Сбор и переработка органических отходов и мусора

Отрасль: Сырьё и утилизация

Подотрасль: Утилизация и переработка

 

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЗАПИСКА

«Сбор органических отходов и мусора»

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Целью данной аналитической записки является показать один из вариантов решения проблемы сбора и переработки органического мусора неизбежно возникающего в процессе жизнедеятельности человека. Как и всё живое в биосфере, человек производит органический остаток, который можно сравнить, например, с плодами яблони или других живых растений и организмов. Насколько развитее и совершеннее человек, настолько легче и естественней вписываются плоды его жизнедеятельности в круговорот веществ в биосфере земли и тем меньше губительное воздействие их на биоценозы. Вследствие этого первостепенной задачей всех отраслей хозяйствования является разумной развитие поребительства, но не «потреблятства».

1 Исходные данные для образного расчета

Упаковочный и другие виды мусора не учитываются:

(Подробнее смотри АЗ1 – Как избавится от мусора / издание АЗ1 запланировано на 2010г.).

 

1.1 Анализ некоторых предполагаемых источников мусора и пути избавления от нецелесообразного использования сырья

Чем ближе к природе – тем меньше мусора и отходов. Скоропортящиеся продукты продаются — свежими без упаковок – на городских сельхоз-ярмарках6, остальные продукты продаются в сельхоз-лавках7. Тем самым количество упаковок сокращается до заведующих сельхоз-лавками и работниками централизованной сельхоз-ярмарки. Данный вид упаковки (складская) является многоразовым и периодически (по мере надобности) заменяется и выдаётся только взамен старого и утилизируется. Расположение и продуктивность сельхоз-лавок и ярмарок должна быть рассчитана таким образом, чтобы максимально упростить получение продуктов потребителем и существенно сократить  время, затрачиваемое на их приобретение.

а) Условно-возможной версией взаимообмена являются — складские сети.

— Строгое соответствие количества спроса и объёма производства всего перечня изделий поселения, а также изделий для обмена между поселениями.

— Сезонные собрания экономического совета ремесленников

— Электронный взаимообмен, через электронную «Ярмарку», по средством электронных сделок и переводов

— Информационный взаимообмен внутри сети поселений.

Обсуждаемое распространение изделий с/х, ремесленников и изготовителей промышленных изделий — создание электронной базы, — своеобразной сетевой ярмарки. Порядок распространения может быть следующим:


Электронная ярмарка внутрисетевого и внутрипоселенского взаимообмена.

Создание и функционирование Электронной Ярмарки позволит избавиться от затраченных впустую масс материалов и в первую очередь таких как:

— бумажная документация (замена на электронные договора и сделки.)

— бумажные деньги (замена на безналичные электронными расчетными средствами)

— одноразовые обёрточные материалы (Изготовители/Перевозчик-Склады/Потребитель оснащаются многоразовыми ёмкостями и обёрточным материалом, которые по изтечению срока службы или по степени износа заменяются новыми ВЗАМЕН НА СТАРЫЕ! из расчёта 1/1)

— Кроме того, отсутствие спекулятивного влияния паразитов и как следствие удорожание изделий и вредоносно-пагубного влияние на развитие поселений.

— протчее.

 

2 ВАРИАНТЫ

 

2.1 Расчёт

Масштаб: Индивид – Семья – Общество (в поселении)

Органический мусор (Кухонный, садовый — твёрдый, сухой и влажный):

-Кухонный: кожура овощей, фруктов, орехов и других компоненто и их смесей (см. Табл. 4) 

— Садовый: трава газонов и др.,  и органические отходы сада (см. Табл. 4) 

— Сан-технический4: жир и твердая3 фракция из септиков2, фильтров, отстойников, ит.д.. (см. Табл.1)

Примерный выход с одного человека: 5-7кг – неделя (собственные данные)

Соответственно: расчетные 5000 человек производят еженедельно:

(5÷7) · 5000 ≈ 25000 ÷ 35000 кг / неделя

Централизованный сбор отходов и мусора: 1- 2 раза в неделю (Пн./Пт.).

Средство –– компактный минигрузовик на электроприводе, биогазе или биоэтаноле, водородном топливе, а также из комбинаций с применяющимися ныне углеводородами.

Пример такому транспортному средству есть в России, а также Европе,  в частности  в Швеции г. Вастернас8.

Для того чтобы рассчитать размеры мусороприёмника (ёмкость) – грузовика, необходимо знать плотность органических отходов, она может колебаться в интервале от 40 до 1500 . Возможно рассчитать среднюю плотность измерив объем среднестатистического мусорного ведра индивида.

Итак, привожу пример расчёта (моё ведро)

Масса m ≈ 5-7 кг

Высота h = 25см = 0,25м

Радиус r = 13 см = 0,13м

π = 3,14

Объём будет равен: V = 3,14·(0,13м)2·0,25м) = 0,0133м3

Зная объём вычисляем плотность:

 

V   =  

= 376

 

Исходя из среднестатистической плотности отходов, можно рассчитать объем мусоросборника грузовика:

V =   =    =  66,5÷93,1м3

Из приведённого примерного расчёта следует:

Неоходимый и достаточный объём сборника  лежит в интервале значений 66,5÷93,1м3. При этом, как уже упоминалось мусоросборщик5 возможно изпользовать несколько раз в неделю.

