Выпуск 6

Технологии компостирования при эксплуатации комплексов по обезвреживанию, обработке и размещению ТКО в Московской области

Губернатор Московской области А.Ю. Воробьев в декабре 2021 года объявил, что на территории Подмосковья больше не будет свалок мусора. «Тема закрыта, и та беда, которая была в Серпухове и в Волоколамске, Можайске и Чехове, в Пушкинском округе, – все сегодня рекультивируется», – сказал губернатор в эфире канала «Россия 1».

В 2018 году в Подмосковье неприятные запахи издавали более 20 работающих полигонов, но спустя три года ситуация изменилась. Московская область стала первым российским регионом, где были закрыты все мусорные полигоны, и запущен полноценный раздельный сбор мусора. Также в Подмосковье была запущена современная система переработки отходов, в которую входят несколько комплексов по обезвреживанию, обработке и размещению твердых коммунальных отходов (КПО).

На сегодняшний день в Московской области в нескольких городских округах (г.о.) построены и введены в эксплуатацию КПО, в частности: «КПО Восток» – г.о. Егорьевск; «КПО Дон» – г.о. Кашира; «КПО Нева» – г.о. Солнечногорск; «КПО Север» – Сергиево-Посадский г.о.; «КПО Юг» – г.о. Коломна. Кроме этого, КПО реализованы (реконструированы) в г.о. Богородский, Зарайск, Клин, Рошаль.

Все КПО введены в эксплуатацию, и на них организована ставшая уже традиционной схема: сортировка ТКО с извлечением вторсырья и активной органики для компостирования; участок компостирования органической фракции (производства технического грунта); вновь построенные карты (т.е. полигоны) для размещения «хвостов».

При этом отметим, что уже в начале 2022 года неприятные запахи от «современной системы переработки отходов» в окрестностях ряда вновь построенных КПО возобновились, т.е. ситуация практически вернулась к уровню 2018 года, а карты размещения отходов («хвостов») приобрели признаки «свалок мусора». При определенных атмосферных условиях сильные запахи ощущаются на расстояниях, превышающих первые километры от КПО, и постепенно от месяца к месяцу усиливаются.

Чтобы понять и оценить генерирующие запахи источники, рассмотрим прошедшие государственные экспертизы проектные решения, принятые при строительстве КПО. Для примера возьмем расположенный выше первым в алфавитном порядке «КПО Восток» в Егорьевском городском округе Московской области. В его составе, в частности, выделяются:

  • -производственно-хозяйственная зона с участком производства технического грунта;
  • -зона для размещения отходов IV-V классов опасности, включающая две карты размещения отходов.

По проектной документации 2018 года КПО рассчитан на прием и переработку 597,7 тыс. т/год ТКО. Из них 300 тыс. т/год несортированных ТКО направляется напрямую в корпус сортировки. Из корпуса сортировки фракция размером менее 70 мм (отсев) отводится конвейерами на участок производства технического грунта. Мощность участка производства технического грунта – 105 тыс. т/год.

Участок производства технического грунта представляет собой два цеха модульного типа с расположенными между ними биофильтрами. В цехах участка компостирования мелкая органическая фракция ТКО, содержащая биоразлагаемые компоненты (пищевые отходы, древесные отходы, текстиль, макулатуру и т.п.), формируется в бурты и должна обезвреживаться по технологии компостирования. Длина бурта составляет 100 м, и на одном погонном метре располагается 6 м3 органической фракции ТКО.

В процессе компостирования по аэробной схеме первоначально сформированные бурты перемещаются ворошителем на новые позиции. Затем добавляются новые бурты, которые также ворошатся при последующих перемещениях, что способствует аэрированию отходов.

При перемещениях бурты обрабатываются препаратом термофильных микроорганизмов. Закваска термофильных микроорганизмов представляет собой сыпучую питательную смесь пшеничных отрубей, засеянную культурами жизнеспособных клеток термофильных молочнокислых бактерий. Термофильные бактерии применяются для ускорения процессов компостирования, повышения микробиологической активности и снижения опасности вредных веществ в органических отходах.

Органическая фракция ТКО в буртах продувается снизу системой вентиляции через каналы с отверстиями в полах цехов участка компостирования. Для подавления неприятных запахов, образующихся в процессе компостирования, используется система дезодорации, включающая в себя вентиляторы и биофильтры с органическим наполнителем (опилки, щепа).

Весь цикл компостирования занимает четырнадцать дней. Бурты ворошатся и перемещаются семь раз. На пятнадцатый день ворошитель перемещает бурт на транспортерную ленту выгрузного конвейера. После завершения процесса компостирования проводится финишное грохочение материала для извлечения балластных фракций. В результате образуется технический грунт, который может вывозиться внешним потребителям, но может использоваться и в качестве изоляционного слоя на картах размещения отходов, а также для выравнивания ландшафта.

