Как влияют измельчители пищевых отходов на экологию и экономику?

Мировой опыт использования измельчителей пищевых отходов

Проблема утилизации пищевых отходов не нова. Во всех развитых странах ее десятилетиями пытаются решить на правительственном уровне. По официальным подсчетам пищевые отходы составляют до 30 % бытового мусора. В Европе существует запрет на вывоз органических отходов на свалки и жесткая система штрафов. Жителей призывают к рациональному потреблению, разрабатывают памятки по снижению количества испорченных продуктов и стараются внедрять новые технологии в повседневный быт людей.

Что происходит с пищевыми отходами

В природе разложение органики происходит под воздействием микроорганизмов и червей. В благоприятных аэробных условиях идут процессы ферментации и компостирования, в анаэробных условиях — сбраживания. На свалках в полиэтиленовом пакете под открытым небом начинаются процессы гниения с выделением метана и других зловонных газов. Гниющая органика — источник болезнетворных бактерий.

На городской свалке самый «безобидный» органический мусор превращается в дополнительный источник загрязнения водоемов, отравления почвы и атмосферы. Органика затрудняет сортировку и переработку вторсырья, что очень важно для нашей планеты.

При осознанном подходе пищевые отходы становятся сырьем для биогаза или превращаются в техногенный грунт. Получение компоста и удобрений возможно только при тщательной сортировке и ответственном отношении жителей к экологической проблеме.

Экологические проекты по переработке пищевых отходов реализуются сначала на местном или региональном уровне, поскольку в небольшом населенном пункте меньше инвестиций, проще контролировать процессы и вести научные наблюдения.

Измельчители пищевых отходов и получение биогаза

Бытовой диспоузер (измельчитель) предназначен для истирания овощных и фруктовых очисток, крупы, рыбьих и птичьих костей, остатков готовых блюд перед смывом в канализацию. В камеру диспоузера, который устанавливается вместо сифона под раковину, нельзя кидать крупные кости, рыбью чешую, волокнистую органику (например шкурки от бананов и лука, стебли и кукурузные початки), а также неорганические отходы.

Сильно измельченные частицы смываются водой в канализационные трубы и отправляются на городские очистные сооружения либо в автономные системы канализации частных домов. Для эффективной переработки органического осадка бытовых стоков на очистных сооружениях должны быть установки синтеза биогаза. Такая модернизация требует вложений и со временем она станет массовой необходимостью во всех городах мира.

Мировые научные исследования

Производители диспоузеров наряду с проведением производственных испытаний инициируют научные исследования для подтверждения экологической и экономической целесообразности применения измельчителей в быту и системах общепита.

Много исследований в разных странах проводилось при поддержке американской компании, родоначальника технологии измельчения пищевых отходов, InSinkErator. Параллельно велись и ведутся независимые научные работы сотрудниками государственных учреждений. Запускаются пилотные проекты, демонстрирующие преимущества новых устройств.

Российский опыт

В России, где нет альтернативных способов утилизации пищевых отходов, бытовые диспоузеры могут частично решить экологическую проблему с мусором из мегаполисов.

Однако технически к массовому переходу на слив органики в канализацию готовы только Москва, Екатеринбург и Набережные Челны, поскольку здесь очистные сооружения оборудованы метантенками для получения биогаза. В других регионах органический осадок (иловые отложения) с очистных установок просто вывозится на захоронение. Использование измельчителей в единичных квартирах не оказывает заметного влияния на работу любых систем канализации и очистки стоков. В некоторых случаях применение диспоузеров только благотворно влияет на состояние труб домовых стоков. Эксперты Greenpeace в России поддерживают внедрение диспоузеров при условии реконструкции очистных сооружений. По расчетам Гринпис такой проект в 10 раз сократит площадь мусорных полигонов, что значительно изменит экологическую ситуацию в стране.

Правительство задумывается об инвестициях в модернизацию очистных сооружений, рассматривается программа внедрения диспоузеров во все слои населения путем налоговых льгот. Однако отдельные министерства и ведомства пока еще высказывают категорический протест, обуславливая его высокими затратами и рисками, но видят только положительные эффекты которые будут видны уже через десятилетия.

greenpeace.ru kommersant.ru

США лидирует по установке измельчителей в новостройках

В США измельчители пищевых отходов начали устанавливать еще в 1930-х годах. Сейчас это такой же привычный элемент кухни, как водяные фильтры. Промышленные модели с высокой производительностью используются в ресторанах, столовых и прочих заведениях общественного питания. Именно в США появился первый диспоузер. Его изобрел Джон Хаммес для своей жены с целью облегчить ее труд по приготовлению пищи.

С резким взлетом популярности нового изобретения многие штаты вводили запрет на сброс пищевых отходов в канализацию из-за опасения ее повреждения. Однако компании-производителю удалось убедить правительство в необоснованности запретов.

В Филадельфии и штате Массачусетс действуют законодательные акты, требующие от организаций общественного питания установки доспоузеров. На сегодня только несколько крупных городов США (Нью-Йорк, Филадельфия, Бостон, Чикаго, Вашингтон и др.) имеют модернизированные очистные сооружения, способные справиться с повышенным содержанием органических примесей в сточных водах.

Согласно исследованиям на очистных сооружениях Лос-Анджелеса, побочное действие повышенного содержания органических примесей на процессы очистки минимально.

Канадский опыт

Канадцы настороженно относятся к измельчению и смыву пищевых отходов в канализацию, предпочитая различные виды компостирования, для них это привычнее.

В 2014 – 2015 годах ученые Калгари провели аудит органического осадка до и после монтажа измельчителей. Доля выбрасываемых мягких пищевых отходов в районе сократилась на 60 %. Однако городской департамент водных ресурсов утверждает о неготовности системы очистки сточных вод и возрастающей нагрузке.

В Калгари осадок очистных сооружений отправляется на компостирование — здесь нет биогазовых установок. Поэтому специалисты поддерживают инициативу сортировки остатков сразу у источника, то есть складывать всё в специальные контейнеры.

Во многих городах Канады диспоузеры официально запрещены для монтажа в мойку. При этом сторонники такого способа утилизации говорят о гигиеничности, удобстве и экологичности диспоузеров.

cbc.ca food-waste-disposer.org.uk

В Австралии измельчение сравнили с компостированием

Австралийские ученые посчитали, что каждая семья еженедельно отправляет в мусорный бак в среднем 16 кг пищевых отходов. Они сопоставили показатели прироста населения и возрастающую экологическую угрозу на 2050 г.

В Австралии (Квинсленд) еще в 1994 г провели гипотетические расчеты при 100 % переходе населения на измельчители. В результате установили, что нагрузка на очистные сооружения будет незначительной и не приведет к сбоям в их работе и нарушению в процессах биологической очистки.

В рамках исследования провели сравнение с компостированием. Основной вывод — оба метода не имеют каких-либо веских преимуществ относительно друг друга. Они скорее образуют общую систему утилизации пищевых отходов.

Для компостирования не пригодны остатки колбасных изделий, сыра, испорченные консервы и кости. Компостирование не доступно жителям многоэтажек мегаполисов, а измельчители наоборот упрощают быт городской семьи.

В Сиднее в 2000 году в ходе научного исследования сравнили использование измельчителей с альтернативными способами утилизации пищевых отходов. Полученные результаты подтвердили, что по энергопотреблению и экологичности смыв органических остатков в канализацию уступает только компостированию, но выигрывает по практичности и доступности.

foodwastewarrior.com insink.ru food-waste-disposer.org.uk

Германия против сброса пищевых отходов в канализацию

Германия считается эталоном сортировки и переработки вторсырья. Здесь давно функционирует система разделения органических отходов от перерабатываемого мусора. Есть отдельные контейнеры для сбора пищевых отходов, которые отправляются на компостирование, и биогазовые установки. Существуют сертифицированные фирмы, специализирующиеся на утилизации пищевых остатков от организаций.

