Ученые Пермского Политеха доказали эффективность метода полевого компостирования старой коры и древесных отходовУченые Пермского Политеха доказали эффективность метода полевого компостирования старой коры и древесных отходов
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. Авторы 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", – рассказывает 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.
