Адаптація світового досвіду утилізації осадів стічних вод до екологічних умов України

This article is devoted to the review of problems with the disposal of sewage sludge. The cleaning of municipal wastewaters leads to the accumulation of a large amount of sediment, which requires a rational and balanced approach to their utilization. Sewage sludge is a valuable energy and material resource that can be used as a secondary raw material. The most popular methods of utilization are: dumping, combustion, used in agriculture as fertilizers, production of building materials. The main technological schemes for utilization of sewage sludge in accordance with these methods are considered. New ways of recycling wastewater used in the world, including land reclamation, quarries and landfills, biogas production and thermal energy, the allocation of valuable elements and metals, as well as adsorbent production, are described. It is established that in the USA and the European Union the predominant amount of precipitates is used in agriculture as fertilizers, and in Japan for the production of building materials. It has been found that using fertilizers on the basis of sewage sludge increases the yield and improves the quality of soil, namely increasing the content of humus. When adding to building materials additive based on the sediment of sewage, a high water resistance coefficient and increased strength. The existing problems connected with the accumulation and utilization of sewage sludge in Ukraine are considered. Most sewage sludge, which are formed on the territory of Ukraine, are subject to dumping on sludge grounds. The possibility of using sewage sludge in the production of building materials and the manufacture of coagulants has been determined. It is established that it is necessary to borrow experience from other countries of the world, in which most of the formed sediments is used as secondary raw material, which allows solving not only environmental protection but also economic task. A promising way to dispose of sewage sludge for Ukraine is the production of substrates for the remediation of technogenically disturbed lands, as well as their use in agriculture.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

ЕФЕКТИВНІСТЬ ЕКСПЛУАТАЦІЇ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ ДЛЯ ТРАНСПОРТУВАННЯ НЕБЕЗПЕЧНИХ ВІДХОДІВ У СКЛАДІ ПОБУТОВИХ

One of the key principles of state environmental safety is the efficient waste management. A significant factor in the impact on the environment is the presence of hazardous waste in the household materials. There is a tendency to accumulate hazardous waste in containers together with household ones in Ukraine's settlements. Hazardous waste in the composition of household waste is collected separately from other types of household waste; it should be also separated at the stage of collection or sorting and passed by consumers and operators of household waste disposal services to specialized enterprises having licenses for operations in the field of hazardous waste management. This situation is primarily due to the lack of specialized containers for hazardous waste and specialized equipment. Therefore, the purpose of the research is to define technical and operational indicators of specialized vehicles for hazardous substances transportation and to choose the most optimal model. The authors used mathematical and statistical methods in the course of the study. We present the results of investigation of efficiency of operation of the specialized equipment for transportation of hazardous waste in household waste composition. The issue of the efficiency of the operation of specialized equipment for the transportation of hazardous waste in the household waste composition is extremely relevant; hence it is being researched by many scientists. However, the study of the efficiency of modern vehicles operation requires in-depth research and calculations. Consequently, the best indicators of the overall operational and technical characteristics of the vehicles for the transportation of hazardous stuff are as follows: according to the specific weight of specialized vehicle equipment: KRAZ K16.2–0.4 tons; for specific engine power: OT-20 (ISUZU NQR 71P) – 30.7 kW; by the coefficient of compactness: OT-20 (ZIL-433360) – 3.04. The highest annual average productivity for OT-20 (ZIL-433360) is 96780.2 t km/year. By the load capacity (16 tons) and the volume of the container for hazardous waste in the solid household waste (30 m3), a specialized KRAZ K16.2 has the best technical characteristics.Небезпечні відходи у складі побутових відходів потрібно збирати окремо від інших видів побутових відходів, а також відокремлювати на етапі збирання чи сортування і споживачі та виконавці послуг із вивезення побутових відходів мають їх передавати спеціалізованим підприємствам, що одержали ліцензії на здійснення операцій у сфері поводження з небезпечними відходами. Наведено результати досліджень ефективності експлуатації спеціальної техніки для транспортування небезпечних відходів у складі побутових. Питання ефективності експлуатації спеціальної техніки для транспортування небезпечних відходів у складі побутових є надзвичайно актуальними, тому їх досліджують багато науковців. Проте вивчення ефективності експлуатації сучасних транспортних засобів потребують глибших досліджень та розрахунків. Встановлено, що найкращі показники загальної експлуатаційно-технічної характеристики транспортних засобів для перевезення небезпечних вантажів належать: за питомою масою спеціального обладнання спецавтомобіля: КрАЗ К16.2 ― 0,4 т; за питомою потужністю двигуна: ОТ-20(ISUZU NQR 71P) – 30,7 кВт; за коефіцієнтом компактності: ОТ-20 (ЗІЛ-433360) – 3,04. Найвищою є середньорічна продуктивність для ОТ-20 (ЗІЛ-433360) і становить 96780,2 т км/рік. За вантажопідйомністю (16 т) та об'ємом контейнера для небезпечних відходів у складі твердих побутових (30 м3) найкращі технічні характеристики належать спецавтомобілю КрАЗ К16.2