В 2001 году под руководством президента Ассоциации водоснабжения и водоотведения Германа Хана проводились исследования степени измельчения диспоузера и скорости оседания частиц. По полученным данным частицы прошли через сито с ячейками в 5 мм; 15 – 36 % отходов растворилось в сточных водах.

Однако во многих регионах Германии действует официальный запрет на использование диспоузеров по причине удорожания очистки сточных вод и последующей утилизации скопившейся органики.

В любом случае, модернизация очистных сооружений и ввод альтернативных источников энергии повлечет за собой пересмотр мнения об измельчителях пищевых отходов.

lang-bioenergie.de food-waste-disposer.org.uk

Как обстоят дела в Дании?

Дания находится на первом месте в отчете ЮНЕП по индексу пищевых отходов за 2021 год. Большинство граждан не сортируют мусор перед выбросом. При этом по социальным опросам 55 % датчан заинтересованы в сокращении пищевых отходов и готовы к личным инициативам.

Правительство стремится уйти от мусоросжигания к 2030 году и ищет альтернативный способ.

Датские исследования (2016) показали, что 20 – 30 % пищевых отходов могут быть удалены через системы FWD (food waste disposers) без риска образования засора труб. Но технологически дренажные системы могут быть не готовы к повышению органических примесей в сточной воде, что решается реконструкцией.

Несмотря на то, что сжигание считается энергетически более эффективным, использование биогаза для получения электроэнергии более рентабельно. В любом случае, способ управления пищевыми отходами и технология преобразования должны определяться в масштабах конкретного города. Полученные результаты не могут быть в точности перенесены на другой населенный пункт и, тем более, регион.

Поэтому решения о запрете или допуске измельчителей принимаются на местном уровне с отправкой на полученные результаты исследований. Оденсе после проведенных испытаний и наблюдений разрешил установку FWD (food waste disposers).

Многолетний опыт использования альтернативной энергии в стране говорит о том, что получение максимально полезных ресурсов из любого источника может стать приоритетом в энергетике страны.

smartcity-ready.eu forbes.com

Пилотные проекты в Швеции и рост производства биогаза

В 2000 году на водоочистной станции в Мальмё (VA Syd) проводились эксперименты по переработки органического осадка в биогаз. В 200 домах были установлены мойки с измельчителями. Однако частицы пищи не попадали напрямую в канализацию, а сначала в подземный резервуар-отстойник, где осаждались. По мере наполнения осадок откачивался машиной и транспортировался на водоочистную станцию с биогазовой установкой. Такой способ переработки пищевых отходов оказался более рентабельным и дал больший выход биогаза с одной квартиры в год, в сравнении с раздельной сортировкой в контейнеры. Шведы поддержали проект и отметили повышение экологической ответственности.

В 2008 году после многочисленных исследований, доказывающих безопасность органических частиц для канализационных труб, власти Стокгольма разрешили установку кухонных утилизаторов пищевых отходов, что было одобрено партией «зеленых». Это позволило увеличить мощность котлов очистных сооружений, и теперь Стокгольм продает биогаз предприятиям, в разы окупая затраты на модернизацию.

cleartheair.org.hk urbanwins.eu

Турция на пути решения проблемы с пищевыми отходами

В Турции с ее развитой сетью ресторанов и отелей проблема сокращения и утилизации пищевых отходов привлекает внимание общественных организаций.

В 2018 году в Стамбуле проводилось исследование различных вариантов модернизации очистных сооружений. Смыв пищевых остатков в канализацию с последующей переработкой осадка в топливо показал наилучшие результаты по ключевым показателям: изменение климата («парниковый эффект»), подкисление и загрязнение почвы, возобновляемость ресурсов.

food-waste-disposer.org.uk

Социальные и экологические проекты в Израиле

В Израиле треть продуктов питания выбрасывается на свалку. В стране функционирует организация Leket Israel по «спасению» той части продовольствия, которая еще пригодна для потребления. Израильтяне рассчитали экономические и экологические издержки на производство продуктов, которые в итоге окажутся в мусорном ведре. Это заставляет задумываться над сокращением отходов и утилизацией.

В сельской местности распространяются бытовые биогазовые установки для переработки всех органических отходов в энергию и удобрение. Но в городской среде нужна альтернатива.

Примеров такой альтернативы является разработанный проект с целью сокращения городских отходов. В его основе – применение бытовых диспоузеров в домах и квартирах горожан. Доля органики в общем количестве муниципальных отходов израильского города Кфар-Саба составляла уже почти 50 %. Эта достаточно критичная цифра подтолкнула муниципальные власти к поиску инновационных подходов для решения проблемы. Был разработан муниципальный проект "drop&roll", в основе которого – предложение массового использование бытовых диспоузеров в домах и квартирах горожан.

Позиция Великобритании в вопросе внедрения диспоузеров

В отличии от США Великобритания значительно уступает по доле квартир оснащенных измельчителями. Однако проблема управления отходами также остра.

В графствах Херефордшире и Вустершире поддерживают проекты по планированию приготовления пищи, домашнему компостированию (субсидии на приобретение контейнеров) и установке измельчителей в кухонные мойки. Здесь органические отходы подвергаются анаэробному сбраживанию для получения биогаза.

В Вустершире в 2007 году провели исследование воздействия на окружающую среду кухонных измельчителей пищевых отходов. По полученным результатам сделали вывод, что такой способ утилизации и переработки является рентабельным, удобным и гигиеничным. В сравнении с централизованным компостированием и захоронением, смыв в канализацию оказывает меньшее влияние на глобальное потепление, так как метан, выделяемый при сбраживании, полностью улавливается. При использовании биогаза метан превращается в углекислый газ, который менее опасен в плане «парникового эффекта».

По экономическим показателям система FWD (food waste disposers) снижает вес собираемых бытовых отходов на душу населения, стоимость сбора бытовых отходов на одно домохозяйство и стоимость вывоза.

В 2012 году сотрудниками Лондонского университета Брунеля и Имперского колледжа была проведена оценка дополнительной нагрузки FWD (food waste disposers) на водное хозяйствование Великобритании. Экономический анализ проводили на примере региона Anglian. Установили, что в случае высокой активности использования бытовых измельчителей выгода перевесит вложенные затраты на модернизацию очистных сооружений, тогда как при низком вовлечении населения — затраты окажутся выше. Поэтому ученые подчеркивают необходимость политического вмешательства для регулирования внедрения и использования диспоузеров.

researchgate.net worcestershire.gov.uk

В Нидерландах сравнивают разные подходы

Нидерланды ответственно держат репутацию «зеленой страны» и поддерживают экологические проекты. Жители давно привыкли правильно сортировать и утилизировать отходы. В стране преобладает компостирование.

В 2004 году по запросу правительства был проведен анализ воздействия устройств FWD на голландскую канализацию. Ученые Делфтского технологического университета подтвердили низкую нагрузку на очистные сооружения.

Коллективные исследования различных вариантов управления органическими отходами показывают целесообразность испытаний в конкретных местных условиях, с учетом множества факторов, начиная от состояния коммунальных служб и заканчивая социально-экономическим уровнем.

Но сейчас у страны в приоритете сокращение пищевых отходов, формирование осознанного потребления и вторичная переработка.

food-waste-disposer.org.uk

В Японии разрабатывают стратегии по сокращению отходов

Ежегодные затраты Японии на обращение с пищевыми отходами составляют 19 миллиардов долларов. К 2030 году правительство поставило цель сократить вдвое эти расходы.

Большая часть пищевых отходов Японии компостируется. При чем многие рестораны, отели, столовые и санатории имеют свои близко расположенные компостные контейнеры. По контракту с местными фермерами компост отправляется на их поля, а фермеры поставляют свою продукцию. Но сейчас наблюдается активная инициатива по производству биодизеля и метана. Это связано с тем, что японские фермеры производят только 40% потребляемых продуктов, остальное — импорт. В результате получаемого компоста всегда будет больше, чем требуется фермерам.

52 % всех пищевых отходов принадлежит домашним хозяйствам. А в этом направлении меньше всего инициатив.