Известно, что технология с использованием обработки компостируемой органики препаратами термофильных микроорганизмов успешно используются при обезвреживании сельскохозяйственных отходов (навоз, помет). Здесь реально удается сократить сроки компостирования, а отсюда и площади используемых земельных участков.

Основное отличие навоза и помета от биоразлагаемых компонентов ТКО заключается в том, что они гомогенны по составу, происхождению, свойствам и, что важно, это – мелкодисперсные отходы. Биоразлагаемые компоненты ТКО (пищевые отходы, древесные отходы, текстиль, макулатура и т.п.) наоборот резко гетерогенны по составу, размерам отдельных фрагментов отходов, обладают различной «чувствительностью» к воздействию термофильных микроорганизмов. Очевидно, что в процессе семи ворошений и перемещений буртов пищевые и древесные отходы будут перерабатываться микроорганизмами с существенно различной интенсивностью, которая будет также зависеть от размеров отдельных «кусков» биоразлагаемых компонентов ТКО.

На данном этапе можно сказать, что на участке производства технического грунта «КПО Восток» процесс аэробного компостирования биоразлагаемых компонентов ТКО запускается, но не доводится до получения технического компоста. Продукт, который образуется в результате семи ворошений и перемещений буртов в течение четырнадцати суток, не является обезвреженным биоразлагаемым компонентом ТКО. Мы условно назовем этот недозрелый продукт квазикомпостом. По сути, это новый отход с уже «запущенными» процессами биоразложения и газогенерации, который ведет себя как органические отходы ТКО.
Если классический компост по определению практически инертен, то для квазикомпоста, состоящего из смеси необезвреженных органических отходов, необходимо выполнить работу по определению класса его опасности для окружающей среды.

Этот новый отход (квазикомпост) перемещается на карты размещения отходов «КПО Восток», где складируется вместе с хвостами сортировки. На картах размещения отходов продолжаются процессы биоразложения квазикомпоста, и, в связи с отсутствием вентилирования отходов, аэробный процесс в течение первых недель замещается анаэробным и сопровождается интенсивным поступлением в атмосферу его продуктов (свалочного биогаза).

Таким образом, неприятные запахи от «современной системы переработки отходов» в окрестностях ряда вновь построенных КПО связаны с размещением на картах КПО необезвреженной органической фракции ТКО – квазикомпоста с запущенным механизмом газогенерации, в результате анаэробного биоразложения которого интенсифицируются выбросы свалочного биогаза в атмосферу. Мы говорим о размещении на картах КПО необезвреженной органической фракции ТКО, поскольку легитимность использования в качестве изоляционного слоя квазикомпоста вызывает значительные сомнения.

Для оценки масштабов воздействия на атмосферу карт с размещенными «хвостами» и квазикомпостом «КПО Восток» выполним расчеты рассеяния на основе «Методики расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых и промышленных отходов (издание, дополненное и переработанное)», М., 2004 г».

Фоновые концентрации установлены в соответствии с РД 52.04.186-89 и действующего документа «Временные рекомендации. Фоновые концентрации вредных (загрязняющих) веществ для городов и населенных пунктов, где отсутствуют регулярные наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха на период 2019-2023 годы (и 2014-2018 годы)».

Климатические данные приняты в соответствии с СП 131.13330.2018 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология».

Объем ежегодного размещения на картах объекта хвостов сортировки составляет 253,3 тыс. тонн. Содержание органической фракции в хвостах в соответствии с проектными материалами составляет 64% по массе. Морфологический состав приведен в таблице.
Морфологический состав хвостов сортировки
Содержание жироподобных, углеводоподобных и белковых соединений в органической фракции отходов принято по данным методики, влажность (30%) – по объектам-аналогам.

Помимо хвостов сортировки, на полигоне в качестве материала послойной изоляции размещается описанный выше квазикомпост (необезвреженные органические отходы), который активно включается в процессы газогенерации. При мощности участка компостирования 105 тыс. т/год и объеме отсева балластной фракции после компостирования 32,3 тыс. т/год, на карты может поступать до 65 тыс. т/год квазикомпоста, содержание органической фракции в котором практически составляет 100%.

Расчёт принимает условие, что весь образующийся на «КПО Восток» квазикомпост отправляется на карты размещения «хвостов».

Помимо традиционных расчётов по значениям ПДК, расчет рассеивания выполнялся и оценивался по параметру порога обнаружения запаха. Для различных компонентов биогаза он заметно отличается. Основные компоненты приведены в таблице.
Предельно-допустимые концентрации и пороги обнаружения запаха для компонентов биогаза
* СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»;

** по данным Всемирной Организации Здравоохранения («Рекомендации по качеству воздуха для Европы»).

Для большинства компонентов биогаза, которые учитывает существующая методика, порог обнаружения запаха значительно выше ПДК, однако у сероводорода, являющегося одним из самых характерных запахов разложения отходов, концентрация порога обнаружения запаха близка к ПДК.

Расчеты рассеивания с учетом загрузки на карты полигона квазикомпоста на 2023 год показывают, что область с концентрациями, превышающими порог обнаружения запаха для сероводорода, находится гораздо дальше границ санитарно-защитной зоны (рис. 1).
Рис.1. Результаты расчета рассеивания сероводорода в атмосферном воздухе в 2024-2025 г, мг/м3 (код вещества 333, высота 2м, расчет в соотв. с МРР-2017, лето, максимально-разовые концентрации)
Населённые пункты Поцелуево, Полбино, Дмитровка находятся в зоне с концентрациями 0,007-0,009 мг/м3 (расстояние от 3,5 до 4 км от КПО). При этом неприятный запах периодически ощущают жители населенных пунктов, расположенных на значительно большем удалении.

Результаты расчетов на 2025-2026 годы с учетом сохранения мощностей КПО показывают дальнейшее усугубление ситуации (рисунок 2). Теперь уже населённые пункты Поцелуево, Полбино, Дмитровка находятся в зоне с концентрациями 0,01-0,02 мг/м3 (расстояние от 3,5 до 4 км от КПО), деревни Гора, Леоново и Кочема в зоне 0,007-0,008 мг/м3 (расстояние от 5 до 6 км от КПО). При этом программа расчета не учитывает рельеф местности, и фактическое содержание сероводорода на расположенных в низинах участках выше, поскольку сероводород тяжелее воздуха. Прогнозные концентрации сероводорода на 2025-2026 годы превышают установленные для него ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений, установленные СанПиН 1.2.3685-21.
Рис. 2. Результаты расчетов на 2025-2026 годы с учетом сохранения мощностей КПО
Отметим, что для расчета используются неблагоприятные условия состояния атмосферного воздуха для рассеивания. Повторяемость подобных условий в течение года не высока, однако жалобы на запах в окрестных населенных пунктах свидетельствуют, как минимум, о правильности направления выполненных расчетов.

Методика расчетов, несомненно, требует актуализации с учетом накопленных за почти двадцать лет данных о процессах, происходящих на полигонах. Одним из ключевых шагов является увеличение перечня веществ, подлежащих анализу, особенно за счёт добавления токсичных соединений с резким запахом, таких как тиолы (меркаптаны). Эти вещества содержатся в биогазе и имеют порог обнаружения запаха, который близок к предельно допустимым концентрациям.

В проектной документации «КПО Восток» указывается, что на карты размещения объекта будут размещаться отходы, обедненные органикой («хвосты» сортировки, крупногабаритные отходы), однако размещается квазикомпост или необезвреженная органическая фракция ТКО. При этом предложенные проектом параметры системы активной дегазации носят рекомендательный характер, и система дегазации должна быть предусмотрена отдельным проектом.

При эксплуатации КПО на картах фактически размещаются необезвреженные биоразлагаемые компоненты ТКО, то есть новый отход с уже «запущенными» процессами биоразложения и газогенерации, который мы условно назвали квазикомпостом. Размещение такого отхода на картах не предусмотрено проектной документацией, и, в соответствии с 11, п. 8 и 12, п. 5 статьями № 174-ФЗ РФ «Об экологической экспертизе», реализация объекта производится с отступлениями от проектной документации, получившей положительное заключение государственной экологической экспертизы, и проект «КПО Восток» требует повторной государственной экологической экспертизы.

При рассмотрении проектной документации «КПО Восток» Государственной экологической экспертизой нарушена 3 статья № 174-ФЗ РФ «Об экологической экспертизе» в части соблюдения основополагающего принципа экологической экспертизы о достоверности и полноте информации, представляемой на экологическую экспертизу. В частности, экологическая экспертиза приняла технологию компостирования органической фракция ТКО за четырнадцать суток с обработкой препаратом термофильных микроорганизмов. Результаты реализации этой технологии на «КПО Восток» и ряде других КПО показали, что в процессе компостирования не происходит обезвреживание биоразлагаемых компонентов ТКО, но образуется новый отход – квазикомпост. Не предусмотренное проектами размещение квазикомпоста на картах в составе КПО усиливает неконтролируемое воздействие свалочного биогаза на атмосферу, а карты размещения «хвостов» с квазикомпостом приобрели признаки «свалок мусора».

В результате в Московской области вновь встает вопрос о нарушении 42 статьи Конституции Российской Федерации, которая говорит о том, что каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью или имуществу экологическим правонарушением.

И наконец, созданные КПО, использующие технологию компостирования органической фракция ТКО с обработкой препаратом термофильных микроорганизмов, вновь открыли проблему свалок мусора на территории Подмосковья, при том, что губернатор А.Ю. Воробьев объявил в декабре 2021 году: «Тема закрыта».

Авторы:
Борис Васильевич Трушин, генеральный директор ЗАО «Спецгеоэкология», кандидат геолого-минералогических наук
Арсений Алексеевич Темес, инженер-эколог ЗАО «Спецгеоэкология», аспирант географического факультета МГУ
Компостирование