Глобальной проблемой загрязнения окружающей среды в городах стали твердые бытовые отходы (ТБО). Общая масса накопленных в стране промышленных и бытовых отходов в 1999 г составила около 4,4 млрд. т. Только за минувший год из хозяйственного обращения было изъято 160тыс. га земли под устройства свалок.
В городском мусоре содержится большое количество бытовых отходов органического происхождения: пищевые отходы, остатки бумаги, тканей, древесины и т.п. В ТБО содержится в пересчете на сухое вещество 0,6-0,7 %N; 0,8 % К2О; 0,5-0,6 % Р2О5, до 7-9 % СаО и многие микроэлементы [1,2]. Причем, необходимо отметить, что повышенное накопление бытовых отходов растительного происхождения отмечается в летне-осенний период - это опад листьев и плодоовощные отходы.
Нами предложен новый способ переработки ТБО в органо-минеральное удобрение, обладающее свойствами универсального мелиоранта (приоритетная справка Госпатента Украины за 10.07.2000 г.).
Способ переработки ТБО и получения органо-минеральных удобрений экологически безопасный, не требует значительных затрат энергии и средств, потому что базируется на использовании уже известных производственных линий, которые работают в других сферах отечественной промышленности.
Предложенный нами "Способ получения смеси для повышения плодородия почв на основе твердых бытовых отходов" можно успешно использовать для переработки в органо-минеральное удобрение не только ТБО, а и опад листьев (веток), которые вывозятся на свалки из городов и населенных пунктов в осенне-весенний период. Это позволит за короткое время не только переработать опад в удобрение, но и вернуть в виде органо-минерального удобрения (ОМУ) в почвы.
Принцип "способа" состоит в следующем : предварительно отсепарированные ТБО, засыпаются в специальную емкость и заливаются катализатором с последующим перемешиванием (процесс может проходить при атмосферном давлении). При проведении такого "мокрого сжигания" выделяется определенное количество тепла (нагрев может доходить до +180°С), часть которого используется для дальнейшего подсушивания произведенных удобрений, а остальная может быть использована для хозяйственных нужд. "Мокрое" сжигание проводится от 1 до 24 часов в зависимости от массы бытовых отходов, тонины размола их во время сепарации и содержания в них органических ингредиентов, как по качеству, так и по размерам фракций.
Находящиеся в отходах возбудители различных инфекционных заболеваний и яйца гельминтов полностью погибают от высокой температуры и агрессивной среды, что дает возможность получить условно стерильное вещество.
После завершения первой стадии переработки, необходимо приступить ко второй – нейтрализации избытка катализатора, которая проводится любым известковым или известьсодержащим материалом (известью, дефекатом, известняком и т.д.). Кроме этого необходимо проводить добавки лессом или лессовидным суглинком, которые содержат кроме карбонатов кальция, вторичные коллоидно-дисперсные минералы типа каолинита и монтмориллонита. Последние, имеют свойство необменно фиксировать подвижные формы тяжелых металлов, переводя их в неподвижные формы, путем закрепления их в кристаллической решетке. Процесс нейтрализации происходит с обильным выделением углекислого газа, который можно конденсировать и использовать для технических нужд.
Полученная таким образом органо-минеральная смесь содержит в себе (в пересчете на сухое вещество) 0,6-1,2 % N; 0,8-1,0 % K2O; 0,5-0,9 % P2O5; до 20 % СаО, лигнин и глинистые минералы.
Проведенные исследования показали, что использование органо-минеральных удобрений в качестве органических удобрений дает несколько положительных моментов.
Во-первых, органо-минеральное удобрение содержит довольно большое количество свежего лигнина, который является как медленнодействующим источником элементов минерального питания, так и источником для образования гумуса, средой для развития микроорганизмов, а значит надежным источником питательных веществ для растений.
Во-вторых, содержащийся в органо-минеральных удобрениях кальций, с одной стороны, способствует закреплению органических веществ в почве, а с другой является источником пополнения почвы кальцием, т.е. обеспечивает благоприятные условия для формирования оптимальных водно-физических свойств почвы.
В-третьих, в органо-минеральных удобрениях содержится определенное количество подвижных питательных веществ, макро- и микроэлементов, необходимых для растений.
В-четвертых, использование органо-минеральных удобрений, содержащих до 6 % органического углерода, позволит решить одну из важнейших проблем современного сельскохозяйственного производства - обеспечение бездефицитного баланса гумуса в почве.
В-пятых, полученная смесь может быть использована как универсальный мелиорант, потому что в процессе нейтрализации возможно спланировать получение удобрения с различной реакцией среды и с различным содержанием кальция, который является основным мелиорирующим компонентом применяемым в мире мелиорантов. Если органо-минеральное удобрение планируется вносить на солонцеватых почвах, то программируется получение подкисленной смеси, содержащей СаSO4, а если на кислых почвах - то соответственно слабощелочной, насыщенной СаСОз.
Проведенные нами исследования на сельскохозяйственных культурах (озимая пшеница, салат, кормовая свекла), как в лабораторных, вегетационных опытах, так и в полевых везде статистически обоснованно показали на прирост урожая. Также были проведены опыты и в лесном питомнике на культуре дуб красный, где также были зафиксированы значительные положительные изменения в приросте в высоту сеянцев дуба.
Изучение влияния полученных органо-минеральных удобрений на окружающую среду показывает их эффективность и с экологических позиций [3]. Применение таких удобрений снижает вынос особо опасных в отношении загрязнения водных источников нитратных ионов. Аммонийный ион полностью задерживается в верхних слоях метровой толщи почвы. По-видимому, это происходит в основном за счет содержания в органо-минеральных удобрениях лигнина (30-50 %), который фиксирует подвижный аммоний.
Применение органо-минеральных удобрений может быть перспективно на нарушенных землях (заброшенные терриконы, отвалы глинодобывающих заводов, предприятий, занимающихся добычей руды открытым способом, на склонах балок и т.д.), т.е. для их рекультивации.
Таким образом, предлагаемый нами способ позволяет из накопившегося (завалявшегося) сырья синтезировать новое универсальное вещество, которое может быть использовано одновременно, как органо-минеральное удобрение, так и универсальный мелиорант со свойствами медленнодействующего удобрения, который может использоваться на любых почвах, на нарушенных грунтах, в лесных питомниках и т.д.
При оценке предлагаемого способа переработки ТБО в органо-минеральное удобрение-мелиорант необходимо обратить внимание на технологический, социальный и финансово-экономический аспекты решения проблемы. С точки зрения технологии переработки бытовых отходов для предложенного способа:
а) не требуется больших энергозатрат и использования дорогостоящего специального оборудования; для этой цели могут быть задействованы линии отечественного производства, которые уже используются в других сферах деятельности;
б) в процессе переработки используются недорогие материалы (реактивы) отечественного производства а также, отходы пищевой, перерабатывающей и тяжелой промышленности, которые сами по себе подлежат утилизации;
в) процесс переработки длится от 1 до 24 часов, в зависимости от состава и крупности бытовых отходов, полностью контролируется и дает возможность получать органо-минеральное удобрение с необходимыми свойствами и показателями;
г) возможность организации производства непрерывного действия и замкнутого цикла;
д) конечный продукт – органо-минеральное удобрение - ликвидный;
е) побочными продуктами в процессе переработки являются СО2 и тепло, которые также могут быть использованы для хозяйственных и производственных нужд;
ж) полученное органо-минеральное удобрение является экологически чистым.
Социальный аспект:
а) быстрая и экологически безопасная переработка органической части бытовых отходов дает возможность замкнуть цепь безотходного цикла в утилизации бытового мусора и вторичного использования его в виде универсального органо-минерального удобрения, что существенно повлияет на улучшения состояния окружающей среды и решения одной из главных проблем человечества;
б) получение универсального мелиоранта с регулируемыми свойствами существенно расширяет возможности и сферы его использования. Прежде всего это - сельское и лесное хозяйство, мелиорация солонцов и солончаков, которые занимают огромные территории на юге Украины, земель с плохими водно-физическими свойствами, освоение техногенно-нарушенных земель, (биологическая рекультивация в районах открытой добычи полезных ископаемых, шлако- и шламохранилищ, образовавшихся в результате деятельности горнообогатительных предприятий и тепловых электростанций,
мест нефтедобычи и подземной выплавки серы), лесопарковое строительство и создание зеленых зон на засоленных почвах вдоль морских побережий, то есть, освоение и вовлечение в хозяйственный оборот земель ранее не используемых в производственной сфере.
Финансово-экономический аспект:
а) требуются значительно меньшие капиталовложения в организацию переработки и утилизации органической части твердых бытовых отходов по сравнению с существующими технологиями переработки и утилизации мусора;
б) конечный и побочные продукты являются ликвидными, что делает переработку органической части твердых бытовых отходов рентабельной;
в) короткий технологический цикл переработки способствует быстрой окупаемости капиталовложений и обороту капитала;
г) переработка твердых бытовых отходов в непосредственной близости от населенных пунктов, дает возможность получения местных органо-минеральных удобрений, которые мало в чем уступают дорогостоящим минеральным удобрениям. К этому следует добавить, что транспортировка последних требует значительных средств, вследствие чего стоимость их, по сравнению с заводской, возрастает более чем в два раза.
Литература
1. Артюхин А.М., Державин А.М. Краткий справочник по удобрениям.-М: Колос, 1971, -190 с.
2. Noyon N., Begnand B. Sorting (composting systems for household refuse) // Bio Cycle. - 1990. - V. 31, № 6. Р. 58-60.
3. Дегтярев И.И., Чекарь Е.Ю., Малюга Ю.Е., Тарнопильский П.Б., Кисель В.И. Переработка твердых бытовых отходов в органо-минеральное удобрение и экологические аспекты его использования. Тези доповідей науково-практичної конференції “Екологія Харківщини: стан, проблеми, перспективи.” Харків, 18 травня 2000р., С. 85-87.
4. Пастернак П.С., Смольянинов И.И., Малюга Ю.Е., Шеремет Н.И., Рогулина Л.Н. Авторское свидетельство СССР № 1341173 “Способ получения азотного медленнорастворимого удобрения” от 30.09.87. Бюл. №36, С. 4.
Украинский НИИ лесного хозяйства и агролесомелиорации, г. Харьков. Харьковский государственный аграрный университет. Национальный технический университет “ХПИ”, г. Харьков, Украина.
Источник: Экология окружающей среды стран СНГ. |
