Россия занимает второе место в мире по запасам древесины и обладает развитой лесоперерабатывающей промышленностью. В процессе получения древесины на перерабатывающих предприятиях накапливается много отходов, объем которых в России составляет около 2 млн тонн, при этом обрабатывается только 2%, остальное вывозится на короотвалы для хранения. При длительном хранении происходит их частичное разложение, а загрязняющие вещества вымываются осадками и талыми водами в окружающую среду, также на короотвалах могут возникать сложно ликвидируемые пожары. Поскольку старые кородревесные отходы представляют собой сильно увлажненный древесный материал и в различной степени уже подвергшийся процессам микробиологического разложения, наиболее приемлемым методом их утилизации является компостирование. Ученые Пермского Политеха доказали, что процесс компостирования старых отходов из короотвалов возможен, в том числе и при холодной погоде.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Sustainability», 2023.

Для свежих кородревесных отходов существуют такие технологии переработки, как производство древесных плит, активных древесных углей, топливных брикетов. Старые же кородревесные отходы в короотвале уже частично разложились, и производство полезных продуктов из них невозможно. Это обуславливает поиск оптимального экономичного и экологичного варианта их утилизации. Метод компостирования позволит в аэробных условиях за короткое время завершить процесс разложения старой коры и древесных отходов, который уже начался в короотвале.

При компостировании с помощью микроорганизмов происходит разложение отходов органического происхождения. При этом образуются углекислый газ, вода, тепло и гумус, который далее может быть использован как технический грунт или удобрение.

Наиболее активно процессы микробиологического разложения протекают при плюсовых температурах окружающей среды в теплое время года. При пониженных температурах потеря тепла может спровоцировать остановку процесса компостирования и промерзание компостной массы. Но в России короотвалы располагаются на территориях, где в течение 5-8 месяцев температура атмосферного воздуха не поднимается выше +10 °С.

Среди существующих технологий полевое компостирование в буртах является наименее затратным и простым в реализации. Однако такой метод в большей степени зависит от условий окружающей среды, которые могут негативно повлиять на процесс. Буртами  называют большие насыпи компоста в виде трапеции, покрытые сверху слоем земли. Широко распространено мнение, что компостирование в буртах при холодной погоде невозможно, поскольку компостная масса будет остывать, и процесс остановится.

Ученые Пермского Политеха опытным путем определили, возможно ли компостирование старых кородревесных отходов в холодный период года в буртах на открытой площадке. Для этого провели эксперимент по компостированию на площадке открытого типа в течение 60 дней при температурах атмосферного воздуха от +10°С до -14°С.

Политехники отобрали экскаватором 22,3 тонны кородревесных отходов на старом короотвале, доставили на площадку компостирования, добавили минеральные удобрения и разделили на два бурта. Сверху укрыли плотным полотном, чтобы не произошло раздувания, пересыхания верхнего слоя и сохранился воздухообмен и доступ кислорода. Параллельно полевому компостированию ученые для сравнения проводили данный процесс в лабораторных условиях при температуре воздуха 30-35°С.

Процесс компостирования исследователи отслеживали по таким показателям как влажность, кислотность среды, температура, химическое потребление кислорода, потери массы при прокаливании, дыхательная активность. Эти показатели непосредственно характеризуют условия и процесс биохимического разложения органического вещества в компосте.

В результате эксперимента ученые заметили, что температура воздуха оказывала влияние на компостную смесь лишь в поверхностном слое буртов на глубине 0,07 метров. В более глубоких слоях явных скачков температуры из-за внешнего похолодания не было. На протяжении всего периода компостирования в толще буртов сохранялась теплая среда, что говорит о наличии микробиологических процессов разложения органики, сопровождающихся выделением тепла.

По окончании 60 дней компостирования в лабораторных условиях значения физико-химических показателей компостных смесей были близки к значениям показателей после полевого компостирования, что говорит о незначительном отрицательном влиянии холодных температур атмосферного воздуха на процесс полевого компостирования старых кородревесных отходов,

доктор технических наук, профессор кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Наталья Слюсарь.

Ученые отмечают, что согласно ГОСТ состояние компоста пригодно для использования в качестве технического грунта при условии создания противофильтрационных экранов и дренажной системы.

Полученные результаты подтверждают мнение ученых – процесс компостирования старых кородревесных отходов из короотвалов возможен, а холодная температура воздуха оказывает совсем незначительное влияние на процесс, что позволяет применять данный метод, в том числе в холодных климатических условиях, для их оптимальной и эффективной утилизации.

Компостный завод в Сливенце, Прага, за пять лет работы принял 12 706 тонн растительных отходов. Количество получаемых биоотходов растет из года в год. В 2021 году он составил рекордные 3 647 тонн биоотходов, что почти на 250 тонн больше, чем в 2020 году. Зеленые отходы привозят на объект сотрудники муниципальной организации "Леса столицы" (LHMP), которая управляет компостным заводом, компании и горожане. Компостирующий завод работает с середины 2017 года.

В 2021 году, согласно данным LHMP, предприятия импортировали почти половину отходов на компостный завод в Сливенце. Такая же тенденция наблюдалась и в предыдущие годы. Около четверти отходов, полученных в прошлом году, поступило из дворов сбора, а жители Праги доставили 647 тонн биоотходов непосредственно на компостный завод. Жители мегаполиса могут ежемесячно бесплатно оставлять на компостном заводе (чешск. kompostrna) до 250 килограммов биоразлагаемых отходов. Жители Праги, которые ранее сдавали свои биоотходы на переработку в компостный завод, также могут бесплатно забирать компост на территории предприятия. В 2021 году этой возможностью воспользовались 570 пражан, которые вывезли 62 тонны удобрений.

Городской компостный завод работает с июля 2017 года.

source

Отопление является главной статьей расходов среди всех коммунальных платежей. Чаще всего для обогрева помещений используют газовые или твердотопливные котлы, электрические радиаторы или кондиционеры. Все эти способы предполагают значительные расходы и прямо или косвенно вредят окружающей среде. Но есть ли альтернативы? Для жителей частных домов с придомовым участком – есть. В данной статье речь пойдет о малоизвестном способе обеспечить себя дешевым теплом из абсолютно экологичного источника.

Большинство людей имеет представление о том, что такое компост – это органические удобрения, получаемые в результате разложения органических веществ под влиянием деятельности микроорганизмов. Однако, чего многие люди (в первую очередь, городские жители) не знают, так это того, что в процессе жизнедеятельности этих микроорганизмов выделяется большое количество тепла. В середине прошлого века французский новатор Жан Пейн начал использовать для обеспечения своей фермы теплом специально созданную для этой цели компостную кучу. В качестве материала для кучи он использовал поросль из ближайшего леса, привезенную трактором. Он подсчитал, что расходы энергии (бензин) на заготовку биоматериала в несколько раз ниже, чем эквивалентные расходы на отопление традиционными способами.

Основная идея состоит в том, чтобы построить достаточных размеров компостную кучу, в середину которой закладывается длинная труба или шланг с постоянно циркулирующей водой. Тепло от жизнедеятельности бактерий нагревает воду в трубе, а нагретая вода потом подается в систему отопления. В итоге мы получаем компостный водонагреватель, который также называют «биомейлер» (biomeiler).

Здесь мы попытались дать ответы на самые распространенные вопросы, касающиеся этой биотехнологии:

Вопрос: Какая температура внутри кучи?

Ответ: Температура зависит от материала, который используется для закладки, от размеров кучи и температуры окружающей среды. Вы можете рассчитывать на значения в диапазоне 50-60 °C.

В: Разве этого достаточно для обогрева дома? А ведь температура воды в момент ее прохождения по трубам в доме, будет еще ниже из-за теплопотерь.

О: Верно, для обычного неутепленного дома с радиаторной системой отопления может потребоваться «догревать» теплую воду газом до уровня горячей. В этом случае использование предварительного нагрева кучей позволит существенно снизить расход газа.

В: А что насчет утепленных домов?

О: В хорошо утепленных домах описываемая система раскрывается во всей красе, т.к. температуры воды в радиаторах в 35-40 °C будет достаточно для комфортного пребывания в помещении, и «догревать» воду нет необходимости.

