Переработку органических отходов в удобрения ускорили в 60 раз

В России создали уникальный ферментатор, который ускоряет переработку биомусора и отходов животноводства в 60 раз.

Источник: Известия

Оборудование позволяет быстрее традиционных методов перерабатывать навоз, помет и пищевые остатки в безопасное органическое удобрение, подстилки для животных или кормовые добавки. Ежегодно в нашей стране накапливается около 600 млн т побочных продуктов животноводства. Новая установка потребляет в десятки раз меньше энергии, чем зарубежные аналоги. Вместе с тем для широкого внедрения решения необходимо снизить его стоимость, чтобы оборудование стало доступным не только крупным агрохолдингам, но и небольшим хозяйствам, отметили опрошенные «Известиями» эксперты.

Проблема органических отходов в России

Экологи ИТМО разработали серию установок-ферментаторов, которые ускоряют переработку органических отходов в 30−60 раз, а потребляют энергии в 10 раз меньше, чем зарубежные аналоги. При этом на выходе получаются безопасное органическое удобрение, подстилки для животных или кормовые добавки.

По экспертным оценкам, ежегодно в России образуется около 600 млн т побочных продуктов животноводства (ППЖ). При этом традиционное компостирование отходов в полевых условиях занимает от трех до 12 месяцев и сопровождается значительными потерями питательных веществ: половина азота улетучивается в атмосферу, а фосфор вымывается в почву и грунтовые воды. Кроме того, в России ППЖ классифицируются как отходы 3−4 классов опасности, за выброс которых предприятия платят взносы за негативное воздействие на окружающую среду.

Решением сразу нескольких проблем могут стать перерабатывающие установки. Однако зарубежные системы, например австрийские или американские, стоят дорого и часто оказываются неприспособленными к специфике российских видов отходов из-за их повышенной влажности, неоднородности и волокнистости. Отечественные разработки в этой области часто не выходят за рамки патентов или опытных образцов и не становятся серийным оборудованием.

— Органика — самый массовый вид отходов, но и самый сложный для переработки, так как ее состав крайне неоднороден. Например, в одном и том же ресторане в разные дни состав отходов может сильно отличаться: сегодня преобладают фрукты с одной кислотностью, завтра — мясо и рыба с совсем другими свойствами. При этом любая ферментация идет за счет микроорганизмов, и наша задача — создать для них комфортный режим по кислороду, температуре и влажности, чтобы они одинаково эффективно справлялись с любым составом, — объяснил создатель биоферментатора и доцент факультета экотехнологий ИТМО Роман Уваров.

Ученый вместе с коллегами с Мегафакультета наук о жизни собрал автоматизированный биоферментатор закрытого типа, в основе которого — вращающийся барабан с периодическим перемешиванием отходов. В отличие от аналогов, где привод работает непрерывно, в этой установке применяется цикличный режим.

Органика саморазогревается до 55 градусов за счет жизнедеятельности микроорганизмов и удерживается в этом режиме от 24 до 72 часов. Такой режим уничтожает патогенную микрофлору, семена сорняков и яйца паразитов, а закрытая рабочая камера не дает выйти наружу опасному аммиаку, метану и меркаптанам.

Ферментатор состоит из нескольких модулей, поэтому он мобилен, а размещать его можно даже в стандартной бытовке в вахтовых поселках и на удаленных территориях, где завоз оборудования и вывоз отходов стоят дорого. После переработки образуется удобрение, которое может оставаться на грунте без вреда для окружающей среды. Конечный продукт сертифицирован по ГОСТу как органическое удобрение.

Важный шаг для экологии и переработки отходов

Технология прошла экспертные проверки и вошла в три справочника наилучших доступных — для птицеводства, свиноводства и переработки твердых коммунальных отходов, — утвержденных Минпромторгом. Также проект был представлен на Санкт-Петербургском международном экологическом форуме «Экология большого города», который проходил 24—25 марта, а в 2025-м команда ученых выиграла грант Российского научного фонда. Объем финансирования составляет 1,5 млн рублей.

Следующий этап развития проекта — интеграция систем искусственного интеллекта в ферментатор для онлайн-мониторинга и автоматического управления процессом переработки. Совместно с программистами ИТМО прорабатываются алгоритмы компьютерного зрения, способные по снимкам массы определять фазу ферментации и прогнозировать оптимальный момент выгрузки. Это позволит дополнительно сократить время цикла на 15−20% и снизить энергопотребление за счет включения привода и вентиляторов.

Установка, разработанная ИТМО, имеет большие перспективы в части создания производственных площадок замкнутого цикла и преимущество перед конкурентами, рассказал руководитель сегмента «Умные цепи поставок» рабочей группы FoodNet («Фуднет») НТИ Сергей Косогор. Это быстрая ферментация, низкое энергопотребление и закрытый тип, а значит, отсутствие запахов и выбросов. Благодаря этому установка может безопасно применяться в городской черте на территории оптово-распределительных центров, для утилизации отходов.

— Установка за счет своей экономичности, замкнутого цикла может быть полезна пивзаводам, маслоэкстракционным и сахарным заводам. Тепличные хозяйства могут быть пользователями данной разработки для получения CO2 — подкормки растений и удобрений. Проект также имеет большое значение для экологии, в рамках нацпроекта возможны размещение подобных разработок в районных городах и поселках, переработка органической фракции, снижение нагрузки на полигоны, — отметил специалист.

Однако необходимо для продвижения разработки решить вопрос цены, чтобы установка стала доступной для малых хозяйств, отметил Сергей Косогор.

Большая скорость переработки важна на крупных сельскохозяйственных предприятиях, где возникают трудности с размещением отходов и необходимостью платить за их передачу на полигоны и переработку. А способы переработки органики, не выделяющие парниковые газы, могут приветствоваться, так как соответствуют российской климатической политике, отметила доцент департамента экологической безопасности и менеджмента качества продукции Института экологии РУДН имени Патриса Лумумбы Татьяна Ледащева.

— Если говорить о применении в части пищевых отходов — они должны быть собраны из домохозяйств. Но в России на данный момент нет программы сбора органических отходов в домохозяйствах, как в Германии или в некоторые периоды в Советском Союзе, — отметил член Общественного совета Базовой организации государств — участников СНГ по экологическому образованию, главный редактор научного интернет-журнала «Ресурсы» Владимир Пинаев.

По его словам, технология может довольно просто применяться в сельском хозяйстве, а при переработке пищевых отходов нужна система сбора и отправки на такие ферментационные станции.