В 2000 – 2004 годах на острове Хоккайдо провели исследование разных способов утилизации пищевых отходов и установили, что применение измельчителей в квартирах не приведет к существенному повышению расхода водных ресурсов и не отразится на качестве очистки бытовых стоков.

food-waste-disposer.org.uk japantimes.co.jp greenbiz.com

В Китае кризисная ситуация с пищевыми отходами

В Китае 2 проблемы в управлении пищевыми отходами: административная (отсутствие четкой системы постановлений и законов в сфере обращения с органическими отходами) и техническая (высокий износ систем канализации, отсутствие развитой базы для утилизации).

В Чанша и Чжэньцзян на очистных сооружениях функционируют биогазовые установки, которые работают в убыток из-за недостатка сырья.

В Шанхае с 2012 года разрешено утилизировать кухонные отходы через измельчитель, но только в новостройках с налаженными канализационными трубопроводами.

В 2017 году на государственном уровне отобрали 46 городов, где ввели обязательство разделять пищевые отходы от прочего мусора. Это способствовало развитию новых проектов утилизации.

В Пекине действует постановление, разрешающее установку на кухне диспоузера. Оно распространяется на жилые районы с развитой инфраструктурой.

food-waste-disposer.org.uk corporateknights.com researchgate.net

Италия придерживается нейтральной позиции

В Италии после проведенных исследований в провинции Мачерата пришли к мнению, что улавливание измельченных пищевых отходов из сточных вод рентабельно. Специалисты не обнаружили препятствий к внедрению такой системы утилизации. Более того прогнозируется увеличение объема биогаза и окупаемость проекта в течение 5 лет.

Отношение итальянцев к измельчению и смыву остатков пищи в канализацию неоднозначно. Многие высказывают опасение по поводу образования засоров и загрязнения водоемов. Экспериментальные многолетние испытания нужно проводить в каждом регионе, учитывая состояние канализационных труб и мощность очистных сооружений.

Официально бытовые диспоузеры разрешены, но нет и систем поощрения или поддержки их популяризации. Сейчас наибольшее внимание уделяется сокращению продуктов питания, выбрасываемых супермаркетами.

food-waste-disposer.org.uk

Некоторые страны Европы готовы спонсировать установку диспоузеров

В Норвегии, Ирландии, Испании высока доля производства биогаза, поэтому местные власти выдают населению гранты на покупку и установку измельчителей. От таких программ ожидают рост органического осадка в отстойниках очистных сооружений и, как следствие, увеличение сырья для метантенков.

Во многих европейских городах вывоз и утилизация органических отходов — открытая проблема, требующая административного управления. Степень поддержки проектов FWD во многом зависит от традиционных способов обращения с пищевыми отходами.

Если в стране изначально приоритетным было компостирование и финансировались проекты компостных мини-установок, то переход к утилизации через канализацию встречает больше сопротивления. В то время как при отсутствии какой-либо отлаженной системы переработки пищевых отходов правительству выгоднее инвестировать в модернизацию очистных сооружений и поддерживать установку измельчителей в частных домах и квартирах, так как в результате это благотворно повлияет на экологию, окружающую мегаполисы и не только.

При системном подходе утилизация пищевых отходов на бытовом уровне через измельчители пищевых отходов в канализационную сеть должна стать гигиеничной альтернативой невозможному в мегаполисе компостированию.

Выводы

Измельчители пищевых отходов не влияют ни на стоки, ни на канализацию, в единичных случаях установки. Чтобы их установка как-то повлияла и увеличила нагрузку на очистные сооружения, необходимо одновременное и массовое использование миллионов диспоузеров, подключенных к единой системе канализации.

Установка таких девайсов двигает прогресс, заставляет городские муниципалитеты думать о будущем.

Опыт многих стран и исследовательских инициатив доказывают, что установка измельчителей помогает создавать экологически чистую энергию при переработке органических отходов.

Производитель измельчителей пищевых отходов – компания Bort, создает и совершенствует свои диспоузеры, а также надеется, что они смогут благотворно повлиять на экологическую ситуацию в мире по средствам раздельного сбора и утилизации органических отходов.