Для наглядности приведу несколько образных примеров:

Рисунок 1 — Режим подъема — снятия. Машина с контейнером4 мусоросборником V=10 м3

Рисунок 2 — Мусорные бункеры накопители открытого типа 8 м3. Толщина металла 2-3 мм.

Приведённые примеры являются только наглядным пособием. Мусоросборник должен быть закрытого типа, должен опорожняться и промываться на месте сборки – расположению ферментатора (ямы-сборника мусора) для производства биогаза. Таким образом, необходимым и более чем достаточным объёмом  мусоросборника является объём ≈ 100 м3, или же объём 50 м3 при сборе мусора 2 раза в неделю и т.д.. В условиях небольшого поселения целесообразно применять транспорт для сбора мусора небольших объёмов 10-20 м3. Для оптимизации сбор и транспортировку мусора необходимо проводить 2 раза в неделю, к примеру, в понедельник и пятницу, тем самым можно разрешить проблему с накоплением мусора, а также бесперебойным обеспечением биогазовой установки необходимым сырьём. Плотность отходов и степень прессования обуславливает размеры и вид мусороуборочных машин. Чтобы уменьшить затраты транспорта техника сбора мусора можно оборудовать прессом. Доступность мест сбора отходов  влияет на выбор мусороуборочных  машин. Некоторые улицы могут быть труднодоступными для мусороуборочных машин из-за недостаточной ширины дорог, затора движения, неподходящих покрытий и т.д.

В расчёте приведён один из примерных расчетов – среднестатистического мусорного ведра и проецированием его на масштаб всего поселения.

 

2.2 Вариант для начального этапа строительства поселения

Для начальных этапов строительства поселения предлагается технология консервирования мусора в вакуумных или простых герметичных хранилищах, по данному пункту предусмотрено создание АЗ.

Пример создания вакуумного пространства практически своими руками используя простые и недорогие ресурсы см. схема 1

Схема 1 – Дополнительную информацию смотрите на сайте10

 

Далее образовавшиеся в результате отходы используются для дальнейшей переработки и применения, как в качестве удобрений сельхоз угодий и садового хозяйства, так и для производство биогаза (см. табл. 1).

 

2.3 Альтернативный вариант переработка части органики

Одним из альтернативных вариантов является технология переработки сточных вод. 

В качестве примера приведём технологию фирмы ООО «Строй Актив»,

представитель завода-производителя очистного оборудования ЗАО «Traidenis», Литовская Республика:

Сооружение биологической очистки типа NV для частных домов, а также Биологические очистные сооружения (БОС) хозяйственно-бытовых сточных вод позволяют решить проблему канализования посёлка или жилого квартала с максимальной эффективностью, наименьшими затратами и в соотвествии с требованиями нормативов.

Принцип действия очистных установок основан на естественной для природы технологии, заключающейся в биохимическом разрушении микроорганизмами загрязнений органического происхождения. Основной задачей является создание таких условий, при которых происходит интенсификация процессов жизнедеятельности микроорганизмов. Достоинством этого способа является простота и высокая степень очистки сточных вод.

Предлагаемые очистные сооружения можно использовать для канализования как индивидуального дома, так и целого поселка. В основе построения большой канализационной сети лежит принцип модульности конструкций. Это позволяет без лишних затрат расширять возможности очистного сооружения без отключения существующих потребителей. Кроме того, оборудование не требовательно в эксплуатации и позволяет избавиться от специфического для очистных сооружений неприятного запаха.

Сооружение биологической очистки типа NV представляет собой конусно-цилиндрическую стеклопластиковую вертикальную ѐмкость. Корпус сооружения состоит из двух рабочих камер: аэрационной и зоны отстаивания. В центр аэрационной камеры осуществляется подача воздуха от компрессора, установленного в помещении или специальном защитном боксе. В аэрационной камере происходит биологическая очистка поступающих стоков за счет размножения различных аэробных микроорганизмов.

Биологическая очистка основана на способности микроорганизмов использовать для питания находящиеся в сточных водах органические вещества, которые являются для них источником углевода.

Необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов азот, фосфор, калий они получают из различных соединений: азот – из аммиака, нитратов, аминокислот и др.; фосфор и калий – из минеральных солей этих веществ, таким образом, происходит расщепление загрязнений, находящихся в сточных водах.

Воздух, подаваемый в установку от компрессора, предотвращает развитие гнилостных бактерий, благодаря чему, отсутствует неприятный запах. Биологический ил осаждается на дно отстойника, откуда он опять возвращается в аэрационную часть, а погибший ил уплотняется и со временем должен быть удалѐн (частота удаления ила зависит от количества поступающих загрязнений, в среднем составляет один раз в год).

Подробнее с технологиями очистки и оборудованием можно ознакомиться на сайте: http://www.stroyactive.com/production/avtonomnaya-kanalizaciya.html

Образовавшиеся в результате очистки отходы (илы) могут использоваться, как в качестве удобрений сельхоз угодий и садового хозяйства, так и может стать топливом для производство биогаза (см. табл. 1).

