При переработке мусора компостированию подвергаются

Компостирование мусора (ТБО)

Компостирование – это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического – прежде всего – растительного – происхождения, таких как листья, вегки и скошенная трава.

Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а так же неразделенного потока ТБО.

В России компостирование с помощью компостных ям часто применяется населением в индивидуальных домах или на садовых участках. В то же время процесс компостирования может быть централизован и проводиться на специальных площадках. Существует несколько технологий компостирования, различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешевые технологии требуют больше места и процесс компостирования занимает больше времени.

Различные технологии компостирования:

• Минимальная технология. Компостные кучи – 4 метра в высоту и 6 метров в ширину. Переворачиваются раз в год. Процесс компостирования занимает от одного до трех лет в зависимости от климата. Необходима относительно большая санитарная зона.
• Технология низкого уровня. Компостные кучи – 2 метра в высоту и 3-4 в ширину. В первый раз кучи переворачиваются через месяц. Следующее переворачивание и формирование новой кучи – через 10-11 месяцев. Компостирование занимает 16-18 месяцев.
• Технология среднего уровня. Кучи переворачиваются ежедневно. Компост готов через 4-6 месяцев. Капитальные и текущие затраты выше.
• Технология высокого уровня. Требуется специальная аэрация комностных куч. Компост готов уже через 2-10 недель.

Конечным продуктом компостирования является компост, ко^ торый может найти различные применения в городском и сельском хозяйстве.

Возможные рынки сбыта компоста: садовые участки; предприятия; питомники; теплицы; кладбища; предприятия сельского хозяйства; ландшафтное строительство; общественные парки; придорожные полосы; рекультивация земель; покрытие свалок; рекультивация горных разработок; рекультивация городских пустырей.

Компостирование, применяемое в России на механизированных мусороперерабатывающих заводах, например, в Санкт- Петербурге, представляет из себя процесс сбраживания в биореак- горах всего объема ТБО, а не только его органической составляющей. Хотя характеристики конечного продукга могут быть значительно улучшены пучем извлечения из отходов металла, пластика и т.д., все же он представляет собой достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение (на Западе такой «компост» применяют только для покрытия свалок).

Конкретная доза внесения компоста зависит от астрономических требований к возделываемой культуре, но не должна приводить к превышению предельно допустимой концентрации (ПДК) почвы ни по каким показателям согласно утвержденным нормативам:

• Предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов в почве, утвержденные Минздравом СССР, № 6229-91;
• Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов в почве, утвержденные ГК СЭН РФ 27.12.1994, пр. № 12.

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Отходы компостирование

Компостирование — это регулируемый процесс влажного разложения твердых органических отходов. Такой способ обработки отходов давно используется фермерами и садоводами, а в промышленном масштабе он был разработан в Индии в 1925 г. Процесс компостирования, как это видно из рис. 6.8.1, может быть легко механизирован.[ . ]

Компостирование — форма переработка сырой органической отходной массы. В табл. 19.3 приведены виды отходов, подвергающиеся компостированию.[ . ]

Отходы, поддающиеся компостированию, варьируют от городского мусора, представляющего собой смесь органических и неорганических компонентов, до более гомогенных субстратов, таких как навоз, отходы растениеводства, сырой активный ил и нечистоты. В процессе компостирования удовлетворяется в основном потребность в кислороде, органические вещества переходят в более стабильную форму, выделяются диоксид углерода и вода и возрастает температура. В естественных условиях процесс биодеградации протекает медленно, на поверхности земли, при температуре окружающей среды и в основном в анаэробных условиях. Естественный процесс разложения может быть ускорен, если перерабатываемый субстрат собрать в кучи, что позволяет сохранить часть теплоты, выделяющейся при ферментации, и достигнуть более высокой скорости реакции. Этот ускоренный процесс и есть процесс компостирования.[ . ]

Компостирование сырого шлама перемешиванием его с торфом, мусором или другими материалами применяется, например в случае отходов боен, дубильных производств и т. п. Горячее брожение, введенное первоначально для городского ила, было с известным успехом применено и для смесей с дубильным илом, подозрительным в отношении сибирской язвы.[ . ]

Отходы можно также перерабатывать в компост. Однако компостирование сопровождается сильным выделением дурно пахнущего газа, поэтому процесс требует тщательного выбора места. Другой способ заключается в обработке жженной известью, однако при этой операции происходит сильное испарение, и применение сточных вод в сельском хозяйстве исключается.[ . ]

Компостирование привлекло к себе значительный интерес в последнее время из-за все увеличивающейся необходимости перерабатывать с гигиеническими целями городские отбросы и сырой активный ил, с одной стороны, и отходы растениеводства и навоз — с другой.[ . ]

Компостирование смеси твердых бытовых отходов и осадков сточных вод во вращающихся горизонтальных ферментационных барабанах в аэробных условиях по методу «Дано» (Дания) позволяет сократить процесс до 2—4 сут.[ . ]

Компостирование отходов. Компостирование отходов производится двумя способами — аэробным или анаэробным — согласно биохимическому характеру соответственных бактериологических процессов. При аэробном воздействии бактерии используют кислород для питания органическим веществом отходов и производят из имеющегося углерода, азота и фосфора собственную клеточную протоплазму. Большинство углеродистого вещества превращается в СО2, а значительная часть остатка переходит в более простые соединения, чрезвычайно полезные для роста растений. Аэробное брожение происходит в природе в широких масштабах и является единственным способом, которым отходы с полей и лесов превращаются в перегной. При анаэробном брожении процесс разложения происходит без кислорода; углерод, присутствующий в ферментирующих материалах, превращается не в СС>2 , как при аэробном брожении, а в Метан. В природе этот процесс происходит на дне болот. Сера, окисляясь, дает не серную кислоту, как при аэробном брожении, а дур-нопахнущий меркаптан. Анаэробное брожение продуцирует гораздо меньше тепла, чем аэробное. При анаэробном разложении углеводородов выделяется 5% тепла по сравнению с аэробным разложением того же количества углеводородов. Большое количество тепла, возникающего при аэробном брожении, убивает многие вредные организмы, при анаэробном брожении этого не происходит. Аэробное брожение не дает неприятного запаха, а при анаэробном такой запах возникает.[ . ]

Компостирование позволяет получить ценный продукт для внесения в почву в качестве удобрения. Одновременно компостирование является процессом очистки, делающим низкоактивные отходы более безвредными для ОПС. Гуммифицированные продукты после внесения в почву быстро приходят в равновесие с экосистемой, не вызывая серьезных нарушений в ней.[ . ]

Компостирование — биохимический процесс преобразования органических твердых отходов в стабильный, подобный гумусу продукт. В принципе он может быть как аэробным, так и анаэробным, хотя современное компостирование является по преимуществу аэробным. Это обусловлено тем, что оно протекает быстрее, реализуется при более высоких температурах и осуществляется без заметных запахов. Аэробный процесс слагается из мезофильной и термофильной стадий, выполняемых соответственно при 15-30 и 45-60°С. На практике в большинстве случаев используют оба интервала температур.[ . ]

Для компостирования отходов полеводства, овощеводства и садоводства до сих пор применяются достаточно простые схемы. Перемешивание и принудительная аэрация используются крайне редко. Из-за очень низкой стоимости компоста сложные процессы компостирования не могут применяться в сельском хозяйстве, и условия проведения процесса сильно отличаются от рекомендованных выше.[ . ]

При компостировании в штабелях используются смеси дробленых или недробленых отходов с сырыми, сброженными осадками как необезвоженными, так и после их предварительного обезвоживания. Добавление осадков осуществляют с целью увлажнения либо с целью обогащения твердых бытовых отходов недостающими компонентами, либо для того и другого.[ . ]

В нем отходы мешалками интенсивно перемешиваются и частично измельчаются. Пульпа направляется в сепаратор, где отделяется металлолом крупнее 19 мм, и далее в циклон, где отделяются стекло и металл крупнее 3 мм. В следующем аппарате извлекаются текстиль, бумага и другие волокнистые отходы, затем их обезвоживают и укладывают в кипы. После тих операций из пульпы получают измельченный осадок, присный для компостирования.[ . ]

Глава 7. Компостирование отходов (Кларенс Г. Голуэк) .[ . ]

В отходах обычно существует своя эндогенная смешанная микрофлора. Микробная активность возрастает, когда содержание влаги и концентрация кислорода достигают необходимого уровня. Кроме кислорода и воды микроорганизмы для роста и размножения нуждаются в источниках углерода, азота, фосфора, калия и определенных микроэлементов. Эти потребности часто обеспечиваются веществами, содержащимися в отходах. Потребляя органические отходы как пищевой субстрат, микроорганизмы размножаются и продуцируют воду, диоксид углерода, органические соединения и энергию. Часть энергии, получающейся при биологическом окислении углерода, расходуется в метаболических процессах, остальная выделяется в виде теплоты.[ . ]

Твердые отходы, независимо от того, что явилось их источником: сырой активный ил, коммунальные отбросы или отходы сельского хозяйства — могут, конечно, быть подвергнуты компостированию с помощью хорошо отработанных технологий (см. главу 8). Однако есть и другие пути переработки твердых отходов, которые еще не так хорошо разработаны, например культивирование червей [723]. Возможно, существуют и другие организмы, которые могут быть использованы в контролируемых условиях для переработки твердых отходов.[ . ]

Компостирование — биохимический процесс, предназначенный для преобразования органических твердых отходов в стабильный, подобный гумусу продукт, который, в основном, используется для улучшения состава почвы. Современное компостирование является аэробным и состоит из мезофильной и термофильной стадий. Как биохимический процесс он лимитируется микробными популяциями и факторами внешней среды. Затраты на компостирование сравнимы с затратами на сжигание.[ . ]

Недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть общего количества мусора. Эта задача может быть решена путем сжигания, пиролиза или вывоза отходов на полигоны.[ . ]

Простые системы компостирования в ямах, используемые в тропиках для компостирования смеси отходов растениеводства, навоза, сорняков, древесной золы и нечистот, будут скорее всего давать выход 40 % по влажной массе. Весьма вероятно, что в этих процессах при переворачивании компоста может понадобиться добавление воды. Установки по переработке твердых городских отбросов в Европе дают, как правило, 40 т целевого продукта на 100 т загруженных отходов (по влажной массе), но при этом некоторые органические субстраты добавляются в виде сырого активного ила на стадии биодеградации. Твердые городские отбросы при компостировании их в полупустынном и тропическом климате дают более высокий выход — 50 % по влажной массе. При обычном компостировании садовых и домашних отходов выход 40—50 %.[ . ]

Выбор сжигания или компостирования для обезвреживания твердых отходов зависит от местных условий. В интересах сельского хозяйства, очевидно, компостировать отходы целесообразнее в Нечерноземных районах. Что касается мусоросжигания, оно, как способ использования ТБО, должно рассматриваться как пройденный этап. Например, в европейских странах за последние 10 лет не введен ни один мусоросжигающий завод; сжигают лишь то, что остается после сортировки и утилизации. Это, в частности, объясняется тем, что при сжигании мусора с самым разнообразным сочетанием компонентов образуется огромное количество вредных продуктов, содержащих такие опасные вещества, как диоксины, фосген, синильная кислота и другие, а также золы и шлаки неизвестного состава и с непредсказуемыми свойствами.[ . ]

Когда органические отходы складывают для компостирования, то благодаря изолирующему влиянию субстрата сохраняется теплота, образующаяся вследствие биологической активности, и температура повышается. Процесс компостирования удобно разделить на четыре стадии: мезофильная (/), термофильная (II), остывание (III), созревание (IV) (рис. 8.2).[ . ]

Таким образом, после компостирования органических отходов масса составляет не более половины исходной, уменьшение объема еще значительнее. Все это существенно снижает стоимость транспортирования.[ . ]

Переработка твердых отходов на компост является более совершенным приемом их обезвреживания и использования. Применяют полевое компостирование, кроме того, отходы перерабатывают на специальных заводах. Наиболее совершенным сейчас считается непрерывт ный процесс компостирования с аэробным окислением органических отходов во вращающемся наклонном барабане ферметере (рис, 5,4].[ . ]

Схема системы компостирования твердых городских отходов и осадка сточных вод.

Упрощенно компостированием называют биохимический распад органических составных частей твердых отходов в контролируемых условиях. Термин «распад» используют вместо термина «стабилизация», так как в практических условиях процесс редко доходит до точки, при которой состав твердых отходов полностью стабилизируется. Термин «биохимический» отличает компостирование от других типов распада, например химического или физического (сжигание, пиролиз и т. д.). Из определения следует, что за некоторыми исключениями биохимическому распаду подвергаются только органические составляющие твердых отходов. Очень важное значение имеет термин «контролируемые условия». Именно применение контроля отличает компостирование от естественного гниения или разложения.[ . ]

Кроме навоза и торфа для компостирования используют солому и другие отходы и отбросы сельского и коммунального хозяйства. Основная цель этого приема — разложить отходы и отбросы до такой степени, чтобы перевести содержащиеся в них питательные вещества в доступную для растений форму и устранить или значительно уменьшить возможность биологического связывания азота в почве после их внесения.[ . ]

Первым шагом для подготовки отходов для компостирования является разделение их компонентов. Жестяные банки и другие металлические предметы извлекаются прежде всего с помощью магнитных приспособлений. Тряпки, бутылки и неметаллические материалы выбираются вручную. Часто разделение отходов на компостируемые и некомпостируемые выполняется прямо на месте. Например, в школах или больницах остатки пищи отделяются от жестянок и бутылок. Такое разделение не практикуется при сборе мусора в домашних условиях.[ . ]

Основными методами переработки отходов являются биоразложение, компостирование и сжигание. Сложные по составу промышленные отходы требуют применения дополнительных специальных физико-химических методов переработки.[ . ]

Правильно организованное полевое компостирование, так же как и заводы механизированной переработки бытовых отходов (МПБО), обеспечивает защиту почвы, атмосферы, грунтовых и поверхностных вод от загрязнений ТБО, позволяет получить в результате переработки ТБО компост. Технология полевого компостирования допускает совместное обезвреживание и переработку ТБО с осадком сточных вод. При смешивании обезвоженного осадка с ТБО в соотношении 3:7 используются весь осадок сточных вод и все ТБО, образующиеся в городе. Компост, полученный из такой смеси, содержит больше азота и фосфора.[ . ]

Важной особенностью субстрата при компостировании является необходимость содержания в нем веществ, требующихся для жизнедеятельности данной микробной популяции. Таким образом, угле-ро д в необработанных отходах будет отсутствовать до тех пор, пока не появится микробная популяция, способная разрушать углеродсодержащие вещества. Следовательно, если первые члены микробной сукцессии1 опущены, процесс компостирования будет приостановлен. Однако это происходит очень редко, так как отходы несут в себе большое количество разнообразных микроорганизмов. Важным моментом является то, что чем проще форма, в которой находятся отходы, тем больше это разнообразие и, следовательно, тем быстрее образуется компост.[ . ]

В ходе исследований по переработке отходов в Китае был предложен ряд технологий компостирования [477]. Отходы жизнедеятельности человека и животных укладывают в кучу вперемежку с измельченными стеблями растений, аналогично тому, как это делается в процессе «Indore». Типичным для кучи является состав, содержащий 40 % стеблей, 30 % сельскохозяйственных стоков и твердых отходов и 30 % навоза и нечистот.[ . ]

Применяют две принципиальные схемы полевого компостирования: с предварительным дроблением ТБО и без предварительного дробления. В первом случае для измельчения ТБО используют специальные дробилки, во втором — измельчение (менее эффективное) происходит за счет многократного перелопачивания компостируемого материала. Неизмельченные фракции отделяют на контрольном грохоте. Установки полевого компостирования, оснащенные дробилками для предварительного измельчения ТБО, обеспечивают больший выход компоста и дают меньше отходов производства.[ . ]

Оборудование для приема и предварительной подготовки отходов включает приемный бункер, питатели, транспортеры, магнитные сепараторы. Процесс биотермического обезвреживания и компостирования происходит в горизонтальных вращающихся барабанах. Оборудование для обработки компоста состоит из контрольного грохота, магнитного сепаратора и дробильного оборудования для измельчения балласта. Кроме того, необходимо иметь склад готовой продукции, т.е. площадку дозревания компоста, а также оборудование для взвешивания поступающих отходов и отпускаемого компоста и мойку для мусоровозов. На мусороперерабатывающих заводах РФ применяется в основном отечественное оборудование, которое дорабатывается и модернизируется с учетов свойств ТБО конкретного региона или города и в соответствии с требованиями создания оптимальных условий для их обезвреживания.[ . ]

Стекло, алюминий, крупный металлолом и другие некомпостируемые отходы удаляются ручной сортировкой. Жестяная тара и мелкий лом черных металлов удаляются электромагнитной сепарацией. Оставшаяся масса измельчается до размера не более 2,4 мм и смешивается с осадком сточных вод. Последний обеспечивает необходимые для процесса компостирования развитие бактерий и содержание органического азота для поддержания должного соотношения углерода и азота. После 6 дней компостирования смесь перемалывается и высушивается. Готовый продукт имеет сопоставимую с торфом текстуру и питательную ценность. Весь процесс переработки городских отходов схематически показан на рис. 3.4.2. Эта схема является несколько упрощенной копией схемы, приведенной в работе [1].[ . ]

Исследователи Калифорнийского университета [3] наблюдали, что если отходы, поступающие в обработку, содержали насекомых в высокой концентрации, то за вре/ .я прохождения материала через дробилку все личинки насекомых уничтожаются. Никакой активности насекомых не отмечалось в материале, подвергавшемся компостированию. Исследования о компостировании отходов ферм и садов [50] показали, что ни в навозе для компостирования, ни в огородных отходах насекомых не было. Хотя исследователи из университета не делали попыток изолировать болезнетворные организмы и паразитов из компостных штабелей, но они составили таблицу температур, при которых гибнут некоторые обычные болезнетворные организмы и паразиты, и доказали на основании сведений, взятых из таблицы, что организмы, вызывающие заболевания, не выживают при правильно организованной операции компостирования [50], К сожалению, эта таблица предлагается многими авторами в последние годы как доказательство безопасности процесса образования компоста, без обращения к экспериментам. Ниже воспроизводятся эти данные.[ . ]

Одним из перспективных методов переработки твердых бытовых пищевых отходов является их компостирование с аэробным окислением органического вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты — например в смолу.[ . ]

Реже используют технологии анаэробной ферментации органической части отходов с получением и утилизацией биогаза, как правило, непосредственно на полигоне. Практикуют также их компостирование (аэробную ферментацию).[ . ]

Исследования, проведенные АКХ им. К. Д. Памфилова, показали, что совместное компостирование осадков сточных вод и твердых бытовых отходов позволяет эффективно решать вопросы их обезвреживания и утилизации.[ . ]

В последние годы развивается новое направление — ускоренное обезвреживание отходов: вместо десятков лет бытовые отходы утилизируются в течение 4—18 месяцев при специальном полевом компостировании или в течение 1—3 недель — на мусороперерабатывающих заводах. В результате возникающих при компостировании анаэробных процессов органические вещества разлагаются с образованием подвижных форм хорошо усвояемого азота. Температура в буртах может достигать + 50. + 70 °С. В этих процессах ведущую роль играют бактерии, источником энергии для которых служат органические соединения. Мусор при этом преобразуется в гомогенную гумусированную массу, т. е. в ценные азотные удобрения.[ . ]

Все в большей мере осознается значение повторного использования органических отходов. Компостирование является способом гигиенического удаления органических отходов и получения полезного продукта, внесение которого в почву обеспечивает ее питательными веществами, снижает ее засоление, повышает стабильность почвы и способность к удерживанию влаги. Особенно важную роль в поддержании стабильности почвы и содержания в ней гумуса играет внесение компоста в пустынных и полупустынных районах. В умеренном климате компостирование более важно как способ удаления отходов, снижающий их патогенность и дурной запах.[ . ]

Помимо сжигания, в мировой практике нашли применение еще три метода переработки отходов: компостирование (с получением удобрения или биотоплива), ферментация (с получением биогаза) и сортировка (с извлечением тех или иных ценных веществ для последующего вторичного использования и выделением вредных или балластных компонентов). Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки, свои оптимальные области применения, зависящие от состава отходов и региональных условий.[ . ]

Все в большей степени осознается значение повторного использования органических отходов. Внесение сырых органических отходов в любую экосистему может создать серьезные проблемы либо из-за их высокой потребности в кислороде, либо из-за образующихся промежуточных соединений, либо из-за выделения аммиака. Компостирование позволяет получать с помощью биологического окисления стабильные продукты. Гумифицированные продукты при внесении их в экосистему не вызывают больших нарушений экологического равновесия в отличие от сырых отходов. Смешение низкоактивных отходов типа соломы с отходами жизнедеятельности животных и человека позволяет решать проблему гигиенического удаления последних. При компостировании достигаются температуры, при которых погибают патогенные микроорганизмы, сорняки и их семена.[ . ]

Значительный вклад в обобщение передового опыта вносит Международная ассоциация по удалению отходов и уборке городов (ИСВА). Первый конгресс ИСВА состоялся 26—30 июня 1972 г. в Праге (ЧССР). На нем были заслушаны и обсуждены доклады по прогнозам накопления и изменения состава ТБО, районизации при удалении, по вопросам мусоросжигания и компостирования отходов совместно с канализационным осадком, усовершенствованного складирования на полигонах.[ . ]

Для планирования строительства мусороперерабатывающих заводов очень важна динамика изменения состава ТБО. Так, по мере роста содержания бумаги ТБО становится легче сжигать. А снижение доли пищевых отходов в ТБО до менее 20% делает невозможным приготовление из них компоста. Дело в том, что компостирование – биохимический процесс, осуществляемый благодаря жизнедеятельности так называемых аэробных микробов (термофильных микроорганизмов). Эти микробы выделяют много тепла, в результате ТБО разогреваются до 70°С. При этом болезнетворные микробы гибнут, сырье перегорает, образуется компост. В естественных условиях этот процесс длится месяцами. На заводах, где измельченные ТБО постоянно перемешиваются, чтобы микробы имели требуемый им избыток воздуха, компостирование заканчивается за 2. 3 дня. Но при снижении содержания пищевых отходов процесс резко замедляется и становится неэффективным. Например, под Хельсинки из-за этого даже пришлось закрыть компостный завод.[ . ]

Фекалии используют также для изготовления различных сборных компостов из трудноразлагающихся материалов. На подготовленную площадку укладывают торф или перегнойную землю слоем 10—15 см (ширина штабеля 3—4 м), а затем слоем 20— 30 см — материал, предназначенный для компостирования (разные отходы коммунального или сельского хозяйства). Его увлажняют разбавленной в воде фекальной массой. Если компостируемый материал беден известью, добавляют также известь или золу в количестве 2—3% его веса. Увлаяшенный компостируемый материал покрывают землей или торфом слоем 5—6 см. Затем накладывают новый слой компостируемого материала, который также обрабатывают фекальной массой. Так продолжают до тех пор, пока штабель не достигнет высоты 1—1,5 м. Через полтора-два месяца после закладки штабеля компостную кучу перемешивают (бульдозером). По мере высыхания штабель периодически увлажняют жижей или водой. Сборный компост считается готовым, когда он превращается в хорошо разложившуюся темную однородную массу.[ . ]

Методы компостирования мусора и отходов

Компостирование – это метод переработки сырых органических отходов аэробными микроорганизмами. Этот метод биологический. В результате получают полезный компост, который внешне имеет схожесть с почвой. В итоге аэробного компостирования ТБО получают 40-50% компоста, 40-50% составляют газы, 10% – другие оставшиеся материалы.

Различают дворовое и централизованное компостирование.

Частные домовладельцы своими силами компостируют остатки сада и хозяйства. Складывают их в кучу и периодически перемешивают для доступа кислорода. Процесс занимает несколько месяцев. Используют полученный компост для улучшения почвы, удобряют садовые растения. Для ускорения процесса перемешивают компост еженедельно, в сухое время поливают.

Требования к компостеру следующие:

• Процесс компостирования осуществляют так, чтобы не навредить ближайшему окружению.
• В компостер для бытовых отходов не должны проникать вредители. Компостер изолируют, плотно закрывают крышкой.
• Теплоизолируют. Процесс протекает быстро, отсутствуют запах и мухи.
• Расстояние от компостера до хозяйственного колодца с водой – 15 метров, до границы с соседями – 5 метров.

Централизованно компостируют отходы в валках и туннелях. При обоих способах необходимо просеивать, измельчать и перемешивать отходы. Валок имеет форму трапеции. Фронтальные погрузчики постоянно переворачивают сырье. Температура повышается, происходит экзотермическая реакция.

Вредные микроорганизмы погибают при достижении температуры отходов 70ºС в течение одного-двух часов. Через 6-8 недель завершается первоначальный этап. В течение 3-9 месяцев дозревает.

Отходы компостируют в камерах туннельного вида. Камера вращается, сырье перемешивается, происходит аэрация отходов. Вентиляторы проветривают. Предварительное компостирование завершается, дозревание проводят в валках. Этот метод быстрый, но затратный. Так компостируют пищевые отходы.

Описание и преимущества метода

В глубоких слоях мусора растут и развиваются всевозможные аэробные бактерии. Они вызывают процесс ферментирования с выделением тепловой энергии, вследствие чего отходы разогреваются от 50 до 70 градусов.

Компостирование – это экзотермический процесс биологического окисления. Под воздействием температуры наступает гибель болезнетворных, патогенных микробов. Погибают яйца и личинки гельминтов и мух.

Разложение твердых бытовых отходов происходит с высокой скоростью, выделяется диоксид углерода и вода. Реакция идет до появления компоста, похожего на гумус. Разлагаясь, сложные соединения превращаются в наиболее простые.

По степени воздействия садовода на компост различают 4 вида компостирования

Технологии компостирования

Применяют несколько видов технологий:

• Минимальная. Создают кучи для компоста: высота равна 4 метрам, ширина – 6 метрам. Перемешивают 1 раз в год. В зависимости от погодных условий компостирование занимает от 1 до 3 лет. Требуется обеспечить немаленькую санитарную зону.
• Низкого уровня. Размер компостных куч составляет в высоту 2 метра в ширину – 3-4 метра. Первое перелопачивание куч проводят спустя месяц. Спустя 10-11 месяцев второй раз перелопачивают и образуют другую кучу. Процесс компостирования длится 16-18 месяцев.
• Среднего уровня. Каждый день проводят переворачивание куч. Спустя 4-6 месяцев процесс завершается. Этот метод требует больших затрат.
• Высокого уровня. Проводится особая аэрация куч с компостом. В течение 2-10 недель заканчивается процесс.

Материалы для компостирования

Отходы делятся на азотные и углеродистые.

Зеленые азотные отходы чередуют с бурыми углеродистыми отходами послойно.

Составляющими азотного сырья являются:

• свежескошенная трава;
• отходы от овощей и фруктов;
• выполотые сорняки, но без семян;
• разные продовольственные отходы;
• измельченные зеленые черенки;
• засохшие цветы;
• зеленая листва;
• водоросли морей;
• помет куриный. Помет ускоряет процесс компостирования;
• навоз крупного рогатого скота;
• чайная заварка;
• гуща от кофе.

Углеродистые отходы составляют следующие компоненты:

• перепревшие и сухие листья;
• обрезки от древесины;
• ветки кустарников;
• сено с соломой;
• зола от сжигания древесины;
• хвойные иголки;
• печатная продукция;
• бумага;
• натуральные ткани;
• щепки;
• стружки опилок.

Добавляют скорлупу яиц и землю в состав компоста. Она уменьшает запахи. Микроорганизмы ускоряют процесс.

Процедура компостирования

Особенности процедуры заключаются в следующем:

• выбирают место в тени, на расстоянии 1,5 метра от построек;
• используют емкости, ящики для созревания органики, траншеи, компостные кучи и ямы;
• смешивают азотные и углеродные компоненты в равных количествах: оптимально сочетают свежую траву и побуревшую сухую листву.
• создают дренаж из толстых веток либо стружки из древесины. Чередуют слои из азотных и углеродистых компонентов в 10-15 см толщиной. Слои пересыпают землей либо готовым компостом. Верхний слой закрывают почвой.
• Размеры кучи: по высоте 1,5-2 м, по ширине – 1,5 м, длина может быть любой. Менять размеры не рекомендуют, в больших кучах сложно обеспечить проветривание, будет досаждать запах, микроорганизмы не выживут. Маленькие хуже нагреваются;
• закладывают некрупное сырье – оно быстрее разлагается.
• увлажняют. Проверяют влажность, сжимая в руке горсть компоста. Появление капелек воды означает, что влаги хватает. При переувлажнении смесь перемешивают или добавляют углеродистые компоненты;
• чтоб улучшить доступ кислорода, кучу периодически перелопачивают;
• если азота не хватает, процесс тормозится. В таком случае добавляют свежую траву или азотистое удобрение;
• запах аммиака сигнализирует об азотном перенасыщении – добавляют в компост углеродистые составляющие и перемешивают.
• присутствует запах тухлых яиц – значит, не хватает воздуха. Отходы перемешивают и добавляют ветви либо щепки;
• мясные отходы не используют;
• применяют биопрепараты, чтоб ускорить процесс. Их насыпают на каждый слой кучи примерно 20 см. Затем на кучу добавляют слой земли, поливают и прикрывают пакетом полиэтиленовым. Компост спустя 1,5 месяца будет готов.
• Компост в готовом виде напоминает смесь коричневого цвета. Она однородная, рассыпается, имеет запах земли.

Открытое компостирование

Смесь компостируют в буртах на открытых полях, хранят 2,5 месяца. Спустя 10 месяцев получают хороший компост. Быстроту достигают благодаря аэрации буртов с помощью конвекции. Установленные воздуховоды ускоряют ферментацию. Разлагаются отходы полностью, дополнительная энергия не тратится.

Контейнерное компостирование

Этот вид компостирования заключается в использовании биореактора EnviCont C900S. Биореактор разлагает все биоразлагаемые отходы. Бывает мобильный либо стационарный. Такая переработка выгодна, она недорогая.

Процесс разложения происходит за счет спонтанных реакций, которые происходят с сырьем из-за установленных условий биореактора. Процесс компостирования контролируется автоматически. Хороший продукт получают за короткое время – 6-12 дней, зависит от разлагаемого сырья.

Двухуровневая фильтрация удаляет запахи. Готовый материал помещают отдельно, в резервуар. Биореактор мобильный и удобный. Перемещают транспортом с буксировочным прицепом. Работает от электрической сети.

Переработка компоста

Передовые технологии используются в переработке компоста. Компост превращают в удобрение органического происхождения, почвенный грунт. Готовят брикеты для топлива и гранулированные удобрения.

Использование

Полученный компост широко применяют:

• в сельском хозяйстве;
• муниципалитетами;
• на приусадебных участках;
• в озеленении парков и скверов;
• фермерами при ведении хозяйств;
• на полигонах ТБО;
• при создании топливных брикетов.

Использование компоста в качестве удобрения и приготовление почвогрунтов на его основе

Согласно нормативным актам законодательного уровня установлены повышенные требования к качеству почвенных грунтов. Сырье напрямую влияет на свойства полученного продукта.

Почвогрунты, приготовленные на основе биокомпоста, применяют:

• в озеленении;
• во время закладки газонов;
• в качестве почвосмесей и удобрений;
• в обустройстве цветников, клумб;
• в тепличном хозяйстве;
• на огородах и садово-дачных участках.

Переработка биомассы в дизельное топливо

Отходы мусора преобразуют в жидкое сырье и топливо. Используется способ превращения органики в жидкое топливо.

Система перерабатывает биомассу разного вида, даже культуры, которые выращивают с целью получения топлива.

Продукт имеет схожесть с нефтью. Получают дизельное топливо – высокоэффективный синтетический продукт. Используют в любом автомобиле, в нем отсутствует сажа.

Биокомпостирование

Биокомпостирование – это процесс ускорения выработки биокомпоста. В ускоренном темпе проводят компостирование помета и навоза. Системы, ускоряющие процесс, используют для компостирования осадков сточных вод, компостирования человеческих останков.

Технология заключается в создании комфортных условий для жизнедеятельности аэробных бактерий, разных грибов, червей.

• Простое компостирование. Участвуют бактерии и грибы.
• Вермикомпостирование. Участвуют дождевые черви.

Компостирование ТБО в биобарабанах сокращает процесс до 2 суток.

К преимуществам биокомпостирования относят высокое качество продукта, отсутствие запаха, широкое использование.

Технология ускоренного биокомпостирования в самодельном биокомпостере

Простое компостирование протекает быстрее, чем вермикомпостирование. Участвующие в процессе черви пропускают через себя заложенное в бурт сырье. Ветки на дне бурта перерабатываются долго.

Чтобы ускорить процесс, увеличивают число червей. Добавляют готовый вермикомпост с червями на верхний слой. Процедуру выполняют в сумерках. Слой насыпают толщиной от 5 до 20 см, число червей ощутимо увеличивается на этой площади бурта.

Поддерживают влажность. Поливают нагретой за день водой и периодически прокалывают острой лопатой бурт. Улучшается доступ необходимого для аэробных бактерий и микроорганизмов кислорода. Недостаток кислорода приводит к гибели аэробных микроорганизмов.

Рекомендуют поливать бурт методом дождевания, чтоб увеличить количество кислорода.

Технологические процессы утилизации отходов

В современной отечественной и зарубежной литературе в качестве основных и наиболее распространенных технологий утилизации отходов выделяют следующие [51, 52, 56, 57]:

– захоронение на современных полигонах твердых отходов производства и потребления, включающих системы сбора и очистки фильтрата, инженерную подготовку территории, гидроизоляционную защиту основания, ак­кумуляцию и использование биогаза;

– сжигание, реализуемое как высокотемпературный пиролиз, паровоздушная газификация твердых отходов производства и потребления в сверхадиабатическом режиме, термообезвреживание отходов во вращающихся печах, плазменное сжигание в барбатируемом слое и др.;

– компостирование органической части отходов, биохимическое разложение отходов (модель биореактора);

– сортировка, прессование и брикетирование;

– сортировка и вторичная переработка твердых отходов производства и потребления.

Применяемые способы утилизации отходов в зарубежных странах представлены в табл. 1. Для России согласно [57] процент от общего накопления твердых отходов потребления распределяется следующим образом: складирование на полигонах (свалках) 97 %, сжигание 2,7 %, компостирование 0,7 %.

Из данных табл. 1 видно, что первое место по распространенности применения занимает захоронение, на втором – сжигание, на третьем – компостирование и на четвертом – использование в качестве вторсырья при условии предварительной сортировки. Каждый из существующих методов утилизации имеет свои преимущества и недостатки, а также могут быть реализованы различными способами (и видами).

Способы утилизации отходов в некоторых странах

Страны	Захоронение на полигонах	Сжигание	Компостирование	Использование в качестве вторсырья	Неизвестно
Австрия	20,4 %	13,3%	22,9 %	29,7 %	7,7 %
Германия	30,2 %	12,3%	17,9 %	37,1 %	2,6 %
Испания	74,6 %	21,0%	3,1 %	1,2%	0,1 %
Франция	40,3 %	28,6 %	8,9 %	3,5 %	11,2%
Италия	62,9 %	5,9 %	8,8 %	9,9 %	–
Ирландия	90,3 %	–	0,5 %	9,2 %	–
Англия	86,2 %	5,7 %	3,0 %	5,1 %	–
Россия	94 %	2,3 %	0,7 %	3 %	–

Так, захоронение имеет следующие недостатки [51, 55]:

– большая потребная площадь земли;

– сложность организации новых свалок и полигонов в связи с отсутствием свободных земельных участков, не обладающих сельскохозяйственной ценностью;

– значительные траты на транспортирование твердых отходов потребления от мест их сбора до мест захоронения;

– потеря ценных компонентов твердых отходов потребления;

– экологическая опасность (возможное загрязнение грунтовых вод, атмосферы, просадка грунта, распространение неприятных запахов, потенциальная опасность в отношении пожаров и распространения инфекций);

– длительность процесса обеззараживания мусора;

– значительные траты на рекультивацию земли и т.д.

В качестве положительных сторон захоронения можно выделить [51, 55]:

– наиболее дешевый из всех существующих методов;

– захоронению подлежат все фракции твердых отходов потребления, необязательно сортировать мусор, что наиболее характерно для стран, где отсутствует сортировка в местах образования твердых отходов потребления.

Захоронение может быть реализовано следующими способами: захоронение на полигонах с получением и утилизацией биогаза и захоронение на свалках.

Однако эффективность реализации существующих способов утилизации зависит от эффективности реализации покомпонентной и пофракционной сортировки твердых отходов производства и потребления. Сортировка с извлечением ценных компонентов для последующего вторичного их использования занимает в настоящее время последнее место среди существующих способов, однако единственным препятствием для реализации данного функционального элемента системы является отсутствие раздельного сбора мусора в условиях РФ. Это и является недостатком данного элемента. В качестве преимуществ можно выделить [51, 55]:

– использование ВМР, что продлевает «жизнь» отработанных товаров и позволяет экономить природные ресурсы и финансовые средства для их добычи;

– возможность получения дохода от реализации ВМР;

– малый объем твердых отходов производства и потребления после выделения ценных компонентов направляется на захоронение.

Сортировка как промежуточный функциональный элемент классификационной схемы может быть реализована различными методами (механический, гидродинамический, аэродинамический) и способами (грохочение, гидравлическая классификация, воздушная сепарация, селективный сбор).

Следующий по распространенности использования метод утилизации – сжигание. Недостатки в этом случае следующие [51, 55]:

– высокий уровень образования диоксинов и кислых газов;

– сложность стабилизации процесса сжигания;

– большой остаток шлака, загрязняющий в последствии почву;

– высокая капиталоемкость технологического оборудования;

– при отсутствии эффективной сортировки уничтожение ценных компонентов.

К преимуществам сжигания можно отнести [51, 55]:

– снижение объема твердых отходов потребления примерно в 10 раз от первоначального;

– снижение риска загрязнения почвы и грунтовых вод;

– возможность ликвидировать твердые и пастообразные отходы без предварительной обработки, а также отходы с повышенной влажностью;

– возможность получения горючего газа, который можно использовать как топливо;

– возможность рекуперации образующегося тепла.

Сжигание может быть реализовано с помощью теплофизического метода следующими способами: сжигание (или огневое обезвреживание), переплав, пиролиз (термическая деструкция), обжиг. В свою очередь, сжигание может быть слоевое, камерное или в кипящем слое. Пиролиз бывает двух видов: окислительный и сухой, который, в свою очередь, бывает низко-, средне- и высокотемпературным и т.д. [51, 55]

Компостирование в РФ применяется достаточно редко из-за отсутствия сортировки на этапе образования мусора. Данный функциональный элемент имеет следующие недостатки [51, 55]:

– низкое качество продукции (компоста) из-за отсутствия учета состава и свойств исходного сырья;

– проблема сбыта компоста из-за его низкого качества.

Положительной стороной реализации компостирования является получение удобрения или биогаза, но только при тщательной сортировке твердых отходов потребления.

Выделяют следующие способы реализации компостирования:

– аэробное биотермическое компостирование (с получением удобрения);

– анаэробная ферментация (с получением биогаза) [58].

Рассмотрим более подробно каждый из представленных методов утилизации отходов.

Захоронение. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» в ст. 12 установил требования к объектам размещения отходов. Создание таких объектов – специально оборудованных сооружений (полигонов, шламохранилиш, отвалов горных пород и др.) – допускается на основании разрешений, выданных специально уполномоченными Федеральными органами исполнительной власти. При этом определение места строительства объектов размещения отходов осуществляется на основе геологических, гидрогеологических и иных исследований и при наличии положительного заключения государственной экологической экспертизы [20].

В целях снижения загрязнения окружающей природной среды вместо неконтролируемых свалок строят полигоны для твердых отходов, которые эксплуатируются во многих городах России. Для них обычно выбирают место в глинистом грунте, в котором можно складировать отходы в течение 20-25 лет и более. Основание выбранной площадки делают в виде большого корыта глубиной 1,5 м и более Для скапливания в нем фильтрата. Если глинистого грунта нет и основание для полигона приходится делать в водопроницаемых грунтах, дно корыта выстилают слоем привозной глины толщиной 0,5 м (рис. 18) [59].

1 – лесозащитные полосы (зеленая зона); 2 – промежуточный изолирующий слой; 3 – отходы; 4 – укрывающий наружный слой растительного грунта; 5 – естественное и искусственное водоупорное основание (глина)

Рис. 18. Схема разреза полигона для твердых отходов

В течение суток вывозят отходы на одну площадку полигона и. уплотняют бульдозерами послойно до 2-метровой высоты. На следующий день отходы вывозят на другую площадку, а предыдущую укрывают изолирующим слоем грунта толщиной 0,25 м. Такая изоляция и последующее уплотнение грунта препятствуют загрязнению воздушной среды, а также распространению насекомых и грызунов. В целях снижения площади полигон загружают послойно до высоты 60 м и более. После заполнения полигона поверхность пос­леднего покрывают растительным грунтом. Для размещения полигонов твердых отходов потребления часто используют овраги и другие неудобные для сельского хозяйства земли. После полной загрузки полигона и покрытия растительным грунтом поверхность его можно использовать для устройства парков, садов, игровых площадок и других целей [59].

Рассмотрим проблемы, связанные с захоронением твердых отходов потребления в так называемых могильниках. В их число входят: 1) вымывание веществ и загрязнение грунтовых вод; 2) образование метана; 3) просадка грунта.

Наиболее серьезной из перечисленных является первая проблема. По мере просачивания воды сквозь любой материал, в ней растворяются и с ней выносятся различные химические вещества. Такая вода, проходя через отходы, образует особенно ядовитый фильтрат; в нем наряду с остатками разлагающейся органики присутствуют железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавых консервных банок, негодных батареек и электроприборов, а также красители, пестициды, моющие средства и другие химикаты. Этот ядовитый раствор поступает в подземные водоносные горизонты, и оттуда вредные вещества могут попасть и в питьевые воды. Сообщается, что по этой причине зоной настоящего кризиса стала Флорида (США). Здесь много закрытых свалок расположено в заболоченной местности, а большую (около 90%) часть питьевой воды жители получают за счет грунтовых вод. Очистка подобных свалок (а их насчитывается более 200 на территории указанного штата) обойдется в 10 млн. долларов. Это изнанка на первый взгляд «деше­вого» способа ликвидации отходов [59].

Образование метана это вторая проблема. Так как у захороненного мусора практически нет доступа к кислороду, его разложение идет анаэробно, при этом образуется легковоспламеняющийся метан. Он может распространяться в земле горизонтально, проникать в подвалы зданий, накапливаться там и взрываться при искрении или зажигании. В США известны случаи разрушения более 20 домов, расположенных на расстоянии до 300 м от свалок, причем взрывы привели к жертвам. Кроме того, метан способен распространяться вверх, при этом отравляя корни и губя раститель­ность, а также вызывая эрозию почвы. В ряде городов указанную проблему решают путем устройства на месте свалок «газовых скважин», перехватывающих образующийся метан, который можно впоследствии использовать как топливо или для других целей [59].

Наконец с течением времени по мере разложения отходы проседают. При этом образуются неглубокие впадины, в них скапливается вода и весь участок впоследствии превращается в болото с ядовитой водой.

Все вышеизложенное требует новых подходов к устройству мо­гильников (рис. 19) [59].

Сжигание твердых отходов. Сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической ни, тем более, с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может, быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных станциях (заводах), которые имеют паровые или водогрейные котлы со специальными топками. Температура в топке должна быть не менее 1000°С, чтобы сгорели все дурнопахнущие примеси. Однако перед выбросом в атмосферу газы следует очищать, например, с помощью электрических фильтров [51, 55].

На сегодняшний день в России работает относительно немного мусоросжигающих заводов (Москва-2, Владивосток, Сочи, Пятигорск, Мурманск и др.). Так как не предусматривается, второй стадии газовой очистки, в золе отмечается повышенная концентрация диоксинов (до 1 мкг/кг) [6]. Кроме того, в расчете на 1 кубометр сжигаемых отходов в атмосферу поступает 3 кг вредных веществ (пыль, сажа, газы) и образуется 23 кг золы.

На ряде зарубежных мусоросжигающих заводов применена двухстадийная очистка отходящих газов, которая позволяет извлекать более 10 вредных компонентов. При этом производится предварительная сортировка отходов, что способствует резкому снижению вредных веществ в газах и шлаках.

Рис. 19. Схема совершенного захоронения отходов с системой защиты окружающей среды

Выбор сжигания или компостирования для обезвреживания твердых отходов зависит от местных условий. В интересах сельского хозяйства, очевидно, компостировать отходы целесообразнее в Нечерноземных районах. Что касается мусоросжигания, оно, как способ использования твердых отходов производства и потребления, должно рассматриваться как пройденный этап. Например, в европейских странах за последние 10 лет не введен ни один мусоросжигающий завод; сжигают лишь то, что остается после сортировки и утилизации. Это, в частности, объясняется тем, что при сжигании мусора с самым разнообразным сочетанием компонентов образуется огромное количество вредных продуктов, содержащих такие опасные вещества, как диоксины, фосген, синильная кислота и другие, а также золы и шлаки неизвестного состава и с непредсказуемыми свойствами [51, 55].

Компостирование.Компостами называют органические удобрения, получаемые в результате разложения растительных и животных остатков микроорганизмами. Для их приготовления используют навоз, навозную жижу и помет птиц в смеси с различными видами торфов, городской мусор, опавшие листья деревьев, солому и другое. При компостировании в органической массе повышается содержание питательных веществ (азота, фосфора) в усвояемой растениями форме, обезвреживается патогенная микрофлора, уменьшается количество целлюлозы и пектиновых веществ; удобрения становятся сыпучими, что облегчает их внесение в почву. Разные по составу и способу приготовления ком посты применяют под многие культуры,, выра­щиваемые на различных почвах, кроме торфяно-болотных. Компосты часто используют вместо остродефицитных органических удобрений (навоз, торф). В специальных компостных установках процесс разложения целенаправленно регулируется: создается температура до 70°С, при которой погибают микробы и семена сорных растений. Ныне признается, что компостирование – вполне рациональный, способ ликвидации определенных отходов, почти не оказывающий вредного воздействия на окружающую среду. Однако, при переработке отходов, содержащих металлы, последние могут накап­ливаться в компосте в больших количествах. Во избежание загрязнения компоста тяжелыми металлами последние стараются заблаговременно удалить [51, 55].

В настоящее время наиболее совершенным считается непрерывный процесс компостирования с аэробным окислением органических отходов во вращающемся наклонном барабане. Туда поступает частично освобожденный (при помощи магнитов или вручную) от металлического лома мусор. Для его окисления в барабан вентилятором подается горячий воздух. Отходы находятся в барабане около трех суток. Процесс протекает с выделением тепла, вследствие чего компостируемая масса обезвреживается, а бумажная масса и пищевые отходы измельчаются в частицы размером 1-2мм. После дополнительной сепарации металла мусор попадает на грохот для отделения некомпостируемых отходов: резины, кожи, дерева, цветного металла и полимерных металлов. Далее компостируемый материал из грохота поступает в измельчитель, после чего компост может быть использован в сельском хозяйстве.

Признается целесообразным осуществлять совместное обезвреживание и переработку твердых отходов потребления и осадка СВ. Такая технология способствует насыщению компоста разнообразной полезной для почвы микрофлорой и микроэлементами и позволяет поддерживать биотермический процесс в оптимальном режиме. При этом гибнет большинство болезнетворных микроорганизмов, яйца гельминтов, личинки мух.

Такие органические отходы, как навоз, остатки ботвы, сорняки, опилки и многие другие, могут стать источником дешевой и, что важно, возобновляемой энергии. Для этого необходимо получить так называемый биогаз.

Биогаз производят способом, который называют «метановым сбраживанием» в анаэробных условиях, то есть без доступа воздуха. Этот процесс осуществляется в результате жизнедеятельности двух групп микроорганизмов, которые действуют в два этапа. Вначале в работу включаются кислотообразующие бактерии, расщепляющие сложные органические вещества (белки, жиры и углеводы, содержащиеся в отходах) до более простых. Вследствие их деятельности образуются так называемые первичные продукты бро­жения – жирные кислоты, спирты, водород, оксид углерода и ряд других веществ. Они служат источником питания для другой группы микробов – метанообразуюших бактерий, вступающих в «работу» на второй стадии. Бактерии из этой группы превращают продукты, которые образовались в ходе первого этапа, в метан, диоксид углерода и небольшое количество других соединений [51, 55, 59].

С целью создания надлежащих условий жизнедеятельности бактерий строят специальные бродильные камеры – биореакторы. В них поддерживают определенный температурный режим, давление, кислотность среды, а также следят за тем, чтобы в реактор не поступал кислород из атмосферы.

Получение биогаза из органических отходов привлекает внимание в связи с энергетическим кризисом. Ныне в мире эксплуатируется более 8 млн. установок для получения биогаза, в том числе промышленных [59].

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Компостирование твердых бытовых отходов (ТБО)

Основной целью компостирования являются обеззараживание ТБО (в результате саморазогрева до 60-70 о C происходит уничтожение возбудителей болезней) и переработка в удобрение – компост за счёт биохимического разложения органической части ТБО микроорганизмами. Применение компоста в качестве удобрения в сельском хозяйстве позволяет повысить урожайность выращиваемых культур, улучшить структуру почвы и увеличить содержание гумуса в ней. Весьма существенным является и то, что при компостировании в атмосферу выделяется меньшее количество «парниковых» газов (прежде всего диоксида углерода), чем при сжигании или вывозе на свалки. Основной недостаток компоста – высокое содержание в нём тяжелых металлов и других токсичных веществ

Оптимальными условиями компостирования являются: рН от 6 до 8, влажность 40–60%, а вот ранее применяемое время компостирования 25-50 ч. оказалось недостаточным. В настоящее время компостирование осуществляется в специальных закрытых бассейнах или тоннелях в течение месяца

Переработка ТБО в компост в небольших масштабах (1-3% от общей массы отходов) осуществляется в ряде стран (Нидерланды, Швеция, Германия, Франция, Италия, Испания и др.). Часто компостируется выделенная из ТБО органическая часть, менее загрязнённая цветными металлами, чем все отходы. Наиболее широко компостирование ТБО было распространено во Франции, где в 1980 г. действовало 50 установок для компостирования, а также 40 комбинированных установок по сжиганию и компостированию. В США компостирование практически не получило распространения. В Японии этим методом перерабатывается около 1,5% ТБО. В СССР был построен ряд заводов по компостированию ТБО в биобарабанах (в Москве, Ленинграде, Минске, Ташкенте, Алма-Ате). Большинство из них уже не функционирует.
Хорошо работал комбинированный (компостирование и пиролиз) завод по переработке ТБО в Ленинградской области. Комплекс завода состоял из приёмного, биотермического и дробильно-сортировочного отделений, склада готовой продукции и установки для пиролиза некомпостируемой части отходов.
Технологической схемой предусматривалась разгрузка мусоровозов в приемные бункера, из которых пластинчатыми питателями или грейферными кранами отходы подавались на ленточные конвейеры, а затем – во вращающиеся биотермические барабаны

В биобарабанах при постоянной подаче воздуха происходила стимуляция жизнедеятельности микроорганизмов, результатом которой являлся активный биотермический процесс. В ходе этого процесса температура отходов повышалась до 60 о C, что способствовало гибели болезнетворных бактерий.
Компост представлял собой рыхлый продукт без запаха. В расчете на сухое вещество компост содержал 0,5-1% азота, 0,3% калия и фосфора и 75% органического гумусного вещества.

Просеянный компост проходил магнитную сепарацию и направлялся в дробилки для измельчения минеральных составляющих, а затем транспортировался на склад готовой продукции. Выделенный металл прессовался. Отсеянная некомпостируемая часть ТБО (кожа, резина, дерево, пластмасса, текстиль и т. д.) направлялась на установку пиролиза.

Технологической схемой этой установки предусматривалась подача некомпостируемых отходов в бункер-накопитель, из которого они направлялись в загрузочную воронку сушильного барабана. После сушки отходы поступали в печь пиролиза, в которой без доступа воздуха происходило их термическое разложение. В результате получали парогазовую смесь и твёрдый углеродистый остаток – пирокарбон. Парогазовую смесь направляли в тепломеханическую часть установки на охлаждение и разделение, а пирокарбон – на охлаждение и дальнейшую переработку. Окончательными продуктами пиролиза являлись пирокарбон, смола и газ. Пирокарбон использовался в металлургической и некоторых других отраслях промышленности, газ и смола – в качестве топлива.

В целом, схема санитарной очистки города представлена на рис.3

Рис. 3. Санитарная очистка города

3.1 Аэробное биотермическое компостирование твердых бытовых отходов в промышленных условиях

Метод механического биотермического компостирования в мировой практике начали применять в двадцатые годы прошлого века. Разработанные в то время биотермические барабаны превратили аэробное биотермическое компостирование в широко применяемую промышленную технологию обезвреживания и переработки ТБО. Используя комплекс технологических мероприятий, можно нормализовать содержание в компосте микроэлементов, в том числе солей тяжелых металлов. Из ТБО извлекаются черные и цветные металлы.

Для строительства завода по механической переработке ТБО в компост необходимы следующие оптимальные условия: наличие гарантированных потребителей компоста в радиусе 20-50 км и размещение завода у границы города на расстоянии до 15-20 км от центра сбора ТБО при численности обслуживаемого населения не менее 300 тыс. чел.

Около 25-30 % отходов не подлежат компостированию. Эту часть отходов или сжигают на компостных заводах, или подвергают пиролизу для получения пирокарбона, или вывозят на полигон ТБО для захоронения. Бытовые отходы доставляют на завод мусоровозы, которые разгружаются в приемные бункера. Отходы из бункера разгружают на ленточные контейнеры, по которым они направляются в сортировочный корпус, оснащенные грохотами, электромагнитными и аэродинамическими сепараторами. Отсортированные отходы, предназначенные для компостирования, по конвейерам попадают в загрузочные устройства биотермических барабанов, в виде вращающихся цилиндров (Рис. 4).

Биотермический процесс обезвреживания отходов происходит благодаря активному росту термофильных микроорганизмов в аэробных условиях. Масса отходов сама разогревается до температуры 60оС, при которой болезнетворные микроорганизмы, яйца гельминтов, личинки и куколки мух погибают, и масса отходов обезвреживается. Под действием микрофлоры быстрогниющие органические вещества разлагаются, образуя компост. Для обеспечения принудительной аэрации на корпусе биобарабана устанавливаются вентиляторы, которые подают воздух в толщу отходов. Количество подаваемого воздуха регулируется в зависимости от влажности и температуры материала. Оптимальная влажность для ускорения процесса компостирования 40-45 %. Снаружи биобарабан покрывают слоем теплоизоляционного материала для сохранения требуемого температурного режима.

Разгружаются биобарабаны на ленточные конвейеры, которые доставляют компост в сортировочный корпус. Здесь материал летит в двойную воронку, разделенную перегородкой на два отсека. Тяжелые частицы (стекло, камни), обладающие большей инерцией, летят в дальний отсек, а легкие фракции (компост) ссыпаются в ближний. Далее компост попадет на мелкое сито, после прохода которого компост окончательно очищается от балластных фракций. Стекло и мелкий балласт ссыпаются в тележки, а компост по системе конвейеров подается на складские площадки. Большую часть территории, отводимой под размещение мусороперерабатывающего завода (МПЗ), занимают складские площадки для дозревания и хранения компоста. Примерное время дозревания компоста на складе обычно не менее 2 месяцев.

Компост, производимый на МПЗ, имеет следующий состав: органическое вещество на сухую массу не менее 40 %, N – 0,7 %, P2O5 – 0,5 %, содержание балластных включений (камни, металл, резина) – 2 %, реакция среды (рН солевой вытяжки) не менее 6,0. Как показывает практика, при правильной организации сбора ТБО содержание в компосте солей тяжелых металлов не превышает предельно допустимых концентраций.

Выбросы в атмосферу МПЗ при производстве компоста содержат аммиак, углеводороды, оксиды углерода, окислы азота, нетоксичная пыль и другое.

Рис. 4 Технологическая схема непрерывного анаэробного компостирования с аэробным окислением органических отходов во вращающемся барабане:

1 – кран-балка с грейферным ковшом; 2 – мусоровоз; 3 – приемный бункер отходов; 4 – дозирующий бункер; 5 – пластинчатый питатель; 6 – подъемный кран с магнитной шайбой для погрузки пакетов металлолома; 7 – рольганг; 8 – магнитный сепаратор; 9 – бункер металлолома; 10 – пакетирующий пресс; 11 – вращающийся биотермический барабан; 12 – вентилятор; 13 – котельная или пиролизная установка; 14 – вытяжной вентилятор; 15 – штабеля компоста на площадках дозревания и готовой продукции; 16 – измельчитель компоста; 17 – грохот; 18 – прицеп для сбора отсева с грохота

В небольших городах (50 тыс. жителей и более) при наличии вблизи города свободных территорий применяют полевое компостирование ТБО (Рис. 4). В этом случае отходы компостируют в открытых штабелях. Увеличивается продолжительность переработки отходов с 2-4 суток до нескольких месяцев, и соответственно увеличивается площадь, отводимая под компостирование. В мировой практике применяют две схемы полевого компостирования: с предварительным дроблением ТБО и без него. В первом случае отходы измельчают специальными дробилками, во втором – измельчение происходит за счет естественного разрушения при многократном «перелопачивании» компостируемого материала. При полевом компостировании ТБО разгружают в приемный бункер или на подготовленную площадку. Бульдозером или специальными машинами формируют штабеля, в которых происходят процессы аэробного биотермического компостирования. Для предотвращения рассеивания легких фракций мусора, интенсивного размножения мух и устранения неприятного запаха поверхность штабеля укрывают слоем торфа, зрелого компоста или грунта толщиной около 0,2 м. Выделяющееся под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов тепло приводит к «саморазогреву» компостируемых отходов в штабеле. При этом наружные слои разогреваются меньше, чем внутренние, и служат теплоизоляцией для внутренних саморазогревающихся слоев отходов. Для обезвреживания всей массы материала в штабеле его «перелопачивают», в результате чего наружные слои оказываются внутри штабеля, а внутренние – снаружи. Кроме того, это способствует лучшей аэрации всей компостной массы. Также для повышения активности биотермического процесса штабеля увлажняют. Готовый компост перед отправкой потребителю направляют на грохот, где его очищают от крупных балластных фракций. Иногда при полевом компостировании отходы разделяют на фракции до компостирования. Площадки полевого компостирования размещают на водонепроницаемых грунтах и периодическая засыпка поверхности свежесформированных штабелей инертным материалом обеспечивают защиту почвы, атмосферы и грунтовых вод от загрязнений.

Биотермическое компостирование

Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение двух суток с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике. Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов. Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, большинство таких заводов убыточны. Поэтому предпринимаются разработки концепций получения синтетического газообразного и жидкого топлива для автотранспорта из продуктов компостирования, выделенных на мусороиерерабатывающих заводах. Например, предполагается реализовать получаемый компост в качестве полуфабриката для дальнейшей его переработки в газ.

Способ утилизации бытовых отходов пиролизом известен достаточно мало, особенно в нашей стране, из-за своей дороговизны. Он может стать дешевым и не отравляющим окружающую среду приемом обеззараживания отходов. Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный (свыше 900°С).

Низкотемпературный пиролиз — это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов: пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствие воздуха; пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760°С; пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа; пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850°С и др. Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов. Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, неподдающие- ся утилизации, такие как автопокрышки, пластмассы, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза нс остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающихся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относится легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений. Установки или заводы по переработке твердых бытовых отходов способом пиролиза функционируют в Дании, США, ФРГ, Японии и других странах. Активизация научных исследований и практических разработок в этой области началась в 1970-х гг., в период «нефтяного бума». С этого времени получение из пластмассовых, резиновых и прочих горючих отходов энергии и тепла путем пиролиза стало рассматриваться как один из источников выработки энергетических ресурсов. Особенно большое значение придают этому процессу в Японии.

Как осуществляется компостирование отходов

Компостирование отходов – это простой и малозатратный способ преобразования органических материалов в смесь для улучшения качества почвы. Когда имеется собственный участок и на нем достаточно места для размещения компостного двора, почему бы не воспользоваться такой возможностью?

В этой статье рассказывается о том, в чем заключаются преимущества компостирования, за счет чего происходит компостирование, что из отходов можно и нельзя компостировать, как надо осуществлять компостирование, как использовать готовый компост, какие проблемы могут возникнуть в процессе компостирования и как их можно решить. Также читателю может быть интересна информация о том, как работает компостирующий биотуалет, которую можно найти здесь.

Компостирование ускоряет естественные процессы разложения и возвращает органические материалы в почву. При помощи компостирования, такие органические отходы как деревянные обрезки, опилки, опавшие листья, многие виды кухонных отходов преобразуются в темно-коричневую, рассыпчатую смесь, которая может использоваться для качественного улучшения почвы и для снижения необходимости в удобрениях и воде. Зачем что-то выбрасывать, если это можно использовать для своего сада или огорода?

Существует компостирование двух видов – это анаэробное (разложение происходит в отсутствие кислорода) и аэробное (разложение происходит при наличии кислорода). В этой статье я рассматриваю аэробное компостирование, при котором распад органических компонентов происходит благодаря аэробным микроорганизмам. При таком компостировании получается стабильный конечный продукт без неприятных запахов, с низким риском интоксикации растений.

Преимущества компостирования

Компост – это кондиционер. С его помощью можно получить грунт с улучшенной структурой и качеством. Компост увеличивает концентрацию питательных веществ в почве и помогает удерживать влагу.

Переработка пищевых и садовых отходов. Компостирование помогает утилизировать до 30% бытовых отходов. Ежедневно в мире выбрасывается 3,5 миллиона тонн отходов, а компостирование может помочь снизить объемы отходов, отправляемые на свалки.

Вводит полезные микроорганизмы в почву. Компост способствует аэрации почвы, и микроорганизмы, содержащиеся в компосте, подавляют рост болезнетворных бактерий, защищая растения от различных болезней и оздоравливая почву.

Благотворно для окружающей среды. Использование компоста – это альтернатива химическим удобрениям.

Процесс компостирования. Простая биология

Для преобразования органических отходов в компост не требуется никакого сложного оборудования или дорогих искусственных добавок. Компостирование отходов является естественным процессом, происходящим благодаря организмам, находящихся в органических материалах и земле, которые, питаясь совместно или поглощая друг друга, осуществляют переработку отходов.

Бактерии выполняют первичное разрушение органических веществ. Бактерии обычно не добавляются в компост — они и так содержатся почти во всех формах органического вещества, и они быстро размножаются при определенных условиях.

Небактериальные компостообразующие организмы — это грибы, черви и различные насекомые. Для них компостная куча является замечательной «столовой». Грибы преобразуют органические составляющие, внося в почву углекислый газ. Черви поглощают органические отходы, грибы, простейших нематод и микробов. Черви перерабатывают органику очень быстро, преобразуя ее в вещества, легко усваиваемые растениями. Компостирование отходов с использованием червей называется вермикомпостированием. Сочетание обычного аэробного компостирования с вермикомпостированием дает очень хорошие результаты. Насекомые, поглощая другие организмы и друг друга, также участвуют в процессе переработки материалов, находящихся в компосте.

Что из отходов можно компостировать?

Материалы для компостирования грубо можно разделить на бурые и зеленые. Бурые (углеродистые) материалы обогащают компост воздухом и углеродом, а зеленые (азотные) – азотом и водой. Для создания компоста надо чередовать слои бурых и зеленых материалов.

Таблица 1 – Материалы для компостирования

Добавляйте с сухими углеродистыми материалами

Фруктовые и овощные отходы

Добавляйте с сухими углеродистыми материалами

Добавляйте тонким слоем, чтобы она не лежали комками

Используйте сорняки без семян

Превосходный «активатор» компоста

Измельчайте длинные и толстые стебли

Делайте тонкий слой; это хороший источник минералов

Превосходный «активатор» компоста

Обогащен микрофлорой и легкоразлагающимися азотистыми и безазотистыми органическими соединениями

Хороша для плодовых деревьев; привлекает дождевых червей

Используйте только здоровые растения

Измельченные листья лучше перерабатываются

Обрезанные ветви кустарников

Древесные обрезки перерабатываются медленно

Солома лучше, сено (с семенами) несколько хуже

Закисляет почву; используйте в умеренных количествах

Используйте золу, полученную из чистой древесины, посыпайте тонким слоем

Избегайте глянцевой бумаги и цветных чернил

Избегайте глянцевой бумаги и цветных чернил

Измельчайте материал, чтобы не допустить слеживания

Кукурузные початки, стебли

Медленно перерабатываются, лучше использовать в измельченном виде

Содержат большое количество углерода, но их следует распределять очень тонким слоем и перемешивать, чтобы не допустить образования комков. Опилки должны быть чистыми, без машинного масла или других продуктов нефтехимии

Содержат большое количество углерода, но их следует распределять очень тонким слоем и перемешивать, чтобы не допустить образования комков.

Также в компост можно добавить садовую почву. Слой почвы поможет замаскировать любые запахи, а микроорганизмы, находящиеся в почве, ускорят процесс компостирования.

Эти компоненты добавлять в компост не стоит!

Хотя компостировать можно многие материалы, существуют некоторые материалы, которые не стоит добавлять в компост.

Таблица 2 – Материалы, которые не надо добавлять в компост

Мясо, кости или рыбные отходы

Привлекает мух и грызунов

Приводят к появлению запаха, привлекают паразитов

Могут распространиться с компостом

Фекалии домашних животных

Если компост будет использоваться для продовольственных культур

Банановая кожура, персиковая кожура и оранжевые корки

Могут содержать остатки пестицидов, поэтому их лучше не добавлять

Содержат вещество юглон, токсичное для многих растений, оно распадается через 2-4 недели компостирования, но пользоваться таким компостом надо очень осторожно

Получение компоста

Выбор системы компостирования

Компостирование отходов можно производить в компостной куче, яме, ящике или траншее. В ящике удобнее делать компост, чем в яме, и он выглядит более эстетично, чем куча, при этом сохраняет тепло и влагу. Ящик можно изготовить самому из отходов пиломатериалов, деревянных паллет, снегозащитных заборов, проволочной сетки, старых цистерн или бетонных блоков. Например, в этой статье дается чертеж компостного ящика и объясняется, как он изготавливается. Также можно приобрести готовый ящик для компостирования. Для начала лучше использовать систему из одного ящика.

Место для компостирования отходов

Общие критерии:

• Место должно быть, по крайней мере, частично затененное;
• Лучше, чтобы оно отстояло от построек хотя бы на 50 см;
• К месту должен быть свободный доступ, чтобы можно было добавлять в компост материалы;
• Хорошо, если имеется поблизости источник воды;
• Должен обеспечиваться хороший дренаж, чтобы вода не задерживалась в куче (это может привести к замедлению процесса разложения).

Добавление материалов

В начале для создания хорошей смеси можно отмерить равные доли зеленых и бурых материалов. Например, оптимальную комбинацию может дать равное количество бурых осенних листьев и свежескошенной травы. Но если нет возможности сразу создать оптимальное сочетание материалов, то переживать из-за этого не стоит. По ходу компостирования можно корректировать смесь, добавляя необходимые материалы.

Базовый слой. Начните с бурых материалов. Выложите на дно кучи слой в 10-15 см из крупных бурых материалов (например, веток) для вентиляции.

Чередование зеленых и бурых материалов. Толщина слоев из азотных (зеленых) материалов и из углеродистых (бурых) материалов должна быть 10-15 см. Компостирование станет более активным после их смешивания.

Размер имеет значение. Большая часть материалов будет разлагаться быстрее, если она сломана или нарезана на мелкие кусочки.

Увлажнение компоста. Компостная куча должна быть похожа на отжатую губку. Сожмите горсть компоста; если капельки воды появляются между пальцами, то в нем достаточное количество воды. В кучу поступает дождевая вода, а также влага из зелени (в свежескошенной траве содержится почти 80% влаги). Если куча становится слишком влажной, чтобы подсушить, ее можно перемешивать чаще и/или добавить в нее более сухие бурые материалы.

Перемешивание компоста

После того как компостная куча собрана, к работе приступают компостообразующие организмы — бактерии, грибки и насекомые. При этом можно заметить, что температура компоста повышается, от нее может исходить пар.

Для существования и размножения в компосте живым организмам, осуществляющим переработку органики, нужна вода и воздух. Вода позволяет микроорганизмам развиваться и перемещаться по всему объему компоста. Перемешивание компоста лопатой или вилами обеспечит доступ воздуха. Примерно через неделю после засыпания материалов компост можно перемешивать. При перемешивании необходимо разбивать комки и увлажнять кучу по мере необходимости.

Перемешивать и увлажнять компостную кучу необходимо до тех пор, пока компост не будет готов. Процесс компостирования может быть довольно быстрым в летние месяцы. Компост может перестать нагреваться через несколько недель. Если компост в куче стал темным и рассыпчатым, имеет свежий запах земли и больше не похож на изначальные материалы, то он, вероятно, готов.

Использование готового компоста

Компост – это не удобрение, но в нем содержатся питательные вещества, которые способствуют росту растений. Использование компоста снижает необходимость поливов и применения искусственных удобрений.

Добавление компоста в почву. В песчаных почвах компост действует как губка, сохраняя воду и питательные вещества для корней растений. В глинистых почвах компост делает грунт более пористым, создавая крошечные отверстия и проходы, которые улучшают проходимость влаги в почве.

Для выравнивания поверхности и улучшения ландшафта.

Можно использовать в качестве некорневой подкормки для растений или мульчи. Мульча покрывает почву вокруг растений, защищая ее от эрозии, высушивания и солнца.

Можно добавлять в горшечную смесь для комнатных растений.

Проблемы компостирования и их решение

Домашнее компостирование не очень сложный процесс, но обычно в процессе получения компоста сталкиваются с некоторыми проблемами.

Куча не нагревается

Размер имеет значение. Компостная куча должна быть, по крайней мере, шириной 2 метра, а высотой 1,2-1,5 метра, при таких размерах куча сохраняет тепло и влагу.

Влага. Проведите тест на сжатие: возьмите горсть материала и сожмите его. Если при этом не выступили капельки влаги между пальцами, значит куча слишком сухая. Перемешайте кучу и добавьте воды.

Азот. Если куча новая, то в ней, возможно, не хватает зеленых материалов. Попробуйте добавить скошенную траву или фруктовые и овощные отходы. В крайнем случае, используйте немного богатого азотом удобрения.

Проветривание. Компостная куча должна «дышать». Используйте грубые материалы, такие как древесной щепы, чтобы создать воздушные пространства в куче и добавить углерод в смесь.
Может быть, компост готов. Если компост перемешивался несколько раз и стоит уже давно, то, вероятно, он готов. Просейте компост через сито и используйте.

Появился запах

Запах тухлого яйца. В куче недостаточный доступ воздуха, поскольку она слишком влажная. Перемешайте кучу лопатой или вилами, чтобы впустить воздух. Чтобы увеличить поток воздуха, можно добавить щепки или какой-либо другой наполнитель.

Запах аммиака. Это говорит о слишком большом количестве зеленых материалов. Добавьте больше углеродистых материалов — сухие листья или солому. Перемешайте тщательно кучу и проведите тест на содержание влаги.

Куча привлекает животных, питающихся падалью, и насекомых-вредителей

Обезжиренная диета. Не добавляйте пищевые отходы с маслами, мясом или молочными продуктами; запахи от них могут привлечь животных, таких как еноты или мыши.

Закрывайте компост. Перекрывайте новые пищевые отходы углеродистыми материалами и помещайте их в середину кучи. Закрытый ящик не пустит больших вредителей. Насекомые являются элементом системы компостирования, причем в процессе создания компоста внутри создается достаточно тепла для уничтожения их яиц и уменьшения количества ненужных насекомых.

Автор: Анастасия Литвинова

flickr.com/ Diana House/ CC BY 2.0

При переработке мусора компостированию подвергаются

Биотермическое компостирование. Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 сут. с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике. Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов.

Низкотемпературный пиролиз – это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов: пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствии воздуха; пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760°С; пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа; пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850°С и др. Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов. Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды.

Высокотемпературный пиролиз. Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация мусора. Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки. Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов: отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования; переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений – хлора, азота, фтора, а также шкала при расплавлении металлов, стекла, керамики; очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов; сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии.

Компостирование твердых бытовых отходов

Основной целью компостирования являются обеззараживание ТБО (в результате саморазогрева до 60–70 о С происходит уничтожение возбудителей болезней) и переработка в удобрение — компост за счёт биохимического разложения органической части ТБО микроорганизмами. Применение компоста в качестве удобрения в сельском хозяйстве позволяет повысить урожайность выращиваемых культур, улучшить структуру почвы и увеличить содержание гумуса в ней. Весьма существенным является и то, что при компостировании в атмосферу выделяется меньшее количество «парниковых» газов (прежде всего диоксида углерода), чем при сжигании или вывозе на свалки. Основной недостаток компоста — высокое содержание тяжелых цветных металлов в нём.

Оптимальными условиями компостирования являются: рН от 6 до 8, влажность 40–60 %, время компостирования 25-50 ч. В настоящее время компостирование осуществляется в специальных закрытых бассейнах или тоннелях в течение месяца.

Часто компостируется выделенная из ТБО органическая часть, менее загрязнённая цветными металлами, чем все отходы.

Переработка ТБО в компост в небольших масштабах (1–3 % от общей массы отходов) осуществляется в ряде стран (Нидерланды, Швеция, Германия, Франция, Италия, Испания и др.).

Наиболее широко компостирование ТБО было распространено во Франции, где в 1980 г. действовало 50 установок для компостирования, а также 40 комбинированных установок по сжиганию и компостированию.

В США компостирование практически не получило распространения. В Японии этим методом перерабатывается около 1,5 % ТБО. В СССР был построен ряд заводов по компостированию ТБО (в Москве, Ленинграде, Минске, Ташкенте, Алма-Ате). Большинство из них уже не функционирует. Основная причина — наличие в отходах тяжёлых металлов.

Методы полевого компостирования ТБО

В городах с населением 50-500 тыс. жителей при наличии свободных территорий вблизи города целесообразно применять полевое компостирование ТБО как наиболее простой и дешевый метод обезвреживания и переработки ТБО. Если на заводах механизированной переработки ТБО основной технологический процесс ¾ аэробное компостирование — происходит в сложных металлоемких установках-ферментаторах (биобарабанах, биобашнях), то на площадках полевого компостирования — в открытых штабелях. Правда, при этом увеличивается срок переработки с 2-4 суток до нескольких месяцев, а также площадь сооружений.

Правильно организованное полевое компостирование, так же как и заводы механизированной переработки бытовых отходов (МПБО), обеспечивает защиту почвы, атмосферы, грунтовых и поверхностных вод от загрязнений ТБО, позволяет получить в результате переработки ТБО компост. Технология полевого компостирования допускает совместное обезвреживание и переработку ТБО с осадком сточных вод. При смешивании обезвоженного осадка с ТБО в соотношении 3:7 используются весь осадок сточных вод и все ТБО, образующиеся в городе. Компост, полученный из такой смеси, содержит больше азота и фосфора.

Применяют две принципиальные схемы полевого компостирования: с предварительным дроблением ТБО и без предварительного дробления. В первом случае для измельчения ТБО используют специальные дробилки, во втором — измельчение (менее эффективное) происходит за счет многократного перелопачивания компостируемого материала. Неизмельченные фракции отделяют на контрольном грохоте. Установки полевого компостирования, оснащенные дробилками для предварительного измельчения ТБО, обеспечивают больший выход компоста и дают меньше отходов производства.

ТБО измельчают молотковыми дробилками или небольшими биотермическими барабанами. При вращении барабана с частотой до 3,5 мин – 1 материал находится в нем 4-6 ч. После такой обработки 60-70 % материала проходит через сито обечайки барабана с отверстиями диаметром 38 мм. Плотность отсева достигает 0,73-0,80 т/м 3 . Барабан обеспечивает достаточное для дальнейшей обработки измельчение ТБО за 800-1200 оборотов.

Как и заводы МПБО, сооружения и оборудование полевого компостирования должны обеспечить прием и предварительную подготовку ТБО, биотермическое обезвреживание и окончательную обработку компоста. ТБО разгружают в приемный буфер или в наиболее простом случае на выровненную площадку. Бульдозером, грейферным краном или специальным оборудованием формируют штабеля, в которых происходят процессы аэробного биотермического компостирования.

В процессе компостирования интенсивно снижается влажность материала, в связи с чем для повышения активности биотермического процесса наряду с перелопачиванием и принудительной аэрацией производят увлажнение материала. Зрелый компост перед отправкой потребителю направляют на грохот, где его очищают от крупных балластных фракций. В некоторых схемах ТБО разделяют на фракции до компостирования. Из ТБО и компоста или (там, где нет дробления) только из компоста электромагнитным сепаратором извлекают черный металлолом.

Простейшими и наиболее распространенными сооружениями по обезвреживанию ТБО являются полигоны. Отходы складируют на грунт с соблюдением условий, обеспечивающих защиту от загрязнения атмосферы, почвы прилегающих участков, поверхностных и грунтовых вод, препятствующих распространению болезнетворных микроорганизмов. На полигонах производят уплотнение ТБО, позволяющее увеличить нагрузку отходов на единицу площади сооружений и обеспечивающее экономное использование земельных участков. После закрытия полигонов поверхность земли рекультивируют для последующего использования.

Полигоны ТБО должны обеспечивать охрану окружающей среды по шести показателям вредности:

Органолептический показатель вредности характеризует изменение запаха, привкуса и пищевой ценности фитотест-растений на прилегающих участках действующего полигона и территорий закрытого полигона, а также запаха атмосферного воздуха, вкуса, цвета и запаха фунтовых и поверхностных вод.

Общесанитарный показатель отражает процессы изменения биологической активности и показателей самоочищения почвы прилегающих участков.

Фитоаккумуляционный (транслокационный) показатель характеризует процесс миграции химических веществ из почвы близлежащих участков и территории рекультивированных полигонов в культурные растения, используемые в качестве продуктов питания и фуража (в товарную массу).

Миграционно-водный показатель вредности выявляет процессы миграции химических веществ фильтрата ТБО в поверхностные и подземные воды.

Миграционно-воздушный показатель отражает процессы поступления выбросов в атмосферный воздух с пылью, испарениями и газами.

Санитарно-токсикологический показатель суммарно характеризует эффект влияния факторов действующих в комплексе.

Все работы на полигонах по складированию, уплотнению, изоляции ТБО и последующей рекультивации участка полностью механизированы.

Тема 5.Безотходное или чистое производство —

Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 1635 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Накопление и утилизация отходов – проблемы экологии

Виды отходов

Отходы производства и потребления – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе производства и потребления, а также продукции, которая утратила свои потребительские свойства. При этом вредные отходы должны подвергаться нейтрализации, а неиспользуемые – считаются отбросами. Отходы могут быть самыми различными.

Количество бытовых отходов в расчете на одного человека увеличивается примерно на 1-4%, а по массе – на 0,2-0,4% в год и в настоящее время составляет, кг/год: в благоустроенных зданиях – 160-190, в неблагоустроенных зданиях – 600-700.

Наибольшая часть из сотен миллионов тонн промышленных отходов образуется в угольной промышленности, предприятиями черной и цветной металлургии, тепловыми электростанциями, в промышленности строительных материалов.

В последние годы возросло количество опасных (токсичных) от ходов, которые способны вызывать отравление или иное поражение на существ. К ним относятся прежде всего различные ядохимикаты, не использованные в сельском хозяйстве, отходы промышленных производств, содержащие канцерогенные и мутагенные вещества и другие. В СПIА 41% твердых бытовых отходов (ТБО) классифицируют как «особо опасные», в Венгрии – 33,5%; в то время, как во Франции – 6%, Великобритании – 3%, а в Италии и Японии – только 0,3%.

В нашей стране накоплено около 80 млрд. т и ежегодно их количество увеличивается. К началу 1997 г. на предприятиях различных отраслей промышленности скопилось более 1,4 млрд. т только токсичных отходов. В 1995-1997 гг. ежегодное образование токсичных отходов достигло при мерно 90 млн. т. В целом по России количество опасных отходов составляет около 10% от всей массы ТБО.

Острым является вопрос о так называемых химических «ловушках» – давно забытых захоронениях опасных отходов, на которых построили жилые дома и другие объекты. Они со временем дают о себе знать, в частности появлением необычных заболеваний среди местного населения. Учет подобных захоронений в США показал, что имеется в наличии не менее 32 тыс. потенциально опасных; в ФРГ выявлено около 50 тыс. таких участков, в Нидерландах — 4000. Химическими ловушками могут быть и более 80 мест ядерных взрывов под землей, проведенных в интересах экономики на территории России.

Транспортирование отходов

Надлежащая организация сбора и транспортировки отходов может внести большой вклад в оздоровление окружающей природной среды. В США, где норма накопления твердых бытовых отходов в 2-3 раза выше, чем у нас, на их удаление и обезвреживание расходуется около 10 млрд долларов в год, причем больше половины этих средств идет на сбор и транспортировку.

Промышленные отходы обычно удаляются самими предприятиями в специальные места захоронения или на общие свалки, куда поступают твердые бытовые отходы (мусор) из городов и поселков.

Твердые бытовые отходы (ТБО) по мусоропроводам зданий собираются в специальные камеры и далее в мусоровозы. При отсутствии последних мусор собирается в специальные контейнеры. Во многих городах организуется сбор мусора от населения непосредственно в мусоровозы. Очевидно, что эти методы несовершенны, не обеспечивают надлежащей санитарии и гигиены, поскольку камеры и контейнеры являются рассадниками насекомых и грызунов и источниками неприятных запахов.

В ряде стран, например в Швеции, применяют пневматический транспорт для удаления мусора из мусоропроводов по подземным каналам до станции переработки, которая обслуживает несколько зданий. Здесь мусор прессуют для уменьшения объема и перегружают в мусоровозы. Впервые в Москве такая станция стала работать в жилом районе Чертаново.

В некоторых странах применяется сплав в канализацию дробленных отходов из квартир, домов гостиниц и т.п. Для этого у раковин устанавливаются механические дробилки, из которых измельченный мусор вместе со сточной водой удаляется в канализацию, где он обезвреживается в специальных очистных установках. Указанный метод имеет большие преимущества перед вывозной системой, поскольку позволяет удалять быстро разлагающуюся часть отходов сразу же после образования. Эксплуатируются также системы удаления мусора, в которых его пневматическая транспортировка сочетается с дроблением и сплавом в канализацию.

Однако в подавляющем большинстве случаев ТБО вывозятся пока еще на так называемые неконтролируемые свалки, которые представляют собой специально отведенные в пригородах отгороженные участки. С позиции охраны природы такие свалки не выдерживают никакой критики. Вредные вещества, например из пищевых отходов, вымываются, загрязняя тем самым водоемы и подземные воды. Кроме того, отходы подвергаются процессу гниения, часто загораются, в результате чего происходит загрязнение воздушной среды.

В связи с вышеизложенным представляется необходимым упомянуть о так называемых диоксинсодержащих отходах, которые образуются при сжигании промышленного и городского мусора, бензина со свинцовыми присадками, при обезвреживании воды хлорированием, при производстве пестицидов.

Диоксины, относящиеся к классу хлоруглеводородов, являются самыми токсичными из синтезированных человеком веществ. Характеризуясь мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксичкеским (отравление плода или внутриутробное отравление эмбриона) действием, они подавляют иммунную систему человека, вызывая тем самым «диоксиновый СПИД». При получении человеком высоких доз (например, при вдыхании аэрозолей, через продукты питания) диоксины вызывают постепенное истощение и последующую смерть без наличия при этом явно выраженных патологических симптомов («синдром изнурения»). Важно указать, что биологическое действие диоксинов проявляется уже в исключительно низких дозах.

В России первое крупномасштабное диоксиновое загрязнение природной среды зафиксировано в 1991 г. в районе г. Уфы. Было обнаружено, что содержание диоксинов в водах р. Уфа более чем в 50 тыс. раз превысило их ПДК. Причиной загрязнения воды стало поступление фильтрата из уфимской городской свалки промышленных и бытовых отходов. Как следствие, количество диоксинов в крови, жировой ткани и грудном молоке многих жителей Уфы и Стерлитамака увеличилось в 4-10 раз по сравнению с допустимым уровнем.

Для транспортирования опасных отходов необходимо соблюдение следующих условий: наличие паспорта опасных отходов, наличие специально оборудованных и снабженных специальными знаками транспортных средств, соблюдение требований безопасности к транспортированию опасных отходов на транспортных средствах, наличие документации с указанием количества транспортируемых опасных отходов, цели и места назначения.

Полигоны для твердых бытовых отходов

В целях снижения загрязнения окружающей природной среды вместо неконтролируемых свалок строят полигоны для твердых отходов, которые эксплуатируются во многих городах России. Для них обычно выбирают место в глинистом грунте, в котором можно складировать отходы в течение 20-25 лет и более. Основание выбранной площадки делают в виде большого корыта глубиной 1,5 м и более для скапливания в нем фильтрата. Если глинистого грунта нет и основание для полигона приходится делать в водопроницаемых грунтах, дно корыта выстилают слоем привозной глины толщиной 0,5 м. В течение суток вывозят отходы на одну площадку полигона и уплотняют бульдозерами послойно до 2-метровой высоты. На следующий день отходы вывозят на другую площадку, а предыдущую укрывают изолирующим слоем грунта толщиной 0,25 м. Такая изоляция и последующее уплотнение грунта препятствуют загрязнению воздушной среды, а также распространению насекомых и грызунов.

В целях снижения площади полигон загружают послойно до высоты 60 м и более. После заполнения полигона поверхность последнего покрывают растительным грунтом.

Рассмотрим проблемы, связанные с захоронением ТБО в так называемых могильниках. В их число входят: 1) вымывание веществ и загрязнение грунтовых вод; 2) образование метана; 3) просадка грунта.

Наиболее серьезной из перечисленных является первая проблема. По мере просачивания воды сквозь любой материал в ней растворяются и с ней выносятся различные химические вещества. Такая вода, проходя через отходы, образует особенно ядовитый фильтрат: в нем наряду с остатками разлагающейся органики присутствуют железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавых банок, негодных батареек и электроприборов, а также красители, пестициды, моющие средства и другие химикаты. Этот ядовитый раствор поступает в подземные водоносные горизонты, и оттуда вредные вещества могут попасть и в питьевые воды.

Образование метана – это вторая проблема. Так как у захороненного мусора практически нет доступа к кислороду, его разложение идет анаэробно, при этом образуется легковоспламеняющейся метан. В ряде городов указанную проблему решают путем устройства на месте свалок «газовых скважин», перехватывающих образующийся метан, который можно впоследствии использовать как топливо или для других целей.

Наконец с течением времени по мере разложения отходы проседают. При этом образуются неглубокие впадины, в них скапливается вода и весь участок впоследствии превращается в болото с ядовитой водой. Для периодического контроля за качеством грунтовых вод по периметру свалки устраиваются так называемые мониторинговые колоды.

Компостирование твердых отходов

Компостами называют органические удобрения, получаемые в результате разложения растительных и животных остатков микроорганизмами. Для их приготовления используют навоз. Навозную жижу и помет птиц в смеси с различными видами торфов, городской мусор, опавшие листья деревьев, солому и другое. При компостировании в органической массе повышается содержание питательных веществ в усвояемой растениями форме, обезвреживается патогенная микрофлора, уменьшается количество целлюлозы и пектиновых веществ.

Ныне признается, что компостирование – вполне рациональный способ ликвидации определенных отходов, почти не оказывающий вредного воздействия на окружающую среду. Однако при переработке отходов, содержащих металлы, последние могут накапливаться в компосте в больших количествах, поэтому их стараются заблаговременно удалять. Признается целесообразным осуществлять совместное обезвреживание и переработку ТБО и осадка СВ. такая технология способствует насыщению компоста разнообразной полезной для почвы микрофлорой и микроэлементами и позволяет поддерживать биотермический процесс в оптимальном режиме. При этом гибнет большинство болезнетворных микроорганизмов, яйца гельминтов, личинки мух.

Сжигание твердых отходов

Сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической ни, тем более, с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных станциях, которые имеют паровые или водогрейне котлы со специальными топками, а перед выбросом в атмосферу газы следует очищать, например с помощью электрических фильтров.

На ряде зарубежных мусоросжигающих заводов применена двухстадийная очистка отходящих газов, которая позволяет извлекать более 10 вредных компонентов. При этом производится предварительная сортировка ТБО, что способствует резкому снижению вредных веществ в газах и шлаках.

Выбор сжигания или компостирования для обезвреживания твердых отходов зависит от местных условий. В интересах сельского хозяйства, очевидно, компостировать отходы целесообразнее в нечерноземных районах. Что касается мусоросжигания, оно должно рассматриваться как пройденный этап использования ТБО.

Получение биогаза

Органические отходы, могут стать источником дешевой и, что важно, возобновляемой энергии. Для этого необходимо получить так называемый биогаз.

Биогаз производят способом, который называют «метановым сбраживанием» в анаэробных условиях, т.е. без доступа воздуха. Этот процесс осуществляется в результате жизнедеятельности двух групп микроорганизмов, которые действуют в два этапа. Вначале в работу включаются кислотообразующие бактерии, расщепляющие сложные органические вещества до более простых. Вследствие их деятельности образуются жирные кислоты, спирты, водород, оксид углерода и ряд других веществ. Они служат источником питания для другой группы микробов – метанобразующих бактерий, вступающих в «работу» на второй стадии. Бактерии из этой группы превращают продукты, которые образовались в ходе первого этапа, в метан, диоксид углерода и др.

С целью создания надлежащих условий жизнедеятельности бактерий строят специальные бродильные камеры – биореакторы. В них поддерживают определенный температурный режим, давление, кислотность среды, а также следят за тем, чтобы в реактор не поступал кислород из атмосферы.

Получение биогаза из органических отходов привлекает внимание в связи с энергетически кризисом. Ныне в мире эксплуатируется более 8 млн установок для получения биогаза, в том числе промышленных. Перспективно получении биогаза при переработке животноводческих стоков.

Обращение с токсичными промышленными отходами

Главным направлением в устранении или снижении вредного воздействия на окружающую среду токсичных отходов промышленности является их повторное использование в производственных циклах, то есть организация малоотходных производств. Тем не менее для нейтрализации таких отходов часто устраивают специальные сооружения, которые могут находиться как в пределах территории самого предприятия, так и вне его. В последнем случае токсичные промышленные отходы могут складироваться, перерабатываться и нейтрализовываться централизованно на полигонах и станциях переработки и нейтрализации.

Полигоны устраивают двух видов: для обезвреживания одного вида отходов только захоронением или химическим способом, а также комплексные. Во втором случае территорию полигона разделяют на зоны приема и захоронения твердых несгораемых отходов: приема и захоронения жидких химических отходов и осадков и осадков сточных вод, не подлежащих утилизации: захоронения особо вредных отходов; огневого уничтожения горючих отходов.

Запрещается размещать полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов в заболоченных местах, на территориях зеленых зон городов, на землях, занятых лесами или предназначенных для лесоразведения, в зонах санитарной охраны курортов, в зоне питания подземных источников питьевой воды, в зонах активного карста и т.п.

Вокруг полигона устраивают санитарно-защитную зону (СЗЗ), отделяющую их от населенных пунктов и открытых водоемов, объектов, используемых в культурно-оздоровительных целях. Величина СЗЗ устанавливается с учетом конкретных условий, но не может быть менее 3000 м.

Размещение токсичных промышленных отходов под землей является пока одним из наиболее перспективных способов избавления от тех из них, которые не могут быть утилизированы или полностью уничтожены путем сжигания, а при накоплении их на земной поверхности представляют реальную опасность для биосферы. Подземное размещение промышленных отходов должно производиться при соблюдении ограничений, относящихся к выбору места для создания подземных и заглубленных хранилищ (первая группа) и к их проектированию, строительству и эксплуатации (вторая группа).

При оценке способов захоронения промышленных отходов следует учитывать важное в экономическом отношении обстоятельство. Если современный технический уровень не позволяет немедленно утилизировать те или иные отходы, то в будущем, по мере развития уки и техники, указанные отходы могут быть переработаны в полезные компоненты. Поэтому наряду с традиционно рассматриваемым длительным захоронением промышленных отходов представляется актуальным временное хранение перспективных отходов производства в заглубленных и подземных хранилищах естественного и искусственного происхождения. Для этих целей можно использовать существующее выработанное пространство рудников, шахт, карьеров, подземные полости нефтяных и газовых месторождений, карстовые полости. Для сбора сведений о местах складирования, хранения и захоронения отходов производства и потребления проводится их инвентаризация.

Организация безотходных (малоотходных) производств

Применение традиционных технологий переработки сырья, в результате которых образуются разнообразные отходы, предусматривающих последующие очистку отходящих газов и сточных вод и утилизацию твердых отходов, крайне неэффективно не только с точки зрения экологии, но и экономики. Очистные сооружения очень дороги, их работа требует огромных затрат энергии и реагентов, которые на некоторых производствах достигают 20-40% суммарных капиталовложений, а расходы на обезвреживание и переработку отходов составляют 8-10%.

Отсюда вытекает необходимость реализации принципиально нового подхода к развитию промышленных производств. Этот подход, получивший не совсем правильное название «безотходная технология», основой которого является цикличность материальных потоков, подсказан самой природой. Идея многократного, циклического, экономного использования материальных ресурсов активно реализуется во многих развитых странах. Крайне нерационально используются в нашей стране лесные богатства (из доставленных на предприятия 1000 м 3 древесины мы получаем лишь 27,3 т бумаги, в то время как в США – 137 т).

Повторное использование материальных ресурсов исключительно важно с точки зрения сохранения или продления времени использования запасов важнейших руд. Для их количественной оценки используют индексы исчерпания ресурсов, которые характеризуют расходование имеющихся мировых запасов руд с учетом ежегодного прироста темпов их использования. Подсчитано, например, что если запасы металлов возрастут даже в 10 раз, то обеспеченность сырьем увеличится всего в 2,5-3 раза. Следовательно, для рационального развития экономики, определяющего, в свою очередь, устойчивое развитие любой страны, необходимы планомерное, целенаправленное повышение роли вторичных ресурсов и организация технологического круговорота веществ.

Понятие «безотходная технология» есть не только чисто технологический процесс, в широком смысле это и совокупность организационных и управленческих мероприятий, проектных и научно-исследовательских работ. Оно обязательно должно охватывать и сферу потребления продукции, которая после утраты своих потребительских свойств могла бы быть возвращена в производство или, в крайнем случае, переведена в экологически безопасную форму.

Вполне очевидно, что создание безотходных производств – длительный и дорогостоящий процесс. Поэтому в качестве промежуточного этапа выступает малоотходное производство, при котором его отрицательное воздействие на природную среду не превышает уровень, допускаемый санитарно-гигиеническими нормами. При этом если образуются неутилизируемые отходы, они направляются на длительное экологически безопасное хранение или захоронение.

Анализ шлаков московского мусоросжигательного завода №1 показал, что на свалки бытового мусора Москвы вывозится: молибдена – 8,3 т, кобальта -11,4 т, ванадия – 12,4 т, серебра 27,6 т, никеля – 75 т, сурьмы – 115 т, олова 244 т, фтора – 353 т, хрома 689 т, свинца – 1573 т, меди 2180 т, цинка – 6762 т. Это количество элементов эквивалентно ежегодно извлекаемому из довольно крупного месторождения.

Отходы можно сортировать либо непосредственно на месте их получения, либо после сбора на специальных установках. В первом случае необходимы совместные усилия жителей, воспитание у них «культуры чистоты»; однако этот способ весьма экономичный, так как труд «добровольный». В определенном месте устанавливаются мусорные контейнеры различного цвета, каждый из которых предназначен для определенного вида отходов – пластмассы, металлов, стекла и т.д. Эти контейнеры опорожняются (не смешиваясь) в особые грузовики – мусоровозы и отправляются на переработку. По мнению многих ученых и специалистов, проблема отходов должна решаться на месте их образования путем внедрения ресурсовозобновляющих технологий (РВТ), обеспечивающих минимизацию промвыбросов и входа вторичных отходов.

В развитие концепции РВТ А. Семенов и И. Максимов (1995) предложили создать экозащитные системы нового поколения – многопрофильные комбинаты «Экополигон», способные перерабатывать все виды антропогенных отходов данного города и региона. При этом более 80 % отходов превращаются во вторичные ресурсы и биосферные вещества, восстанавливается качество ОПС путем санирования старых салок и других мер. Данный вариант решения проблемы отходов, в основе которого лежит теория торфно-энергетического функционирования экосистем и круговорота веществ, позволяет: использовать экологически безопасные технологические процессы; исключить прямое сжигание органических веществ; обеспечить совместимость конечных продуктов с биосферой и включение их в круговорот веществ в природе; возместить издержки производства за счет использования вторичных ресурсов, отдельных видов промышленной продукции, платы за отходы, предотвращения ущерба ОПС.

Поделиться ссылкой: