А И Кпышнкша иеводьзов 28 »Е вомшш ИЗ T S t i r i l U IJII И II Z ВТ Z о я о в К 0 С К 8 А- 19 16 А. М. К узьм енкова ИСПОЛЬЗОВАНИЕ KOMIIOCTOB ИЗ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ МОСКВА РОССЕЛЬХОЗИЗДАТ—1976 40306—135 K M I04(03)76 02—76 © Россельхозиздат, 1976 В наш ей стране успеш но осуществляется гранд иоз­ н а я програм м а инт енсификации сельскохозяйст венного производства. П ри этом больш ое вн им ание уделяется повы ш ению п ло д ород ия почвы. Важным фактором ул у ч ш ен и я структуры почвы и у в е л и ч е н и я урожайности сельскохозяйст венны х к у л ь ­ тур являет ся прим енение органических удобрений. В связи с интенсивным развитием пригородного ово­ щеводства, особенно созданием т еплично-парниковы х хозяйств во к р у г кр упны х городов, потребность в орга­ н ических уд о б р ен и ях и биот опливе возрастает с каж­ дым годом. Поэтому важ ное зн а ч ен и е имеет пр и м ен ен и е р а зл и ч ­ ны х компостов, торфа, сапропеля. О дин из основны х в и ­ дов местных уд о б р ен и й — органические отбросы в виде твердых бытовых отходов. В пост ановлении Ц К К П С С и Совета Министров С С С Р «Об у с и л е н и и охраны природы и у лу ч ш ен и и ис­ п о льзо ва н и я при родны х ресурсов» предлож ены индуст­ р и а льн ы е методы переработки бытовых отходов путем строительства м усороперерабат ы ваю щ их и мусоросж и­ гательных заводов, что открывает ш ирокие перспективы д л я п о луч ен и я ценного органического уд о б р ен и я ( ком ­ поста). СОСТАВ И СВОЙСТВА Т В Е Р Д Ы Х Б Ы Т О В Ы Х О ТХ ОД ОВ Твердые бытовые отходы — один из видов хозяйст­ венно-бытовых отбросов жизнедеятельности человека, образующихся в жилы х массивах, на предприятиях об ­ щественного назначения, таких, к а к детские уч р еж д е­ ния, учебные заведен и я, предприятия общественного пи­ тания, торговые предприятия, гостиницы, зрелищные предприятия и др. Они с о д е р ж а т большое количество органического вещества высокой влаж ности и поэтому быстро загн и ­ вают, выделяя неприятный запах. Бытовые отбросы являю тся благоприятной средой для р азм нож ения мух, грызунов, а т а к ж е сод ерж ат значительное количество болезнетворных м и кроорганиз­ мов и яиц гельминтов. При несвоевременном удалении и обезвреж ивании бытового мусора н аруш ается сани­ тарное состояние населенных мест и пригородных зон. Н а р я д у с вредными веществами бытовые отходы со­ д е р ж а т и полезные составляющие. Органическое вещ е­ ство, содерж ащ ееся в отходах, можно использовать в качестве удобрения и биотоплива в пригородном сель­ ском хозяйстве. Горючую часть мусора можно применять в виде топлива, а некоторую часть вторичного сырья — в про­ мышленности. Отбросы следует разл и чать по их происхождению, виду и состоянию. По количеству из всех видов отбро­ сов первое место зан и м аю т бытовые отходы и к а н а л и з а ­ ционный ил. В среднем в год на одного ж и тел я приходится от 0,15 до 0,25 т бытовых отходов. 4 О б щ ая норма накопления бытовых отходов на одно­ го человека в год по городам Р С Ф С Р со став л яет при­ близительно 350 кг, непосредственно в ж и л ы х зд ан и ­ ях — около 230 кг. Эти нормы, как и соотношения отдельных компонен­ тов бытовых отходов, зависят от степени благоустройст­ ва зданий (наличие мусоропровода, водопровода, к а н а ­ лизации, газа, системы отопления), вида топлива при местном отоплении, степени обеспеченности бумагой, культуры производства товаров и культуры торговли. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА К основным п оказателям , хар а к тер и зу ю щ и м ф изи­ ческие свойства бытовых отходов к а к сы рья для ком по­ стирования и оценки качества компоста, относятся: их средняя плотность (объемный вес), морфологический и фракционный состав и влажность. Объемный вес мусора — величина изменчивая, з а в и ­ сящ ая от многих ф акторов (морфологического состава, влажности, уплотнения при транспортировке и времени пребывания в та р е ). Установлено, что основным критерием, опред ел яю ­ щим величину объемного веса бытового мусора, яв л яе т­ ся степень благоустройства домовладений и содерж ание в мусоре легких составляющ их (бум ага, картонны е и консервные банки и т . д . ) . Так, по данны м Академии коммунального хозяйства (АКХ), объемный вес быто­ вого мусора из благоустроенных ж и лы х домов с газом, центральным отоплением, водопроводом и к а н а л и за ц и ­ ей для средней зоны Р С Ф С Р составляет 0,25 т/м3, в то время как объемный вес мусора из неблагоустроенных жилы х домов с местным отоплением достигает 0,5 т/м 3 и более. Отечественный и заруб еж ны й опыты показы ваю т, что за последние 10— 15 лет в составе мусора происхо­ д я т существенные изменения, которые ск азы ваю тся на его свойствах, в первую очередь — на объемном весе. Так, с увеличением содерж ан ия легких составляю щих мусора, главным образом бумаги, его объемный вес непрерывно уменьшается. Фракционный состав бытовых отходов или их л и ­ нейная величина характери зуется разм ерностью в о о 5 Таблица 1 Ленинград Куйбышев Горький Рязань Сверд­ ловск РоСТиВна-Лону Саратов Воронеж е* >5 Харьков о Тарту Влади­ восток Бумага 3 6 ,4 2 4 ,3 32 ,4 3 1 ,3 3 5 ,3 30 2 7 ,4 2 6 ,3 3 1 ,5 2 5 ,2 3 5 ,7 27 2 4 ,4 3 3 ,6 20 Пищ евые отходы * 3 6 ,8 3 1 ,7 3 4 ,3 3 8 ,3 3 9 ,6 3 8 ,7 3 6 ,4 4 7 ,6 3 6 ,0 4 8 ,2 3 0 ,5 2 3 ,4 2 ,5 5 ,2 4 ,3 2 ,8 2 2 ,9 2 2 ,6 2 ,7 3 ,8 2 ,9 5 ,0 — _ 47 о 4 1 ,7 2 ,2 2 8,1 2 4 5 ,8 0 ,2 7,8 1,7 1,7 5 ,2 2 ,3 — 1,8 3 ,4 1 ,4 4 ,2 2 ,7 3 ,3 4,4 4 ,8 5 ,4 3 ,3 5 ,7 1 ,4 3 ,4 Составляющие части отходов Дерево М еталл Текстиль К о с ти Стекло 1 ,8 6 ,7 Волгоград Москва Морфологический состав бытовых отходов в городах Советского Союза (% от общего веса) <Г) 1 1,3 3 ,5 3 ,7 2 ,4 2 ,3 3 ,3 2,1 4 ,8 1,7 2 ,2 2 ,6 5 ,4 — 8 ,8 1 ,7 5 ,2 2 — — 3 ,7 1,9 6,1 3 ,5 2 ,5 3 ,5 2 ,1 1 ,3 5 ,6 0 ,5 ‘2 , i 1,5 _ _ 2,1 1,8 1 ,3 0,4 2 ,4 2 ,5 0,8 2,4 0 ,5 — — 0 ,6 0,4 — 0 ,8 0 ,7 •- — - — — 2 ,5 0 ,3 0,7 1 — — — 2 — — 1 ,3 7,9 1,2 11,7 0 ,6 7,2 1,4 20,8** 2 9 , 7 * * 5,8 2 17,4 19,3 19,6 0,1 — — Кож а, резина Камни 1,6 1 ,3 2 ,1 _ 0 ,9 1,2 1,1 Пластмасса 0 ,8 1,8 1 1 ,7 0 ,2 0 ,8 — — У г оль , ш л а к — — — — — — — Отсев р а з м е ­ р ом м ен ее 15 мм Прочее 6 ,3 1,1 15,4 7,9 0 ,5 11,8 2,6 4,6 1,5 11,1 1,2 0 ,8 * В большинстве обследованных городов проводится сбор пищевых отходов. ** Прочее + отсев частей менее 15 мм. 1,3 3 ,8 1 ,8 5 ,3 1 ,9 5 ,3 — новном менее 150 мм, что составляет до 80% от сырого веса отбросов. Анализ данных о морфологическом составе отходов по городам С С С Р за 1967— 1974 гг. п оказы в ает зн а ч и ­ тельные колебания по большинству составляю щ их ч а ­ стей (табл.). Однако можно отметить, что почти во всех городах основную долю отходов (до 94% общего веса) со с т а в л я ­ ют бумаж ны е и пищевые. Мусор в М оскве отличается высоким содер ж ан ием пищевых отходов (29,5— 43,5% от веса сырого мусо­ р а ) , размер которых в основном менее 50 мм. Эти о т­ ходы практически не поддаются сбору. М орфологический состав мусора значительно и зм е ­ няется по сезонам года. Так, в осенний период с о д е р ж а ­ ние пищевых отходов значительно выше, чем в другие периоды, а стекла и м еталла, наоборот, ниже, что с в я ­ зан о с рационом питания населения в этот период го­ д а — большим использованием овощей и фруктов при минимальном потреблении консервированных продук­ тов. В последние годы изменяется содерж ание со с тав ­ ляю щ их отбросов — пищевых отходов, стекла, ш л а к а и мелкого отсева, появляются новые компоненты в виде синтетических материалов. Значительное влияние на качество компоста, п олуч ае­ мого из мусора, оказывает, несмотря на сравнительно не­ большое содерж ание (2—4 % ) , стекло. Частицы стекла крупностью более 3— 5 мм являю тся причиной т р а в м а ­ тизма, создаю т неприятный блеск на удобряемы х п ло ­ щ адях газонов, цветочных посадок, в связи с чем р а з ­ работка методов сепарации или измельчения стекла я в ­ ляется первоочередной задачей. В лаж ность мусора — один из основных показател ей для проектирования оборудования по сбору и удалению мусора, сооружений для мусороперерабаты ваю щ их з а ­ водов и регулирования биохимических процессов при переработке мусора. С одерж ание влаги в мусоре з а в и ­ сит от количества органических частей в нем и сл у ж и т косвенным п оказател ем его морфологического и хи м и ­ ческого состава. В лаж ность отходов колеблется в широких пред ел ах (табл. 2). 7 Таблица Влажность бытовых отбросов по сезонам года 2 Влажность, % Город Москва Ленинград Харьков Свердловск Люберцы Ростов-на-Дону Рязань Горький Калининград Волгоград Алма-Ата Силламяэ Тарту Кировакан Саратов Куйбышев осень, зима весна, лето 43—58 36—39 40—47 56—65 — 47 37—60 27—56 38—57 53—65 21—51,6 45—48,5 41—60 16 -2 0 46—57 39—48 33,5—57 39—54 — 25,5—29,3 31,5-50 20,8 62—66 38—46 52—61 56,0—71,0 41—43 45,0—60,0 — 32,0—53,5 — 36,0—52,0 Ь осенний сезон она, ка к правило, н аи больш ая, т а к ка к в это время года в отходах присутствует большое количество овощей и фруктов повышенной влажности. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА К основным химическим показател ям , х а р а к т е р и ­ зующим мусор к а к м атери ал для компостирования и получения биотоплива и органических удобрений, от­ носятся: сод ерж ан ие эрганического вещества, общего азота, фосфора, калия, кальция, углерод а и реакция среды (p H ). Мусор больш инства городов в С С С Р отличается высоким содерж ан ием органического вещ ества и основ­ ных питательных элементов для растений (N P K ), осо­ 8 бенно кальция. Поэтому мусор является ценным сырьем для компостирования и получения полноценного о р г а ­ нического удобрения. Химический состав бытового мусора по городам С С С Р приведен в табли це 3. Н аибольш ее количество органического вещ ества в пересчете на абсолютно сухой вес наб лю д ается в м у­ соре в осенний период. Мусор по содерж анию основных удобрительных элементов бли зок к конскому навозу, а по количеству извести значительно превосходит его (3% против 0 ,5 % ). Это имеет большое значение для удобрения подзолистых почв. У добрительная ценность компоста, получаемого из мусора, мож ет быть повышена за счет выделения из него б алластн ы х частей (стекла, камней и других), количество которых, например, в мусоре г. Москвы составляет приблизительно 10% от его веса, и углеродсодерж ащ и х фракций разм ером более 150 мм (около 2 0 % ). При этом количество основных у д о б р и ­ тельных элементов (N P K ) повышается на 3— 18%. САНИТАРНЫЕ СВОЙСТВА Бы товые отбросы со д ерж ат большое количество л е г ­ ко загниваю щ его органического вещ ества повышенной влажности, которое, р азл агаясь, вы деляет гнилостные з а ­ пахи, ж идкость и продукты неполного разл ож ен и я, в результате чего происходит загрязнение окруж аю щ ей среды — воздуха, воды, почвы дурнопахнущими, иногда и ядовитыми веществами. При высыхании отбросов образуется пыль, в том числе и токсичная. Органическое вещество, сод ерж ащ ееся в отбросах, д ел ает их наиболее подходящей средой д ля р а з м н о ж е ­ ния мух и грызунов. Бытовые отбросы, особенно из н екан али зо в ан н ы х домовладений, ка к правило, бы ваю т сильно за г р я з н е ­ ны яйцами гельминтов, которые п р ед став л яю т эпиде­ миологическую опасность. Очень велико эпидемиологическое значение д о м о в о ­ го мусора с точки зрения выж иваемости в нем п атоген ­ ных микроорганизмов. 9 Таблица 3 Ленинград Горький Рязань Щелковский район Москов­ ской области Волгоград Куйбышев Свердловск Ростов-на-До­ ну Алма-Ата Москва Саратов Силламяэ Тарту Химический состав бытовых отходов (% на сухое вещество) Органическое вещество 60,0 68 70 68,5 62 75,0 49,8 47,5 30,7 72,7 68,2 70,8 76,5 Зольность 40 32 30 31,5 38 25,0 50,2 52,5 69,3 27,3 31,8 29,2 23,5 Общий азот 0,87 1 0,9 0 ,9 — — 0,72 0,76 0,53 0,7 0 ,8 1,1 1 Общий фосфор 0,44 0,83 0,51 0,82 0,41 — — - Общий калий 0,40 — — — — — 0,53 — 0,23 0,48 — — — Углерод 30 33,4 35 39,7 35,9 37,0 28,8 — 21 36,4 34,0 35,4 38,2 Хлориды 0 ,7 — — — - — 0,51 — 0 ,6 — — — pH 6,1 — 6,1 — — 6 ,7 6 ,8 — 5 ,7 — — — Общий кальций 2,8 — — — — 2,2 — — 3,8 3,0 2 ,5 — Показатель Так, палочка брюшного тифа вы ж ивает в кухонных отбросах 4, а в комнатном смете — 42 дня, п алочка п а ­ р ати ф а соответственно — 24 и 107 дней, дизентерий­ н а я — 5 и 24 дня. Ещ е дольше сохраняется эпидемиоло­ гическая опасность бактерий туберкулеза в мокроте (120— 200 дней) и п алочка сибирской язвы в комнатном смете (до 80). Коли титр и протея составляет менее 0,000001 г. Отбросы, кроме патогенных микроорганизмов, содер­ ж а т т а к ж е большое количество не опасной д ля зд о­ ровья человека сапрофитной микрофлоры, принимаю ­ щей участие в разлож ени и органического вещества (табл. 4). Таблица Содержание 4 микроорганизмов в бытовом мусоре Москвы по сезонам года (млн. на 1 г сухого вещества) Актиномицеты Бактерии Сезон года мезофилы термофилы мезофилы термофилы 14983,0 40077,0 4219,5 0,550 0,051 Лето Осень 1,750 0,070 0,0144 0,0002 Зима 1567,0 2,389 0,360 0,006 — 0,0060 Среднегодовое 15211 0,826 0,6023 0,0064 Весна 0,0050 Мусор содерж ит очень большое количество микро­ организмов, основная масса которых п р ед став л яет б а к ­ териальную группу, а число мезофильных м и кроорга­ низмов колеблется от 1 до 40 млрд. С одерж ание термофильных бактерий в миллион и более раз меньше, чем мезофильных. С амое высокое содерж ание мезофильных микроор­ ганизмов в мусоре Москвы наблю дается в летний пе­ риод, содерж ание ж е термофильных микроорганизмов в основном не зависит от периода года. Приведенные данные п оказы ваю т высокую степень загрязнени я мусора и его эпидемиологическую опас11 «ость, особенно в летний период. Состав бытовых отхо­ дов на перспективу приведен в таблице 5. Таблица 5 Состав ,бытовых 'отходов из благоустроенных зданий на перспективу (% к общему весу) Показатель Количество Показатель Количество Бумага 50-60 Металл Пищевые отбросы 25 — 30 Кости 1— 2 Камни Стекло 3— 5 Прочие части 10— 20 Древесина Текстиль 2— 5 Кожа, резина 1,0 Пластмассы 3 3—4 0,5 1 Таким образом, использование в качестве удобрения сырых бытовых отходов недопустимо, т а к ка к они оп ас­ ны в бактериологическом, гельминтологическом и энто­ мологическом отношении и перед внесением в почву дол­ ж н ы пройти стадию об езвреж и ван ия при высоких тем­ пературах (более 50°). ОСНОВЫ БИОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ П Е Р Е Р А Б О Т К И Т В Е Р Д Ы Х Б Ы Т О В Ы Х О Т Х О ДО В В К ОМПОС Т БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОТЕРМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ В основе биотермического разл о ж е н и я твердых бы­ товых отходов, ка к любого органического вещества, л е ­ ж а т процессы сам о разогревани я органических масс, ко­ торые происходят в результате ж изнедеятельности м ик­ роорганизмов в аэробных условиях. В процессе компостирования отбросов основное у ч а ­ стие принимаю т гетеротрофные микроорганизмы и лишь на последней стадии начинаю т разв и вать ся автотрофные, в частности, нитрифицирующие бактерии. 12 Если бытовые отбросы, имеющие оптим альную в л а ­ жность, сложить в ш табель, то в нем происходит р а з л о ­ ж ение органического вещества, сопровож даю щ ееся про­ цессом самонагревания с повышением тем пературы до 60—70°, так к а к в ы д ел яем ая тепловая энергия не пол­ ностью используется микроорганизмами. Тем перату ­ р а — основной п арам етр во время компостирования. П ри разл ож ени и грамм-молекулы глю козы в аэро б ­ ных условиях вы деляется 674 ккал тепла. А ккумуляция тепла иногда мож ет привести к с а м о ­ возгоранию органической массы. О днако ж и зн ед ея те л ь ­ ность микроорганизмов при тем пературе выш е 70° з а ­ тухает, а при температуре выше 80° в основном п р ои аходят уж е химические процессы. Схематически основные ф азы микробиологического1 процесса разл о ж е н и я органического вещ ества отбросов мож но представить следующим образом. С н а ч а л а ком ­ постируемая м асса имеет температуру окружающего, воздуха. З а т е м с ростом микроорганизмов повышается; и тем пература компоста. Д о 40° в нем усиленно pasмножаю тся мезофильные микроорганизмы (оп ти м аль­ ная тем перату ра их развития плюс 25— 30°). П ов ы ш е­ ние температуры в компостируемой массе свыше 40° приводит к гибели мезофилов и разм нож ен ию более теплолюбивых микробов — термофилов. Это н аи б о л е е в а ж н а я стадия в процессе компостирования, т а к к а к микроорганизмы проявляю т здесь наибольш ую ак тив­ ность и окислительные процессы интенсифицируютсяЗа тем тем пература постепенно сниж ается, доходит до мезофильной стадии и процесс затухает. Необходимо отметить, что чем больше (в п ределах нормы) ш табель компостируемой массы, тем б ли ж е к его поверхности отмечаются высокие температуры. Это происходит потому, что потеря теп ла пропорцио­ нальна площ ади поверхности, в то время к а к теп лооб­ разован и е пропорционально объему. Таким образом, чем больше ш табель, имеющий меньшую п лощ адь поверхности по отношению к о б ъ е­ му, тем меньше потери тепла. Высокие температуры, образую щ иеся в процессе, компостирования, губительно действуют на болезн етвор­ ные микроорганизмы, яйца гельминтов, личинки, куко-л-ки мух и семена сорняков, содерж ащ иеся в отбросах-. Р азл о ж ен и е органического вещества в аэробных ус­ ловиях не сопровож дается выделением неприятных з а ­ пахов. При компостировании органического вещества сущ е­ ствует определенная последовательность в разлож ении составляю щих компонентов отбросов м и кроорган и зм а­ ми. В таблице 6 показаны потери этих компонентов в процессе минерализации. Например, из данных т а б ­ лицы 6 видно, что сах ар и к р ахм ал используются м ик­ роорганизмами более активно, чем другие компоненты. Н аиб ол ьш ая потеря водорастворимых веществ про­ исходит за счет высокого потребления сахара. Липоиды или жиры тож е не очень стойки по отношению к р а з ­ ложению. Ц е л л ю л о за и гемицеллю лоза имеют среднюю стойкость, в то время ка к лигнин является наиболее стойким к распаду. Поэтому дерево и бумага, содер­ ж а щ и е большое количество лигнина, медленно компо­ стируются. В результате разл о ж е н и я этих компонентов количе­ ство органических веществ уменьшается, происходит по­ теря сухого веса, часто д оходящ ая до 50%. Большинство органических азотистых веществ в сос­ таве растительных и животных остатков содерж ится в виде белковых соединений. При компостировании сложны е белковые соедине­ ния легко р азл а га ю т с я и переходят в более простые соединения — сн ач ал а аминокислоты, конечная ф аза расщепления которых сопровож дается выделением а м ­ миака. А м м иак оки сляется сн ачала в азотистую кисло­ ту, а затем в азотную. Процесс этот н азы вается нитри­ фикацией и вызы вается особыми нитрифицирующими м икроорганизмами. Н итраты обычно образую тся через 100 дней и позж е после н ач ал а компостирования. Б о л ь ­ ш ая часть синтезированного азота о б н а р у ж ен а в про­ теиновой форме. Таким образом, биохимические процессы, происхо­ дящие при компостировании отбросов, могут прохо­ дить в аэробных и анаэробных условиях. Последнее направление не отвечает необходимым условиям компо­ стирования отходов и, следовательно, нежелательно. Поэтому технология процесса компостирования отбро­ сов д о лж н а п редусм атривать созд ан и е оптимальных условий, способствующих обезвреж и ван ию отбросов в 14 Таблица 6 Растворимые вещества в воле Лигнин Целлюлоза и гемицеллю­ лоза Протеин сахар Крахмал Z Общий о Липоиды Летучие твер­ дые вещества Время ком­ постирования Грубое фибро­ вое волокно Тип компоста Общий вес, г, Изменения в составе 'материала после аэробного компостирования Процент потери (— ) или прибавления ( + ) в сухом весе от первоначальных величин 5—7 недель —26 Солома—пшеница 60 дней -5 1 Солома—овес 110 дней -5 6 — — — -24 -86 — — Солома — рожь 290 дней -5 2 — — — — -88 — Сорго (зерно) 210 дней -5 1 -63 — — -16 — 76 Стебли 70 дней — 51 — — — -1 5 Листья—сено 250 дней -6 2 - — - -3 8 Бытовой мусор «я — 37 — 27 — 21 —3 -7 5 -60 — — — 63 +5 — + 197 -8 0 -14 — 74 — +372 —78 -6 -27 — — — — — 24 -8 1 — 91 — — + 147 -8 4 +7 -83 -7 2 — — -3 2 -8 2 -5 5 -8 1 -100 — 100 — 16 — 21 короткие сроки и получению из них высококачественно­ го компоста. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА БИОТЕРМИЧЕСКИИ ПРОЦЕСС ПЕРЕРАБОТКИ К наиболее важным факторам, влияющим на ход процесса компостирования, относятся: влажность исход­ ного материала, аэрация, физико-химический состав, реакция среды и др. Влажность. С одерж ан и е влаги — один из наиболее важ н ы х показателей для создания оптимального ком­ постирования. Значительное количество влаги в отб ро ­ сах необходимо д ля максимальной деятельности мик­ роорганизмов- К огда сод ерж ан ие влаги становится чрез­ мерным, то пустоты внутри органических масс зап о л н я ­ ются водой, аэрац и я зад ер ж и в ае тся и начинается гние­ ние отбросов. О п ти м альная влаж н ость д ля некоторых органических отбросов представлена в таблице 7. Таблица Оптимальная влажность твердых бытовых отходов Влажность, % 16 Состав материала 45—50 Нечистоты 75—80 Навоз с соломой Городские отходы, шлам бумажные отбросы 6 0 -7 0 7 (жидкие отбросы) и 47—60 50—55 Городские отходы (50% бумаги) 60—65 57—58 Городские отходы (53% бумаги) Городские отходы (33% бумаги) 50—60 Синтетические отходы (11— 14% бумаги) 25 60—70 Птичьи отходы Фруктовые отходы и шелушильный постав для риса или древесные опилки 5 0 -5 6 65 Отходы мясные Синтетические отходы (100% бумаги) Городские отходы и 40% нечистот (25% бумаги) В общем, соответствующее сод ерж ан ие влаги для органических отходов составляет от 25 до 80% , что з а ­ висит от состава используемого материала. Если материал пористый и содерж ит значительное количество твердоволокнистых частей, оптим альная влаж ность мож ет быть увеличена. Но если м атери ал со­ держ и т значительное количество бумаги и пищевых от­ ходов, имеющих слабую структурную прочность, опти­ мальное содерж ание влаги должно быть снижено. Таким образом, устанавливается тесная взаимосвязь меж д у содержанием влаги и физической структурой о р ­ ганического отхода. К а к показали исследования, проведенные в штате П енсильвания (С Ш А ), требуемая величина влаж ности д ля компостирования смешанных отходов в зн ач итель­ ной мере обусловливается содерж анием бумаги. С уве­ личением содерж ан ия бумаги в отбросах повышается и оптим альная влажность. Аэрация. Н аличие достаточного количества кислоро­ да является одним из главных условий ж и зн ед еятел ь ­ ности аэробных микроорганизмов. Д л я н ач ал а биотер­ мического процесса достаточно воздуха, содерж ащ егося в массе отбросов перед компостированием. В центре ш табеля (или ем кости), куда приток воздуха извне з а ­ труднен, кислород быстро используется бактериям и и повышение температуры в компостируемой массе п ри ­ останавливается. В поверхностных слоях ш табеля, куда доступ воздуха обеспечен, повышению температуры массы препятствуют большие потери тепла. В таком ш табеле температура постепенно п он и ж а ет­ ся, процессы п ревращ ени я вещества зам ед ля ю тся и че­ рез два-три месяца прекращ аю тся совсем, хотя внутри ш табеля компостируемая масса еще д а л е к а до перехо­ да в стабильное состояние. П оэтому при биотермическом компостировании очень важ н о равномерное проникновение кислорода в отбросы. А эрация компостируемой массы мож ет происходить за счет естественного воздухообмена и искусственной подачи воздуха. Естественный воздухообмен применяется при про­ стых методах компостированияВ этом случае аэрац и я обеспечивается: оптимальным содерж анием влаги в компостируемой массе; п о д д е р ж а ­ 2—5004 17 нием ш табеля в рыхлом состоянии, что достигается его перелопачиванием; соответствующим уклады ванием в ш табеля мелких и крупных фракций отбросов; исклю ­ чением уплотнения (запрещ ается проезд по сложенным в ш табеля отб росам ). О днако не следует часто перелопачивать массу от­ бросов, т ак к а к при этом усиливается их теплоотдача, что приводит к пересыханию и снижению температуры. Рекомендуется перелопачивать ш табеля не чащ е 1— 2 р аз за весь период компостирования. Ускоренное компостированне отбросов в специаль­ ных установках возможно только при использовании принудительной аэрации с регулированием подачи воз­ духа в зависимости от температуры и влажности. Отношение угл ер од а к азоту. Бол ьш ое влияние на процесс компостирования оказы ваю т углерод и азоти ­ стые вещества, содерж ание которых в отбросах опреде­ ляется отношением С : N. Д л я роста и развития микроорганизмов требуется в несколько р аз больше углерода, чем азота, так к а к уг­ л ерод используется и ка к источник энергии и к а к п ита­ ние, а азот необходим только для построения клеток. М икроорганизмы в процессе ж изнедеятельности ис­ пользуют в среднем около 30 частей углерода на к а ж ­ дую часть азота. Следовательно, для интенсивного хода компостирования ж елательно, чтобы отношение углеро­ да к азоту в отбросах было 3 0 : 1 (при этом указан ны е вещества д олж ны быть в доступных ф о р м а х ). Если углерода в отбросах оказы вается больш е у к а ­ занной величины, разл ож ени е органического вещества значительно зам ед л я етс я и для интенсификации процес­ са необходимы минеральны е формы азота. Примером мож ет служить внесение в почву свеж их отбросов или плохо разлож ивш егося компоста. В этом случае н а­ личие большого количества углеродсодерж ащ их веществ способствует бурному развитию микроорганизмов, ко­ торым для построения клеток не будет хватать азота. Поэтому они вынуждены поглощ ать из почвы м и н ераль­ ные формы азота. М инеральный азот переходит в недо­ ступную для растений форму, и наступает обеднение почвы азотом. Азот, поглощенный микроорганизмами, мож ет использоваться растениями только после гибели микробов. 18 К огда в компостируемых отбросах углерода меньше, чем азота, микроорганизмы полностью поглощ аю т у гл е­ род, а излишек азота выделяется в виде ам м и а к а, что часто приводит к обеднению компоста азотом (табл- 8). Таблица 8 Содержание азота и соотношение С : N в различных отходах Материал Пищевые отходы Твердые бытовые отходы Азот, % (сухого веса) C :N 2,0—3,0 15 0,5—1,4 30—80 Осадок сточных вод (ил): активный сброженный Дерево Бумага 170 19 2,0 О 1,5 16 700 20 2,2 Т Отходы от фруктов 0,07 0,2 ю о Обрезки травы Сорняки Листья 6 5,6 1,9 40—80 35 Реакция среды (концентрация водородных ионов). М икроорганизмы, присутствующие в твердых бытовых отбросах, довольно чувствительны к реакции среды (p H ). Нейтральной реакции среды соответствует рН = = 7,07. Все значения ниже этой величины у казы в аю т на кислую реакцию среды, а выше — на щелочную. Группы микроорганизмов по-разному реагирую т на реакцию среды. Д л я одних микроорганизмов о п ти м ал ь­ ная величина pH находится в пределах 6— 7,5 (б ак т е­ рии), для развития других достаточно значения рН = = 3,5— 5,5 (плесневые грибы). В начале процесса компостирования основное у ч а ­ стие принимают бактерии. Поэтому важ но, чтобы ис­ ходный материал имел реакцию среды, благоприятную д ля развития микроорганизмов. Н есм отря на то, что твердые бытовые отбросы (за некоторым исключением) 2* 19 имеют слабокислую или кислую реакцию среды, про­ цесс компостирования развивается довольно интенсив­ но. Это связано со значительным образованием ам м и а ­ ка в начале процесса компостирования и усреднения кислой реакции среды отбросов. Р азм ер частиц. Измельчение отбросов перед компо­ стированием способствует ускорению биохимических процессов, происходящих при их переработке, т ак как увеличивается площ адь поверхности, материал стано­ вится более однородным д ля аэрации и легким д ля об­ работки. Кроме того, дробленые отбросы равномернее нагреваются, противостоят излишнему высушиванию поверхности ш табеля (вследствие нарушения ка п и л л я р ­ ной системы) и предохраняю т массу от потери тепла. Если в недробленых отходах температура в летние месяцы достигает 60— 70° за 48— 72 ч, то в ж алю зийном ф ерм ентаторе дробления компостируемая масса в тот ж е период разогревается до 65° за 26 ч. Механическое дробление обеопечивает нагрев м ас­ сы, имеющей положительную температуру, в сред­ нем на 5°. Степень предварительного измельчения на современ­ ных мусородробилках по легко гниющим компонентам д ается в пределах 5— 7. Н аиболее ж елательны й размер частиц для компостирования составляет 35— 50 мм. Д робление позволяет на 10—20% увеличить выход компоста с единицы веса п ерерабаты ваем ы х твердых от­ ходов, что в 2— 3 раза окупает затр а ты на эту оп ер а­ цию к позволяет значительно улучшить экономические п оказатели работы предприятия. К а к следствие этого, сниж ается количество отходов при контрольной се п а­ рации компоста с 25—35 до 10— 15% от веса п ер е р а б а ­ ты ваемого бытового мусора, а т ак ж е уменьш аю тся з а ­ траты по транспортированию на св ал ку или на с ж и г а ­ ние этих неутилизируемых отходов. ПРОСТЕЙШ ИЕ МЕТОДЫ П Р И Г О Т О В Л Е Н И Я К О М П О С ТА Методы биотермической переработки твердых быто­ вых отходов мож но раздели ть на несколько видов в з а ­ висимости от применяемого оборудования и технологи­ ческой схемы. 20 Первый признак классификации методов — отсутст­ вие или наличие установок (емкостей), в которых про­ исходит компостирование. Р азличаю т компостирование в ш табелях и в специальных установках. Второй признак классификации — п редварительн ая подготовка отбросов. П редвари тельная подготовка отбросов в зависимости от ряда условий мож ет вклю чать магнитную сепарацию черных металлов, отделение вторичного сырья, просеи­ вание для разделения отбросов по крупности и составу, дробление. Практически применяются только некоторые из перечисленных операций. В соответствии с этим р а з ­ личаю т компостирование отбросов без предварительной подготовки и с предварительной подготовкой. Н а основании изложенного можно дать следующую классификацию методов компостирования отбросов в штабелях: 1) компостирование без предварительной подготовки в ш табелях — полевой метод; 2) компостирование без предварительной подготов­ ки в ш табелях с принудительной аэрацией — бескамерный метод; 3) компостирование с предварительным дроблением в штабелях. При всех методах компостирования следует прим е­ нять заключительную операцию (освобождение п олу­ ченного компоста от осколков стекла, б а л л а с т а и круп­ ных частей), которую осуществляют путем просеивания или с помощью специальных механизмов. ПОЛЕВОЕ КОМПОСТИРОВАНИЕ Полевое (открытое) компостирование отбросов в ш табелях проводят в естественных условиях на специ­ ально выделенных площ ад ках — полях ком постирова­ ния. П ол я компостирования наиболее целесообразно р а з ­ мещ ать на территории пригородных хозяйств. Поле выбирается вблизи дорог- Оно долж но быть ровным, иметь малый уклон, удаленным от ж и л ы х з д а ­ ний не меньше чем на 300 м. Горизонт грунтовых вод должен быть не б ли ж е 1 м от поверхности земли. 21 Территория поля защ и щ аетс я от ливневых и талы х вод канавками. Ш таб ел я располагаю т п араллельны ми рядам и с про­ ездам и между ними шириной 3 м. Ш таб ел я мож но у страивать ка к наземными (на по­ верхности зем л и ), т а к и в сочетании с неглубокими (до 0,5 м) рвами или транш еями (рис. 1). Рис. 1. Схема полей компостирования в штабелях со рвами: / — магистральная мощеная дорога; 2 — переездные мо­ стики; 3 — отводная канава; 4 — выпуск воды; 5 — компо­ стные штабеля; 6 — хозяйственный участок В основание штабелей за к л а д ы в а ю т торф, перегной, созревший компост из ранее залож енн ы х штабелей или другие влагоем кие материалы слоем 10— 15 см. Этот слой предохраняет почву от загрязнения и способству­ ет аэрации отбросов. Компостные ш табеля в поперечном сечении имеют форму трапеции следующих размеров: ширина по низу 3—4 м, по верху 2—3 м, высота 1,5— 2 м (в северных районах страны до 2,5 м ), длина 10— 25 м. 22 Д л я доступа воздуха отбросы укл ад ы ваю т в ш та б е­ л я без уплотнения на полную высоту с постепенным н а ­ ращ иванием в длину. Д л я устранения зап ах а, сохранения тепла, п редот­ вращ ения разм нож ения мух поверхность ш табелей по­ кры ваю т слоем (15—20 см) земли или торфа. В условиях средней полосы Р С Ф С Р при нормально протекаю щем процессе в ш табелях весенне-летней з а ­ клад ки саморазогревание и разлож ение органического вещества начинается через 3—5 дней после о ф о р м л е­ ния штабелей. Т ем пература компостной массы п овы ш а­ ется до 60— 70°, уд ерж и вается на этом уровне 15— 20 дней, а затем сниж ается до 40—45° и остается постоян­ ной в течение д вух — четырех месяцев. В последующий период компостирования тем пература в ш табеля х сни­ ж а е т с я до 30— 35°. В компостах осенне-зимней зак л ад ки са м о р а зо г р е в а ­ ние органического вещества отбросов начинается через 25— 30 дней после оформления штабелей. В течение одного-полутора месяцев саморазогревание отбросов в о з­ никает в отдельных очагах. Затем очаги смы каю тся, и биотермический процесс охваты вает всю компостную массу в штабеле- При этом температура, не превы ш аю ­ щ а я 50—60°, уд ерж и вается в течение двух недель (при среднесуточной тем пературе наружного воздуха от — 11 до - 1 4 ° ) . В последующие два-три месяца тем пература компостов колеблется в пределах 24—36°, а с наступлением л е т а устанавли вается на уровне 32— 36°. Ч ерез десять месяцев после оформления ш табеля тем пература компо­ стной массы сниж ается до 14— 18° и у д ер ж и в ается на этом уровне до следующей весны. Нормальное протекание биотермического процесса происходит при содержании в отбросах органического вещества не менее 25% (по сухому веществу) и влаж ­ ности не ниже 35% и не выше 65% (оптимальная влаж ­ ность мусора 50— 55% ). П родолжительность компостирования отбросов в среднем составляет около 18 месяцев д ля средней по­ лосы. Территорию полей следует рассчиты вать на 24 месяца с учетом полного цикла работ по з а к л а д к е и соврезанию отбросов, разбору, просеву и вывозке компоста. 23 Биотермический процесс в компостах можно активи­ зировать за счет перелопачивания, обогащ ения мине­ ральны ми добавкам и и у в л аж н ен и я (при сухих отбро­ сах или высыхании их в процессе переработки). Работы Уральского института, А кадемии ком м уналь­ ного хозяйства п оказали, что в условиях У р ал а заметно ускоряли р азл ож ен и е органического вещества твердых бытовых отбросов и повышали удобрительные свойства компоста следующие добавки: жидкий к ан али зац и о н ­ ный осадок — 42% , подсушенный канализационны й о са­ д о к — 25% и фосф оритная мука — 2% к общему весу компостной массы. При компостировании необходим постоянный конт­ роль за процессом, происходящим в ш табелях (измере­ ние температуры, определение влаж ности и т. д . ) . Процесс компостирования считается законченным, когда саморазогревание прекращ ается, стабилизируется температура, сниж ается выделение углекислого газа и содерж ание клетчатки, а отношение С : N становится ниже 20. По окончании процесса компостирования компост отделяю т от засоряю щ их примесей, таких, ка к стекло, камни, металл и другой б ал л аст, для чего его п ропуска­ ют через грохот с ячейками разм ером от 25 до 40 мм (в зависимости от вида почвы, удобряемой культуры, времени внесения компоста и т. д.). Пропускать компост через грохот можно на м ехани­ зированной установке д ля сортировки компоста УСК-1, разработанной У ральским институтом АКХ Р С Ф С Р . Э ксплуатационная производительность установки 18— 20 т/ч готового компоста, потребление энергии 9,5 кВт-ч. Выход компоста составляет 60— 65% веса исходных отбросов. П л ощ адь территории полей компостирования на 10 тыс. человек составляет около 2 гаКОМПОСТИРОВАНИЕ С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ АЭРАЦИЕЙ П ереработку отбросов по этому способу проводят при большей высоте слоя отбросов (до 3-—4 м) и с а э ­ рацией, создаваемой специальными устройствами. А э р а ­ ция способствует сокращению сроков компостирования 24 мусора в аэробных условиях до 2—3 месяцев, а зн ач и ­ тельная высота штабелей д ает возможность уменьшить территорию, необходимую для их размещ ения. Территория д о л ж н а иметь подъезды, удобные для движения транспорта во все времена года. Н аиболее целесообразно использовать естественные котлованы или участки, ограниченные с одной или двух сторон откосами. Д н у котлована придают уклон 0,01—0,03 д ля стока загрязненны х вод на фильтрующие площ адки или в от­ веденные каналы. Н а дне котлована уклады ваю т на расстоянии 2— 2,5 м друг от друга горизонтальные вентиляционные к а ­ налы из досок. В конце каж дого ка н а л а устанавливаю т вентиляци­ онный стояк из асбестоцементной трубы диаметром 150—200 мм, выходящий над поверхностью ш табеля на 1— 1,5 м (рис. 2). Р и с . 2. Схема переработки отбросов по бескамерному биотермическому методу: 1 — изолирующий слой; 2 — вентиляционная труба с вертикальным выпуском; 3 — подстилающий слой После укл ад ки деревянных каналов по дну котл о ва­ на и установки вентиляционных стояков пло щ ад ь м е ж ­ ду ка н а ла м и засы п аю т крупными, не уплотняющ имися частями отбросов (банками, черепками и пр.) д ля со­ зд ан и я воздушного дренажаВ процессе биотермической переработки тем перату ­ ра в отбросах поднимается до 60—70° и теплый воздух по дрен аж н ы м к а н а л а м выходит в атмосферу. Н а его Место через поверхность отбросов поступает наружный воздух. 25 Воздухообмен происходит за счет разницы т ем п ера­ тур воздуха в толще отбросов и наружного воздуха. Скорость проникания воздуха в ш табель 0,3 мм/с, или около 1 м/ч, а скорость движения газов в стояках 1— 2 м/с. И сследования показали, что в течение суток проис­ ходит восьмикратный воздухообмен, чем обеспечивает­ ся нормальный биотермический процесс. При загр узке в ш табеля мусор не долж ен уплотняться, а за г р у ж а т ь следует в возможно короткий срок (6— 7 дней на один ш табель)- Д ви ж ен и е автомобилей по загруж енном у ш табелю допускается только в течение первого дня, ко­ гда мусор сохраняет упругость и не уплотняется. П осле увл аж н ен и я (в сл у ч ае необходимости) и загрузки мусо­ ра до определенной высоты (3—4 м) ш табель засы п аю т слоем земли (около 25 см). Территория, необходимая для организации компости­ рования отбросов (при 3— 4-кратной оборачиваемости п лощ адок в год и слое отбросов в 3—4 м ), д о л ж н а сос­ тав л ять около 0,1 га на 1000 м3 отбросов в год. При этом необходимо поддерж ивать оптимальную влаж н ость мусора путем его увлаж н ен и я во время з а ­ грузки, так ка к вентиляция отбросов при высокой тем ­ пературе вы зы вает их сильное высыхание. Процесс биотермической п ереработки отбросов конт­ ролируют, и зм еряя тем пературу в различных точках компостируемой массы, определяя состав воздуха, вы ­ ходящего из ш табеля, а т а к ж е проводят физико-химиче­ ские и бактериологические анализы. При биотермическом компостировании происходит слеж ивание отбросов и значительный отход крупных неразлож и вш и хся частей в процессе просеивания, а та к ж е создаю тся некоторые трудности для применения м еха­ низации выгрузки готового компоста. КОМПОСТИРОВАНИЕ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ДРОБЛЕНИЕМ Д л я ускорения переработки отбросов в ш табелях эффективны предварительное дробление и искусствен­ н ая аэрация отбросов. Исследования Академии коммунального хозяйства п оказали возможность такого компостирования отбро­ сов в течение 20 дней. 26 Д роблены й мусор б лагодаря большей однородности массы (по сравнению с недробленым мусором) имеет лучшие условия д ля аэрации и увлаж нения и большую суммарную поверхность соприкосновения с кислородом воздуха, что способствует значительной активизации биохимических процессов. Опыты были проведены с дроблеными отбросами, освобожденными от б ал л аста (банок, камней, м етал л а и пр.) путем отсеивания на грохоте с ячейками р а з м е ­ ром 4 0 X 4 0 мм, и с балластомД робленую массу загр у ж ал и в специально смонти­ рованную емкость, состоящую из основания длиной 5 м и шириной 3,2 м, укрытий (отдельные секции в виде по­ луокружностей радиусом 1,6 м) и утеплительного слоя (рис. 3). Рис. 3. Схема переработки отбросов с пред­ варительным их дроблением: 1 — емкость для заполнения дробленым мусо­ ром; 2 — труба для подачи воздуха (d = = 154 мм); 3 — основание из уголков (L = = 35X 35X 4 мм); 4 — укрытие; 5 — утеплитель­ ный слой Аэробные условия в процессе компостирования под­ держ ивались путем подачи центральным вентилятором воздуха через уложенную по дну трубку диаметром 145 мм и длиной 3 м, присоединенную к выходному от­ верстию вентилятора при помощи перехода. Н а участ­ ке трубы длиною 2 м от нижнего торца имеются отвер­ стия диаметром 15 мм, расположенные в ш ахм атном по­ рядке. Через эти отверстия равномерно поступает воз­ дух в отбросы27 Вся емкость заполняется отбросами сверху при по­ мощи транспортера. Уменьшение теплопотерь наруж ны х слоев отбросов в окруж аю щ ую среду (одно из условий ускоренного компостирования отбросов) достигалось за счет у к р ы ­ тия всей компостируемой массы синтетической пленкой. С первых ж е дней загрузки в отбросах происходило интенсивное разл о ж ени е органического вещества, кото­ рое сопровождалось повышением температуры на вто­ рые сутки до 55°, а на шестые и восьмые — до 65— 70°. Аэробные условия в отбросах, освобожденных от бал л аста, поддерж ивались искусственно. В отбросах ж е с балластом аэрац и я осущ ествлялась естественным путем (за счет разницы температур наружного воздуха и отбросов). Готовый компост через 18— 20 дней пред­ ставлял однородную в лаж н ую массу темно-серого цвета с запахом перепревшего навоза. При разб ор ке ш табеля в нем можно было р а з л и ­ чить три слоя. Верхний слой толщиной 30—40 см, сухой, рыхлый, с зап ахом перепревшей земли, серовато-белого цвета, сплошь пронизан мицелием грибов и актиномицетов. Средний слой толщиной 80— 100 см, серовато-корич­ невого цвета, более плотный и влаж н ы й , чем вы ш ел е­ жащ ий. Н ижний слой толщиной 15— 20 см образует белую подстилку (из-за наличия актиномицетов) по дну емкости. Выход компоста при переработке с балл астом — 51—■ 64% (после просеивания), при компостировании отсор­ тированных отходов с предварительным просеивани­ ем — 80—84% • В процессе компостирования отбросов потери о р г а ­ нического вещества составили 14,0— 27,7%. Компостирование отбросов с предварительным дроб­ лением наиболее приемлемо для ю жных городов. КОМПОСТИРОВАНИЕ ДРЕВЕСНОЙ ЛИСТВЫ И РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ Опадаю щ ие древесные листья, срезан ная трава, вхо­ дящие в состав твердых бытовых отходов, могут быть подвергнуты компостированию с получением ценного органического удобрения — садового компоста. 28 Химический состав отходов, используемых для приго­ товления садового компоста, приведен в таблице 9. Таблица 9 Содержание питательных элементов в отходах, используемых в садовых компостах Содержание в процентах на сухое вещество азота фосфора калия Кровяная мука 10— 14 1—5 — Костяная мука 2,0 Отходы кофе Хлопковая мука 2,1 23 0,3 — 0,3 6,6 ю 0 1 со о Наименование 1,0— 2 ,0 Яичная скорлупа 1,2 0,1 Рыбные отжимки Кухонные отходы 2,0—7,5 0,4 1,5—6,0 2,0—2,9 1,1—1,3 0 ,8 — 2,0 Срезанная трава (зеленая) 2,4 — — Сорняки (зеленые) 2,0 1,1 2,0 0,5— 1,0 0 ,1— 0,2 1,2 1,0 1,6 2,0 1,0 2,0 5,0 1,9 — — 1 О Vj крупного рогатого Навоз птичий Мясные отжимки 5—7 Болотное сено Морские водоросли (сухие) 0,3 0,8 0 ,8 1,5 0,2 4,9 (невыще— 1,0—2,0 О О Сброженный ил Древесная зола лоченная) 1,1 1,7 2,0 1,2 4* о Навоз скота 0 Листья (свежеопавшие) Навоз (сухой) конский — Ежегодно питательные вещества, выносимые из поч­ вы садов и парков (N P K и др.), не восполняются или восполняются в незначительных количествах, т а к как в настоящ ее время при осенней уборке садов и парков опавшие листья сгребают, склады ваю т в кучи, а затем грузят на автомашины и вывозят на свалки- П ри этом только незначительная часть питательных веществ л и ­ ствы в озвращ ается в почву. 29 Полноценное удобрение, которое ежегодно получают при компостировании растительных остатков зеленых насаждений, улучш ает физико-химические свойства поч­ вы. По ориентировочным расчетам, количество опавшей листвы на 1 га зеленых насаж дений составляет около 15 м3, а готовой компостной массы — примерно 40% первоначального объем а, т. е. около 6 м3. Т аким о б р а ­ зом, при компостировании опавших листьев получается около 1 т удобрений с 1 га. П л о щ адк а, вы б р ан н ая для з ак л ад к и компоста из листьев, д о л ж н а быть о круж ен а валиком из земли для предохранения ш табеля от затопления дождевой и по­ лой водой. При разлож ении органического вещ ества о бразую т­ ся жидкие и газообразн ы е продукты, а та к ж е некото­ рые растворимые в воде соли, которые не д олж ны вы ­ мываться из компоста. Поэтому в низких местах, зат о ­ пляемых водой, компостные ш табеля за к л а д ы в а т ь нель­ зя. Ш ирина ш табеля не более 2 м, высота 1— 1,5 м. В приусадебных садах компостирование удобнее проводить в траншеях. Примерный разм ер траншеи: глубина 50— 75 см, ширина 1,5 м, а длина произвольная. Чтобы в траншею не п опадал а вода с соседнего уч аст­ ка, вокруг нее у кл ад ы ваю т земляной валик. Хотя количественный и качественный состав древес­ но-кустарникового оп ада зависит от х а р а к т ер а н а с а ж ­ дений, их породного состава, возраста, полноты, а т а к ­ ж е от почвенных и климатических условий, можно с к а ­ зать, что почти лю бая листва при разлож ени и образует много свободных кислот, для нейтрализации которых необходимо д обавл я ть известь (2— 3% от веса компо­ стируемого м а т е р и а л а ). Вместо извести можно приме­ нять золу (древесную или то р ф я н у ю ). Поскольку древесные листья в основном содерж ат много клетчатки и мало азота, разл а га ю тся довольно медленно, то д ля интенсификации биотермического про­ цесса в компостные ш табеля полезно д обавл я ть отбро­ сы, богатые азотом, навозную ж и ж у , куриный помет и др. Д л я этого можно использовать и азотные удобре­ ния, лучше сернокислый аммоний (сульфат аммония) в количестве 30— 35 кг на 1 т сухого вещества. Д л я повышения удобрительной ценности компоста к 30 исходному материалу целесообразно добавить ф осф ор­ ное уд о б р е н и е— 1— 2% суперфосфата или 2— 4% фос­ форитной или костной муки от веса органического в е­ щества. Д л я ускорения и более равномерного созревания компоста летом его следует 1— 2 р а за перелопатить. Компостный ш табель должен быть все время в л а ж ­ ным. Если компостируемый материал сухой, то его при ук л а д к е в ш табеля надо постепенно у в л аж н ять н ав о з­ ной ж иж ей, разбавленны ми фекалиями или водой. Л е ­ том в ж а р кую и сухую погоду компостные ш табеля ино­ гда приходится поливать. Компост бывает готов, когда б о ль ш а я часть м а тери ал а становится однородной, при­ обретает темный цвет и хорошо рассыпается. Интересный опыт компостирования садовых отходов имеется в США, где введено положение, зап рещ аю щ ее с ж и га т ь листву в городах. В компостный ш табель материал укл ад ы вается п л а ­ стами: два слоя (по 20 см) углеродсодерж ащ их и слой (10 см) азотсодерж ащ их веществ. О б щ а я высота ш т а ­ беля составляет 1,5 м, ширина 2,0 м, длина 2,5 м и более. Т а к а я у к л ад к а ш табеля обеспечивает оптимальное соотношение С : N. Углеродсодержащ ий материал вклю чает листья, со­ сновые иглы, сено, солому, опилки, стружку, бумагу, разрезан ны е стебли кукурузы, азотсодерж ащ ий — сре­ занную зеленую траву, зеленые сорняки, отходы ово­ щей, мусор, сброженный ил, навоз и почву. Н аиболее оптимальное соотношение компостируемой смеси получается при использовании следующих м а те­ риалов: углеродсодерж ащ их слоев — листьев, древес­ ных опилок, сухой травы и бумаги; азотсодер ж ащ их слоев — срезанную зеленую траву, зеленые сорняки и дер'н. Компост бывает готов примерно через восемь меся­ цев; при этом исходный материал не измельчаю т и не перемешиваютВ случае приготовления компоста из листьев в б оль­ ших масш табах ш табеля делаю т высотой 2,4 м, ш ири­ ной 3,0 м и произвольной длины. О п ад аю щ ая листва, собранная вакуум ны ми м а ш и ­ нами, доставляется городскими сам освал ам и на цент­ 31 ральную станцию компостирования, где она св ал и в ает­ ся прямой линией, а погрузчик фронтальной навески придает ш табелю необходимую форму. Инородный м а ­ териал, который попадает в листву, отделяется и затем используется д ля вы равнивания лан дш аф та. Д л я ускорения процесса компостирования листвы в С Ш А проводят опыты с зак л ад кой перфорированных труб для подачи воздуха. Садовый компост можно приготовить за две недели по методу Беркли. П ри этом используется дробленая смесь отходов, имею щ ая соотношение: две или три ч ас­ ти углеродсодерж ащ их материалов к одной части азот­ содерж ащ их; количество бумаги в смеси не долж но быть более 10%. Типичная смесь состоит из листьев, срезанной т р а ­ вы и сухого навоза. Л истья сохраняю тся со времени листопада, а тр ав а поступает все врем я по мере ее роста и скашивания. Ш табель д е р ж а т во вл аж н о м состоянии в течение всего периода компостирования (около двух н е д е л ь ). Н а второй или третий день ш табель обычно нагре­ вается. Если этого не происходит, значит соотношение С : N слишком высокое д ля разлож ени я. Его можно сни­ зить, д о б а вл я я азотсодерж ащ ий источник, такой, ка к кро вян ая мука. Ш табель необходимо тщательно перем еш ать на чет­ вертый день зак л ад к и , а т а к ж е на седьмой и десятый. Во время перемеш ивания или аэрации ш табель посте­ пенно остывает. К концу четы рнадцатого дня компост обычно бывает готов к употреблению- Компоненты смеси на вид ры х­ лые, грубые, темно-коричневого цвета. Если требуется гумус более высокого качества, то его можно просеять