Свалочный газ


Газ из органических отходов, выделяющийся из мусора — биогаз, образующийся в результате анаэробного разложения органических отходов (пищевые отходы, бумага, картон и т. д.).

Гниение мусора происходит под воздействием бактерий, принадлежащих к двум большим семействам: ацидогенов и метаногенов. Ацидогены производят первичное разложение мусора на летучие карбоновые кислоты, метаногены перерабатывают летучие карбоновые кислоты в метан CH4 и диоксид углерода CO2. Кроме того, водород поглощается углекислым газом с образованием того же метана:

В результате свалочный газ состоит из примерно 50–75 % метана CH4, 25–50 % CO2 и примесей азота, сероводорода и органических веществ. При исследовании 7 свалок в Великобритании в 1997 году было обнаружено около 140 веществ, в том числе алканы, ароматические углеводороды, циклоалканы, терпены, спирты и кетоны, соединения хлора[2][3]. При обследовании полигона ТБО «Кучино» в 2017 году было идентифицировано, исключая изомеры, около 160 органических соединений.[4]

Одной из характерных особенностей мусорных свалок является их неоднородность. В среднем около 75 % муниципальных отходов — это биоразлагаемые органические материалы. Вещества, содержащиеся в отходах, существенно различаются по скорости разложения. Отходы пищи разлагаются быстро. Садовые отходы относятся к группе со средним периодом полураспада — 5 лет. Бумажные, картонные, древесные, текстильные отходы медленно разлагаются (период разложения — 15 лет). Однако пластмасса и резина не разлагаются.

Мертвое органическое вещество подвергается процессам гниения. Под воздействием микроорганизмов происходит аэробная деградация, которая продолжается до тех пор, пока в окружающей среде присутствует кислород. Конечным продуктом разложения является смесь газов, состоящая в основном из углекислого газа и метана в различных пропорциях. После процесса ферментации оставшаяся органическая масса трансформируется очень медленно. Система достигает состояния стабилизации; это начало процесса карбонизации.

Стабилизация полигона является концом газовой эволюции. Образование метана начинается в анаэробной среде. Совокупность микроорганизмов, вызывающих этот процесс, характеризуется динамичным сосуществованием различных видов, связанных с пищевой цепью: