Растущий объем накопленного осадка сточных вод – одна из критических проблем современного развития городов, которая оказывает негативное влияние на окружающую среду. При этом осадок является перспективным сырьем для получения различных полезных продуктов – биогаз, удобрения и т.д.

Данное исследование, проведенное SBS Consulting, посвящено анализу текущих решений и технологий по обработке иловых осадков водоканалов. Рассматриваются различные методы, их преимущества и недостатки, а также экономическая целесообразность их применения в российских условиях. Особое внимание уделяется сравнению с европейскими практиками и оценке перспектив внедрения инновационных технологий.

Текущая ситуация и динамика водопотребления

Водопотребление городского населения:

• Водопотребление городского населения в России падало в течение последних 5 лет со среднегодовым темпом 1%.
• Среднегодовой темп снижения объема образования иловых осадков сточных вод составил 2% в 2016-2020 гг.

Объем образования осадков сточных вод:

• В 2020 году объем образования осадков сточных вод составил около 67 млн м³/год.

Методы обращения с иловыми осадками

Европейский опыт:

• В странах ЕС преимущественно используются методы компостирования и применения осадков в сельском хозяйстве.
• В 2018 году в ЕС 20% иловых осадков использовались в сельском хозяйстве, 17% подвергались компостированию, 27% сжигались, 14% депонировались на полигонах, и 23% использовались иными способами.

Ситуация в России:

• В России большая доля осадков складируется на иловых площадках.
• В 2020 году около 5-7% иловых осадков использовались в качестве удобрения.
• Около 6% иловых осадков сжигались (в основном на 3 заводах в Санкт-Петербурге).

Технологии обработки и утилизации осадков

Технологии, находящиеся на стадии разработки:

1. Электроосмотическое обезвоживание:
   
   

   —Дополнительная стадия обезвоживания осадка.

   —Технология находится на стадии разработки в России и за рубежом.

Технологии, применяемые в малом масштабе:

1. Компостирование/Вермикомпостирование:
   
   

   —Получение удобрения из осадка.

   —Применяется в малом масштабе в России.

2. Обезвоживание осадка в геоконтейнерах:
   
   

   —Промежуточная стадия обезвоживания между механическим обезвоживанием и иловыми площадками.

   —Применяется в малом масштабе в России.

3. Сжигание:
   
   

   —Применяется в Санкт-Петербурге.

4. Анаэробное сбраживание:
   
   

   —Получение биогаза.

   —Применяется в малом масштабе в России.

Технологии, применяемые в малом масштабе за рубежом

1. Пиролиз:
   
   

   —Получение синтез-газа.

   —Применяется в смежных отраслях в России.

2. Получение жидкого топлива из осадка:
   
   

   —Получение нефтеподобного продукта.

   —Не применяется в России.

3. Суперкритическое жидкофазное окисление:
   
   

   —Значительное сокращение осадка без использования сжигания.

   —Не применяется в России.

4. Биосушка осадка:
   
   

   —Высокоинтенсивное компостирование для получения подсушенного биотоплива.

   —Применяется на 2 объектах в Нидерландах.

Экономические аспекты технологий

Сравнение затрат на обработку и утилизацию осадков:

• Сжигание:

—CAPEX: 83,2 тыс. руб./тн осадка СВ

—Себестоимость: 8,8 тыс. руб./тн осадка СВ

• Компостирование:

—CAPEX: 32,7 тыс. руб./тн осадка СВ

—Себестоимость: 5,6 тыс. руб./тн осадка СВ

• Анаэробное сбраживание:

—CAPEX: 7,7 тыс. руб./тн осадка СВ

—Себестоимость: 10,6 тыс. руб./тн осадка СВ

• Пиролиз:

—CAPEX: 31,3 тыс. руб./тн осадка СВ

—Себестоимость: 9,9 тыс. руб./тн осадка СВ

• Остеклование осадка:

—CAPEX: 32,9 тыс. руб./тн осадка СВ

—Себестоимость: 5,4 тыс. руб./тн осадка СВ

Заключение

Исследование показывает, что в России многие очистные сооружения продолжают накапливать осадки на иловых площадках из-за недостатка финансирования на внедрение современных технологий. Перспективными для коммерциализации в России являются технологии, находящиеся на стадии разработки или уже применяемые в малом масштабе. Для повышения эффективности обработки иловых осадков в России рекомендуется развитие и внедрение таких технологий, как компостирование, анаэробное сбраживание и пиролиз, что позволит сократить объемы накопления осадков и улучшить экологическую ситуацию.