Відходи з каналізаційних систем можуть перетворюватися на цінні біологічні речовини, які використовуються як добрива на сільськогосподарських угіддях США, попри певні ризики для здоров’я.
Що таке біологічні тверді речовини та їхні потенційні ризики
Біологічні речовини, або осад стічних вод, є твердими побічними продуктами процесу очищення. Вони містять багато поживних речовин. Фермери можуть використовувати їх як добриво на полях. Садівники застосовують їх як компост для газонів.
Процес виробництва цих матеріалів суттєво відрізняється залежно від очисних споруд. На жаль, деякі небажані речовини можуть залишатися в біологічно твердих речовинах. Нещодавнє дослідження Агентства з охорони навколишнього середовища США виявило підвищені ризики. Токсичні пер- і поліфтороалкільні речовини (PFAS) знайдено в місцях, де мул вносили на поля.
Концентрація “вічних хімікатів” у біологічних речовинах залежить від їхнього вмісту у стічних водах. “Вони дуже поширені”, – пояснює Карстен Прассе, доцент Університету Джона Хопкінса. Він додає, що PFAS присутні не у всіх біологічних речовинах, а їхня кількість часто незначна.
Процес очищення стічних вод та утворення біологічних твердих речовин
На більшості очисних споруд стічні води надходять через великі труби. Процес очищення починається з видалення великого сміття. На об’єкті поблизу Колумбуса спеціальна машина відокремлює туалетний папір та інше сміття. Ці відходи пресуються та відправляються на звалище.
Після цього етапу стічні води надходять у відстійник. Це великий конусоподібний резервуар під відкритим небом. Під дією гравітації важкі частинки опускаються на дно. Механічний рукав збирає плаваючі тверді частинки зверху. Інший важіль забирає осад з дна резервуара.
З відстійників рідина переміщується в аеротенк. Тут повітря сприяє росту мікробів. Вони розщеплюють органічні частинки. Після цього стічні води потрапляють до іншого відстійника для додаткового видалення твердих частинок.
Тверді речовини з кожного етапу проходять через згущувальні центрифуги. Потім вони потрапляють у резервуари для анаеробного зброджування. Мікроби продовжують розщеплювати органічні речовини. Резервуари нагріваються до певної температури протягом визначеного часу. Це знищує більшість патогенних мікроорганізмів.
Застосування біологічних твердих речовин та їхні переваги
Після ще одного етапу згущення тверді речовини готові до використання. Їх можна вносити на фермерські поля відповідно до правил ЕРА. Ці норми регулюють застосування біологічних добрив на землі.
“Використання біологічних твердих речовин у сільському господарстві має певні переваги”, – зазначає Прассе. Вони містять високу концентрацію поживних речовин, особливо азоту та фосфору. Також вони зміцнюють ґрунт і допомагають в іригації.
Деякі очисні споруди додатково висушують мул. Він перетворюється на матеріал, схожий на бруд. Під час розкладання мікробами цей матеріал може виділяти пару.
Склад біологічних твердих речовин може суттєво відрізнятися. Крім людських відходів, вони можуть містити різноманітні побутові хімікати. Це косметичні засоби та фармацевтичні препарати. Деякі з них містять хімічні речовини, що не розкладаються.
Контроль якості та подальше використання
На заводі в Колумбусі більшість відходів надходить від домогосподарств та підприємств. Тут щомісяця перевіряють кінцевий продукт. Аналізують вміст металів і поживних речовин, таких як фосфор і азот. Контроль здійснюють навіть під час зберігання перед внесенням у ґрунт.
У Колумбусі половину біологічних твердих речовин відправляють на компостну станцію. Там їх змішують з іншими органічними матеріалами – деревами і листям. Після додаткового циклу нагрівання та аерації вони перетворюються на компост. Цей процес знищує патогенні мікроорганізми.
Отриманий біогумус має менше обмежень щодо використання. Його можна застосовувати в парках або на присадибних ділянках.
На більшості очисних споруд, включаючи об’єкт у Колумбусі, вхідні стічні води не перевіряють на наявність PFAS. Таке тестування є дуже дорогим. Майбутні перевірки чи очищення від PFAS залежатимуть від нових федеральних нормативних актів.