Ученые доказали эффективность компостирования старых кородревесных отходов

Эффективность использования технологии компостирования для утилизации старой коры и древесных отходов даже при низких внешних температурах доказали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 7 августа сообщает пресс-служба вуза.

С учетом того, что Россия по запасам древесины занимает второе место в мире и обладает развитой лесоперерабатывающей промышленностью, проблема утилизации отходов этой промышленности стоит в стране достаточно остро.

За год кородревесные отходы в России составляют порядка 2 млн тонн, но в переработку попадает только 2% из них. Свежие кородревесные отходы в настоящее время используются в производстве древесных плит, активированного угля, топливных брикетов. Остальные 98% вывозятся на короотвалы для хранения. Однако старые частично разложившиеся в короотвале отходы невозможно использовать для получения вышеперечисленных продуктов.

При длительном хранении загрязняющие вещества из частично разложившиеся отходов вымываются в окружающую среду дождями и талыми водами, не редкость и возникновение на короотвалах сложно ликвидируемых пожаров.

Ученые ищут оптимальный по экономичности и экологичности вариант утилизации таких отходов. Этим методом может стать их компостирование, поскольку оно позволит завершиться за короткое время в аэробных условиях процессу разложения старой коры и древесных отходов, которое уже началось в короотвале.

При компостировании микроорганизмы разлагают органические отходы с выделением тепла и образованием углекислого газа, воды и гумуса. Последний может быть использован в качестве технического грунта или удобрения.

Процессы микробиологического разложения наиболее активно протекают при плюсовых температурах окружающей среды. Существует возможность, что пониженные температуры приведут к остановке процесса компостирования и промерзанию компостной массы.

Поскольку в России лесоразработки с короотвалами располагаются на территориях, где 5–8 месяцев в году температура не бывает выше +10 °С, то эта проблема очень актуальна, тем более что технология полевого компостирования старой коры и древесных отходов в буртах наименее затратна и проста в реализации.

Бурты — это большие насыпи компоста в форме трапеции, которые сверху покрывают слоем земли. Ученые ПНИПУ решили на опыте проверить, будет ли проходить процесс компостирования старых кородревесных отходов в буртах на открытой площадке в холодный период года.

Они закомпостировали в двух буртах на открытой площадке 22,3 тонны кородревесных отходов, взятых на старом короотвале, добавили минеральные удобрения, а сверху укрыли всё плотным полотном, которое предохраняло бурты от раздувания ветром, пересыхания верхнего слоя и сохраняло воздухообмен и доступ кислорода.

Эксперимент проходил в течение 60 дней при температурах атмосферного воздуха от +10 С до -14 °С. Одновременно с полевым компостированием ученые проводили этот процесс в лабораторных условиях с температурой воздуха 30–35°С.

Процесс биохимического разложения органического вещества в компосте экспериментаторы отслеживали по следующим показателям: влажность, кислотность среды, температура, химическое потребление кислорода, потери массы при прокаливании, дыхательная активность.

Исследование показало, что температура воздуха оказывала воздействие на процессы в компостной смеси лишь до глубины в 7 сантиметров. Более глубокие слои не реагировали на внешнее похолодание — во всё время эксперимента там сохранялась теплая среда, что свидетельствовало о непрекращающихся процессах микробиологического разложения органики, которое сопровождается выделением тепла.

Результаты проведенного исследования ученые ПНИПУ представили в статье «Компостирование старой коры и древесных отходов в холодных погодных условиях», опубликованной в журнале MDPI Sustainability, 2023.

Доктор технических наук, профессор кафедры «Охрана окружающей среды» Пермского Политеха Наталья Слюсарь рассказала об исследовании:

«По окончании 60 дней компостирования в лабораторных условиях значения физико-химических показателей компостных смесей были близки к значениям показателей после полевого компостирования, что говорит о незначительном отрицательном влиянии холодных температур атмосферного воздуха на процесс полевого компостирования старых кородревесных отходов».

Ученые ПНИПУ отмечают, что получающийся в результате компостирования гумус, согласно ГОСТ, может быть использован в качестве технического грунта при условии установки противофильтрационных экранов и дренажной системы.

Таким образом, результаты эксперимента пермских ученых подтвердили возможность использования технологии компостирования старых кородревесных отходов из короотвалов в том числе и в холодных климатических условиях, так как влияние внешней низкой температуры на процесс компостирования оказался незначительным.