Ученые Пермского Политеха доказали эффективность метода полевого компостирования старой коры и древесных отходов

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Sustainability. 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 градусов.

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 до -14 градусов.

Политехники 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 градусов.

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. 

ПНИПУ

623 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше