4.2 Сравнение с предыдущими исследованиями

Анализ чувствительности показывает, что результаты данного исследования являются относительно надежными, так как понадобятся значительные изменения для того, чтобы иерархия сравниваемых вариантов изменилась. Тем не менее, во многих случаях настоящие знания о технических особенностях технологий сбора недостаточны и требуют дополнительных исследований, необходимых для повышения надежности. Технология с использованием вакуумной системы характеризуется наибольшей экологической выгодой, в соответствии с результатами исследования, но в настоящее время не являются коммерчески доступной и, таким образом, не может использоваться повсеместно. Некоторые из наиболее значимых показателей различных вариантов сбора в соответствии с результатами настоящего исследования: потери органического вещества и питательных веществ в процессе предварительной обработке пищевых отходов, собранного в мешки, метана и питательных веществ при восстановлении после предварительной обработки перед анаэробным сбраживанием, потери углерода и питательных веществ в системе отстойников, том числе последствия этих потерь для очистных сооружений, использование энергии в технологии с использованием вакуумной системы, получение метана из высушенных пищевых отходов и качество брожения в варьируются для каждой технологи сбора.

Так как было проведено очень немного подобных исследований, трудно сравнивать полученные результаты с предыдущими исследованиями. В большинстве случаев, ОЖЦ пищевых отходов, направленная на исследование начальной стадии (сбор отходов), рассматривается просто как эффект, влияющий на использование энергии и выбросы, связанные со сбором и транспортировкой утилизируемых отходов. Некоторые предыдущие исследования показали, что воздействие на окружающую среду, связанное с перевозкой отходов редко имеет большое значение для общего воздействия на окружающую среду исследуемой технологии и в некоторых случаях были исключены из ОЖЦ со ссылкой на низкую значимость таких процессов в подобных исследованиях (Tyskeng and Finnveden, 2007; Tan and Khoo, 2008). В настоящем исследовании, выбросы от использования энергии при сборе и транспортировке отходов находятся в промежутке между 1,3–9,2 % от общего ПГП в сравниваемых технологиях (Chaya and Gheewala 2007; Kooh et al., 2010).. Тем не менее, настоящая работа показывает, что ряд других факторов на начальных этапах цепи сбора пищевых отходов, актуален для общего экологического профиля различных технологий и повышенное внимание к этим процессам мотивировано в подобных исследованиях. Такие процессы рассматриваются в некоторых исследованиях отходов в соответствии с принципами ОЖЦ, но только в отношении проблем с запахом и потенциальную потребность в повышенной частоте сбора в теплые времена года (ILCD, 2011).

Высокий вклад в ПЭ от использования системы измельчителей пищевых отходов в настоящем исследовании согласуется с более ранними результатами (2005 г). В более раннем исследовании данные в основном базируются на данных США, которые используют системы измельчителей, встроенных в муниципальные очистные сооружения с извлечения метана, что по показателю ПП и производительности ила является предпочтительным как в отношении ПГП и ПЭ по сравнению с компостированием, сжиганием и захоронением пищевых отходов. В значительной мере это может быть объяснено более низкой производительностью метана со свалок по сравнению со шламами после анаэробного сбраживания, 0 % чистого производства энергии от сжигания бытовых пищевых отходов, и производством компоста, что является экологической выгодой за счет рециркуляции питательных веществ и улучшения почвы. Однако, как различия между сравниваемыми альтернативами в исследовании, авторы утверждают, что их результаты являются устойчивыми, даже если будут внесены изменения, вывод основан на датском исследовании сжигания пищевых отходов, которое давало незначительно предпочтительные по сравнению с анаэробным сбраживанием результаты. Это в значительной степени связано с использованием пластиковых мешков для раздельного сбора органических отходов. Использование мешков предполагалось до 12,4 кг / тонну пищевых отходов, то есть более чем в два раза выше, чем предполагается в настоящем исследовании. Анаэробная переработка пищевых отходов незначительно лучше, чем сжигание по отношению к ПГП, ПЭ, фотохимическому образования озона (ФОО) и ПП, но не по отношению к токсикологическим параметрам воздействия.

Одной из целей исследования было изучение влияния различных параметров при сравнении технологий обращения с отходами с системной точки зрения. Очевидно, что различия велики; иерархия технологий сильно варьируется при использовании различных параметров (только с учетом воздействия на окружающую среду, связанным с косвенными выбросами и прямыми выбросами). Это показывает, что сохранение питательных веществ и легко поддающегося биологическому разложению углерода имеет большое значение для оценки «чистого» воздействия на окружающую среду от соответствующих альтернативных технологий, так как это будет иметь прямое влияние на продукцию полученную от технологии. Однако это видно при использовании более широкого подхода к изучению системы. Расширение подхода связано с увеличением потребности в предположениях, упрощении и использовании не конкретных данных и неопределенности, связанной с результатами. Тем не менее, риск переоценки воздействия на окружающую среду связан с различными альтернативными отходами технологий.

