Бытовой мусор как органическое удобрение

Способ переработки твердых бытовых отходов на органическое удобрение

Использование: при переработке отходов. Цель изобретения: снижение содержания тяжелых и цветных металлов в удобрении и получение концентрата тяжелых и цветных металлов в качестве полуфабриката для цветной металлургии. Сущность изобретения: способ предусматривает подготовку и сортировку твердых бытовых отходов (ТБО) с отделением некомпостируемых фракций и биологическое разложение оставшейся фракции с получением компоста. Новым в способе является то, что компост дополнительно подвергают очистке от ионов тяжелых и цветных металлов (ТЦМ) путем многократной циркуляции водной фазы последовательно через компост и катионообменный сорбент. Кроме того, очищенный компост можно в дальнейшем подвергнуть обогащению элементами питания растений и/или сушке и грануляции. В качестве катионообменного сорбента предпочтительно использовать катионит в H + -форме, а процесс очистки вести до выравнивания значений рН фильтратов после компоста и катионообменного сорбента. Отработанный сорбент предлагается регенерировать путем промывки водным раствором щавелевой кислоты, а отработанную водную фазу возвращать для переработки следующей партии ТБО. Десорбат, полученный после ренгенерации сорбента, концентрируют и используют в дальнейшем в качестве вторсырья в цветной металлургии. 8 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к переработке твердых бытовых отходов на удобрение и другие полезные продукты.

Проблема утилизации ТБО жизнедеятельности человека актуальнейшая задача современности. Свалки бытовых отходов, занимая обширные территории, являются одним из основных загрязнителей окружающей среды, представляют эпидемиологическую опасность, нарушают эстетический облик природы. Вместе с тем ТБО содержат в своем составе ценные компоненты, которые могут использоваться в качестве вторичных ресурсов.

Известны различные способы утилизации ТБО. Наиболее простым является термический способ. Однако сжигание требует организации тщательной газоочистки. Кроме того, в процессе остается до 30% кека, который подлежит захоронению, т.е. эффективность такого метода невысока. Наиболее перспективными являются биологические методы переработки ТБО в аэробных и/или анаэробных условиях в совокупности с предварительной сортировкой отходов. В результате таких процессов из бесполезных и вредных отходов получают продукты в виде металлолома, стекла, биогаза и ценного органического удобрения, обеззараженного от патогенной микрофлоры, личинок, гельминтов и т.п.

Наиболее близкой к предлагаемому способу является технология Санкт-Петербургского завода МПБО-1, включающая сортировку фракций ТБО, магнитную сепарацию металлов, отделение некомпостируемых фракций, стекла, полиэтиленовой пленки и переработку материала в биобарабанах в аэробных условиях. В результате получается обеззараженный от патогенной микрофлоры компост, используемый в качестве биотоплива и органического удобрения.

Однако в составе получаемого удобрения присутствует большое количество токсичных тяжелых и цветных металлов (ТЦМ). В табл. 1 приведены данные анализов компоста (среднее значение из 10 проб), получаемого на заводе МПБО-1, в сравнении с ПДК для почв и фоновым содержанием ТЦМ в почвах средней полосы России.

Как видно из табл. 1, содержание ТЦМ в удобрении значительно превышает значения не только ПДК, но и фонового содержания в почвах. Внесение таких удобрений в почву приводит к дальнейшему необратимому загрязнению окружающей среды.

Целью изобретения является снижение содержания тяжелых и цветных металлов в получаемом удобрении не выше фонового содержания в почве и получение дополнительно концентрата ТЦМ в качестве полуфабриката для цветной металлургии.

Цель достигается тем, что получаемый после биологического разложения компост очищают от ионов ТЦМ путем многократной циркуляции водной фазы последовательно через компост и катионообменный сорбент.

Очищенный от ионов ТЦМ компост может быть использован в качестве органического экологически чистого удобрения непосредственно или после дополнительного обогащения его элементами питания растений в необходимых количествах. Для удобства транспортировки, хранения и внесения обогащенный элементами питания и необогащенный очищенный от ТЦМ компост можно дополнительно подвергнуть сушке и гранулированию.

Рекомендуется при очистке компоста использовать в качестве сорбента катионит в Н + -форме. При этом в процессе циркуляции водной фазы последовательно через компост и катионит фильтрат, прошедший компост и содержащий катионы ТЦМ, контактирует с катионитом в Н + -форме, в результате чего катионы обмениваются на Н + -ионы сорбента, а очищенный фильтрат возвращается на стадию промывки компоста. Высвобождение Н + -ионов в ходе ионообменного процесса снижает рН водной фазы, что способствует выщелачиванию металлов из компоста. Таким образом, в результате многократной циркуляции водной фазы последовательно через компост и сорбент происходят постоянное вымывание ТЦМ из компоста и их сорбция на катионите. Процесс очистки предпочтительно вести до достижения равных значений рН фильтров после промывки компоста и прохождения через сорбент.

Отработанный сорбент можно регенерировать путем промывки 0,5-10%ным водным раствором щавелевой кислоты. Оптимальной концентрацией регенерирующего раствора является 5-10% Полученный после регенерации раствор тяжелых и цветных металлов может быть сконцентрирован известными способами. Такой концентрат является вторсырьем для цветной металлургии.

Предлагаемый способ позволяет также использовать водную фазу многократно при переработке следующих партий твердых бытовых отходов, что приводит к снижению потребления воды и решению в связи с этим многих экологических проблем.

П р и м е р. Прошедший подготовку, сортировку и ферментацию в аэробных условиях по прототипу компост в воздушно-сухом состоянии массой 100 г загружают в реактор выщелачивания с постоянным перемешиванием и рабочим объемом 0,85 дм 3 . Реактор заполняли технической водой с рН 7. В сорбционную колонку (диаметр 3 см, высота 20 см) загружали 125 см 3 сульфокатионита КУ-2-8 в Н + -форме. После 10-кратной циркуляции водной фазы со скоростью подачи 5 м/ч в системе реактор сорбционная колонка рН раствора, выходящего из реактора, 1,95, а рН фильтрата, выходящего из колонки, 1,75. По окончании процесса из реактора выгружали жидкую и твердую фазы, твердую фазу высушивали на воздухе, после чего проводили анализ полученного органического удобрения и жидкой фазы на содержание ТЦМ. Результаты анализа представлены в табл. 2.

Из сравнения данных, приведенных в табл. 1 и 2 следует, что предлагаемый способ переработки твердых бытовых отходов позволяет получить органическое удобрение с содержанием ТЦМ на уровне ПДК или не выше фонового содержания в почве. Концентрация ТЦМ в жидкой фазе после проведения процесса очистки компоста настолько мала, что позволяет использовать жидкую фазу многократно при переработке следующих партий твердых бытовых отходов.

По окончании процесса очистки компоста проводят регенерацию сорбента. Для этого через сорбционную колонку пропускают 5%-ный водный раствор щавелевой кислоты. После 4-часового выдерживания десорбата получают осадок оксалатов металлов, содержащий 275 г ТЦМ на 1 кг твердого вещества. Такой концентрат является вторсырьем для цветной металлургии.

Маточник после осаждения оксалатов металлов содержит тяжелые и цветные металлы в количестве, обусловленном их растворимостью в водной среде и не превышает ПДК для водных сбросов ( 0,1 мг/л).

Реализация предлагаемого способа позволяет практически полностью решить проблему утилизации твердых бытовых отходов, при этом получить экологически чистое органическое удобрение и дополнительно концентрат тяжелых и цветных металлов.

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ НА ОРГАНИЧЕСКОЕ УДОБРЕНИЕ, включающий подготовку и сортировку отходов с отделением некомпостируемых фракций и биологическое разложение оставшейся фракции с получением компоста, отличающийся тем, что полученный компост дополнительно подвергают очистке от ионов тяжелых и цветных металлов путем многократной циркуляции водной фазы последовательно через компост и катионообменный сорбент.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, в качестве катионообменного сорбента используют катионит в H + -форме.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при очистке компоста циркуляцию водной фазы ведут до достижения равных значений pH фильтратов после компоста и катионообменного сорбента.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что водную фазу используют многократно при переработке следующих партий твердых бытовых отходов.

5. Способ по пп. 1 4, отличающийся тем, что отработанный катионообменный сорбент регенерируют путем промывки 0,5 10%-ным водным раствором щавелевой кислоты.

6. Способ по пп. 1 5, отличающийся тем, что регенерацию сорбента ведут 5 10%-ным водным раствором щавелевой кислоты.

7. Способ по пп. 1 6, отличающийся тем, что десорбент, полученный после регенерации сорбента и содержащий ионы тяжелых и цветных металлов, концентрируют.

8. Способ по пп. 1 7, отличающийся тем, что очищенный от ионов тяжелых и цветных металлов компост дополнительно подвергают сушке и гранулированию.

9. Способ по пп. 1 8, отличающийся тем, что очищенный от тяжелых и цветных металлов компост дополнительно обогащают элементами питания растений.

Источник

Переработка пищевых отходов в удобрения: как сделать полезный компост дома и на даче?

Ежедневно мусорное ведро на кухне пополняется пищевыми отходами.

А ведь это отличное сырьё для органических подкормок, которые можно применить для комнатных цветов и садово-огородных культур.

Для переработки пищевых отходов в удобрения нужны минимальные затраты, небольшие физические усилия и понимание процесса, как это делать правильно.

Какие остатки пищи подходят для переработки, а какие нет?

Почти все пищевые остатки можно использовать для переработки в удобрения.

Вот какие отходы можно класть в компост:

картофельные очистки;
луковая шелуха;
банановая кожура;
любые фрукты;
овощной или фруктовый жмых после отжима сока;
корки от арбузов;
яичная скорлупа;
очистки от моркови, свеклы;
кофейная гуща;
спитые чайные листья;
хлебные остатки не дрожжевого происхождения.

Нельзя использовать мясо, кости и жир. Они превращаются не в удобрение, а гниющую массу.

Не кладут в компостную кучу остатки заплесневевших фруктов и овощей. Они могут вызвать болезни у растений. Хлеб, испечённый на дрожжах, добавлять нежелательно, так как он заплесневеет раньше, чем дрожжи начнут перерабатываться аэробными микроорганизмами.

Можно класть в компост и просроченные продукты, если они подходят под критерии, приведенные выше.

Суть и технология компостирования

Компостирование относится к биологическому способу переработки сырых органических отходов.

Полученный в итоге компост внешне напоминает обычную почву.

Компостирование бывает двух видов:

анаэробное, без притока воздуха;
аэробное, когда требуется наличие кислорода.

В домашних условиях чаще используют аэробный метод переработки отходов, который происходит благодаря аэробным микроорганизмам. Компост получается без неприятного запаха.

Как сделать удобрение дома на кухне?

Технологии не стоят на месте, производители предлагают новые усовершенствованные системы переработки пищевых отходов. Каждая семья может выбрать наиболее приемлемый для себя способ, чтобы сделать удобрение из отходов на кухне.

Вермикомпостирование

Простейшим сооружением является вермикомпостер — два контейнера, поставленные друг на друга. В верхнем имеется дно с перфорацией. В почвенном слое селят червей. В нижний герметичный ящик стекает жидкость, результат жизнедеятельности червей.

Обладателю вермикомпостера надо следить за температурой и уровнем влажности, а также Ph грунта, комфортным для червей, не забывать подкармливать их.

Раз в 3 дня необходимо рыхлить грунт, обогащая его кислородом.

Продукты, отходы от которых используются для вермикомпостера:

любые фрукты и овощи, кроме цитрусовых;
спитые чайные листы и кофейный субстрат;
скорлупа от варёных или сырых яиц;
бумага (картон, салфетки).

Для питания червей не подходят мясные и рыбные продукты, а также яйца, жиры, продукты с острым вкусом и сильным запахом (чеснок, лук, перец).

Органику перед загрузкой в контейнер измельчают.

1000 червей за 7 дней переработают около 1 кг измельченных отходов. Норму превышать нельзя, не съеденная червями пища закисает.

Выборку компоста делают аккуратно, стараясь не тревожить «работников». Примерно 10 дней в вермикомпостер не загружают свежих отходов — и черви уходят на дно. Компост можно снимать. Неприятных запахов в доме не будет, дополнительных расходов не требуется.

Больше о компостерах для домашней переработки пищевых отходов мы рассказывали здесь.

ЭМ-ведро

Популярную во всём мире систему переработки эффективных микроорганизмов разработал учёный из Японии Теруо Хига. Основана она на ускоренном ферментировании отходов с применением препарата (жидкого или порошкообразного) со специальным составом бактерий анаэробного и аэробного, тепло- и хладолюбивого видов.

Эм-ёмкость (15 л) оснащена запорной арматурой в нижней части для сброса жидкой ферментированной органики.

Принцип компостирования простой:

в контейнер укладывают пищевые отходы;
послойно пересыпают или сбрызгивают препаратами с микроорганизмами;
по мере проседания органики подкладывают отходы, жидкость выливают.

Для подкормки растений ферментированную жидкость разбавляют 1:10. Неразбавленным раствором можно чистить канализационные трубы. Минус в том, что влажные остатки для дозревания необходимо вывести на дачу в компостную кучу или зарыть в землю.

Более подробно о том, что собой представляет Эм-контейнер и как им пользоваться, мы рассказывали здесь.

Другие способы

В домашних (городских) условиях можно сделать компост в домашних условиях из пищевых отходов, не приобретая дорогих приспособлений:

замораживать отходы и раз в неделю отвозить на дачу для компостной кучи;
сушить очистки на батареях в сетчатых сумочках;
соорудить самодельный вермикомпостер, покупая червей в специализированных интернет-магазинах;
перерабатывать пищевые отходы в герметичных контейнерах с добавлением микробиологических препаратов (типа «Сияние-3»).

Обычные ведра с плотно закрывающейся крышкой можно приспособить в качестве ЭМ-контейнера. Необходимо организовать систему стекания и сбора жидкости. На дно ведра помещают решётку, сверху полиэтиленовый пакет с отверстиями.

Пищевые отходы укладывают послойно: сухие перемежают мокрыми. Орошают ЭМ-препаратом из пластиковой бутыли с дырками в крышке. Пакет скручивают, убирая воздушную прослойку и придавливают грузом. Через 7-10 суток компост у вас дома будет готов.

Как избавиться от отходов, которые нельзя класть в компост?

Не все пищевые отходы можно класть в компост, да и не всегда требуются удобрения. Но это не значит, что остатки еды нужно отправлять в мусорное ведро, ведь есть куда более экологичные способы избавления от них. Это измельчение в диспоузере и сушка.

Диспоузер

Этот способ переработки органических отходов предусматривает установку компактной электродробилки в слив под раковиной. Изобрел его архитектор из США Джон Хамес 100 лет назад.

В диспоузеры можно загрузить:

очистки от овощей и фруктов;
остатки зелени;
рыбные, куриные, мелкие говяжьи и свиные кости;
черствый хлеб.

Нельзя перерабатывать слишком твёрдые, жилистые, волокнистые продукты, ведь это может привести к выходу аппарата из строя.

Измельчённая органика, попадая в канализацию, с помощью бактерий разлагается в иле отстойника. Выходит, что благодаря вам снижается нагрузка на мусорные полигоны. Но есть и обратная сторона, ведь применение диспоузера приводит к повышенным расходам других ценных ресурсов — электроэнергии и воды.

Сушка с одновременным измельчением

На рынке появился прибор SmartCARA производства ЮАР, который совмещает сушку и измельчение.

За 4-6 часов он превращает в порошок отходы, уменьшая их объём в 10 раз.

За 1 раз в агрегат можно загрузить до 2 кг пищевых отходов.

Минусы прибора заключаются в его высокой цене и необходимости затрат на энергоресурсы. Каждые полгода необходимо менять угольные фильтры.

Правила компостирования на даче

Иногда пищевые отходы просто закладывают в грядки, чтобы они работали как удобрение на огороде. В дачных условиях можно получить и качественный компост, где компонентами выступают не только пищевые, но и разные растительные отходы — трава и листья.
Нюансы, которые нужно соблюдать в процессе компостирования:

площадку выбирают в затенённом месте, отступив 150 см от построек;
сырьё закладывают в ящики, траншеи, ямы, кучи;
предусматривают дренаж из ветвей деревьев;
высота и ширина не должна превышать 1,5 м;
закладывают измельченное или некрупное сырьё;
периодически проводят увлажнение (при сжимании горсти субстрата должна появится капелька влаги);
для насыщения кислородом отходы периодически перелопачивают;
в качестве наполнителей закладывают растительные остатки с огорода и пищевые отходы с кухни;
мясные отходы в кучу не добавляют.

Для ускорения процесса переработки пищевых отходов применяют биологические препараты, которые насыпают через каждые 20 см отходов.

О таких препаратах и их применении мы говорили в статьях о компосте из навоза и из скошенной травы.

Сверху компостную кучу засыпают землей, укрывают плёнкой. Примерно через 40-50 дней компост готов. Полученный субстрат коричневого цвета, рассыпается в руках, имеет характерный земляной запах.

Плюсы и минусы домашних органических подкормок

Положительные моменты при организации переработки домашних отходов в удобрения:

минимизация отходов, производимых семьей;
экономия средств на покупку готовых подкормок;
удобрения не содержат пестицидов, антибиотиков и прочих сомнительных компонентов;
питательная ценность таких удобрений, как правило, выше, чем у покупных;
почва обогащается живыми микроорганизмами, которые создают естественную среду для улучшения плодородия.

Отрицательные стороны использования домашних органических удобрений:

невозможно точно рассчитать количество питательных веществ, отсюда опасность передозировки при внесении в почву;
существует опасность заражения культур болезнями;
все равно придется тратиться на оборудование и добавки;
трудозатраты, ведь чтобы получить качественный компост, нужно приложить усилия.

Видео по теме

Автор видео рассказывает, как делает удобрение из пищевых отходов у себя на кухне:

Заключение

При покупке продуктов человек платит за общий вес. В среднем четвёртая их часть выбрасывается на помойку. Любой из домашних способов переработки пищевых остатков — вермикомпостирование, сушка, заморозка, измельчение — это экономный подход к семейному бюджету. Домашний цветник и садово-огородные растения получат максимум полезных микроэлементов, и для этого не понадобятся затраты на покупку готовых удобрений.

Источник