформы (MPN/100ml)

> 106 103 > 99%

Выживание водных организмов

Нет Fish, frogs & tortoise can survive

Сравнение систем по очистке сточных вод (Soto, 2010)Параметры Аэрируемые

лагуныАэротенки Вермифильтрация

Требуемая площадь земли

5 м2/чел 0.7 м2/чел 0.5 м2/чел

Время задержки 20 дней 6-8 час 30-45 мин

Необходимость в оборудовании

Простое (насосы,

аэраторы и т.д.)

Сложное (насосы, аэротанки, переработка ОСВ и активного

ила)

Очень простое (насосы, распылители)

Инвестиции (без земли)

US $ 60-100/чел US $ 150-300/чел US $ 35-60/чел

Стоимость обслуживания

0.06 US $/м3 обработанных сточных вод

0.12 US $/м3 обработанных сточных вод

0.05 US $/м3 обработанных сточных вод

Затраты энергетические и эмиссия парниковых газов

Высокие Очень высокие Очень низкие

Resource generation Нет Нет 1) Чистая вода2) Органическое удобрение

3) Биомасса дождевых червей

Эффективность снижения БПК

80 % > 90 % > 95 %

Общий вид Люмбри-станции на 2 000 жителей (Франция, Монпелье)

Вермифильтр для очистки сточных вод от 2 000 жителей (Монпелье, Франция)

Схема вермифильтра (Монпелье, Франция)

Без осадков: низкие затраты на техническое обслуживание

Без запаха: (аэробный процесс)

Компактная система: размещается на небольшой площади

Экологичное здание: интегрируется в окружающую среду

Чистая вода: подходит для купания и с/х

Твёрдые отходы: сокращение, рециклирование и восстановление > 80%

Подходит для любого климата: любрифильтр и компостирование под крышей

        

Конкурентные преимущества Люмбри-станции 100%-ная экологическая переработка сточных вод, используя компостных червей

Гибкость: обработка отходов от 200 до 4000 жителей

LombriAER® (от 200 до 500 жителей) Простая система без люмбрифильтра

LombriAPL® (от 500 до 1000 жителей)Технология с заменой фильтрующего слоя на люмбрифильтр

LombriSTEP® (от 1000 до 4000 жителей)Комплексная люмбри-станция с люмбрифильтрацией и

люмбрикомпостированием

Ограничения:

Не предназначена для промышленных отходов

Нет сезонной обработки (кемпинги, производство вина, …)

Необходимость в обучении операторов 

Конкурентные преимущества Люмбри-станции 100%-ная экологическая переработка сточных вод, используя компостных червей

Вермифильтрационная установка около Baroda (Gujarat, India)

30 000 л/день (Sinha, 2012)

Вермифильтр близ Bhavnagar (Gujarat, India)250 000 л/день (Sinha, 2012)

Вермифильтр Bhavnagar, Gujarat, INDIA (Sinha, 2012)

Разбрызгивание сточных вод на слой вермифильтра

Повторное использование очищенных сточных вод

Области применения

• Переработка муниципальных ОСВ• Развитие сельских территорий• Отели / Клубы• Поселения

• Переработка промышленных ОСВ • Молочная промышленность• Виноделие и пивоварение• Пищевые предприятия• Рыбоводство• Мясоперерабатывающая промышленность

Титов И.Н., Кан В.М., Титов Н.Н.

Способ очистки сточных вод. Патентная заявка Республики

Казахстан от 11.03.2013.

Титов И.Н., Ириков О.В. Способ очистки сточных вод.

Патентная заявка Российской Федерации № 2013116627 от 11.04.2013 г.

Преимущества• низкая стоимость операций и обслуживания;• требует мало энергии;• не образуются осадки сточных вод;• не используются химикаты;• не требуется предварительная обработка сточных вод для отделения

твёрдой фракции;• низкий уровень эмиссии парниковых газов;• образуются хозяйственно ценные побочные продукты утилизации

сточных вод (высокогумусированное органическое удобрение вермикомпост и биомасса компостных червей);

• очищенная вода обогащена питательными веществами (азотом, фосфором и калием) и микроэлементами и может использоваться для ирригации фермерских земель;

• процесс очень гигиеничен при полном отсутствии каких-либо запахов и без эмиссии парниковых газов.

ЗаключениеТехнология вермифильтрации позволяет производить очистку сточных вод быстро и просто при минимальных

энергетических затратах, без использования дорогостоящего оборудования и при низкой стоимости.

Вода становится чистой, детоксифицированной, дезинфицированной и может быть повторно использована для технических целей, особенно в сельском хозяйстве, ландшафтном дизайне и садоводстве.

Это позволит сохранить огромные количества пресной воды.

Технология подходит как для сельских, так и городских территорий и может использоваться децентрализованно, что будет снижать нагрузку на станции очистки сточных вод.

Благодарю