3 ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Брожение метана — как метод анаэробной переработки — в основном используют для  переработки   ила   сточных  вод  и  жидкого   навоза   скотоводства,   а  также   для переработки  разных   других  биологически  разлагающихся   органических   отходов   с относительно большой   влажностью. Из  разных видов  биомасс средние получаемые количества биогаза обобщены в таблице 1 однако в каждом конкретном случае, при планировании, нужно взять во внимание индивидуальные свойства доступных отходов биомассы (влажность, влияние технологий, примеси и др.).

Таблица 1

Количество добычи биогаза  в разных  отходах сельского хозяйства*

Название отходов

Возможное   количество  добычи  биогаза,   м3/кг органического сухого вещества

Свиной навоз

0,34 -0,68,  в среднем 0,5

Навоз крупного рогатого скота

0,2 -0,4, в среднем 0,3

Птичий помет

0,37 -0,64, в среднем 0,55

Отходы молочного производства

0,62

Солома

0,3 -0,34, в среднем 0,32

Ботва картофеля

0,42 -0,46, в среднем 0,44

Ботва сахарной свеклы

0,43

Трава

0,43 -0,47, в среднем 0,45

Листья деревьев

0,21 – 0,29, в среднем 0,25

Ил сточных канализационных вод

0,6

* Управление ТБО, раздельный сбор и сортировка отходов /«Кооперация в совместном создании системы управления отходами  в  Псковской  области»   с финансовой помощью   ЕС, 2008г.

Размеры биореакторов колеблются от 70 м3 до 5000 м3 и их мощность может быть от 500 до 300 000 тонн/год. Характеристики мощностей и размеров биореакторов даны в таблице 2  (Monnet 2003).

Таблица 2

Характерные размеры и мощности биореакторов*

Загрузка отходов, тонны/день

Объем реактора, м3

50

800-1,500

150

2,200-3,500

350

4,700

450

7,700

* Управление ТБО, раздельный сбор и сортировка отходов /«Кооперация в совместном создании системы управления отходами  в  Псковской  области»   с финансовой помощью   ЕС, 2008г.

Исходя из выборки данных таблицы 1 и соотнося с объёмами отходов поселения:

Индивид: 5-7кг/неделю

Поселение: 25000-35000кг/неделю

=> 3,5 – 5 тонн ежедневно предполагают выбор реактора объёмом ≈ 55-105 м3

Биологическую   технологию   переработки   надо   выбирать,   основываясь   на избранную цель и состав отходов, т.е., будет ли это получение энергии или гумуса таблица 3. Преимущество анаэробных технологий в том, что можно производить биогаз,  в  свою   очередь  жидкие   отходы   после   процесса   можно   использовать  как удобрение. Отходы до переработки  надо отсортировать от примесей. Биогаз  может   производиться   как   в   устройствах   большого   размера,   так   и маленьких,   как   в   городах,   так   на   селе.   Однако   недостатки   этой   технологии   — сравнительно  большие инвестиции и сложность операций.

Таблица 3

Сравнение аэробных и  анаэробных технологий биологической переработки*

Описание

Аэробные процессы

Анаэробные процессы

Использование энергии   

Потребитель энергии   

Производитель энергии

Главные конечные продукты  

Гумус, CO2, H2O

Жидкие остатки, CO2, CH4 

Уменьшение объема   

До  50% 

До  50% 

Самое короткое время

процесса  

20 до 30 дней   

20 до 40 дней 

Относительные расходы 

Низкие 

Высокие 

Главная цель   

Производство компоста   

Производство энергии 

Вторичная цель   

Уменьшение объема и опасности отходов 

Уменьшение объема, стабилизация отходов 

* Управление ТБО, раздельный сбор и сортировка отходов /«Кооперация в совместном создании системы управления отходами  в  Псковской  области»   с финансовой помощью   ЕС, 2008г 

Таблица 4

Специфические значения органических отходов частных домов*

Субстрат

Объёмы поступлений

Содержание сухого субстрата, %

Содержание сухого органического субстрата, % сс*

Специфический выход Газа

Биоотходы

50-150 кг/ж*г

30-50

50-90

80-120м3/Мг тс**

Отходы Кухни

30-80 кг/ж*г

10-40

60-95

660-1000м3/Мг осс***

Отходы сада

20 — > 250 кг/ж*г

15-90(40)

25-90

 

Старый кулинарный жир

0,5-2,8 кг/ж*г

5-20

83-100

175м3/Мг тсдо1300м3/Мг осс

Монография-исследование для дальнейшего развития энергетического использования биомассы в Заарланде, отчёт за январь 2002, Заарбрюкен, Германия

*СС – сухого субстрата

**осс – органический сухой субстрат

***тс — твёрдый субстрат

 

4 БИОГАЗ

4.1 Характеристика  

Биогаз — мультиталант для получения энергии

  Тепло получают от охлаждения генератора или от сжигания биогаза. Полученное тепло, например используют в целях обогрева помещений.

  Электричество — из одного м3 биогаза можно выработать около 2 кВт электроэнергии.

  Биогаз — биогаз можно сжимать, накапливать, перекачивать излишки, продавать. Имеется достаточное количество автомобилей, которые используют в качестве топлива газ. Эти машины могут без дополнительной адаптации заправляться биометаном. Сейчас появляются первые заправочные станции. В Швеции и Швейцарии биометан уже долгое время используется в городских автобусах (Volvo, Skania) и грузовых машинах.

  Удобрения — удобрения, получаемые в виде переброженной массы — это экологически чистые, жидкие удобрения лишенные нитритов, семян сорников, болезнетворной микрофлоры, специфических запахов. Расход этих удобрений составляет 1-5 т вместо 60 т необработанного навоза для обработки 1 га земли. В полученное удобрение могут добавляться фосфорные, калийные или другие удобрения, в зависимости от культуры, под которые будут использоваться удобрения. Испытания показывают еще и увеличение урожайности в 2-4 раза.

  Утилизацию органических отходов — биогазовые установки могут устанавливаться как очистные сооружения на фермах, птицефабриках, спиртовых заводах, сахарных заводах, мясокомбинатах, тем самым повышая санитарно-гигиеническое состояние предпрятий

  Решение экологических проблем — производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу, снизить применение химичесих удобрений, сократить нагрузку на грунтовые воды

4.2 Применение

Автобус, работающий на биогазе, Берн, Швейцария

Биогаз используют в качестве топлива для производства: электроэнергии, тепла или пара, или в качестве автомобильного топлива.

Биогазовые установки могут устанавливаться как очистные сооружения на фермах, птицефабриках, спиртовых заводах, сахарных заводах, мясокомбинатах. Биогазовая установка может заменить ветеринарно-санитарный завод, т. е. падаль может утилизироваться в биогаз вместо производства мясо-костной муки.

Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании — биогаз занимает до 18 % в её общем энергобалансе. По абсолютным показателям по количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия — 8000 тыс. шт. В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом.

4.3 Развивающиеся страны

В Индии, Вьетнаме, Непале и других странах строят малые (односемейные) биогазовые установки. Получаемый в них газ используется для приготовления пищи.

Больше всего малых биогазовых установок находится в Китае — более 10 млн (на конец 1990-х). Они производят около 7 млрд м³ биогаза в год, что обеспечивает топливом примерно 60 млн крестьян. В конце 2006 года в Китае действовало уже около 18 млн биогазовых установок. Их применение позволяет заменить 10,9 млн тонн условного топлива.

В Индии с 1981 года до 2006 года было установлено 3,8 млн малых биогазовых установок.

В Непале существует программа поддержки развития биогазовой энергетики, благодаря которой в сельской местности к концу 2006 года было создано более 100 тысяч малых биогазовых установок.

4.4 Автомобильный транспорт

Volvo и Scania производят автобусы с двигателями, работающими на биогазе. Такие автобусы активно используются в городах Швейцарии: Берн, Базель, Женева, Люцерн и Лозанна. По прогнозам Швейцарской Ассоциации Газовой Индустрии к 2010 году 10 % автотранспорта Швейцарии будет работать на биогазе.

Муниципалитет Осло в начале 2009 года перевёл на биогаз 80 городских автобусов. Стоимость биогаза составляет 0,4 — €0,5 за литр в бензиновом эквиваленте. При успешном завершении испытний на биогаз будут переведены 400 автобусов[1].

4.5 Потенциал

Россия ежегодно накапливает до 300 млн т в сухом эквиваленте органических отходов: 250 млн т в сельскохозяйственном производстве, 50 млн т в виде бытового мусора. Эти отходы могут быть сырьём для производства биогаза. Потенциальный объём ежегодно получаемого биогаза может составить 90 млрд м³.

В США выращивается около 8,5 миллионов коров. Биогаза, получаемого из их навоза, будет достаточно для обеспечения топливом 1 миллиона автомобилейHYPERLINK «http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7″[2].

Потенциал биогазовой индустрии Германии оценивается в 100 миллиардов кВт·ч энергии к 2030 году, что будет составлять около 10% от потребляемой страной энергии.

4.6 Примечания

4.7 Литература

 

5 КОМПОСТИРОВАНИЕ

Компостирование — известно давно и применялось крестьянами ещё с незапамятных времён. Однако с повсеместным развитием минеральных удобрений компост был незаслуженно забыт. Тогда непослушный сын земли, возобладав материалистическим мировоззрением отвернулся от природы и возомнил себя единственно истинным залогом развития. Сегодня в условиях глобального экологического кризиса происходит своеобразное возрождение органического земледелия с учётом достижений современной науки и техники.Особое внимание здесь уделяется состоянию почвы: здоровая и хорошо удобренная почва — залог стабильного роста урожайности. При этом основная задача земледелия состоит не в получении максимально большого количества продуктов при минимальных затратах, а в том, чтобы получить полноценный, здоровый продукт питания.

Для приготовление компоста могут применяться любые виды органических отходов (ТОО) в различных комбинациях, однако существуют типовые смеси и рецепты их приготовления.

5.1 Компост

Компост — понятие происходит от английского «compositus» — «упорядоченно составленный» и обозначает органическое удобрение из смеси самых разнообразных веществ растительного, животного и минерального происхождения, полученное в результате разложения под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов.  Использование компоста — это возвращение органических веществ природе, что способствует их непрерывному круговороту.

Внешне компост представляет собой влажный темно-коричневые рассыпчатый  материал, напоминающий перепревший навоз и по виду, и по составу, и являющийся ценным источником органических и питательных веществ для растений.

На приготовление компоста идут очень дешёвые и доступные материалы, содержащие в своей основе органические вещества:  отходы растительного и животного происхождения с кухни, сорняки, скошенная трава, овощные и фруктовые очистки, увядшие цветы и растения, ботва клубневых растений и корнеплодов, домашний мусор и мусор поселений, испорченные корма и продукты питания, хвоя, торф, прудовый ил, зола, бумага, фекалии и т. д. Годятся сюда все способные разлагаться органические материалы, важно при этом сочетать быстро разлагающиеся и долго разлагающиеся компоненты.

В компост хорошо добавлять древесные опилки и другие материалы древесного характера. Несмотря на то, что они содержат мало питательных веществ и трудно поддаются разложению, их ценность заключается  в том, что они способствуют поддержанию рыхлости, а также вбирают и сохраняют необходимое количество влаги. Для ускорения разложения опилок и других веществ, содержащих много клетчатки и мало азота, например соломы, стружек, хвои, рекомендуется добавлять в компостные кучи богатые азотом отходы — навозную жижу, жидкие испражнения, куриный помёт и т. п.

Нежелательно также использовать для формирования компостной кучи картофельную ботву, больную фитофторой, остатки овощей, зараженные грибковыми болезнями, например кислую капусту, и ложной мучнистой росой, так как споры возбудителей этих болезней в компосте не перегнивают и сохраняют свою жизнедеятельность. Такие остатки лучше сжигать и добавлять в компост в виде золы. Если сжечь такие остатки не представляется возможным, то их рекомендуется закопать на большую глубину, чтобы предотвратить их появление на поверхности.

С другой стороны, возбудители вирусных и бактериальных болезней в компосте часто погибают, поэтому остатки таких зараженных растений можно иногда добавлять в компост. Обсемененные растения сорняков компостируют обычно в отдельной куче, перекладывая ее минимум 4 раза за лето. При этом прорастающие семена сорняков, попадая во внутренние слои, будут погибать. Сорные растения, вырастающие на куче, следует срезать тяпкой. После того, как прорастание сорняков прекратится, компост можно использовать.

Одним из необходимых для получения органического удобрения компонентов является земля, особенно богатая органическими веществами и азотом, например болотистая, торфяная, моховая и др. Глинистая или суглинистая земля является прекрасным исходным материалом для получения гумусовых, органо-минеральных комплексов.

Для ускорения созревания и улучшения питательного состава в компост добавляют также небольшое количество извести и неорганических (минеральных)удобрений.

Ускорению процесса гниения и разложения органических веществ, входящих в компост, а также уменьшению кислотности в компостной куче способствует известь, которая, однако, может вызывать потерю азота, поэтому компост, содержащий известковые материалы, необходимо тщательно пересыпать землей.

Вместо извести для обезвреживания кислот, задерживающих созревание компоста, можно использовать древесную или торфяную золу. Древесную золу можно вносить в компост с небольшой примесью золы бурого угля. Много свободных кислот образуется при разложении опилок, стружек, хвои, листьев деревьев.

Преобразование веществ в компост происходит под воздействием микроорганизмов, размножающихся в большом количестве. Процессы, протекающие в компостной куче, сходны с процессами, происходящими в почве, но носят более активный характер.

Компост – это не только источник гумуса, но и носитель жизни: в нем обитают дождевые черви, а также развивается разнообразная микрофлора.

 

5.2 Вермикомпост

Вермикомпосты – это органо-минеральные материалы, которые получаются в результате взаимодействия вермикультуры и почвенных микроорганизмов при переработке органических отходов в мезофильных условиях (15-28o C). Вермикомпосты — это полностью стабилизированные органические высокогумусированные удобрения с низким соотношением C:N. Они обладают высокими и разнообразными микробиологическими и ферментативными активностями, прекрасной черноземоподобной структурой, высокой влагоудерживающей емкостью, а также содержат питательные макро- и микроэлементы ( N, Р, К, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Mo, Zn) в доступной для растений форме. Они также содержат в себе различные классы фитогормонов и гуминовые вещества, которые действуют как регуляторы роста растений.

До компостирования После вермикомпостирования
Рис. До и После Вермикомпостирования

5.2.1 Дождевые черви

Дождевые черви – это сегментированные беспозвоночные, которые обитают в почве и органических отходах. Они являются гермафродитами и обычно размножаются с помощью спаривания, оплодотворяя друг друга. После спаривания они вытягивают свои тела через поясок или клителлум и сбрасывают его через головную часть тела. Каждый кокон содержит одно или более яиц, которые могут выжить и развиться при благоприятных условиях, затем вылупляются ювенильные особи червей, когда условия окружающей среды становятся благоприятными.
Они становятся половозрелыми через один-восемь месяцев и продолжают размножаться через регулярные интервалы. Для выживания и размножения им необходимы оптимальные режимы влажности и температуры.

Для культивирования в искусственных условиях компостных (навозных) червей вида Eisenia fetida, необходимы следующие условия:

  • температура 20-25 О C;
  • влажность 75-90 %;
  • nРегулярное добавление органических материалов в систему слоем 2,5-5,0 см;
  • nаэробные условия и верхний слой в 10-15 см, содержащий новый органический материал.

 

5.3 Биопереработка твёрдых органических отходов

Бытовые органические отходы — являются ценным продуктом для производства удобрения для сада и огорода экодома. Чтобы не потерять это их качество, все отходы необходимо разделять по составу. Разделение отходов в доме — важная часть образа жизни в экодоме. Для этого в экодоме предусмотрены все условия с тем, чтобы это не занимало много времени. При разделении бытовых отходов отделяется органическая часть и перерабатывается биологическими методами в компост, который используется на приусадебном участке (в прилегающем лесном участке, в огороде, саду). Не перерабатываемая на участке часть (стекло, пластмасса, металл и др.) разделяются, накапливаются жильцами, и сдаются в чистом состоянии для переработки и вторичного использования на специализированное предприятие экопоселка.

Органические отходы перерабатываются в специальных биореакторах в техническом подвале или на участке методом компостирования с последующей утилизацией на ботанической площадке участка.

5.3.1 Дворовая уборная с выгребом

Должна находиться не ближе 10 м от дома и как можно дальше от колодцев с питьевой водой. Выгреб может быть сделан из различных материалов, главное, чтобы он был герметичен. Обычно выгреб выкладывают из бутового камня, красного кирпича-железняка, бетона или делают из железобетонных колец. Основание выгреба можно сделать из монолитного бетона или железобетонной плиты, перекрытия – из железобетонных плит или деревянных щитов. Выгреб, сделанный из железняка, замазывают цементным раствором (на 1 часть цемента 3 части песка) и затирают влажные поверхности цементом.

Если уборная ставится на грунте с высоким уровнем грунтовых вод, стены выгреба обмазываются горячим битумом. На части перекрытия выгреба, не занятой будкой, делается отверстие для чистки диаметром примерно 700 мм. После этого выгреб засыпается слоем шлака высотой 100–150 мм, потом покрывается рулонной гидроизоляцией. Отверстие закрывается 2 крышками: нижней (утепляющей) и верхней. Последнюю также покрывают рулонной изоляцией и присыпают землей.

Дворовую уборную вычищают обычно раз в год. Если это делается чаще, то с помощью ассенизаторской машины. Фекалии при этом вывозятся с территории участка для масштабного производства Компоста, либо производство в необходимом количестве осуществляется непосредственно на месте собственником для нужд приусадебного участка.

5.3.2 Пудр-клозет

Пудр-клозет («присыпочный туалет») можно установить как на участке, так и в самом доме. От дворовой уборной он отличается наличием металлического бачка или ведра, располагаемого под сиденьем. После пользования пудр-клозетом фекалии засыпаются сухим торфом, опилками или сухой землей, которые приготавливаются заранее и хранятся в специальном ящике. Торф при этом мелко размельчается. В задней стенке под сиденьем помещают люк с откидной крышкой для удаления бачка или ведра снаружи. Лучше всего под сиденьем установить вентиляционную вытяжку с помощью вентиляционного стояка. По сравнению с дворовой уборной пудр-клозет проще установить. Правильно оборудованный пудр-клозет также соствествует нормам санитарной гигиены.

5.3.3 Люфт-клозетом

Люфт-клозетом («вентилируемый туалет») принято называть отапливаемую уборную, находящуюся в самом доме (рис.).

Вентелируемый туалет

Рис. Люфт-клозет

Люфт-клозет оборудован сиденьем с приемной воронкой и сточной (фановой) трубой. Выгреб в люфт-клозете снабжается вытяжкой (люфт-каналом) и специальной тягой. Последняя возможна благодаря проложенной рядом с люфт-клозетом дымоходной трубе от кухонной плиты. В люфт-канале содержится столб воздуха, подогреваемый от источника тепла. Побудительная тяга препятствует распространению запахов. Если нет источника тепла, в нижней части дымохода ставят какой-нибудь нагревательный прибор мощностью примерно15 Вт.

Люфт-клозеты широко распространены в средней полосе и в северных районах России. Люфт-клозет строится у северной наружной стороны дома и имеет окно с форточкой. Приемная воронка может быть эмалированной, фаянсовой, керамической или гладкооструганной деревянной, окрашенной эмалью.

При постройке люфт-клозета конец сточной трубы опускается на 2 м ниже вентялиционного отверстия люфт-канала. Сточные трубы для люфт-клозета изготавливаются из различных материалов… Они могут быть:

– чугунные;

– асбестоцементные;

– керамические;

— пластиковые.

Труба помещается в перекрытие выгреба и герметично заделывается. Перед этим стенки выгреба замазывают цементным раствором в соотношении 1: 2, потом железнят.

Снаружи ставится замок из мятой глины толщиной 3 см. Перекрытие погреба утепляют грунтовой засыпкой.

В наружной части перекрытия устанавливается специальный люк для чистки с 2 крышками, утепленными торфом или шлаком.

