Том 9 стр. 193-213

Н.А. Горбунова, А.А. Федосеенко

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЭКОТОКСИКАНТОВ В ВЫБРОСАХ ЗАВОДА ПО СЖИГАНИЮ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД

 

Аннотация. В статье исследованы процессы трансформации тяжёлых металлов (ТМ) и образования хлорорганических соединений при термической утилизации осадков сточных вод (ОСВ). Установлено, что основная часть ТМ (медь, цинк, мышьяк, хром, свинец, ртуть, никель, кадмий и др.) мигрирует в зольные фракции, а остаточная доля поступает в атмосферный воздух с дымовыми газами — при этом её концентрация ниже гигиенических нормативов для населённых пунктов. Изучена динамика эмиссии ТМ в диапазоне температур 850–1000 °C, выявлено двукратное увеличение скорости эмиссии свинца и цинка, рост эмиссии хрома, стабильность показателей марганца, меди и никеля. Показано влияние хлоридов (NaCl, поливинилхлорида) на эмиссию металлов. Авторами также проанализировано образование полихлорированных дибензо‑п‑диоксинов (ПХДД, 75 представителей) и дибензофуранов (ПХДФ, 135 представителей): их концентрация зависит от содержания хлора в материале. Основные компоненты выбросов: 2,3,4,7,8‑ПеХДФ (62 %), 1,2,3,4,7,8‑ГкХДФ (19 %) и др. Подтверждена экологическая приемлемость термической утилизации ОСВ при использовании современных технологий газоочистки и учёте жизненного цикла процесса, что соответствует требованиям наилучших доступных технологий НДТ и законодательства РФ (ФЗ № 296 ФЗ).

Ключевые слова: осадки сточных вод; сжигание осадков сточных вод; технологии утилизации; промышленные выбросы; загрязнение атмосферного воздуха.

Для цитирования: Горбунова Н.А., Федосеенко А.А. Определение содержания экотоксикантов в выбросах завода по сжиганию осадка сточных вод // Управление техносферой: электрон. журнал, 2026. Т. 9. Вып.1. С. 193–213. DOI: 10.35634/UdSU.2026.70.95.013