Утилізація деревних відходів шляхом виготовлення паливних гранул методом екструзії

The estimation of ecological danger from uncontrolled accumulation of wood waste in the Pokutsko-Bukovynian Carpathians is given. Specific natural features of the region of research that determine the level of their environmental safety are described. Objects of research are wood residues. Subject of the work is study of conditions for wood residues recycling using wood-pellets production by extrusion method. Authors compare main methods of wood residues granulation used in Ukraine and in foreign countries. Drying of wood residues in a stationary layer is proposed to improve the granulation process. For this purpose, influence of thermal agent's speed, its temperature, thickness of the layer on the process of wood residues drying is studied. Authors find out that increasing of temperature leads to rising of heat losses to the environment as well as to overheating of material upper layers. Optimal conditions for wood residues drying are established to minimize the energy consumption and drying duration. Optimal thickness of the stationary layer of wood residues is 20·10-3 m and optimal temperature of thermal agent is 100 °С. Authors show the benefit of natural lignin-containing compounds usage for the formation of wood pellets. Furthermore, it is found that an increase in the concentration of the binding agent leads to a deterioration of the bonding of wood particles between them, which causes a decrease in their static strength. Technological improvement of equipment for mixing of components in the process of wood pellets obtaining is offered. Equipping the conical part of the casing with a drainage hole ensures the removal of the excess of the binder component, which leads to a reduction in the fragility of wood-pellets. As a result, the optimal correlation between the amount of wood waste and the binder is determined. A framework flow chart is proposed for production of wood-pellet from wood residues using extrusion method. Usage of proposed technological approach will allow successfully solve the problem of wood waste disposal, decrease environmental pressure come from this waste and consequently increase level of mountain regions ecological safety.Охарактеризовано специфічні особливості Покутсько-Буковинських Карпат, що визначають рівень їх екологічної безпеки. Оцінено екологічну небезпеку від неконтрольованого нагромадження деревних відходів у регіоні. Проаналізовано відомі технології гранулювання деревних відходів. Досліджено оптимальні умови сушіння деревних відходів у нерухомому шарі. Проведено експериментальні дослідження процесу сушіння відходів лісового господарства за різної висоти шару матеріалу та різної температури теплового агенту. Запропоновано спосіб екструзійного гранулювання композиції деревних відходів та в'яжучого натурального походження із отриманням паливних гранул. Показано перспективність використання сульфатного мила – в'яжучої речовини натурального походження, для покращення процесу грануляції деревних відходів. Запропоновано технологічне вдосконалення обладнання, що забезпечує рівномірний розподіл компонентів у процесі змішування в'яжучого та наповнювача в процесі гранулювання. Встановлено оптимальні умови отримання паливних гранул із деревним відходів екструзійним методом. Досліджено статистичну міцність та теплотворну здатність отриманих гранул, а також залежність між кількістю в'яжучого та концентрацією летких компонентів і коксовим залишком після спалювання гранули. Запропоновано принципову технологічну схему виробництва паливних гранул із деревних відходів екструзійним методом

The Biotechnological Ways of Blue-green Algae Complex Processing

The results of long­term research of various ways and methods of collection and processing of blue­green algae that cause “bloom” of the Dnieper reservoirs were presented. The possibility and feasibility of the blue­green algae biomass processing to biogas by methanogenesis were substantiated. It was found experimentally that preliminary mechanical cavitation of the blue­green algae biomass increases the biogas yield by 21.5 %. It was determined that the biogas produced contains up to 72 % of methane and hydrogen, up to 21 % of carbon dioxide, up to 6.5 % of molecular nitrogen. Oxygen, carbon oxide (II), hydrogen sulfide and other impurities constitute up to 2 % of the biogas volume. Biotesting of the spent substrate to determine its toxicity for further use as a biofertilizer in agriculture and forestry was held. Modern methods of electron microscopy found that the average diameter of cells of blue­green algae Microcystis aeruginosa is 3.14 microns. The flow diagram of the blue­green algae biomass complex processing was proposed. It consists in removal of valuable components for medicine, cosmetics, pharmaceuticals, production of technical detergents, mixtures of aliphatic alcohols as biofuels or additives to gasoline. Thus, it is possible to obtain more biogas by involving the spent activated sludge from sewage treatment facilities in methanogenesis. This will improve the treatment quality of wastewater of various productions. The similarity of the nutritional value of the blue­green algae spent substrate to the green biomass of plants in terms of the elemental composition was experimentally proved. The environmental, energy saving and agricultural efficiency of the cyanogen biomass use was proved