Стандартные размеры люфт-канала 130 х 130 мм. Верх люфт-канала, предварительно покрытый флюгаркой, должен располагаться на 0,5 м выше дымохода.

 

5.3.4 Биотуалет

Построить биотуалет в домашних условиях невозможно. Этот тип уборной является заводским изделием, предназначенным для обработки фекалий (рис.).

схема биотуалета

Рис. Схема установки биотуалета

биотуалет

Рис. Биотуалет

Биотуалет подойдет для семьи, состоящей из 3–5 человек. Он отличается от дворовой уборной наличием подогрева, искусственного перемешивания и вентиляции, с помощью которых нечистоты разлагаются.

В биотуалете имеется стульчак с крышкой, камера биоразложения, имеющая ручное устройство для перемешивания (после пользования биотуалетом ручка устройства поворачивается 2–3 раза) и нагревательный элемент с термостатическим регулированием температуры.

Биотуалет снабжен также камерой пастеризации с нагревательным элементом, ящиком для переработки фекалий и вентялиционным стояком с вентилятором. Ящик периодически очищается.

Биотуалет работает от подачи электроэнергии. При частых и длительных перебоях в электроснабжении использовать его нельзя.

5.3.4 Однокамерный безводный биотуалет непрерывного действия

Биотуалет — предназначен для непрерывной переработки всех органических отходов жизнедеятельности семьи (пищевые отходы и отходы из туалета). Он представляет собой контейнер наклонного типа с двумя приемными отверстиями — для органических пищевых отходов и туалета. Контейнер оборудован системой аэрации и вытяжки, устроенной таким образом, чтобы вытяжка осуществлялась на коньке дома, а во все остальные отверстия воздух всасывается. Для этой системы важна аэрация, чтобы протекали процессы, характерные для компостирования, а не гниения, соблюдался влажностный режим, а температура поддерживалась в диапазоне 20—40 оС. Эта система на Западе приобретает все большее распространение. Контейнер биотуалета располагается в обогреваемом техническом подполье.

К недостаткам можно отнести то, что для его эффективной работы требуется поддерживать достаточно стабильные условия.

однокамерный, безводный

Рис. Биотуалет непрерывного действия (Кливус-Мультитрум)

5.3.5 Двухкамерный безводный биотуалет

Двухкамерный биотуалет также используется для переработки всех органических отходов. Эта система более проста в эксплуатации за счет увеличения срока переработки содержимого. В этой системе изготавливается два контейнера большого объема с периодом наполнения до трех лет. В то время как заполняется один контейнер, во втором все это время происходит процесс биологической переработки. Для эффективной работы контейнеры утепляются. В доме такой туалет размещается в техническом подполье с южной стороны и оборудуется системой пассивного обогрева для ускорения процесса компостирования. Если туалет располагается с северной стороны, то рядом с ним размещают воздуховоды от солнечных коллекторов.

Замечания. Объем контейнеров туалета рассчитывают, исходя из состава семьи.

двухкамерный безводный

Рис. Двухкамерные безводные биотуалеты большого объема

5.3.6 Комбинированный контейнерный биотуалет со смывом и фильтрацией стоков

Многие люди имеют устойчивое предубеждение к безводным компостирующим биотуалетам, кроме того, в России еще нет мест, где можно было бы убедиться в их эффективности. Поэтому можно использовать совмещенную систему — смывной туалет с малым расходом воды, слив из которого осуществляется в компостирующий биореактор с фильтрующим слоем (фильтр-контейнер). Профильтрованные стоки направляются в общую систему переработки бытовых стоков (автономную канализацию). Эта система аналогична двухкамерной системе, с той разницей, что контейнер делается гидроизолированным, а в нижней его части устраивается дренажное устройство с фильтрующим слоем, через которое попадающая в биореактор жидкость просачивается и попадает в септик (систему переработки и фильтрации бытовых стоков). Система делается двухкамерной или с большим набором сменных контейнеров, количество которых определяется, исходя из состава семьи, чтобы было удобно заменять заполненные контейнеры на пустые.

Комбинированный

Рис. Комбинированный контейнерный биотуалет со сливным унитазом и фильтрацией стоков

5.3.7 Биотуалеты на приусадебном участке

В летнее время люди проводят на участке, занимаются садом и огородом. Поэтому для многих покажется удобным построить летний биотуалет с тремя постоянными контейнерами для компостирования, оборудованные бидэ со сливом воды в почву. Для долговечности контейнеры могут выполняться из бетона. Объем одного контейнера выбирается с тем расчетом, чтобы в течении летнего сезона заполняется экскрементами, зеленой массой и землей (в этом случае в туалете не разводятся мухи). В течении 2х лет содержимое контейнера компостируется и на третий год выгружается на участок. Традиционно, после заполнения туалета, его передвигают на новое место.

 

6 ВЫВОДЫ

Необходимым является:

— Согласовать наиболее эффективный вариант хранения, сбора и переработки органических отходов:

а) Проектирование встроенных, герметичных выгребных ям, с полным опорожнением 1-2 раза в год

б) Еженедельный сбор специальным транспортом

в) Другие способы

— Более точный расчёт количества (плотности, массы и объёма мусора), с целью вычисления накоплений отходов, для расчёта объёмов выгребных ям, ёмкостей транспорта особого назначения.

— Расчёт объёма жира и твёрдой фракции септиков (очистителей)

— Расчёт дополнительных объёмов отходов (из садового хозяйства и пр.)

— Составление материального баланса на основе расчётов всех видов отходов

— Соотнося конкретные объёмы отходов рассчитать совместно с отраслью энергетики необходимые мощности биогазовой установки, а также выбор конкретной технологии.

— Обсудить совместно с отраслью сельского хозяйства и строительства создание и расположения в поселении специализированных сельхоз-лавок и ярмарок, дабы разрешить целый ряд вопросов.

— Рассмотреть и утвердить схемы и технологии утилизации и переработки твёрдых органических веществ для каждого отдельно взятого сектора хозяйствования и каждого вида органических материалов.

В статье рассмотрен лишь малый объём данный практического опыта по переработке органического мусора, при необходимости может быть дополнено и расширено.

 

7 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И СНОСКИ

1 АЗ – Аналитическая записка

2 Септик — это элемент локального очистного сооружения, применяется на стадии проектирования и строительства комплексных систем локальной очистки бытовых и хозяйственных сточных вод. Септик, как таковой, не является законченным очистным сооружением и применяется согласно действующим нормам и правилам. При работе очистного сооружения необходимо использование методов почвенной доочистки. Это — сооружение, предназначенное для сбора и очистки хозяйственно-бытовых сточных вод от индивидуальных жилых домов, объектов малоэтажной застройки, коттеджей при отсутствии центральной системы канализации. В работе септика заложен принцип гравитационного отстаивания и биологической доочистки с использованием биоферментных препаратов, а также почвенных естественных и принудительных методов доочистки.

3 Фракция — часть сыпучего или кускового твёрдого материала (например, песка) либо жидкой смеси (например, нефти), выделенная по определённому признаку. Так, фракции могут разделяться по размеру частиц или зёрен — при ситовом анализе (разделении при помощи набора сит), по плотности — при гравитационном обогащении, по температуре кипения — при дробной перегонке нефти.

4 Контейнер — (англ. container, от англ. contain — «содержать в себе, иметь в своём составе, включать, вмещать») — многозначно

5 Материальный баланс — это простейшая форма динамической модели нефтяного или газового месторождения. Это простая концепция, подчиняющаяся закону сохранения масс, согласно которому извлечённый объём равен сумме изменения первоначального и привнесённого объёмов (в пласте, например).

6 Сельхоз-лавка – образное название – предложение к отрасли сельского хозяйства о создании специализированных пунктов распространения продуктов питания, а также других предметов потребления. Речь идёт не об ограничении прав и свобод общество, но об структурировании и упорядоченности организованного распространения продуктов для удовлетворения потребностей. И прежде всего справедливого удовлетворения потребностей не отдельного индивида, а индивида в масштабе всего общества в поселении. Человек это социальный вид, который обречен жить большими сообществами. Наша задача это обеспечение условий для раскрытия потенциала не отдельного индивида, а равных возможностей для всего общества в целом исходя из правила: от каждого по способности, каждому по потребности. Такая задача является невыполнимой если рассматривать потребности с точки зрения одного индивида, и совсем наоборот когда она рассматривается в масштабе всего общества. И только в этом случае общество будет считаться справедливым. Подробнее: Семинар — Понятие справедливости вчера, сегодня, завтра. http://media-mera.ru/kob/methdological_seminars_spbgau

7 Сельхоз-ярмарка – см. п. 6

8 Мусоросборщик работает на биоэтаноле, производимым на биогазовой станции. В качестве сырья для производства биогаза используются смеси: Картофельных очистков, морковной ботвы, салата, соломы и жмыха – производство биоэтанола в городе Вастерас, Швеция / Введён в эксплуатацию в 2006г, производительность по топливу на январь 2009г эквивалентно ≈ 15000 МВт). Также европейских стандарт топлива Е85 – также разбавляют бензин биотопливом. В Швеции и Швейцарии биометан уже долгое время используется в городских автобусах (Volvo, Skania) и грузовых машинах. Исследования показывают что применение биоэтанола позволяет снизить износ двигателя, значительно улучшается ряд других параметров. На Кировком биохимзаводе, производящем биотопливо, запраляется и успешно работает весь транспортный автопарк.

9 Тритикале (от лат. triticum — пшеница и лат. secale — рожь) — злак, гибрид ржи и пшеницы. Тритикале обладает повышенной морозостойкостью (больше чем у озимой пшеницы), устойчивостью против грибных и вирусных болезней, пониженной требовательностью к плодородию почвы, содержат много белка в зерне. В СССР пшенично-ржаные гибриды получали ещё начиная с 1920-х (Мейстер, Лебедев, Державин, Писарев).

10 http://www.pro-tuning.info/stati-o-tyuninge/ustanovka-dlya-vakuumnogo-formovaniya/


Подробные данные расчётов: БИОГАЗ И КОМПОСТИРВАНИЕ В ЦИФРАХ

Данная АЗ не является окончательным вариантом и будет дорабатываться и совершенствоваться с течением времени.

Ваши предложения можно обсудить на форуме:  ОБСУЖДЕНИЯ

Add a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *