Апр 01 2001

ПЕРЕРАБОТКА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В УНИВЕРСАЛЬНОЕ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОЕ МЕДЛЕННОДЕЙСТВУЮЩЕЕ УДОБРЕНИЕ-МЕЛИОРАНТ

Опубликовано в 17:30 в категории Утилизация отходов

ПЕРЕРАБОТКА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ В УНИВЕРСАЛЬНОЕ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОЕ МЕДЛЕННОДЕЙСТВУЮЩЕЕ УДОБРЕНИЕ-МЕЛИОРАНТ

Ю.Е. Малюга1, А.С. Торосов1, П.Б. Тарнопольський1,

А.А. Мостепанюк1, И.И. Смольянинов1,

В.В. Дегтярев2, Е.Ю. Чекарь2, М.Г. Зинченко3

1Украинский научно-исследовательский институт

лесного хозяйства и агролесомелиорации, г. Харьков

2Харьковский государственный аграрный университет, Украина

3Национальный технический университет “ХПИ”, г. Харьков, Украина

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 ис-

пользовать 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 (схема): предварительно отсепарированные ТБО, засыпаются в специальную емкость и заливаются катализатором с последующим перемешиванием (процесс может проходить при атмосферном давлении). При проведении "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,

Таблица 1. Характеристика органо-минеральных удобрений-мелиорантов

Компоненты

удобрения

СаО, %

Органический углерод, %

рН

Подвижные формы, мг/100 г почвы

N

Р2О5

К2О

мг/100 г почвы

Твердые бытовые отходы + СаСО3

22,7

2,56

6,8

31,2

8,0

7,8

Твердые бытовые отходы + СаСО3 + лесс

15,9

2,44

7,7

34,0

5,0

45,6

Лиственный опад деревьев + СаСО3

11,3

6,17

6,1

36,2

8,7

75,0

Лиственный опад деревьев + СаСО3 + лесс

16,5

4,19

6,7

28,8

14,7

132,0

Таблица 2.Содержание тяжелых металлов в органо-минеральных удобрениях

Компоненты удобрения

Форма соединения

Содержание тяжелых металлов, мг/кг

Сu

Zn

Hg

Pb

Cr

Ni

Твердые бытовые отходы + СаСО3

валовой

1,02

154,3

0,02

18,00

12,00

4,00

подвижный

0,20

11,6

cледы

1,20

0,56

0,27

Твердые бытовые отходы + СаСО3 + лесс

валовой

0,25

13,8

-

0,56

1,40

0,66

подвижный

cледы

4,2

-

cледы

0,09

cледы

Лиственный опад деревьев + СаСО3

валовой

1,13

140,3

0,01

14,30

10,6

3,60

подвижный

0,16

96,5

cледы

1,10

0,29

0,19

Лиственный опад деревьев + СаСО3 + лесс

валовой

0,33

14,4

-

0,37

1,20

0,48

подвижный

cледы

2,8

-

cледы

cледы

cледы

ПДК

100,0

300,0

2,10

30,00

100,00

85,00

МДУ

3,00

23,0

-

2,00

6,00

4,00

Таблица 3.Влияние органо-минеральных удобрений на урожайность некоторых сельскохозяйственных культур (микрополевой опыт)

Варианты опыта

Озимая пшеница

Кормовая свекла

ц/га

% к

контролю

ц/га

% к

контролю

Контроль

34,5

100,0

702

100,0

СаSО4 4 т/га

38,5

111,6

784

111,7

Органо-минеральное

удобрение 4 т/га

48,9

141,7

988

140,7

Таблица 4.Влияние органоминеральных удобрений на лесные культуры (дуб красный)

Варианты

опыта

Средняя высота, см

Средний прирост по высоте за год, см

Средняя высота в % по отношению к контролю

Средний прирост по высоте за год

в % по отношению к контролю

Контроль

8,7±0,19

3,3±0,29

100,0

100,0

Карбамид, МФУ*

50 кг д.в./га

12,0±0,23

9,0±0,30

138,0

273,0

Органо-минера-льное удобрение

4 т/га

18,4±0,46

14,5±0,42

211,0

439,0

* МФУ медленнорастворимые удобрения на базе карбамида. А.с. №1341173 [4].

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.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.