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

  1. Collivignarelli, M., Abb_a, A., Frattarola, A., Carnevale Miino, M., Padovani, S., Katsoyiannis, I., Torretta, V., 2019c. Legislation for the reuse of biosolids on agricultural land in Europe: Overview. Sustainability 11(21) 6015. https://doi.org/10.3390/su11216015.
  2. Zhang, J., Sun, G., Liu, J., Evrendilek, F., Buyukada, M., 2020. Co-combustion of textile dyeing sludge with cattle manure: assessment of thermal behavior, gaseous products, and ash characteristics. Clean. Prod. 253. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119950, 119950.
  3. Влияние выбросов в атмосферный воздух завода по сжиганию осадков сточных вод / С.А.Горбанёв, О.И. Копытенкова, П.А. Ганичев, Г.Б. Еремин, И.В. Алексеева, Р.Л. Джамбулов, О.Л. Маркова, Е.В. Зарицкая, Д.С. Исаев, О.К. Суворова, А.А. Федосеенко, Мироненко О.В. Гигиена окружающей среды. Т. 101. № 11. С. 1307 – 1314.
  4. Cheng, M., Wu, L., Huang, Y., Luo, Y., Christie, P., 2014. Total concentrations of heavy metals and occurrence of antibiotics in sewage sludges from cities throughout China. Soils Sediments 14 (6), 1123e1135. https://doi.org/10.1007/s11368-014-0850-3.
  5. Ogada, T., Werther, J., 1996. Combustion characteristics of wet sludge in a fluidized bed Release and combustion of the volatiles. Fuel 75 (5), 617e626. https://doi.org/10.1016/0016-2361(95)00280-4.
  6. Sanger, M., Werther, J., Ogada, T., 2001. NOx and N2O emission characteristics from fluidised bed combustion of semi-dried municipal sewage sludge. Fuel 80 (2), 167e177. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(00)00093-4.
  7. Zhu, J., Yao, Y., Lu, Q., Gao, M., Ouyang, Z., 2015. Experimental investigation of gasification and incineration characteristics of dried sewage sludge in a circulating fluidized bed. Fuel 150, 441e447. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.02.031.
  8. Qin, L., Han, J., Chen, W., 2017. Simultaneous removal of SO2 and PAHs by adding calcium-based additives during sewage sludge incineration in a fluidized bed incinerator. Mater. Cycles Waste Manag. 19 (3), 1061e1068. https://doi.org/10.1007/s10163-017-0592-6.
  9. Lee, K.T., Mohamed, A.R., Bhatia, S., Chu, K.H., 2005. Removal of sulfur dioxide by fly ash/CaO/CaSO4 sorbents. Eng. J. 114 (1e3), 171e177. https://doi.org/10.1016/j.cej.2005.08.020.
  10. Kanunnikov O.V., Eroshchenko S.V., Kiseleva S.P., Zozulya P.V. Analysis of the problems and methods of processing fecal waste of railway transport. Russian journal of resources, conservation and recycling. 2020; 7(4). DOI: 10.15862/15ECOR420.
  11. Yang, K., Zhu, Y., Shan, R., Shao, Y., Tian, C., 2017. Heavy metals in sludge during anaerobic sanitary landfill: speciation transformation and phytotoxicity. Environ. Manag. 189, 58-66. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.12.019.
  12. Dai, X., Duan, N., Dong, B., Dai, L., 2013. High-solids anaerobic co-digestion of sewage sludge and food waste in comparison with mono digestions: stability and performance. Waste Manag. 33 (2), 308e316.https://doi.org/10.1016/j.wasman.2012.10.018.
  13. Fedoseenko, E. Komarova Comparative characteristics of the emissions control during the operation of passenger trains. E3S Web of Conferences: International Scientific Conference Transport Technologies in the 21st Century (TT21C-2023) “Actual problems of Decarbonization of Transport and Power Engineering: Ways of Their Innovative Solution”, Rostov-on-Don, Russia, 05–07 april 2023 y. Vol. 383. – Rostov-on-Don, Russia: EDP Sciences, 2023, pp. 02006. – DOI 10.1051/e3sconf/202338302006.
  14. Li, B., Wang, F., Chi, Y., Yan, J., 2014. Study on optimal energy efficiency of a sludge drying-incineration combined system. Mater. Cycles Waste Manag. 16 (4), 684 – 692. https://doi.org/10.1007/s10163-014-0293-3.
  15. Van de Velden, M., Dewil, R., Baeyens, J., Josson, L., Lanssens, P., 2008. The distribution of heavy metals during fluidized bed combustion of sludge (FBSC). Hazard Mater. 151 (1), 96e102. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.05.056.
  16. Marani, D., Braguglia, C.M., Mininni, G., Maccioni, F., 2003. Behaviour of Cd, Cr, Mn,Ni, Pb, and Zn in sewage sludge incineration by fluidised bed furnace. Waste Manag. 24 (2), 193e198. https://doi.org/10.1016/S0956-053X(03)00127-2.
  17. Zhang, G., Hai, J., Ren, M., Zhang, S., Cheng, J., Yang, Z., 2013. Emission, mass balance, and distribution characteristics of PCDD/Fs and heavy metals during cocombustion of sewage sludge and coal in power plants. Sci. Technol. 47 (4), 2123e2130. https://doi.org/10.1021/es304127k.
  18. Hu, Y., Wang, J., Deng, K., 2014. Characterization on heavy metals transferring into flue gas during sewage sludge combustion. Energy Procedia 61, 2867e2870. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.12.325.
  19. Liu, J., Fu, J., Ning, X., Sun, S., Wang, Y., Xie, W., Huang, S., Zhong, S., 2015. An experimental and thermodynamic equilibrium investigation of the Pb, Zn, Cr, Cu, Mn and Ni partitioning during sewage sludge incineration. Environ. Sci. (China) 35, 43e54. https://doi.org/10.1016/j.jes.2015.01.027.
  20. Chen, T., Gu, Y., Yan, J., Li, X., Lu, S., Dai, H., Cen, K., 2008. Polychlorinated dibenzo-pdioxins and dibenzofurans in flue gas emissions from municipal solid waste incinerators in China. Zhejiang, Univ-SC. A. 9 (9), 1296e1303. https://doi.org/10.1631/jzus.A0720144.
  21. Karaca, C., Sozen, S., Orhon, D., Okutan, H., 2018. High temperature pyrolysis of sewage sludge as a sustainable process for energy recovery. Waste Manag. 78,217e226. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.05.034.
  22. Yu S, Deng S, Zhou A, Wang X and Tan H (2023) Life cycle assessment of energy consumption and GHG emission for sewage sludge treatment and disposal: a review. Energy Res. 11:1123972. doi: 10.3389/fenrg.2023.1123972
  23. Янин Е. П. Утилизация осадков сточных вод: проблемы и перспективы // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. 2005. № 6. С. 25–32.
  24. Приходько Л.Н., Гриненко С.В., Белякова. Е.В. Эмиссия газов в воздушный бассейн из канализационных очистных станций // C O K.ru. 2022. № 11. стр. 26 – 27.

 

Сведения об авторах

Горбунова Наталья Александровна

аспирант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», 190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9. Россия.

E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

 

Федосеенко Анастасия Алексеевна

кандидат химических наук, доцент кафедры «Техносферная и экологическая безопасность», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», 190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9. Россия.

E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Полнотекстовая версия - pdf(732kb)