Утилизация отходов. Австралия

Печать

Университет Исследований Гриффита, Австралия

A report prepared for InSinkErator – August 1994

Итоговый отчет

Существует некоторое количество возможностей, к которым прибегают местные власти, при сборе и утилизации органических отходов, включая отходы, подверженные гниению (кухонные пищевые отходы), которые составляют значительную долю органических отходов, идущих на свалку. Австралийские власти ставят себе целью уменьшить объем мусора, утилизированного на свалках, на 50 %. Однако многие существующие решения, предложенные и одобренные местными властями, с целью осуществления этих задач научно не подтверждены.

Данное исследование было предпринято с целью сравнения разных способов решения проблемы и последующего их применения на практике. Ниже приведены результаты исследования:

Измельчители пищевых отходов (ИПО)

Главные аргументы против использования кухонных измельчителей основываются на том факте, что они могут стать причиной увеличения примесей в водоочистных сооружениях.

В данном исследовании было проанализировано воздействие, оказываемое кухонными измельчителями и компостными ямами, которые используются в пригороде Ашмора в Гоулд Коуст Сити в Квинсленде. Расчеты относительно измельчителей пищевых отходов, основывались на максимальном 100% внедрении этой продукции на потребительский рынок. Исходили из факта, что все дома были бы оснащены измельчителями пищевых отходов и все пищевые отходы перерабатывались бы посредством водоочистных процессов, а не обычным путем утилизации мусора (мусоровозы и свалки).

Гидравлическое давление
Было доказано, что увеличение объема стока составило бы всего 0,4%. Эти цифры настолько незначительны, что их можно не принимать во внимание.

Нагрузка по твердым веществам
Увеличение образующегося осадка в результате установки измельчителей отходов более заметно и составило бы 18,1 %.

Нагрузка по органическому углероду
Увеличение органического углерода составляет 16,5%.

Влияние на водоочистные процессы
Даже при наихудшем положении дел (при полной загрузке водоочистных сооружений) заполнение резервуара для аэрации увеличилось бы только на 16,5%.

Вынос питательных веществ
Дополнительная нагрузка по биогенным веществам при 100% использовании ИПО: объем азота увеличивается на 3%, увеличение фосфора составляет 4,6%.

Потребление воды возрастет приблизительно на 4 литра в день на одну семью, а потребление электричества увеличится менее, чем на 3 кВт в год на одну семью (увеличение расходов на 0,26$ в год на одну семью).

Вывод

Гидравлическое давление + 0,4%, незначительно
Шлам + 18%
Активный шлам +0% -16,5% увеличения объема резервуара для аэрации
Вынос питательных веществ незначительное увеличение в примесях

Компостные резервуары и галтовочные барабаны

Исследования различных дизайнерских компостных механизмов, включенных в проект «Compostabin», предложенный Брисбанским Городским Советом, и 3191 «Sunshine Tumblers».

Данные исследования были проведены с целью определения количества выработки метана, углекислого газа и лизиметрической воды (просачивающейся в грунт из свалки, сточной воды). Эти вопросы не рассматривались в полной мере до тех пор, пока местные власти не инициировали использование компостных резервуаров. Достоинство «Очевидности» этих механизмов не было рассмотрено досконально с научной точки зрения.

Предполагается, что одни машины для приготовления компоста будут использоваться в соответствие с инструкциями производителя, другие же не будут. Таким образом, в исследовании было проанализировано различие в работе одних и тех же машин, как под контролем, так и без него. Они были так же протестированы в работе с пищевыми отходами (с высокой степенью гниения) и без них.

Снижение объемов
Как «контролируемые», так и «неконтролируемые» компостные машины и галтовочные барабаны примерно одинаково уменьшают объем отходов.

Выработка лизиметрической воды
«Контролируемые» галтовочные барабаны, наполненные пищевыми отходами, вырабатывают больше лизиметрической воды, чем галтовочные барабаны без пищевых отходов.
Наполненные пищевыми отходами:

общая выработка лизиметрической воды 2091 мл
выработка лизиметрической воды на килограмм компоста 44 мл
биохимическое потребление кислорода 202-1045 мгр/л

Без пищевых отходов:

общая выработка лизиметрической воды 647 мл
выработка лизиметрической воды на килограмм компоста 14 мл
биохимическое потребление кислорода 202-1045 мгр/л

Выработка лизиметрической воды прекратилась спустя 5 дней при отсутствии пищевых отходов, но продолжалось 16 дней с увеличивающейся концентрацией при добавлении пищевых отходов.

«Неконтролируемые» галтовочные барабаны с пищевыми отходами вырабатывали больше лизиметрической воды, чем без них.

С отходами:

общая выработка лизиметрической воды 10 960 мл
выработка лизиметрической воды на килограмм компоста 335 мл
биохимическое потребление кислорода 586-4103 мгр/л
Без отходов:

общая выработка лизиметрической воды 4 862 мл
выработка лизиметрической воды на килограмм компоста 152 мл
биохимическое потребление кислорода 947-2312 мгр/л

«Контролируемые» резервуары с пищевыми отходами вырабатывали больше лизиметрической воды, чем без них.
С пищевыми отходами:

общая выработка лизиметрической воды 19 980 мл
выработка лизиметрической воды на килограмм компоста 330 мл
биохимическое потребление кислорода 74-3188 мгр/л

Без пищевых отходов:

общая выработка лизиметрической воды 6 114 мл
выработка лизиметрической воды на килограмм компоста 94 мл
биохимическое потребление кислорода 49-428 мгр/л

«Неконтролируемые» резервуары с пищевыми отходами вырабатывали намного больше лизиметрической воды, чем без них:
С пищевыми отходами:

общая выработка лизиметрической воды 26 990 мл
выработка лизиметрической воды на килограмм компоста 601 мл
биохимическое потребление кислорода 374-6956 мгр/л

Без пищевых отходов:

общая выработка лизиметрической воды 10 650 мл
выработка лизиметрической воды на килограмм компоста 214 мл
биохимическое потребление кислорода 8-301 мгр/л

Во всех случаях «неконтролируемые» машины для приготовления компоста вырабатывали намного больше лизиметрической воды, чем аналогические «контролируемые» механизмы. Подобным образом, концентрация лизиметрической воды, измеряемая как биохимическое потребление кислорода, была выше в неконтролируемых машинах (за исключением резервуаров без пищевых отходов).

Температуры

Температура для всех резервуаров и галтовочные барабаны, независимо от контроля и присутствия в них пищевых отходов, сначала повышалась, затем медленно опускалась, что свидетельствует об уменьшении биологической активности во время проведения тестирования.

Газы

Концентрация углекислого газа резко возросла во всех случаях, и после третьего дня выработки постепенно уменьшилась к концу теста. Для тестирования резервуаров было потрачено на 16 дней больше с целью провести дополнительное тестирования на углекислые газы. Выработка углекислого газа продолжалась 56 дней. Это является показателем того, что преобладали аэробные условия, и дальнейшие исследования по выработки метана подтвердили это заключение.

Было трудно рассчитать концентрацию метана до 16 дня, а позже это можно было сделать только в тех резервуарах, где находились пищевые отходы. Впоследствии, «неконтролируемые» резервуары с пищевыми отходами давали большую концентрацию метана (до 70+мл/м3), чем «контролируемые» резервуары (только 9 мл/м3 на 16 день). Нельзя рассчитать приблизительные данные по общему объему выработке метана в данных экспериментах, поскольку потребовались бы общая аккумуляция газа и обменный процесс для получения более детальной информации по общим объемам газа.

Выводы

Можно сделать следующие выводы, исходя из выше приведенной статистики:

Измельчители пищевых отходов не вызывают неразрешимой нагрузки для водоочистных сооружений.

Механизмы для домашнего компостирования вырабатывают значительный объем высокой концентрации лизиметрической воды (измеряемой как биохимическое потребление кислорода), когда в машинах для компостирования присутствуют пищевые отходы. Не существует легко доступного механизма для извлечения или регулирования этих лизиметрических вод. Кроме того, шансы воздействия на экологию вследствие выработки лизиметрической воды во время процесса компостирования выше в неконтролируемых резервуарах, чем в тех, которые хорошо контролируются.

Необходимо упомянуть два важных вопроса при рассмотрении выработки углекислого газа. Первый касается объема углекислого газа: в конечном счете, он вырабатывается в одинаковом количестве на тонну органического вещества не зависимо от используемых процессов. Изменяются только темпы выработки.

Второй вопрос относится к выработке метана в аэробных условиях на промежуточном этапе. Метан, высвобождаемый в атмосферу, в конечном итоге превращается в углекислый газ. Однако сам по себе метан оказывает большее воздействие на парниковый эффект, чем тот же объем углекислого газа. Таким образом, с экологической точки зрения, желательно сводить к минимуму высвобождение метана. Не существует повсеместно доступного приспособления для реализации этой цели в процессе компостирования в домашних условиях. Статистика свидетельствует о том, что плохо контролируемые машины для компостирования вырабатывают метан. В отличие от них, муниципальные технические средства, такие как свалки и водоочистные сооружения, могут сооружаться для максимального увеличения извлечения метана с его последующим использованием в качестве топлива, прежде чем он превратится в углекислый газ.


Economic and environmental impacts of disposal of kitchen organic wastes using traditional landfill – Food waste disposer – Home composting

Waste management research unit – Griffith University

A report prepared for InSinkErator – August 1994
Project Leader: Professor Philip H. Jones
Head of the School of Environmental Engineering Director, Waste Management Research Unit

Project Coordinator: Dr. David Moy
Deputy Director, Waste Management Research Unit

Project team: Professor Philip H. Jones
Mr. Vincent Kampschoer
Dr. Jozef Latten
Dr. David Moy
Dr. Rodger Tomlinson
Mr. John Ware
Mr. Philip Williamas
Mr. Trevor Wilson

Waste Management Research Unit
School of Environmental Engineering
Griffith University QLD 4111