Важность рассмотрения технологий в обратном направлении несомненна, такой подход позволяет применять ОЖЦ начиная с идентификации конечных продуктов, а затем соответствующие технологии сбора и обработки, что позволяет оценить степень замещения в соотношении этих продуктов.

Важность вариантов в разнообразии состава пищевых отходов, собранных с помощью различных технологий сбора в настоящем исследовании была продемонстрирована путем изменения ПГП на 20 % при использовании экспериментальных данных по выбросам CH4 от технологий с измельчителями пищевых отходов по сравнению с технологией сбора в бумажные мешки. Это говорит о важности проведения дальнейших исследований технологий сбора.

Помимо экологической оценки, экономические затраты будут основным решающим фактором для лиц, принимающих решения в выборе между различными альтернативами. В настоящем исследовании не проводится оценка инвестиций и затрат на обслуживание. На основании сделанных предположений, выход биогаза в технологиях B, D и C на 40, 34 и 8 % выше по сравнению с технологией А соответственно. Это может быть повлиять на ценовую эластичность в отношении инвестиций и расходов различных технологий Качественное сравнение некоторых параметров не рассматривающихся в настоящем исследовании приведено в таблице 8. Относительная классификация основана на таких факторах, как частота сбора, трудовые затраты, потенциальные потери питательных веществ и др.

Таблица 8 – Качественное сравнение параметров (как положительный (Р) или отрицательный (N) вклад в представленных параметров, без обозначения – данных нет)

Качественные параметры	Технология
	А	В	С	D
Физические факторы ОС (шум, вибрация, безопасность)	N	P	P	P
Производственная среда	N	P	P	P
Инвестиционные затраты	P	P	N	N
Затраты на техническое обслуживание	N	P	P	–
Использование территориального пространства	N	P	P	P
Качество брожения	–	–	–	–
Восстановление фосфора	–	–	N	P

Качественное сравнение показывает, что в настоящее время наиболее распространенной системой для пищевых отходов сбор в Швеции (А) имеет более низкую стоимость (без учета потенциальной потребности в инвестициях в новые транспортные средства сбора), но приводит к отрицательным последствиям в отношении многих других аспектов. Наконец, следует подчеркнуть, что исследование проводилось с точки зрения сбора бытовых пищевых отходов в густонаселенных городских районах, и другие аспекты, чем рассматриваемые в настоящем исследовании может иметь большую актуальность для пригородных/сельских районов и результаты могут отличаться при другой демографической ситуации.

2. Заключение

В ходе исследования были изучены четыре различные технологии сбора органической фракции твердых бытовых отходов населения, были сравнены сортировка пищевых отходов в бумажные мешки – с или без централизованной сушки до сбора, использования кухонных измельчителей связанных с системой отстойников и вакуумной системой с более поздним измельчением. Все технологии сравнивались по отношению к воздействию на окружающую среду: потенциал эвтрофикации (-0,1 – -2,4 кг-экв NO₃ / тонна пищевых отходов), потенциал подкисления (-0,4 – -1,0 кг-экв SO₂ / тонна пищевых отходов), потенциал глобального потепления (-790 – -960 кг-экв CO₂ / тонна пищевых отходов) и использование первичной энергии (-1,7 – -3,6 ГДж / тонна пищевых отходов). Технология сбора с использованием вакуумной системы имеет наибольшее потребление первичной энергии, в то время как сбор пищевых отходов в бумажные мешки для последующей децентрализованной сушки имеет наибольший потенциал глобального потепления, эвтрофикации и подкисления. Тем не менее, эти системы еще не были приняты в эксплуатацию в больших масштабах и дальнейшие исследования необходимы для того, чтобы подтвердить итоги сравнения. Децентрализованная сушка до сбора наименее выгодна в отношении использования первичной энергии за счет использования электроэнергии в процессе сушки, в то время как сбор в бумажные мешки – в настоящее время наиболее широко используемая технология сбора органической фракции твердых бытовых отходов в Швеции, в результате низкого потенциала глобального потепления. Технология с использованием кухонных гриндеров для измельчения пищевых отходов характеризуется наименее благоприятными результатами по отношению к потенциалу эвтрофикации из-за риска потери питательных веществ из системы отстойников. Однако эти риски, а также возможности использовать дополнительные органические вещества в качестве источника углерода в процессе обработки сточных вод и частично восстановить потери при анаэробном сбраживании осадка в очистных сооружениях, которые еще не достаточно исследованы. Изучение проблем технологий для изменения определенных параметров приводит к значительным отрицательным воздействиям на окружающую среду, в связи с чем исследуемые технологии сбора должны быть тщательно изучены для оптимизации. Потери питательных веществ из систем отстойников, использование энергии для вентиляции и вакуумной сушки в вакуумных системах имеют наибольшее влияние на результаты сравнения.

44