или подвергнуть дальнейш ем у ко м ­ постированию. П оскольку разл ож ен и е листьев зад ер ж и в ае тся из-за медленного р ас п а д а целлю лозы, которая является ос­ новной их составной частью, в СШ А были проведены специальные исследования д л я вы явления возможности интенсификации процесса компостирования. В опытах были использованы специальные грибки, ускоряю щие процесс разл о ж е н и я целлю лозы. Грибки вы ращ ивались в ж идкой среде, содерж ащ ей бум аж ны й субстрат, как 32 единственный источник углерода. Б у м а га и м ела голу­ бой цвет, ковалентно действующий через гидроксиль­ ную группу на целлюлозу. П ри гидролитическом действии грибной ц еллю лозы вы делялась краска, количество которой затем о п р ед ел я­ лось спектрофотометрическим путем. Это использовали д ля определения разницы в активности р ас п а д а ц ел л ю ­ лозы в нескольких штаммах. Определение выделяю щ ейся краски очень в аж н о в исследовании микроорганизмов, о б ладаю щ и х высокой целлюлозотической активностью. Кроме указан ны х исследований, в 1971— 1972 гг. было изучено разлож ени е целлюлозы во время ком по­ стирования листьев в ш табелях (1 ,5X 3 ,0 X 21 ,0 м) с р а з ­ личными добавками. Полученные результаты приведены в таблице 10, из которой видно, что те азотсо держ ащ ие Таблица Потеря целлюлозы во время компостирования 10 Первона­ чальное отношение С:N Первоначаль­ ное количест­ во целлюлозы, % Потеря целлю­ лозы через 200 дней, % Листья 41 26 31 Листья, костная мука (20 кг) 35 26 32 41 26 54 36 24 41 36 28 46 45 32 23 37 32 23 36 26 36 38 28 28 Компоненты Листья, сульфат аммония (20 кг) Листья, сброженный ил (180 кг) Листья, грибные остатки (280 кг) Листья, бумажное фиброволокно (360 кг) Листья, грибные остатки (360 кг), бумажное волокно (360 кг) Листья, грибные остатки (180 кг), сброженный ил (100 кг) Листья, бумажное волокно (360 кг), сброженный ил (300 кг) Примечание. 3—5004 Добавки к листьям даны в килограммах 1680 кг сухого веса листвы. на 33 источники, которые имели больше растворимых форм азота, были н аиболее эффективными по отношению к разлож ению целлюлозы. Полевое компостирование отбросов широко распро­ странено в Г Д Р , Ч С С Р , П Н Р , Франции, Н и дерландах, Ш вейцарии, Ф РГ. Институт коммунального хозяйства Г Д Р применяет свои научные разработки на полях компостирования Э рф урта. Н а сооружениях, п ерерабаты ваю щ их бытовые отходы, за сезон (с середины м арта до середины д е к а б ­ ря) компостируется 3000—5000 т отходов. Общий срок компостирования составляет три месяца, п лощ адь по­ лей компостирования — 3,5 га. Отбросы, выгруж енны е из мусоровозов, поливают при помощи специальной машины сырым к а н а л и з а ц и ­ онным осадком. Ч ерез три дня грейфером на автоходу формируют ш табель высотой 1 м, шириной 2— 3 м и д л и ­ ной 50 м. Отходы вы держ иваю тся в течение 30 дней (первый ц икл), после чего м атериал штабелей п ерело­ пачиваю т тем ж е грейфером, со зд авая новые ш табеля (второй ц икл). Через 30 дней операция повторяется. Ещ е через 30 дней, по окончании третьего цикла, ком­ постирование закан чи вается и затем требуется лиш ь механическая сортировка. Тем пература в ш табелях поднимается до 60— 70°. При недостаточной влаж ности мусора на 1000 т от­ бросов д обавляю т 400— 500 м3 воды и канали заци он но­ го осадка (причем осадок вносят лиш ь в первом цикле)Чтобы ветер не заносил бумагу, п ластмассовы е плен­ ки и другие легкие компоненты отбросов на соседние сельскохозяйственные участки, вокруг полей компости­ рования создаю т две п ар аллельны е ветрозащ итны е л е ­ сополосы. Все основные операции по компостированию отб р о­ сов механизированы. В Бранденбурге в год вывозится около 50 000 т бы ­ товых отходов, которые компостируются в районе по­ лей фильтрации городских сточных вод. В небольшом поселке Вассмансдорф (по соседству с канализационны ми очистными сооружениями) р а з м е ­ щено отделение компостирования по очистке г. Берлина п лощ адью 2 га. Компостирование осущ ествляется в ш табелях высотой 2—3 м. 34 П ри компостировании влажность регулируется пу­ тем добавления сапропеля. Н аиболее благоприятное следующее соотношение смеси по объему: 75% бытовых отходов и 25% сапропеля. При этом соотношении н а ­ чал ьн ая влаж ность м атери ала составляет около 40% , после окончания процесса разлож ения она пониж ается примерно до 20%. Процесс компостирования длится 2— 3 месяца. В Ч С С Р в год производится около 600 000 т компо­ ста. П оскольку отбросы содерж ат мало органического вещества (11,0— 18,0%) вследствие большого наличия в нем отходов угля, который является основным видом топлива, то при компостировании бытовые отбросы сме­ ш иваю т с отбросами сахарного производства и консер­ вирования фруктов, овощей, отходами боен, с к а н а л и ­ зационным осадком, торфом (10—50% от общей м а с­ сы) . Процесс компостирования длится в среднем 40 дней и имеет четыре цикла: у к л ад к а в ш табеля, перелопачи­ вание (2 р а з а ), механическая сортировка. П р о д о л ж и ­ тельность циклов короче, чем при полевом компостиро­ вании в Г Д Р . Второе перелопачивание, например, про­ водят через неделю после первого. Ш таб ел я вы к лады ваю т шириной 8— 10 м, высотой 1,5— 3 м. Во избеж ание потерь ам м и а ка сверху их по­ кры ваю т слоем торфа. М асса разогревается до 50— 60° и о х л аж д ается на сороковой день до 25—30°. Кроме торфа, годовой расход которого составляет около 20 000 т, к компостируемому м атери алу в отдельные сезоны д обавляю т (% от веса ш та б е л я ): отходы бурого угля — 20, производства и зве сти — 15, сырой к а н а л и з а ­ ционный осадок — в среднем 10, аммиачную воду — 5. В процессе созревания компостируемый м атери ал за счет сушки уменьшается в весе на 20%. В Ч С С Р строят подобные заводы с общей произво­ дительностью около 400 000 т компоста в год. В П Н Р получают около 4000 т компостов в год. О т­ бросы укл ад ы ваю т ш табелями в три р яд а (ш ирина к а ­ ждого ряда около 2 м) с расстоянием м еж д у ними 2,5 м. З атем д обавляю т фекалий, бульдозер с двух сто­ рон выравнивает мусор и формирует ш табель высотой около 1,5 м. В одном штабеле помещается около 700 м3 отбросов, 3* 35 а всего на заводе еж егодно зак л ад ы в ае тся 16 тыс. м3 мусора. Ф екалий вносят в количестве 3 м3 на 5 м3 от­ бросов. При этом исходная влаж ность составляет 60— 65% , что считается оптимальным для процесса ф ерм ен­ тации и получения готового компоста с влаж н остью не менее 30%. Д л я интенсификации компостирования рекомендует­ ся применять оса д о к сточных вод. З а время компостирования (около 6 месяцев) отбро­ сы д в а ж д ы перелопачиваю тся погрузчиком с п ерекиды ­ вающим устройством. Тем пература в ш табеля х в течение четырех недель уд ерж и вается на уровне 60— 70°, затем постепенно сни­ ж ается. Т а к а я вы сокая температура обеспечивает з н а ­ чительный санитарный эф ф ект компоста. Готовый ком­ пост поступает на грохоты с ячейками 25 и 12 мм. К о м ­ пост с разм ером частиц менее 12 мм р азг р у ж аю т в ш т а ­ беля и выдаю т потребителю по мере надобности. Д л я обогащения готового компоста в него вносят различны е добавки: торф от 10 до 20% от веса отходов (торф транспортируется на расстояние 60 к м ), отходы м ясоком бината и молочного завода. Выход готового компоста составляет примерно 60% веса отходов. Д л я компостирования бытовых отходов в г. Л ю б л и ­ не в 1965 г. начал раб о тать компостный завод, об щ ая п ло щ ад ь которого составляет 4 га, а п р о д а ж н а я цена 1 т компоста — 6 руб. В г. Л ю блине отбросы заг р у ж аю т в один ш табель шириной 2— 2,5 м (из-за неровности поверхности ш т а ­ бельного поля и влаж ности грунта невозможно з а к л а ­ ды вать одновременно 2— 3 ш т а б е л я ) . В середине ш та б е­ л я д елаю т канавку глубиной 0,5 м, в которую вносят несброженный осадок сточных вод с расположенной вблизи завод а станции их очистки. О садок используют в количестве 25% от веса мусора. З атем д обавляю т торф в количестве 15—20% от об ­ щего веса мусора, которым прикрываю т ш табеля (без перемешивания отбросов с осадком). Д в а раза в год ш табеля перелопачивают: первый раз — через 4— 5 дней после зак л ад к и ш табеля, второй р аз — через 3— 4 недели после первого п ер елоп ачива­ ния. Тем пература в ш табелях повышается до 70°. Если 36 тем пература не поднимается, в отбросы д о б а вл я ю т во­ ду (если м атериал сухой) или проводят третье перело­ пачивание (если м атериал очень в л аж н ы й ). По истечении двух месяцев с момента з ак л ад к и ш т а ­ беля тем пература начинает падать. После шести м еся­ цев компост считается готовым, но вы груж аю т его толь­ ко через год в связи с тяж елы ми местными условиями. З а т е м компост освобож даю т от балластаВо Франции ежегодно компостируется около 1 000 000 т бытовых отходов. Из этого количества п олу­ чается 0,7— 0,8 млн. т компоста в год (с учетом д обаво к канализационного о садк а). Смесь ( 2 : 1 ) бытовых отходов и обезвоженного (до влаж ности 70% ) канализационного осадк а по сравне­ нию с обычным компостом вдвое богаче органическим веществом и имеет более высокое содерж ание азота и фосфора. Установлено, что компостирование с вы держ иванием в течение 10 дней при температуре 60— 65° полностью обеспечивает гибель болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и семян сорняков. Стоимость компоста в зависимости от сорта состав­ л яе т 1— 10 руб. за 1 т. Д л я переработки отбросов перед полевым компости­ рованием широко применяют дробилку молоткового ти­ па французской фирмы «Гондар». Н а базе таких дро­ билок действуют 24 установки полевого ком постирова­ ния во Франции и 4 — в ФРГ. Интересным, с точки зрения технологической схемы, представляется метод «Биотенк», который применяется во Франции и Италии. Бытовые отходы поступают в приемный бункер, р а с ­ считанный не более чем на трехдневный зап ас (обычно на 0,5— 1-й день). Грейферный кран подает отбросы в бараб ан н ое си­ то, в котором они делятся на три фракции. Фракции крупнее 150 мм вывозятся на свалку; ф р а к ­ ции от 25 до 150 мм через магнитный сепаратор п о д а­ ются в две п араллельно работаю щ ие молотковые дро­ билки; фракции до 25 мм, минуя дробилки, соединяются с дроблеными отходами. П л о щ а д к а для ком постирова­ ния представляет бетонное кольцо, ширина и диаметр которого рассчитываются в соответствии с количеством 37 мусора, временем компостирования и склади рован и я компоста. Бетонное кольцо имеет полуметровые бортики, а вдоль его оси проходит аэрационный трубопровод. По бортикам улож ены рельсы, на которых передвигает­ ся легкое ш атровое укры тие — биотенк, состоящий из двух частей (скорлуп) на сцепке. Д ро бл ен ы е отбросы подаются стационарным т р ан с­ портером в центр бетонного кольца и пересыпаются на передвижной транспортерОдин конец этого транспортера, находящ ийся в цент­ ре кольца, зафиксирован, а другой двигается вместе с укрытием. П е р в а я по ходу часть укрытия (вал оо б разователь) имеет несколько меньшее поперечное сечение, чем вто­ р а я (б род ильная), и за к р ы та спереди торцовой стенкой под углом естественного откоса дробленого мусора. Подвиж ной транспортер подает дробленую массу в приемник в ал о об разов ател я , где имеется у в л а ж н я ю ­ щее устройство. П о мере наполнения скорлупы масса медленно передвигается с помощью электролебедки или электрогидравлического приводаП е р в а я скорлупа (валоо б р азователь) формирует в ал в виде полукруга радиусом 7 м, что обеспечива­ ет равномерную аэрацию в ал а через центральный тру­ бопровод. П осле вал о о б р азо в ател я вал укры вается второй (бродильной) скорлупой. Через 18 дней из от­ крытого конца бродильной скорлупы выходит вал го­ тового компоста, который мож ет оставаться на п л о щ ад ­ ке для реализации. МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ П Р И Г О Т О В Л Е Н И Я К ОМПОСТА В основу механизированных методов приготовления компоста залож ены различны е приемы ускорения био­ термического процесса переработки отбросов, из кото­ рых основными являю тся следующие: 1) создание оптимальны х условий д ля развития мик­ роорганизмов (аэрац и я, тем пература, вл аж н о ст ь ); 2) физико-химическая подготовка питательной сре­ ды для микрофлоры (дробление и перемешивание о т­ бросов) ; 38 3) выбор и сознательное введение в процесс н аи бо­ лее активных и производительных микроорганизмов (бактериальны е зак ва ски ). В процессе ускоренного механизированного ко м по­ стирования осущ ествляется переработка лиш ь легко гниющей части отбросов, практически — пищевых о т ­ ходов. В этот период разлож ение органического в е щ е ­ ства происходит в основном за счет ж изнедеятельности аммонифицирую щ их микроорганизмов. Перспективны методы компостирования с пр оизвод ­ ственным циклом 1—6 дней. В нашей стране ускоренные промышленные методы об езвреж ивания и переработки твердых бытовых отхо ­ дов в компост осуществляют на м усороперерабаты ваю ­ щих зав о д ах в Л ен и нгр ад е и Москве. Подобные заводы проектируются и строятся в Ташкенте, С аратове, К уй ­ бышеве, Тольятти, Минске и в других городах. П л о щ а д ь Ленинградского завода составляет 33 га, в том числе производственного комплекса и технологи­ ческого склада — 7 га, складов готовой продукции и п лощ ад ок дозревания компоста — 26 га. Производительность завод а составляет 400 000 тыс. т; выход компоста — 80 тыс. т. В состав завод а входят следующие основные п роиз­ водственные корпуса: приемно-сортировочный, п ром е­ жуточный, главный и отделение контрольной сорти­ ровки. Технологическая схема завода представлена на рис. 4. Биотермическая переработка на Л ен и нград ском з а ­ воде осущ ествляется в горизонтальных вращ аю щ и х ся б а р а б а н а х диаметром 4 м и длиной 60 м, в которые мо­ ж но подавать отходы без предварительного их д р о б л е ­ ния. Компостируемая масса саморазогревается до + 50 °, что приводит к обезвреж иванию отбросов. Д лительность переработки составляет трое суток. Московский мусороперерабатываю щий зав о д я в л я е т ­ ся комплексным, в его состав входит м усоросж и гатель­ н ая установка для сж игания некомпостируемых отхо­ дов. С хема технологической линии Московского заво д а представлена на рис. 5. 39 Р и с. 4. Технологическая схема Л енинградского завода: 1 — контейнерный мусоровоз; 2 — бункер-накопитель с поперечны­ ми разгрузочны ми мостами; 3 — грейфер с двухчелюстным ковшом; 4 — дозирующий бункер; 5 — пластинчатый питатель; 6 — подвесной ленточный сепаратор; 7 — бункер металлолома; 8 — пресс; 9 ■— роль­ ганг; 10 — м агнитная ш айба для погрузки пакетов металлолома; 11 — мусородробилка; 12 — горизонтальный вращ аю щ ийся барабан (ф ерм ентатор); 13 — вентилятор; 14 — контрольный грохот; 15 — и з­ мельчитель компоста; 16 — склад компоста; 17 — двухосный при­ цеп для отходов с грохота Бытовые отходы, доставляемые на завод мусорово­ зами, поступают в приемный бункер, который оборудо­ ван пластинчатым питателем, подающим мусор на пе­ реработку. Н а выходе питателя из бункера установле­ ны ножи, разрезающие громоздкие части. На барабан­ ном грохоте отделяются фракции отбросов крупнее 250 мм, направляемые на сжигание. Прошедший через грохот мусор освобождается от черного металла при помощи магнитного сепаратора. Металл пакетируется прессом. Освобожденные от металла отбросы дробятся в двух параллельно работающих двухроторных дробил­ ках. 40 Р и с , 5. Схема технологической лишш Московского мусороперерабатьшающего завода: / — пластинчатый питатель приемного бункера; 2 — ножи; 3 — барабанный грохот; 4 —- пакетирующий пресс; 5 — магнитный сепаратор; 6 — детектор цветного металла; 7 — дробилка; 8 — ковшовый элеватор; 9 — шнек; 10 — коническая башня; 11 — грохот; 12 — выдача компоста; 13 — мусоросжигательная установка Отбросы, р аздробленны е до фракции 10— 15 мм, по­ д аю тся на переработку ковшовыми элевато рам и в во­ семь конических неподвижных биобашен высотою 10 м, общий вид которых представлен. Биобашни, в которых компостируемая масса сама разогревается до + 60 °, сгруппированы по четыре в к а ж ­ дой линии. С рок компостирования отбросов в биобаш нях состав­ л я е т 4— 5 суток. Сутки мусор долж ен находиться в одной биобашне, затем п ерегруж аться в другую биобашню, так к а к за сутки он слеж ивается и уплотняется, что затр уд н яет а э ­ рацию. П ерегрузка мусора способствует его перемеш и­ ванию. Компостируемая масса извлекается из-под д е ­ сятиметрового слоя с помощью подрезки ходящим по радиусу коническим шнеком. И з четвертой башни, по­ следней в технологической цепи, продукт подается на грохот. Частицы массы мельче 15 мм и прошедшие че­ рез грохот составляю т компост, а более крупные посту­ пают на сжигание. В настоящ ее время зав о д достиг производительно­ сти 500 тыс. м3 в год, или 100 тыс. т в год, и производит около 40 тыс. т в год компоста. Санитарно-гигиенические исследования показали, что компост, полученный на этих заводах, по своим свойствам мож ет быть приравнен к слабо загрязненной почве: коли-титр 0,1 — 1,0, дееспособные яйца гельмин­ тов отсутствуют, м атери ал не привлекателен д ля мух и грызунов. Компост, полученный на мусороперерабаты ваю щ их завод ах, по своему составу и свойствам долж ен отве­ чать «Временным техническим условиям на органичес­ кие удобрения (компост)», разработанны м Академией коммунального хозяйства (табл. И ) . З авод ы по изготовлению компоста из твердых бы­ товых отходов з а рубежом начали строить в 50-е годы. В н астоящ ее время их насчитывается свыше 400. В те­ чение года они о б езвреж и ваю т около 20 млн. т бы то­ вых отходов, из которых вы р абаты вается 12 млн. т ком ­ поста. З а р убеж н ы м и фирмами построено более двух д есят­ ков типов ферментаторов (установок для биотермического процесса), п ерерабаты ваю щ их бытовые отбросы 42 Таблица И Основные показатели свойств бытового мусора и органического удобрения Показатели Бытовой мусор Органическое удобрение (компост) Примечание Влажность не более, % pH не менее 60—65 5 50—55 6 ,5— 7,0 Материал дол­ жен быть сы­ пучим Органическое вещество не менее, % 25 20 Отношение С : N в пре­ делах не более 25—30 На сухое щество 20—25 Содержание питатель­ ных веществ без обо­ гащения минеральны­ ми добавками, % Азот (N) не менее 1,0 Фосфор (P.'Os) не менее 0,6 Калий (КгО) не менее 0,5 Крупность частиц (мм) не более: 50 для цветочных, овощ­ ных культур не более 25 Содержание стекла — общее количество, % 1 Крупность частиц более, мм 10 не ве­ На сухое ве­ щество То же По общему весу Частицы сте­ кла должны иметь обка­ танные края Посторонние включения (камни, металл, рези­ на, дерево, пластмас­ са и пр.): крупность более, мм частиц не общее содержание не более, % 20 5 По общему весу 43 за 1— 6 суток. Ферментаторы различаю тся высотой пе­ рерабаты ваем ого слоя (от 0,5 до 10 м ), методами пе­ рем еш ивания м а тер и ал а (вращение, пересыпка, подрез­ ка) и требованиями к предварительной подготовке о т­ бросов (степень измельчения, сортировка). К а ж д а я у ст а­ новка имеет свои положительные и отрицательные сто­ роны и применяется в определенных условиях. Горизонтальные вращ аю щ иеся бараб ан ы . И д ея ис­ пользования горизонтальных вращ аю щ и хся барабановд ля ускоренного механизированного компостирования отбросов п ринадлеж ит датской фирме «Дано». Эта ф и р­ ма оборудовала более 110 заводов, больш ая часть име­ ет одну технологическую линию с б араб ан ом п роизво­ дительностью 20— 50 т мусора в сутки. Но имеется р я д крупных заводов, на которых смонтировано несколько б арабан ов: римский (8 б ар а б а н о в ), лестерский (6 б а р а ­ банов) . Н а большинстве заводов в б араб ан ы подаются не­ дроблены е отходы, сортировка которых ограничивает­ ся извлечением черного м еталлолом а. В Ш вейцарии крупногабаритные отходы предварительно и зм ельчаю т­ ся в дроби лках крупного дробления фирмы «Бю лер» ( Ф Р Г ). Во Франции в настоящ ее время действуют заводы системы «Карель-Ф уш е» производительностью 5— 150 т мусора в сутки. П ер ераб о тка мусора в компост осущ е­ ствляется в многоэтажных баш нях с жалю зийны ми пе­ рекрытиями. Мощность этих установок — 60— 350 т м у­ сора в сутки. Н а переработку в ж алю зи й ны е башни подаю тся от­ ходы, обязательно прошедшие предварительную с е п а р а ­ цию и дробление. Д робл ен ы е отходы системой конвейе­ ров или грейфером подаются на верхний э т а ж (в башне обычно шесть эт а ж е й ). К а ж д ы е сутки поддоны (м е ж ­ д уэтаж н ы е перекрытия) поворачиваются вокруг своей оси, ка к ж а л ю зи (отсюда и назван ие), и компостируе­ м ая м асса пересыпается на следующий этаж . Толщ ина слоя м атери ал а на э та ж е 0,5— 0,8 м. Через 1,5 суток по­ сле загрузки на втором (считая сверху) э т а ж е тем пе­ р атура компостируемой массы достигает 65— 70° при в лаж ности 50—60%. При этом рекомендуется до бавл ять в отходы к а ­ нализационный осадок для ускорения процесса компо­ 44 стирования и повышения удобрительной ценности к о м ­ поста. З а рубежом т а к ж е построили заводы с и сп ользова­ нием круглой восьмиэтажной башни (по методу «ИрпТомас») в качестве ферментатора. Производительность б аш н и — 50 т мусора в сутки, диаметр ее — 6 м, высо­ та — 9 м. Н а Филиппинах эксплуатируется м ус ороперерабаты ­ ваю щ ий завод, построенный фирмой «Софрани» (Ф р а н ­ ц и я ), производительность которого — 300 т отходов в сутки. Фирма рекомендует у в л аж н ять мусор на евро ­ пейских зав од ах и осушать его на заводах, построенных в тропиках, где влаж н о сть мусора достигает 70%. С у ш ­ к а осущ ествляется подачей сухого воздуха в к ам еру а к ­ тивизации. Отбросы из приемного бункера загр у ж аю тся в д ви ­ ж ущ иеся открытые платформы вместимостью 60 м3 (30 т мусора), стенки которых выполнены из реш еток с большими отверстиями. Ежедневно загр у ж аю тся 10 платформ. П латф орм ы , перемещаемые электролебедкам и, п ер­ вые 24 ч находятся в зоне нагревания (к ам ер а ак ти в и ­ з а ц и и ). К огда тем пература отходов достигнет 20— 30°, отходы опрыскиваю т раствором су льф ата аммония (до 3% от веса мусора по сухому вещ еству). Д а л е е п л а т ­ формы перемещаются в общий зал, где находятся трое суток. Тем пература компостируемой массы достигает 65°- П о истечении четырех суток платформы р а з г р у ж а ­ ются на ленточный питатель шириной 4 м. З а т е м со д ер­ ж и м ое платформ (компост) подается на механическую обработку. И С П О Л Ь З О В А Н И Е КОМПОСТА В К А Ч Е С Т В Е ОРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ И БИОТОПЛИВА Компост, полученный из твердых бытовых отходов, т а к же, ка к и конский навоз, является полным, всесто­ ронне действующим удобрением, так к а к в его состав входят все необходимые для роста и разви тия р а с т е ­ ний элементы, в то время ка к минеральные удобрения действуют по отдельным элементам. В компосте различаю т четыре основных компонен­ та, которые действуют на плодородие почвы, а т а к ж е на рост и развитие растений: 45 1) органическая перегнойная часть со специфичес­ ким действием (увеличение адсорбции и сопротивляе­ мости болезням, влагоемкости, улучшение структуры почвы, биологической ак ти в н о сти ); 2) основные действующие вещества и витамины; 3) макро- и микроэлементы; 4) выделяющийся углекислый газ. Таким образом, компост из твердых отбросов приме­ няется ка к органическое удобрение, но в первую оче­ редь его следует использовать ка к биотопливо для вы ­ ращ ивания ранних овощей. В этом случае доход, п олу­ чаемый с 1 т компоста, составляет 15— 25 руб. и более. В зависимости от исходного м атери ала, способа приготовления, времени хранения и других условий фи­ зико-химический состав компоста имеет широкие пре­ делы колебаний. В таблице 12 приведены физико-химические показаТаблица 12 Физико-химический состав компоста и навоза (% на сухое вещество) Компонент Компост Навоз свежий (на соломенной подстилке) Влажность, % сырой массы 22,0— 50,0 64,6— 77,3 Органическое вещество Азот общий 40,0— 55,0 84,0— 9 0 ,0 0,8— 1,3 1,9— 2,3 Азот аммиачный 0 ,1 2 — 0,20 0 ,6 1 — 0 ,7 2 Фосфор Калий 0,56— 0,70 0,69— 0,97 0 ,3 — 0,6 1,80— 2,20 Кальций Хлор 2,5— 6,0 0,65— 1,76 0,58— 0,90 — Бор Марганец Медь 0,0 0 0 5 — 0,003 0,00045— 0,0052 0 ,0 2 8 — 0,05 0,0075— 0,0549 0 ,0 3 — 0,04 0 ,0 0 0 7 6 - 0 .0 0 4 0 Кобальт Цинк 0 ,0 0 0 0 5 — 0 ,0 0 0 2 0 .0 0 0 0 2 5 — 0 ,00047 0 ,0 5 0 — 0 ,0 9 0 0,0 0 4 3 — 0,0247 Молибден 0 ,0 0 1 — 0,0001.5 0.0000&*— 0 ,0 0 0 4 2 6,0— 7,5 — 0 ,5 0 — 0,85 — pH Средняя плотность, т/м3 46 тели компоста и навоза, из которых видно, что компост, полученный в городах Советского Союза, отличается высоким содержанием органического вещества. П ри сравнении химических анализов компоста с н а ­ возом оказы вается, что хотя навоз значительно богаче органическим веществом и N P K , на самом деле из-за высокой влаж ности навоза на 1 т сырого вещ ества ко­ личество органических веществ и питательных элем ен ­ тов будет значительно выше у компоста. Н апри м ер, ес­ ли содерж ание органического вещества (по сухому в е ­ ществу) в навозе составляет 85% , а в компосте 40% (при влаж ности навоза 75% , а компоста 3 0 % ) , то ф а к ­ тически в 1 т сырого вещества количество органическо­ го вещества в компосте будет 28% , а в навозе — 2 1% . Компост по сравнению с навозом отличается особен­ но высоким содержанием извести. Внесение компоста в количестве 30 т/га равноценно применению 1 т извести. Д ан н ы е по агрохимической оценке компоста, полу ­ чаемого из бытовых отходов в городах других з а р у б е ж ­ ных стран, приведены в таблицах 13— 14. Необходимо отметить, что микроэлементы, с о д е р ж а ­ щ иеся в компостах, можно разделить на две категории: 1) физиологически необходимые растениям — медь, цинк, марганец, хром, бор; 2) ядовитые д ля растений — ртуть, кадмий, свинецАнализы компостов и почвы показали, что микро­ элементы в них содерж атся в умеренном количестве и в почве они в больших величинах не н акапли ваю тся. И мею тся земли, которые в течение 20 лет у д о б р я ­ лись компостом в больших дозах. О днако на них не было обнаружено растений, погибших из-за кон ц ен тра­ ции вредных микроэлементов. Основная причина отравления растений ядовитыми веществами заклю чается не в количественном с о д е р ж а ­ нии этих веществ в почве, а в их растворимости. П ричем это относится не только к микроэлементам, но и к м а к ­ роэлементам. Известны случаи гибели растений из-за большого количества растворенного в воде бора, в то врем я ка к бор в нерастворенном виде является совершенно без­ вредным. Такие элементы, ка к ж елезо и алюминий, т а к ж е вредно действуют на растения, особенно если они на47 Таблица Химический состав 13 компоста, ж идкого канализационного осадка и навоза в Голландии (% на сухое вещество) Навоз Компонент Компост Жидкий кана­ лизационный осадок жидкий твердый 38,5 65,0 2,51 1 Органическое вещество Азот Фосфор Калий Кальций Магний Натрий Хлор Железо Марганец Цннк Свинец Хром Медь Кадмий Никель Ртуть Мышьяк Сурьма Бор Кобальт Молибден 32,1 0,56 0,44 43,5 2,35 16,15 2,77 0,77 1,58 0,26 0,22 30,77 1,72 3,20 0,49 0,28 3,86 — 0,30 — 1,91 0,79 0,26 4,50 0,20 3,85 0,17 38,46 2,8708 0,0831 — 0,46 0,93 0,860 0,0320 0,1550 0,0850 0,1650 0,0246 0,0150 0,0133 — — 0,0725 0,0420 — 0,0014 0,0010 0,0100 0,0008 — — 0,0029 — — 0,0007 0,0010 0,0012 — — — — — 0,0010 — — 0,0230 0,0070 — 0,0013 0,003 0,0009 — — — — 0,002 0,001 — — — — — — ходятся в сильно растворенной форме. Это бывает в том случае, если значение pH и окислительно-восстано­ вительный потенциал очень низкие. Многие почвы, особенно в Нечерноземной зоне (д ер­ ново-подзолисты е), имеют низкое значение pH. Р еак 48 Таблица 14 Физико-химический состав компостов из бытовых отходов в ГДР Содержание, % на сухое вещество Компонент в общем в среднем Влажность, % сырой массы 11,4— 46,0 29,6 Средняя плотность, т/м3 0 ,4 9 — 0,94 0,71 Влагоемкость, % 4 2 ,1 — 139,9 83,9 Органическое вещество, % сухого вещества Углерод 13,5— 56,7 29,8 7,1— 27,1 16,3 Азот Аммоний 0,22— 1,27 0,64 0 - 0 ,1 9 0 0,065 Нитраты 0 — 0,057 0,011 рн 6,5— 9,0 Фосфор 0 ,0 2 — 0 ,4 2 7,56 0,24 Калий 0,10— 0,77 0,25 Кальций Магний 1,9— 9,4 5,1 0,31— 0,74 0,51 Ж елезо 2,08— 7,23 3 ,7 6 Алюминий Цинк 2,09— 2,57 2,39 0,1390— 0,1890 0,1632 Марганец 0,1465— 0,2185 0 ,1 6 6 6 дня среды (pH) мож ет быть повышена за счет внесе­ ния в почву извести. П ри этом очень эффективными оказы ваю тся компосты из твердых бытовых отходов, ко ­ торые, ка к указы валось ранее, содерж ат большое коли­ чество извести. Р астворимость микроэлементов в компостах по мере созревания последних меняется. П лодородие почвы находится в прямой зависимости от ее биологической активности. Органические и минеральные удобрения являю тся оснбвными ф акторам и повышения эффективного п лод о­ родия почв, а следовательно, и источником получения 4—5004 49 высоких и устойчивых у р ож аев сельскохозяйственных культур. Органическое вещество, поступая в почву, под­ вергается частичной минерализации с высвобождением углекислоты, элементов азотного и зольного питания растений. Однако некоторая часть поступающего в поч­ ву свежего органического вещества в результате с л о ж ­ ных биологических и физико-химических процессов п ре­ в р ащ а ется в комплекс органических соединений — гу­ мусовых веществН акопление органического вещества в форме гуму­ са имеет важ ное значение д ля поддерж ания устойчиво­ го плодородия почвы, улучшения физико-химических свойств почвы, ее структуры, а т а к ж е водного и воз­ душного режимов. Органические удобрения являю тся источником не только основных элементов питания д ля растений, но и сод ерж ат биологически активные вещ ества (ви там и ­ ны, ауксины, ам и н оки сл оты ), необходимые для роста и развития растений. Биологически активные вещества, образую щ иеся при разлож ени и органических остатков, оказы в аю т ка к прямое действие на растения — непо­ средственно используются корневой системой, т а к и кос­ венное — активизируют ж и знедеятельность полезной м икрофлоры почвы. В растениях, выращ енных на почве, удобренной н а ­ возом, витаминов содерж ится больше, чем на неудоб­ ренной почве. Установлено, что за счет углекислого газа, о б р азу ю ­ щегося при разлож ении в почве органических у д о б р е­ ний (для парников и утепленного грунта выход у г л е ­ кислого газа составляет 0,3— 0,6 кг/м2, в открытом грун­ т е — 200—300 кг/га в сутки), у рож ай зерновых культур, сахарной свеклы, картоф еля, особенно овощных, мож ет повыситься на 20,0—50,0%. К роме того, с органически­ ми удобрениями вносится большое количество полезных микроорганизмов, под воздействием которых тр уд нор ас­ творимые и неусвояемые химические соединения почвы переходят в водорастворимые формы, доступные д л я корневого питания растений. Так, по данным Е. Н. М ишустина, на полях С ол и ­ камской опытной станции, удобренных навозом, кол и ­ чество микроорганизмов увеличилось в 2—3 р а з а по сравнению с неудобренными участками. 50 Органические удобрения создают условия д л я более эффективного использования минеральных, так к а к в не­ сение одних минеральных удобрений приводит к п о ­ вышению концентрации солей в почвенном растворе, что мож ет отрицательно подействовать на рост и р азвитие растений, особенно на кислых почвах. Д ействие органических удобрений на прибавку у р о ­ ж а я не исчерпывается одним годом, оно длительно п ро­ является на у рож ае последующих культур. Компост из бытового мусора, внесенный в почву, улучш ает не только ее физические свойства, но и в л и я ­ ет на химический состав. В связи с тем, что каж д ы й урож ай уносит из почвы значительное количество зольной и азотной пищи р а с т е ­ ний, причем, чем выше урожай, тем большее коли чест­ во питательных элементов выносится из почвы (табл. 15). П оэтому особое значение имеет применение органических удобренийТаблица 15 Вынос питательных элементов из почвы Вынос, кг на 1 га Растения Урожай, ц,'га Озимая пшени­ ца азота фосфора калия 16,5 25,0 45,0 81,0 20,8 37,0 27,0 75,0 Горох 12,5 20,0 72,0 115,0 18,1 30,5 42,0 — Сахарная свек­ ла 270 400 116,0 197,0 42.0 70,0 157,0 2 4 2 ,4 Многолетними опытами Всесоюзного научно-иссле­ довательского института удобрений и агропочвоведения (ВИУА) установлено, что к а ж д а я тонна навоза, внесен­ ного в почву, в основных почвенно-климатических з о ­ нах нашей страны повышает урож ай всех культур сево­ оборота на 1 ц (в переводе на зерно), а во многих р а й ­ онах Нечерноземной зоны — значительно выше. Р аботы , проведенные в Голландии, показали, что ежегодное применение 10 т компоста на 1 га позволяет повысить содерж ание органического вещества на 1%. 4* 51 Таблица 16 Влияние компоста на урожай различных культур Прибавка урожая , ц/га Урожай, ц/га Вариант Прибавка урожая, % картофоль овсяно­ гороховая мешанка* озимая пшеница** картофель овсяно­ гороховая мешанка озимая пшеница Контроль 179 53,2 28,1 — — — 40 т/га компоста 200 73,0 31,3 21 19,8 3 ,2 40 т/га смеси обезвре­ женного мусора и осадка сточных вод 196 не учтено 31,6 17 _ Фосфор 60 кг 186 60,8 27,0 7 РеоКбо+компост, по 30 т/га 202 69,0 28,7 РбоКбо+смесь компоста и осадка сточных вод по 30 т/га 201 67,4 30,7 и калий овсяно­ гороховая мешанка озимая пшеница — — 11,7 37,2 11,4 3 ,4 9 ,5 _ 12,1 7,6 — 1,1 3 ,9 14,2 - 3 ,6 16 8,2 1,7 8,6 13,5 6 ,3 15 6,6 3 ,7 8,1 10,8 13,7 картофель по * 1-е последействие. ** 2-е последействие. АКХ совместно с ВИУА в течение четырех л ет п р о­ водила работу по испытанию компоста из мусора, по­ лученного на полупроизводственной механизированной установке в Л ю берцах. Опыты проводили на тяж елом суглинке Ц е н т р а л ь ­ ной опытной станции ВИУА в Барыбино. В первом опы­ те компост испытывали в дозах 30 и 40 т/га на фоне и без фона фосфатно-калийного удобрения на картофеле, овсяно-гороховой мешанке, убиравш ейся на зеленый корм, и озимой пшенице. Состав компоста (% на аб со ­ лютно сухое вещество): общий а з о т — 1,06, общий ф ос­ ф о р — 0,6 и общий калий — 0,7. Полученные результаты показали, что действие компоста не ограничивается од ­ ним годом (табл. 16). П р и б авки у р о ж а я картофеля, овсяно-гороховой м е­ ш анки и озимой пшеницы при внесении компоста к о л е­ бались соответственно в пределах 8— 11,6; 10,8— 37,2 и 6 , 3 - 1 3 ,7 % . Второй опыт проводили для установления влияния компоста разны х сроков выдерж ки на урож ай ка р то ф е ­ ля (табл. 17). Мусор, обезвреженный в установке и не ком постиро­ ванный в ш табелях, обозначен 0; мусор, ком постирован­ ный в течение одного и 3,5 месяца, — соответственно 1 и 3,5. И спы тание разны х сроков выдерж ки компоста п о к а ­ зало, что свежий компост, полученный из установки, не нуж д ается в последующем дополнительном ком по­ стировании. П р и б ав к а клубней картоф еля во втором опыте о к а ­ за л а с ь более высокой, чем в первом, что, видимо, обу­ словлено более высоким качеством применявшегося компоста (азот 1,5— 1,9%). В результате проведенных опытов установлено, что при внесении компоста под картофель в дозе 30 т/га п р иб авка у р о ж а я составляет 16—54 ц/га, чистый доход с 1 г а —-56 руб- (без учета последействия). И сследования по влиянию компоста из мусора на посевы травосмеси из рай граса пастбищного, м ятли ка лугового, пырея бескорневищного и карто ф ел я п о к а з а ­ ли, что компост длительно действующее удобрение. Т а к , при внесении 30 т/'га компоста прибавку у р о ­ ж а я зеленой массы в первый год получили 18,1%, а на 53 Таблица Действие 17 компоста различных сроков компостирования на урож ай картофеля Прибавка Вариант Клубни, ц/га ц;га Без удобрения 166 — — Компост (0), 30 т/га 209 25,9 Компост (1), 30 т/га Компост (3,5), 30 т/га Компост (01), 60 т/га 212 220 43 46 54 192 234 26 32,5 15,7 68 40,9 230 64 38,6 Компост (1), 60 т/га Компост (3,5), 60 т/га 27,7 второй г о д — 18,5%, кустистость мятлика лугового у в е­ личи лась на 27% , п р иб авка у р о ж а я картоф еля состави­ л а около 30 ц/га. Внесение 40— 60 т/га компоста для однолетнего л ю ­ пина и календулы способствовало выращ иванию ц ве­ точных растений высокого качества и более устойчивых к грибным заболеваниям. Сектор озеленения Академии коммунального х озяй ­ ства при использовании компостов под сеянцы д е к о р а ­ тивных кустарников—сирени, калины, цветочных р асте­ н и й — ф и алку садовую, петунью гибридную, антирринум большой, т а б а к душистый, настурцию большую и г а ­ зонные т р а в ы — овсяницу красную, райграс пастб и щ ­ ный, м ятлик луговой, полевицу белую так ж е получил полож ительны е результаты. П од действием компоста увеличивается высота т р а ­ востоя, степень кустистости, интенсивность кущения, н а ­ растан ие зеленой массы, а т а к ж е высота растений, д и а ­ метр цветов, количество цветов и семян, цветоносных побегов. Опыты, проведенные на Л енинградской п лодоовощ ­ ной станции, показали, что при внесении компоста, по­ лученного на м усороперерабаты ваю щ ем заводе, под к а ­ пусту из расчета 25 т/га ур о ж а й ее составил 675 ц/га, 54 что на 56 ц выше, чем на контроле без удобрений и на 54 ц больше, чем при использовании 50 т/га навоза. У рож ай столовой свеклы при внесении 20 т/га ком по­ ста был 277 д/га, что на 58 ц превыш ает ур ож ай на контрольном участке и по эффективности соответствует внесению 40 т/га навоза. В учхозе ТСХА «Отрадное» применение компоста, полученного из бытового мусора г. Москвы, увеличило в 1,5 р а за урож айность огурцов (до 15 кг/м2), с о к р ати ­ ло сроки их вы ращ ивания (на 12— 15 дней), упростило технологию и в 1,5 р а за снизило себестоимость. В 1974 г. в совхозе «Заречье» Московской области компост в качестве биотоплива использовали на п ло ­ щ ади 9 тыс. м2. При этом получили по 18,5 кг огурцов, в то время ка к в теплицах без подогрева грунта у р о ж а й был в 1,5 р а за меньше. П ри внесении компоста Л енинградского зав о д а в к а ­ честве биотоплива в совхозе «Победа» Л енинградской области на 12 дней сократился срок вы ращ и вани я о г у р ­ цов и повысилась их урож айность по сравнению с уч аст­ ками, где в виде биотоплива применяли навоз. Биотопливо из бытовых отходов имеет ряд п реи м у­ ществ перед навозом, так ка к горит более интенсивно и в ранневесенний период обогревает не только грунт, но и воздух в теплицах- Это позволяет провести посев семян овощных культур, рассады огурцов на шесть дней раньше, чем при использовании навоза. Интенсивное горение биотоплива обеспечивает более высокое сод ер ­ ж а н и е углекислого г а за в воздухе теплиц. Таким образом, компост в качестве биотоплива в теплицах и парниках наиболее эффективен при его по­ следующем использовании ка к удобрения в открытом грунте. З а рубежом компосты из мусора широко прим еняю т­ ся в овощеводстве, полеводстве, садоводстве, ц ветовод­ стве, виноградарстве и лесоводстве. Так, в Голландии, где ежегодно продается свыше 140 000 т высококачественного компоста, его используют следующим образом: 6 0 % — для парков, архи тектурно­ го садоводства и получения цветочных луковиц, 13% — в теплицах, 8% — для удобрения плодово-ягодных к ул ь ­ тур,, 7 % — улучшения лесных площадей и 1 2 % — д ля неспециализированного сельского хозяйства. 55 Применение компоста в Голландии в дозе 25— 50 т/га под зерновые культуры способствует увеличению у р о ж а я до 10%. При набивке парников компостом, по­ лученным на установке «Дано», толщиной 30 см (0,4 м3 на рам у) и засы пке землей слоем 20 см тем пература в п ар н и к ах становится аналогичной тем пературе конско­ го навоза. В Ф Р Г компост используется следующим образом: 7 0 % — на виноградниках и д ля борьбы с эрозией поч­ вы, 20% — в городском парковом хозяйстве и садоводст­ ве, 5% — д ля восстановления плодородия почв и 5% — д ля неспециализированного сельского хозяйства. Внесение компоста в количестве 100 т/га в плодоно­ сящ их н асаж д ен иях яблони и вишни ( Г Д Р ) д ает поло­ ж и тельны е результаты: у рож ай яблок сорта «Н али в бе­ лый» с одного дерева за три года повышается от 13 до 76 кг по сравнению с уро ж аем , получаемым с деревьев на участках, где вносятся минеральные удобрения, ви­ ш н и — 4— 7 кг. Ни в одной отрасли сельского хозяйства вопрос о сн аб ж ени и перегноем не стоит так остро, к а к в вино­ градарстве. Главным образом это относится к районам с сухим климатом, где мульчирование проводят редко, а атмосферны х осадков, особенно на склонах, не х в а ­ т ает д а ж е д ля произрастания трав, поэтому гумуса в таких почвах содержится мало. П р а к ти к а по казал а, что удобрение компостом уве­ личивает уро ж ай винограда и содержание са х а р а в яго­ дах, а т а к ж е ускоряет их созревание. Так, калий играет главную роль в накоплении углеводов в разных частях лозы , придает ей устойчивость против болезней и уск о­ р яет вызревание, а б лагодаря фосфору и извести по­ в ы ш ается сахаристость винограда. Р аботы , проведенные в учебном хозяйстве в Вейнсбурге ( Г Д Р ) , показали, что внесение компоста в почву в количестве 50— 150 т/га увеличивает урож айность ви­ н о град а на 7— 31% по сравнению с теми участками, где используют навоз. Н а участках, удобренных компостом, в последующие годы почва более устойчива против эр о­ зии, а т а к ж е лучш е впитывает и уд ерж и вает влагу. При внесении 20 т/га компоста урож ай виноградной лозы увеличивается на 25%, а урожайность на лугах (при д озе 20 т/га компоста) повышается на 18— 37%. 5в К роме того, компосты широко применяют на вино­ градн иках и в плодовых садах южных районов Ф р ан ­ ции. П ри внесении компоста в дозе 2,5—25 т/га под такие овощные культуры, ка к картофель, с а х ар н ая свекла и ц ветная капуста, прибавка у р о ж а я составляет от 25 до 60% . Применение компоста под землянику в Бельгии дает полож ительны е результаты: равномерное и ускоренное (на 7— 10 дней) созревание плодов, увеличение у р о ж а я на 15%. больш ая устойчивость кустов к болезням, по­ вышение сахар а в плодах. Высокий выход глоксиний получается при д о б а в л е ­ нии 2 кг компоста на 1 м2. Хорошие результаты получе­ ны для цинерарии, хризантем и пеларгоний при д о б а в ­ лении от до Уз компоста к чернозему. Д обавл ен и е 300 кг компоста на 100 м2 положительно ск азы вается на развитии кустов роз. Компост применяется т а к ж е в Японии, где доза его 10— 15 т/га увеличивает не только ур ож ай овощных культур (лук, редис, салат, сах ар н ая свекла, сельдерей, белокочанная капуста) и земляники, но и способствует повышению содерж ан ия са хара в сахарной свекле на 6— 12%, а в зем лянике на 9% . Т аким образом, компост из твердых бытовых отхо­ дов, по своим качествам близкий к конскому навозу, ока зы в ае т положительное влияние на все виды сель­ скохозяйственных и декоративных культур, а т а к ж е на зелены е насаждения. В среднем прибавка у р о ж а я в зависимости от вида культур, почвы и других условий колеблется от 10 до 50% . Компост улучш ает физико-химические свойства почвы и имеет длительный период последействия. Время, способы и дозы внесения компоста зависят от рода удобряемой культуры, вида почвы, степени со­ зревания компоста и от других условий. Так, лучшие результаты на тяж ел ы х глинистых почвах д аю т неспе­ лы е компосты, а на легких песчаных почвах — спелые. Н а удобренных, структурных почвах доза внесения компоста ниже, чем на неудобренных, м а лоп лодород­ ных. И з всех сельскохозяйственных растений д ля ози ­ мых и яровых зерновых культур требуются менее высо­ кие дозы компоста при прочих равных условиях, по 57 сравнению с картофелем, сахарной свеклой и другими техническими культурами. Под овощные культуры (огурцы, морковь, лук, с а ­ л а т ) , кукурузу, подсолнечник и бобовые растения ц еле­ сообразно вносить перепревший компост осенью или весной из расчета 20—30 т/га один р аз в два-три года с заделкой на глубину 15 см. При внесении компоста с минеральными удобрения­ ми его дозу со кращ аю т наполовину. Капуста, картофель, сах ар н ая и кормовая свекла, брю ква и томаты в одинаковой степени хорошо перено­ сят как свежий (непосредственно из установок), так и перепревший компост. Время внесений его — осень, зима и весна; норма — один раз в два-три года из р а с ­ чета 30—40 т/га. Д ействие компоста значительно повышается при д о ­ полнительном орошении, особенно в засуш ливых р ай о ­ нах. В таблице 18 приведены сроки и нормы внесения компоста под различные культуры. Д л я удобрения декоративных культур компост с л е­ дует вносить один раз в два-три года. П од цветочные растения открытого грунта и газонные травы его з а п а ­ хивают на глубину 15— 20 см, при посадке ж е деревьев и кустарников (стандартные саж енцы) компост кладут в лунки и ямы, предварительно смеш ав его с землей. Д о за компоста на яму рассчитывается в зависимости от ее д иам етра (на 2 м2 вносят 12 кг компоста). П о сад ка растений или посев семян непосредственно в компост не допускается. Д л я газонов из овсяницы красной или рай граса п а­ стбищного лучшей является доза компоста 45— 60 т/га, а для настурции большой — 30— 45 т/га. При посеве се­ мян цветочных растений в закры том грунте при д а л ь ­ нейшей распикировке для фиалки садовой, петуньи гиб­ ридной, антирринума большого, т а б ак а душистого ре­ комендуются соотношения компоста и почвы 1 :4. В городском озеленении д ля улучшения искусствен­ ных грунтов вместо растительной земли можно исполь­ зовать компост в смеси с грунтом в соотношении 1 :4; при создании газонов полученную землю у к л ад ы ваю т слоем 10— 20 см, для цветников — слоем 40 см. Свежий компост (допускается сокращенный срок 5S Таблица 18 Сроки и нормы внесения компоста Сезон внесения Культура Норма внесения, т.га Картофель Осень, зима, весна Свекла сахарная Осень, зима 20 Осень, зима, весна 30 Осень, зима, весна Осень 2 5 — 35 Капуста Осень, зима, весна 40— 50 Огурцы Рекомендации вуют То же » » кормовая Кукуруза Хмель Томаты Лук Луговые травы Фруктовые деревья Декоративные деревья и кустарники Лесопосадки 15— 18 18 отсутст­ Зима 30 40 30 20 Осень, зима, весна 25— 35 Весна, лето, осень 2 5 — 30 Осень, зима, весна 20— 35 выдержки в установках) целесообразно применять в к а ­ честве биотоплива, а так ж е в открытом грунте ка к о р ­ ганическое удобрение. Н а парниковую раму биотопливо уклады ваю т слоем 0,6— 0,7 м3/м2 (0,4— 0,5 т/м2), а в утепленном грунте — 0,3 м3/м 2 (0,20 т/м 2) в виде сплошной «постели» д л я теп­ лых гряд. СОДЕРЖАНИЕ Состав и свойства твердых бытовых отходов . . . . Физические с в о й с т в а ............................................................... Химические свойства ................................................................ Санитарные с в о й с т в а ........................................................ ....... Основы биохимических методов переработки твердых быто­ вых отходов в компост ........................................................ . Биологические основы биотермического процесса перера­ ботки ............................................................... ....... . . . Физико-химические факторы, влияющие на биотермический процесс переработки ........................................................ Простейшие методы приготовления компоста . . . . . Полевое к о м п о с ти р о в а н и е........................................................ Компостирование с принудительной аэрацией . . . Компостирование с предварительным дроблением . . . Компостирование древесной листвы и растительных ос­ татков ............................ ............................................................... Механизированные процессы приготовления компоста . . . Использование компоста в качестве органического удобрения и бищ'оплива ...................................................................... . 4 5 8 9 12 12 16 20 21 24 26 28 38 45 К узьменкова Алевтина Михайловна ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПОСТОВ И З ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ Зав. редакцией A. JI. С к у л ь с к а я Редактор И. П. Н е з г о в о р о в а Обложка художника И. В. М а р т ы н ю к а Технический редактор Н. В. Г а н и н а Корректоры А. В. К р ы м о в а , Г. Д. К у з н е ц о в а J1 88251 Сдано в производство 17/VI-76 г. Подп. к печ. 3 1 /V IIl-7 6 r. Объем 3,36 уел. печ. л., 3,04 уч.-изд. л. Бум. № 2 Формат 84ХЮ8'/з* Тираж 16 ООО экз. Изд. № 1464 Заказ 5004 Цена 10 коп. Россельхозиздат, г. Москва, Б-139, Орликов пер., За г. Владимир, областная типография им. 50-лет.ия Октября, Офицерская, 33 К у з ь м е н к о в а А. М. К 89 И спол ьзовани е компоста из твердых быто­ вых отходов. М., Россельхо зи зд ат, 1976. 60 с. с ил. В брошюре рассмотрены простейшие способы приготовле­ ния компоста из твердых бытовых отходов. П оказано значение компоста как органического удобрения и биотоплива. Рассчитана на агрономов, работников коммунального хозяй­ ства, а такж е на огородников и садоводов-любителей. 631.8 62 УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ! И зд ате ль ств о сельскохозяйственной л и т е­ р атуры Р о ссель х ози зд ат п р ед ла гает В аш ему вниманию книги, вы ходящ ие в 1976 г.: С и н д я ш к и н а Р. И. , Г р ы з л о в Б. П. Тукосмеси и их применение. 3 л., 40 000 экз. В брошюре дана краткая характеристика тукосмесей и показаны преимущества использования смешанных удобрений. Описаны изме­ нения свойств сухих тукосмесей при различных сроках хранения. Приводится методика расчета компонентов для приготовления туко­ смесей. Рассчитана на агрономов, бригадиров, звеньевых, руководите­ лей хозяйств. 63 Т о л с т о у с о в В. П. Удобрение и качест­ во сельскохозяйственной продукции. 4 л., 40 ООО экз. В книге показано влияние азотных, фосфорных, калийных удоб­ рений и их сочетаний на качество продукции зерновых, технических, овощных и кормовых культур в зависимости от зоны их возделыва­ ния. Изложены прогрессивные способы применения удобрений, спо­ собствующие повышению качества сельскохозяйственной продукции. Рассчитана на специалистов и руководителей колхозов и совхо­ зов.
