1514

нелями для компостирования. Национальное законодательство регулирует как качество компоста, так и экологическую безопасность самого процесса МБПО. С одной стороны, это делает МБПО очень «чистой» технологией, но при этом стоимость переработки приближается к затратам на сжигание отходов.

Так, например, в Вене 20 % отходов подвергаются предварительной обработке на заводе МБПО с выделением металлов и крупных фракций (которые затем сжигаются в обычных печах). Остальные же 80 % отходов подвергаются сжиганию в печах с кипящим слоем. Такое сочетание – механическая подготовка + сжигание в печах с кипящим слоем – все более становится популярным

вцентральной Европе [27].

ВГермании с 2005 г. действуют аналогичные запреты в отношении захоронения отходов, не прошедших обработку. В настоящее время в стране имеется порядка45 предприятий МБПОсуммарной мощностью порядка5 млн тоннв год.

1.8.2. Южная и Юго-Западная Европа

Италия имеет длительный опыт МБПО и в настоящий момент является страной, имеющей наибольшие мощности по МБПО в мире. За последние 30 лет в стране было построено 20 предприятий по МБПО (в большинстве случаев в совокупности с производством вторичного топлива – RDF).

Основной концепцией, реализуемой вторым поколением предприятий МБПО в Италии, было снижение объема отходов и, как следствие, повышение безопасности отходов, направляемых на захоронение (например, снижение количества образования фильтрата на полигонах захоронения ТБО).

Внастоящее время в Италии имеется достаточно развитый рынок RDF

сопределенными стандартами качества. В 1999 г. недалеко от Венеции начал свою работу особый тип завода МБПО, нацеленный на получение «сухого стабилизата» (система HerHof) [28].

Внастоящее время в Италии работают более 100 заводов с пропускной способностью около 10 млн тонн в год. Венеция, Флоренция, Рим и Неаполь – наиболее крупные города, в которых преобладают заводы МБПО.

На Пиренейском полуострове МБПО по-прежнему нацелена на получение компоста. В Испании около 1 млн тонн бытовых отходов в год перерабатываются путем компостирования, в том числе раздельно собранные органические отходы. В настоящее время в Испании эксплуатируются 75–80 заводов по компостированию, при этом большинство построено за счет средств ЕС (это также касается и Португалии). В настоящий момент в Испании эксплуатируются или находятся в стадии строительства порядка 20 предприятий по получению биогаза из отходов. В стране практически отсутствуют требования к качеству компоста, полученного из ТБО, что делает возможным его использование в сельском хозяйстве.

61

В Португалии имеется несколько современных заводов МБПО, где основной биологический процесс – компостирование. Качество компоста в Португалии регламентируется намного строже, чем в Испании. Предыдущий закон об отходах устанавливал 3 класса компоста, лучший из которых мог использоваться в сельском хозяйстве. Однако с 2009 г. согласно требованиям нового закона компост после переработки ТБО может использоваться только для рекультивационных целей, что свидетельствует о переходе от компостирования (нацеленного на получение продукта) к МБПО (нацеленной на снижения уровня эмиссий на стадии захоронения).

1.8.3. Франция и страны Скандинавии

Во Франции компостирование до сих пор широко используется как метод переработки ТБО. Технология заводов первого поколения (которые эксплуатируются и в настоящее время) представляет собой захоронение с частичным компостированием. Кроме того, основная часть из 70 существующих предприятий имеет малую мощность (менее 30 тыс. тонн в год). После запрета на использование компоста из ТБО при виноградарстве в конце 90-х гг. он используется в основном для рекультивации полигонов. Предприятиями МБПО обслуживается не более 5 % населения. Во Франции не существует требований к продуктам МБПО и стандартов, требующих обязательного использования высококалорийных отходов.

В Бельгии МБПО рассматривается как альтернативная технология переработки отходов (основными методами считаются захоронение и сжигание). Традиционная технология МБПО (HERHOF) лишь недавно стала использоваться в Бельгии.

Нидерланды являются одной из ведущих стран по максимальной переработке отходов и достигли значительных успехов как в переработке калорийных отходов, так и в переработке органических отходов. В 2000 г. было запрещено захоранивать непереработанные ТБО. Существующие предприятия МБПО являются, по сути, предшествующей перед сжиганием системой подготовки отходов [25].

Британия занимает особое место среди западноевропейских стран, для которой компостирование ТБО в традиционном понимании не существует. В последние годы предприятия МБПО использовались для переработки «хвостов» сортировки. Большинство из предприятий было построено в порядке исполнения требований законодательства стран ЕС и под давлением экологических организаций Британии и Ирландии. Основной технологией МБПО является аэробное разложение, при этом особо важным считается соблюдение гигиенических требований (вместе с тем выбросы в атмосферный воздух контролируются не так строго, как в Германии).

62

ВДании, так же, как и в Швейцарии, с 2003 г. действует запрет на захоронение калорийных фракций отходов. Технология МБПО в ближайшем будущем не имеет шансов на внедрение в этой стране, так как практически 100 % ТБО подвергается сжиганию.

ВШвеции эксплуатируется несколько небольших предприятий МБПО. Основная их цель– производство RDF. Имеется предприятие по компостированию близ Стокгольма(основнаятехнология– компостированиевбиобарабанах).

ВНорвегии имеются два предприятия, которые могут быть классифицированы как предприятия МБПО. Одно используется для производства RDF, второе – лишь для производства материала для рекультивации полигонов.

ВФинляндии эксплуатируется несколько небольших заводов по компостированию. Все они оборудованы вращающимися биобарабанами местного произ-

водства [25, 28].

1.8.4.Восточная и Юго-Восточная Европа

Встранах Балтии практически не существует предприятий МБПО, равно как и предприятий иных видов переработки отходов.

Польша традиционно отличалась от стран остального бывшего Восточного блока. Так, в данной стране достаточно широко были распространены предприятия МБПО, отвечающие требованиям стран Западной Европы. В настоящий момент около 10 % ТБО перерабатываются на 20 предприятиях МБПО, использующих различные технологии. При этом в стадии финансирования находится строительство ряда крупных предприятий за счет средств фондов ЕС.

ВЧехии и Словакии не эксплуатируются предприятия МБПО.

ВВенгрии первое предприятие МБПО было открыто лишь в 2004 г. Словения имеет значительные мощности по захоронению. Предприятия

МБПО в стране отсутствуют, но под влиянием требований стран ЕС рассматривается ряд проектов по строительству крупных предприятий МБПО.

ВХорватии запущен первый завод в Задаре (планируется строительство

вгородах Сплит и Режека).

Страны бывшей Югославии все силы направляют на развитие системы централизованного сбора ТБО, сделан лишь первый шаг по цивилизованному захоронению отходов.

Переработка отходов в странах Юго-Восточной Европы (Албания, Румыния, Болгария, Греция) является перспективной задачей, при этом следует полагать, что МБПО может занять главенствующую роль.

В Турции (Стамбул) имеется предприятие по сортировке и компостированию отходов, построенное в 1999 г. Предприятие было создано в рамках ком-

63

плексной программы по охране окружающий среды при поддержке стран ЕС (его мощность составляет 1000 тонн в день) [25,27,28].

1.8.5.Прогноз развития МБПО

Встранах Центральной и Северной Европы (Германия, Австрия и в меньшей степени страны Бенилюкса), имеющих наиболее развитую систему управления отходами, ожидается еще большее распространение предприятий МБПО. При этом в ряде стран (Швейцария, страны Скандинавии) МБПО не получит распространения, так как в качестве национального приоритета в области управления отходами принято максимальное использование калорийных фракций (сжигание). В других странах Западной Европы МБПО приобретает высокое значение, частично по причине конверсии существующих мощностей по производству компоста. Будущая роль МБПО в странах, являющихся новыми членами ЕС, трудно предсказуема и в большей степени зависит от ВВП страны

имощностей по захоронению.

Встранах Восточной и Юго-Восточной Европы развитие МБПО является одним из важных требований, предъявляемых советом ЕС по охране окружающей среды. С учетом этого, а также других факторов (совершенствование законодательства по обращению с отходами, рост цен на энергоносители, конкурентная борьба за отходы, дефицит земельных площадей для строительства новых полигонов захоронения отходов, рост потребностей рынка в предприятиях МБПО и др.) следует ожидать в ближайшей перспективе быстрого развития МБПО в этих странах.

Заключение

В настоящий момент отмечается все более значительный интерес к технологиям МБПО в большинстве развитых стран мира. Данный факт связан с попыткой найти технологию/технологии, обеспечивающие максимальное извлечение вторичного сырья и минимальный объем отходов, требующих захоронения. Реальной альтернативой МБПО являются термические методы утилизации отходов, обеспечивающие снижение массы захораниваемых отходов на 80–90 %. Развитие технологий сжигания (так же, как и газификации, и пиролиза) вызывает устойчивое негативное отношение со стороны населения, что существенно затрудняет их развитие. Опубликованный специалистами «Гринпис» в 2003 г. доклад «Холодные методы переработки отходов» призывает власти к поддержке стратегических планов управления отходами, в основе которых лежат технологии извлечения вторичного сырья и МБПО.

64

МБПО не является единым процессом, а, напротив, представляет набор различных технологий, сочетание которых дает огромное разнообразие видов МБПО. При этом каждое сочетание технологий имеет множество различных преимуществ и недостатков. Следует отметить, что «наилучшего варианта организации МБПО» не существует: то, что подойдет при реализации проекта МБПО в одной стране, совершенно неприемлемо в другой.

Таким образом МБПО может быть рассмотрена, как ключевой элемент управления отходами, нацеленного на максимальное извлечение вторичного сырья и минимизацию количества биоразлагаемых отходов, направляемых на полигон по следующим причинам:

–обеспечение приемлемого уровня извлечения вторичного сырья и снижения доли биоразлагаемых отходов, направляемых на захоронение;

–использование материального, а не энергетического потенциала отходов;

–минимальные экологические и санитарно-гигиенические риски;

–поддержка проектов МБПО экологическими организациями и общественностью;

–простота проектирования, согласования проекта и строительства;

–возможность конфигурирования технологии в соответствии с нуждами. Следует упомянуть о факторах, сдерживающих распространение МБПО,

ккоторым относится:

–МБПО имеет низкие технологические риски, но высокие экономические риски;

–эффективность технологии напрямую зависит от состава отходов и требует реконфигурации при изменении состава;

–зависит от наличия конечного потребителя продукции (компоста, удобрений, RDF и пр.);

–требуются значительные площади для строительства объектов МБПО.

В конечном итоге МБПО является перспективной технологией для стран, не имеющих развитую инфраструктуру предприятий по переработке отходов, так как при сравнительно низких капитальных затратах (в сравнении с термическими технологиями) обеспечивает приемлемый уровень извлечения вторичного сырья, снижения объема и доли биоразлагаемых компонентов захораниваемых отходов.

65

Список литературы

1.Mechanical-biological-treatment: A guide for decision makers. Process, policies and markets // Annex A: process fundamentals. – Juniper consultancy service ltd, 2005. – UK. – P. 60

2.Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Петров В.Ю. Управление отходами. Захоронение твердых бытовых отходов: учеб. пособие / Перм. гос. техн. ун-т. –

Пермь, 2001. – 133 с.

3.Mechanical-biological-treatment: A guide for decision makers. Process, policies and markets // Annex D: process review. – Juniper consultancy service ltd, 2005, UK. – P. 355

4.Binner E. Mechanical biological pre-treatment of residual waste in Austria // Dhir R.K. [et al.] (Eds.). Sustainable Waste Management, Proceedings of the International Symposium, University of Dundee, Scotland, UK. – 9–11 September 2003. – P. 213–224.

5.Schiffman S.S. and Williams C.M. Science of odors as a potential halth issue // J. Environ. Qual. – 2005. – 34: 129–38.

6.Kuehle-Weidemeier M. The current situation of MBT in Germany // KuehleWeidemeir M. (Ed.), International Symposium MBT 2007, Hanover, Germany 22–24 May 2007. – P. 187–202.38

7.Haug R.T. The practical handbook of compost engineering, CRC Press, Lewis Publishers, Boca Raton, FL, USA, 1993.

8.Manser A.G.R., Keeling A.A. Practical handbook of processing and recycling municipal waste, CRC Press, Lewis Publishers, 1996.

9.Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – С. 263.

10.Лысак В.В. Микробиология: учеб. пособие. – Минск: Изд-во БГУ, 2007. – 426 с.

11.Solid waste management, United Nations Environment Programme, 2005. – 524 p.

12.Компостирование твердых органических отходов производства и потребления. Вермикомпостирование: монография / под ред. Я.И. Вайсмана. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 557 с.

13.Баадер В., Доне E., Бренндерфер М. Биогаз: теория и практика / пер. с нем. и предисл. М.И. Серебряного. – М.: Колос, 1982. – 148 с.

14.Dans J., Lax E. TaschenbuchfiirChemiker and Physiker, Bd. 1: Makroskopi- schephysikalisch-chemische Eigenschaften, Verlag, Springer Berlin, Heidelberg, New York, 3. Aufl., 1967.

15.Jewell W.J. (Herausgeber) Bioconversion of agricultural wastes for pollution control and energy conversion. – Cornell Univ. Ithaca, N.V., 1977.

16.Ljunggren H., Petre F. MetangasframstallningensMikro-biologij. rapportfr. Institutionen for Mikrobiologie. – Uppsala, 1976. – Nr. 7.

66

17.Converse J.C., Graves R.E., Evans G.W. Anaerobic degradation of dairy manure under mesophile and thermophilic temperatures // Transactions of the American Society of Agricultural Engineers. – 1977. – 20. – S. 336–340.

18.Ma1у J., Fad r us H. Influence of temperature on anaerobic digestion // J. Water Pollut. control Fed. – 1971. – 43. – S. 641.

19.Varel V.H., Isaacson H.R., Bryant M.P. Thermophilic methane production from cattle waste // Applied and Environmental Microbiology. – 1977. – 33. – S. 298–307.

20.Эдер Б., Шульц Х. Биогазовые установки: практическое пособие (1996) /

пер. ZorgBiogasв, 2008. –179 с.

21.Коtze J.F., Thiel P.G., Ha11ingh W.H. J. Anaerobic digestion II. The characteristics and control of anaerobic digestion // Water research. – 1969. – 3 (7). – S. 459–493.

22.МсСartу P.L. Anaerobic waste treatment fundamentals. II. Environmental requirements and control // Public Works. – 94. – 1964. – S. 123.

23.Weber F. NeueErkenntnisse in der Diingerwirtschaft. Eigenverlag F. Weber, 7311 Bissingen, 1977.

24.Руководство по медицинской микробиологии. Кн. 1: Общая и санитарная мик-

робиология: учеб. пособие / А.В. Березкина [и др.]. – М.: Бином-пресс,2008. – 1077 с.

25.Marstin S. MBT in Europe // Waste management world, 2011. – URL: http: // www.waste-management-world.com/index/display/article-display/304397/articles/ waste-management-world/volume-8/issue-4/features/mbt-in-europe.html

26.Neubauer C., 2007. Mechanical-biological treatment of waste in Austria: current developments // Kuehle-Weidemeir M. (Ed.), International Symposium MBT 2007. Hanover, Germany, 22–24 May 2007. – P. 105–115.

27.Steiner M., 2005. MBT in Europe: roles & perspectives. – WarmerBull. – 102. – 14–17.

28.Steiner M. MBT in Europe: roles & perspectives (part 2). – WarmerBull, 2006. – 103. – 8–11.

29.Mechanical-biological-treatment: A guide for decision makers. Process, policies and markets. The summary report. Juniper consultancy service ltd, 2005, UK. – P. 92.

67

2.КОМПОСТИРОВАНИЕ ТБО

2.1.Компостирование как элемент интегрированной системы управления движением отходов производства и потребления

2.1.1.Основные направления развития компостирования как элемента системы управления движением отходов

Компостирование органических отходов производства и потребления является одним из традиционных утилизационных методов их переработки и обезвреживания, позволяющего получить целевые продукты – компосты, которые широко используются для различных нужд в сельском хозяйстве и в других областях хозяйственной деятельности.

Сущность компостирования как процесса заключается в биологической декомпозиции, трансформации, биостабилизации и обезвреживании органического субстрата, протекающего в контролируемых аэробных условиях, позволяющего получить биостабилизированные продукты, свободные от патогенов, семян и проростков сорных растений и обладающие полезными свойствами – способностью улучшать плодородие почв, их физико-химические и структурные свойства, водный и воздушный режимы, обогащать микробное сообщество, противодействовать эрозиипочв, способствовать биоремедиации загрязненных земель.

Компостирование является системой, включающей: сбор, сортировку, формирование потока органических биоконверсируемых отходов, направляемых на компостирование; непосредственно сами процессы компостирования субстрата с целью получения целевых продуктов; контроль качества целевых продуктов и их сертификацию; транспортировку и распределение целевых продуктов от мест их производства к местам использования; процедуры маркетинга, включая рекламное и другое сопровождение реализации целевых продуктов.

В настоящее время применяются различные модификации метода компостирования – от немеханизированных грунтовых площадок для полевого компостирования, различных устройств для индивидуального и группового любительского компостирования до высокомеханизированных и автоматизированных устройств и заводов.

Особенно большие успехи достигнуты в развитии компостирования за последние десятилетия, когда были созданы современные высокомеханизированные технологии с использованием биореакторных и других высокотехно-

68

логичных устройств, позволяющих минимизировать затраты ручного труда, обеспечить безопасные условия труда персонала, исключить выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую среду и гарантированно получать целевые продукты.

С позиций экологического устойчивого развития компостирование оценивается как элемент интегрированной системы управления движением отходов производства и потребления, который обеспечивает возврат содержащихся в компостируемых отходах материальных и энергетических ресурсов в природные циклы и снижение за счет этого экологической нагрузки на объекты окружающей среды и население. Компостирование является важным элементом фундаментальных экологических процессов (водного и органогенного циклов, потоков энергии в биосфере, сохранения биоразнообразия, плодородия почв и др.) и может быть отнесено к категории экологически благоприятных технологий.

Сравнительный эколого-экономический анализ компостирования, инсинерации и пиролиза органических отходов позволяет сделать следующие выводы. Затраты (капитальные и эксплуатационные) на реализацию современных компостных технологий существенно ниже, чем на инсинерацию и пиролиз. Вместе с тем при инсинерации отходов их объем снижается на 65–70 %, а при компостировании примерно на 35–40 %. Заводы по инсинерации и пиролизу занимают значительно меньшие земельные участки, чем компостные. Но при этом компостирование практически не дает выбросов в окружающую среду, в то время как инсинераторные и пиролизные технологии характеризуются большими выбросами и сбросами, которые требуют дорогостоящих очистных сооружений.

В последние десятилетия в большинстве развитых стран создана достаточно мощная инфраструктура по переработке и использованию отходов, услуги которой не востребованы в полном объеме, что создает конкуренцию на рынке переработки отходов, особенно обладающих высоким энергетическим и ценным вещественным ресурсным потенциалом. В этих условиях, когда многие развитые страны переходят на постиндустриальное развитие, основанное на принципах ресурсо- и энергосбережения, особое внимание в интегрированных системах обращения с отходами уделяется вопросам рециклинга. Это приводит к возрастанию удельного веса использования компостирования, так как большая часть отходов, пригодных для рециклинга – это органические отходы.

Осознание этого достаточно широкими слоями общества (специалистами, представителями властей всех уровней, политиками) привело к тому, что в последние десятилетия повысился интерес к компостированию как инструменту,

69

позволяющему реализовать ожидания общества в переходе к устойчивому развитию в весьма специфической области – обращения с отходами.

В современных условиях отмечается положительный тренд в увеличении масштабов компостирования органических отходов в большинстве стран мира, который является результатом целенаправленной работы по развитию законодательных и иных нормативных актов по компостированию; использованию административного ресурса властей всех уровней и политиков по созданию благоприятных условий для развития компостирования, включая социальные и экономические преференции, пропаганду и просвещение, другие понудительные инструменты и механизмы; а также результатом активного использования последних достижений науки и техники в области компостирования.

Опыт таких стран, как Великобритания, ФРГ, Австрия, США, и многих других показал, что сильная политическая воля (на разных уровнях – национальных, региональных, локальных) способна ориентировать технических операторов, менеджеров различных уровней и потребителей в выборе стратегии обращения с отходами в пользу рециклинга, что особенно убедительно видно на положительном тренде удельного объема компостирования.

Анализ обширной литературы, посвященной вопросам компостирования органических отходов в СССР, России, зарубежных странах, знакомство с работой мусороперерабатывающих заводов в России, Белоруссии, Узбекистане, Дании, ФРГ, США, изучение опыта индивидуального компостирования в Дании, ФРГ и Китае, а также собственные научные исследования по компостированию позволяют сделать вывод о том, что методы компостирования конкурентноспособны в практике переработки, обезвреживания и утилизации органических отходов.

Анализ потоков отходов, пригодных для компостирования, свидетельствует о том, что большинство из них вариабельно по составу и свойствам, часто содержит в значащих количествах балластные и опасные загрязняющие вещества, а соотношение в них биоковерсируемых и биостабильных материалов зависит от многих факторов – социоэкономических, географических, этнических и многих иных. В ряде стран имеются выраженные различия в потоках и качестве отходов между сельскохозяйственными и урбанизированными территориями, особенно в части содержания в них опасных, а также мешающих нормальному течениюбиоконверсионных процессов при компостировании веществ.

Это предполагает усложнение технологий претритмента отходов, их сортировки, удаления нежелательных фракций и т.п.

В последние годы существенно повысился интерес к сокомпостированию муниципальных отходов, осадков после очистки хозбытовых сточных вод, отходов лесоперерабатывающей промышленности, других органических промышленных отходов. Наряду с положительным эффектом в виде увеличения

70