В: Как долго куча компоста может вырабатывать тепло?

О: В зависимости от материала, от 3 до 18 месяцев. Чем активнее проходят процессы в куче, тем выше там температура, но тем быстрее она «сгорает».

В: Значит, проведя закладку материала один раз, можно обеспечить себя теплом на целый год?

О: Все верно. Важно лишь подобрать такой исходный материал, чтобы его хватило на весь сезон (см. ниже).

О: Чтобы куча вырабатывала тепло хотя бы год, лучше использовать перемолотые в дробилке ветки деревьев, листья, сено и свежую траву. Всё это можно найти в ближайшей лесопосадке, у себя и соседей во дворе бесплатно. Если рядом с вами есть деревоперерабатывающее предприятие, то, вероятно, вы сможете получить там опилки и другие отходы производства дешево или также бесплатно.

В: Каких размеров куча нам нужна?

О: Зависит от того, что конкретно вы заложили, какую площадь вы собираетесь отапливать, насколько хорошо утеплен дом, насколько холодные зимы в вашем регионе. В среднем, жители Украины могут ориентироваться на значения в 5-7 м3 (эти цифры не являются окончательными или рекомендованными, они приведены лишь для приблизительной оценки, достаточный именно для вас, объем можете установить только вы сами экспериментальным путем). Для заготовки такого количества материала разумно будет арендовать или попросить помочь знакомых с машиной, если у вас нет собственной.

В: Как построить компостную кучу для отопления?

О: Выбираем место, где будет располагаться куча. Идеально подойдет какой-нибудь сарай рядом с домом (можно сделать пристройку или хотя бы навес), хотя можно и просто расположить ее во дворе. Сначала сыпем немного купленного биогумуса или готового компоста (его роль состоит в том, чтобы сразу подселить нужные нам микроорганизмы в кучу), сверху укладываем подготовленную щепу, плотно утрамбовывая каждый слой и поливаем водой. Засыпав половину объема щепы, укладываем шланг. Чем длиннее шланг, тем больше тепла он будет забирать из кучи. Рекомендуется применять шланг не менее 20 мм в диаметре и 100 м в длину, чтобы вода успевала прогреться. Сверху насыпаем оставшийся объем биоматериала вперемешку с биогумусом, еще раз плотно утрамбовываем всё и щедро поливаем водой. Далее нужно обмотать кучу утеплителем (например, минеральной ватой), чтобы зимой она не замерзла. Не нужно пытаться замотать ее герметично – для жизнедеятельности микроорганизмов нужен воздух. Куча может обойтись и без утеплителя, но тогда её объем должен быть больше. Готово.

В: Когда компостная куча начнет выделять тепло?

О: В течение недели.

В: Требуется ли какое-то обслуживание кучи или контроль за ней?

О: Нет, построенная куча работает сама и не требует вмешательства вплоть до окончания срока службы.

В: Наверно, компост будет вонять, как навоз?

О: Если вы не закладывали в кучу навоз, то не будет.

В: Во что превратится куча после полной «выработки»?

О: Готовый компост представляет собой тот же гумус, который вы использовали при создании кучи – рассыпчатая субстанция, похожая на землю по текстуре и запаху. В ходе своего жизненного цикла, куча уменьшится в объеме в несколько раз, а на выходе вы получите отличное удобрение для растений. Если вам оно не нужно, его можно просто высыпать обратно в природу или отдать/продать другим людям.

В: Кто-то уже применяет описанный метод на практике?

О: Данный метод используют жители экопоселений и просто загородных домов в Великобритании, Германии, Нидерландах и других странах.

Плюсы компостного биореактора:

+ существенно сокращает расходы на отопление;

+ не требует готовой инфраструктуры (например, подведенной газовой трубы);

+ дает вам определенную степень независимости – вы обеспечиваете теплом сами себя, и никто не сможет вам «перекрыть краник» отопления или поднять тариф;

+ является полностью возобновляемым ресурсом и абсолютно не вредит окружающей среде;

Минусы:

- не подходит для квартир;

- раз в год нужно потратить время и силы, чтобы выгрузить отработанный материал и загрузить новый;

- если по неопытности вы сделали что-то неправильно и ваша куча «перегорела» слишком быстро, замерзла или «умерла» по любой другой причине, вы останетесь без тепла, поэтому желательно иметь запасные варианты;

- в первый раз нужно потратиться на покупку длинного шланга, насоса и некоторых других расходных материалов, также сам биоматериал или его доставка могут стоить денег.

Описанная система компостного отопления идеально сочетается с водяным теплым полом, температура теплоносителя в котором всегда ниже, чем температура теплоносителя в радиаторах. Если дом хорошо утеплен, то появляется вариант и вовсе отказаться от установки радиаторов. Вы также можете поместить внутрь кучи второй контур, чтобы снабжать себя теплой водой, только не забывайте, что из-за теплопотерь в трубах вы вряд ли получите на выходе из крана воду горячее, чем 40 °C.

Компостная куча также может отлично подойти для обогрева теплицы: не нужно никаких шлангов или насосов – просто разместите кучу внутри теплицы и выращивайте растения круглый год. Закладку материала лучше производить осенью, перед началом отопительного сезона. В это время года деревья сбрасывают листья, а у вас будет время протестировать свою кучу на работоспособность до начала сильных холодов. Предложенный вариант создания кучи предполагает ее работу в течение, как минимум, 8-9 месяцев, т.е. в холодный сезон вы точно не замерзнете.

Отопление газом может «съедать» до $1000 в год для хозяев двухэтажного дома в средней полосе Украины. Утепление жилья и использование компостного «биореактора» позволяет сократить расходы в разы и полностью отказаться от сжигания какого-либо топлива. Таким образом, вы сохраняете не только свои деньги, но и окружающую среду.

Автор: Максим Барановский

Дальше пищевые отходы либо сушат для использования в качестве компоста для городских садов или корма для животных, либо сжигают для получения биотоплива. Переработка пищевых отходов экономит стране до 600 тысяч долларов, которые в противном случае были бы использованы для их утилизации на свалке или очистных сооружениях.

Покупка мешков и оплата пищевых отходов обходятся семье из четырех человек примерно в шесть долларов в месяц.

В 1986 году был принят “Закон об обращении с отходами”, призванный поощрять три основных принципа: сокращать, повторно использовать и перерабатывать. В 1992 году правительство приняло “Закон о поощрении ресурсосбережения и рециркуляции”, в котором была введена концепция «платит загрязнитель».

Однако в конце 90-х годов в стране начался значительный рост пищевых отходов в результате возросшего уровня жизни, частых обедов и большего количества одиноких людей. В 2005 году стало незаконным отправлять пищевые отходы на свалки.

В 2013 году вступил в силу закон, который ввел «плату за выброс» для пищевых отходов.

Южная Корея является одним из крупнейших производителей пищевых отходов в мире - более 17 тысяч тонн в день. Проблема связана с культурными особенностями. У корейцев принято есть различные гарниры в каждый прием пищи, это производит значительное количество отходов.

Сокращение и переработка пищевых остатков важны не только для экономики, но и для экологии. Во всем мире на отходы продовольствия приходится почти столько же выбросов, сколько от работы автомобилей. Однако в Южной Корее он в основном перерабатывается и используется в качестве компоста, и в настоящее время в столице Сеуле в шесть раз больше городских садов, чем в 2012 году.

Сегодня Южная Корея перерабатывает более 95% пищевых отходов, по сравнению с менее чем 2% в 1995 году. Однако активисты движения нулевых отходов Кореи считают, что необходимо все равно сокращать количество выбрасываемой еды. Ведь сейчас производится больше компоста и удобрений, чем может быть использовано.

В России же, в Подмосковье на комплексе переработке отходов в Мячково в двух ангарах всю органику, отобранную на конвейерной ленте, перерабатывают в компост и технический грунт. Технология компостирования включает в себя обеззараживание за счет так называемой термофильной фазы, которая убивает всю патогенную флору. После этого в органику добавят специальные бактерии, которые позволят сократить срок ее переработки в компост до 2-3 недель.