К концу 2023 года все домохозяйства во Франции смогут сортировать биоотходы. Но что с ними будут делать дальше? Европейский междисциплинарный проект DECISIVE предложил решение по установке небольших устройств анаэробного брожения (далее микро-AD) в городских районах. То есть отходы не надо будет никуда вывозить, а всю полученную энергию можно будет тратить на местные нужды.
Координируемый INRAE (Национальным институтом исследований агрономии), проект DECISIVE был запущен в 2016 году совместно с 14 партнерами из Франции, Германии, Испании, Италии, Бельгии и Дании. За пять лет были проведены полномасштабные испытания эффективных устройств по анаэробному брожению (микро-AD), которые способны производить не только энергию из биогаза, но и биопестициды (компост) для фермерских хозяйств.
Странный парень. Зачем экофермер по выходным собирает органические отходы в столице
Первая исследовательская часть проекта завершилась в октябре 2021 года. Она показала, что на уровне местного сообщества можно успешно организовать переработку органических отходов, получив экономические, экологические и социальные выгоды. Жильцы квартала сдают очистки и объедки со своего стола, а взамен получают энергию и качественный компост, который, например, можно использовать на городской ферме.
По мере того как все больше и больше людей переезжает в городские районы, что вызывает все более высокие потребности в энергии, биоотходы становятся привлекательным ресурсом, управление которым должно быть включено в проекты по устойчивому развитию. Вот почему в DECISIVE разработали технологию для переработки биоотходов, продемонстрировали ее эффективность и провели испытания в густонаселенном городском районе.
В рамках проекта было протестировано несколько различных моделей устройств микро-AD, в основу которых заложено два процесса.
Переработка начинается с того, что твердые биологические отходы вводятся в цилиндр, который действует как поршень. Там, благодаря циркулирующей жидкости, фильтрату, они разрушаются. Продукты распада вместе с фильтратом оказываются в соседнем резервуаре, где превращаются в биогаз. Твердый остаток называется дигестат, он достается и может быть подвергнут обработке для получения биопестицидов.
Как продемонстрировал проект DECISIVE, биоотходы не только позволяют получить биогаз метан, который можно использовать для выработки электроэнергии, но дают дигестат, содержащий минеральный азот, который затем идет на изготовление высококачественных сельскохозяйственных удобрений.
Исследовательский потенциал проекта не исчерпан. Еще необходимо улучшить механизмы возвращению дигестата в почву, потому что, хотя биоотходы обрабатываются перед получением биогаза, повторное использование остатков животного происхождения требует строгого контроля со стороны гигиенических служб. Поэтому в ближайшей перспективе планируется исследовать, что происходит с патогенами при переработке биоотходов в устройствах микро-AD.
«Измельчители создают больше проблем, чем решают». Что делать с органическими отходами в Беларуси
Но чтобы идея работала успешно, надо было протестировать ее в «полевых условиях». Это позволило узнать, насколько активно люди готовы «сдавать» органические отходы.
С этой целью в ноябре 2019 года в Экулли (Ecully) в агломерации Большого Лиона открыли пилотный демонстрационный участок. Тут был установлен блок микро-AD, построенный французско-китайской компанией и оснащенный солнечной панелью. Устройство было разработано так, чтобы перерабатывать минимум 50 тонн биологических отходов в год. 80 % произведенного биогаза использовалось для обогрева агрегата и обеспечения горячей водой, необходимой для очистки, а 20 % давало электроэнергию для расположенной рядом городской фермы.
В первую очередь предполагалось перерабатывать биоотходы, полученные из ресторанов и пунктов общественного питания. Радиус «сбора» составил 5 км, а площадь участка была рассчитана на производство 20 м3 биогаза в день и депонирования (распределения) дигестата на близлежащих полях. Несмотря на пандемию, которая замедлила процесс сбор отходов, установка mикро-AD вышла на мощность 4,3 кг органического материала в день, что позволяло производить 15 м3 биогаза.
Технологическое решение, опробованное в густонаселенном городе, оказалась эффективным и даже привлекло новые заинтересованные стороны. Кроме того, раскрылся дополнительный потенциал. Проект позволяет не только решить проблему биологических отходов, но и создает дополнительные рабочие места.
Технология оказалась проста для воспроизводства и транспортировки. Так использованный в Экулли блок микро-AD теперь перерабатывает органические отходы в Нарбоне, а новое устройство, способное обрабатывать до 400 тонн отходов в год, сегодня проходит испытания в горных районах Италии.