Пищевые, органические и сельскохозяйственные отходы

Общим признаком, позволяющим объединить столь разные вещи, как отходы от живого поросенка, и отходы от ужина с тушеным поросёнком, является их состав, определяющий основные свойства.

Пищевые отходы, отходы животноводства и растениеводства, как правило имеют высокую влажность и не содержат ценных для промышленности элементов. В результате, эти отходы плохо горят, нередко плохо прессуются и быстро распадаются на простейшие соединения.

Наиболее очевидным способом утилизации подобных отходов является их переработка в компост – удобрение для почвы, для чего нужно просто не мешать им гнить. Кроме того, с середины ХХ века набирает популярность технология вермикультивирования – переработки отходов дождевыми червями (как правило красным калифорнийским или его гибридами, адаптированными к местным условиям). Вермикультура позволяет получать гумус, гораздо более плодородный, чем обычный компост, однако, культивирование дождевых червей не простая технология, требующая (помимо прочего) контроля за качеством отходов. Между тем, пищевые отходы, собираемые в обычных городах, могут содержать какие угодно загрязнители. И эта (пусть маловероятная, но вполне реальная) опасность вынуждает вносить все удобрения, полученного в результате переработки, только в почвы не имеющие сельскохозяйственного значения. Например, в городские газона и парки.

Другим способом переработки влажной биомассы является ее сбраживание без доступа кислорода, что приводит в выделению так называемого биогаза, содержащего (округленно) до 2/3 объемных частей метана, 1/3 углекислого газа, 1% сероводорода и небольшие примеси азота, кислорода, водорода и закиси углерода. Биогаз можно сжигать в обычном газовом оборудовании – котлах, турбинах и поршневых двигателях, получая тепло и электроэнергию. При этом следует помнить, что небольшое содержание сероводорода в биогазе может вызывать сернистую коррозию некоторых деталей, а горение более бедной (в сравнении с обычным природным газом) смеси регулируется в более узких пределах (либо требует специально разработанных горелок). В последние годы разрабатываются различные способы синтеза из биогаза жидких топлив.

Для получения биогаза используются биореакторы различной конструкции (часто называемые метантенками), сложности и размеров. Прямое влияние на скорость получения метана оказывает температура – хотя сама реакция возможна в диапазоне 0 – 70 С, оптимальным является диапазон 45-60 С. Работа метантенков в холодном климате требует хорошей теплоизоляции. Стоит отметить, что после разложения отходов в метантенке остается довольно много осадка – до 1/3 от первоначального объёма, который является хорошим удобрением почвы.

Отдельным направлением утилизации пищевых отходов является их захоронение на специальных полигонах, оборудованных для получения свалочного газа (landfill gas) – по сути, того же биогаза. Полигоны для решения такой задачи должны иметь газонепроницаемый верхний слой, выполняемый обычно из полимерных пленок и/или глинистой почвы. Наилучший эффект достигается на полигонах, изначально спроектированных для получения свалочного газа.