Kompostowanie.

Prezentacja na temat: "Kompostowanie."— Zapis prezentacji:

1 Kompostowanie

2 Substraty i produkty Odpady organiczne + mikroorganizmy + powietrze
Woda + dwutlenek węgla + kompost + ciepło

3

4 Fazy kompostowania

5 Bakterie Promieniowce Grzyby Pierwotniaki Wrotki
Mikroorganizmy Bakterie Promieniowce Grzyby Pierwotniaki Wrotki

6 Bakterie - 80-90% mikroorganizmów w kompoście
- wytwarzają szeroki zakres enzymów - odpowiadają za wytwarzanie ciepła

7 Promieniowce - odgrywają ważną rolę w przetwarzaniu celulozy, ligniny i chityny (zdrewniałe części roślin, kora, papier) - odpowiadają za ziemisty zapach kompostu

8 Grzyby - organizmy cudzożywne
- odpowiadają za rozkład złożonych węglowodanów (celulozy) - przekształcają trwałe pozostałości organiczne w trudnych warunkach (podłoże suche, kwaśne, ubogie w azot)

9 Szczepienie Chwilowe – wprowadzenie względnie małej liczby organizmów do dużej ilości substratu Masowe – dodanie do surowca dużych ilości materiału bogatego w mikroorganizmy (do kilkudziesięciu procent masowych)

10

11 Szczepienie masowe - zawracanie kompostu do obiegu
- stosowanie reaktorów z pełnym lub częściowym wymieszaniem

12 pH Bakterie - pH 6-7,5 Grzyby - 5,5-8
Przy niskim pH mikroorganizmy giną. Przy wysokim pH azot przechodzi w amoniak i staje się niedostępny dla mikroorganizmów. Wzrost pH można osiągnąć przez wprowadzenie wapna lub napowietrzanie (obniżenie stężenia dwutlenku węgla).

13 Tlen Napowietrzanie: - zapewnienie biologicznej aktywności mikroorganizmów (>5%) - usuwanie nadmiaru wilgoci - usuwanie nadmiaru ciepła

14 Tlen - fazy procesu: zwłaszcza początkowe fazy wymagają dużej ilości tlenu - typy materiału: bogate w azot wymagają większej ilości tlenu - wymiary cząstek: drobny materiał trudniej natlenić - wilgotność: materiały o dużej wilgotności wymagają większej ilości tlenu

15

16

17 Zależność szybkości pobierania tlenu od temperatury
W=0,1*1,067t W [mg O2/(g s.m.o.*h)] t [oC] 20oC<t<70oC

18

19 Zapotrzebowanie na powietrze do usunięcia wody
jest znacznie większe od zapotrzebowania na biologiczne utlenianie. Zależy od: - początkowej wilgotności mieszaniny - żądanej wilgotności kompostu - temperatury powietrza opuszczającego kompost i otoczenia

20 Porowatość i wolna przestrzeń powietrzna
WPP = 100 – GN[W/GW-(100-W)/GM] GN [kg/m3] – gęstość nasypowa materiału GM [kg/m3] – gęstość materiału GW [kg/m3] – gęstość wody W [%] - wilgotność

21

22 Wymiar cząstek substratów
Małe cząstki: - duża powierzchnia właściwa - większa jednorodność mieszaniny - lepsza izolacja cieplna pryzmy - zmniejszenie WPP Optymalne: 1,5-7,5 cm

23 Substancje pokarmowe C/N – 25:1- 35:1
Niskie C/N – uwalnianie azotu do atmosfery (odór), powstanie amoniaku w ilościach toksycznych dla mikroorganizmów Optymalne C/N można uzyskać przez dodawanie substratów o bardzo wysokim lub niskim C/N

24 Wilgotność - Zbyt duża wilgotność zmniejsza wartość WPP i szybkość przenoszenia tlenu. - Zbyt niska wilgotność powoduje, że pożywki stają się trudno dostępne dla mikroorganizmów.

25

26 Temperatura Termofilne bakterie generują 4 Wh energii na gram zużytego tlenu (1 kg odpadów – 12 MJ ciepła)

27

28

29

30

31 Technologie kompostowania odpadów
- przygotowanie odpadów do kompostowania - właściwe kompostowanie - oczyszczanie kompostu

32 Przygotowanie odpadów do kompostowania
- wydzielenie z odpadów zanieczyszczeń (szkło, tworzywa sztuczne, metale) - rozdrobnienie i homogenizacja odpadów - optymalizacja składu chemicznego mieszanki odpadów

33 Zawartość wody Obniżanie zawartości wody w substracie:
- zawracanie kompostu do obiegu - wprowadzenie do substratów suchych materiałów (trociny, grunt odpadowy) - wprowadzenie do substratów materiałów strukturalnych w celu utrzymywania strukturalnej integralności cząstek i odpowiedniej porowatości mieszaniny kompostowej - częste przerzucanie kompostowanych materiałów - termiczne podsuszanie składników mieszaniny kompostowej

34

35

36

37 Mieszanie - mieszarki ślimakowe - mieszarki wibracyjne
- mieszarki bębnowe - zbiorniki z mieszadłem

38

39

40

41 Kompostowanie w pryzmach
- Duża powierzchnia w stosunku do objętości - Zapotrzebowanie na teren przy kompostowaniu: 0,7-1,2 m2/t

42 Sposoby napowietrzania
- naturalne przewietrzenie - przerzucanie odpadów - wymuszone przetłaczanie powietrza - przemieszczanie odpadów w warstwie powietrza

43

44

45 Konwekcja powietrza przez pryzmę
- różnicy gęstości - WPP - rozmiar cząstek Przy średnicy cząstek surowca powyżej 1 cm naturalne przewietrzenie może zaspokoić zapotrzebowanie odpadów na tlen w pryzmach o wysokości do 3 m.

46 Kompostowanie w pryzmach statycznych
- możliwość tworzenia stref beztlenowych - maksymalna wysokość do 1,5 m - uciążliwość odorowa - niskie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne - wymagana wysoka początkowa porowatość - czas kompostowania – ponad rok

47

48 Kompostowanie w pryzmach statycznych z napowietrzaniem
- nadciśnieniowe, podciśnieniowe, kombinowane - wysokość pryzm do 5 m - czas kompostowania 12 – 16 tygodni

49

50

51 Kompostowanie w pryzmach przerzucanych
- lepsze napowietrzenie - homogenizacja mieszanki - zmniejszenie ryzyka powstawania odorów - wysokość 1,5-3,5 m, szerokość 3,0-7,5 m - czas kompostowania 9-12 tygodni

52

53

54

55

56 Kompostowanie w pryzmach przerzucanych z napowietrzaniem
Napowietrzanie przy pomocy systemu kanałów pokrytych szczelinowymi płytami Małe zapotrzebowanie terenu Mała wrażliwość na deszczową pogodę

57

58 Kompostowanie metodą mat
- Plac pryzmowy wykłada się odpadami roślinnymi o dużych rozmiarach cząstek - Bioodpady są wpracowywane w leżące pod nimi odpady roślinne - Wysokość pryzm do 1,5 m - Czas kompostowania: 3-4 miesiące miesiące dojrzewania

59 Kompostowanie rzędowe i tunelowe
- Pryzmy oddzielone ścianami - Wysokość pryzm do 4 m - czas kompostowania 2-12 tygodni

60

61 Kompostowanie komorowe i kontenerowe
- kontenery – do 20 m3, komory – m3 - wymuszone napowietrzanie - odzysk ciepła z powietrza odlotowego - biofiltry do dezodoryzacji - zamknięty obieg wód odciekowych - czas kompostowania – 7-14 dni w kontenerach, 2-3 tygodnie w komorach - dojrzewanie kompostu 1-4 miesiące

62

63

64 Technologia Brikollare
Oczyszczone i rozdrobnione bioodpady prasuje się w brykiety o wymaiarach 50x37x17 cm (do 20 kg), które ustawia się na paletach w hali kompostowni. Półfabrykaty mają wilgotność 50-62%. Podczas tlenowego rozkładu temperatura 70oC utrzymuje się przez ok. 10 dni. Po 5-6 tygodniach otrzymuje się stabilny, hydrofobowy produkt (wilgotność 20-40%).

65 Kompostowanie wieżowe
- Intensywne kompostowanie - Pojemność wież - ponad 1000 m3 - Przepływ materiału w przeciwprądzie z powietrzem - Materiał przemieszcza się przez reaktor w ciągu 14 dni - Czas dojrzewania – 4 tygodnie - Małe zapotrzebowanie na powirzchnię

66 Wieże bez półek - Odpady przemieszczane tłokowo bez mieszania
- Możliwość tworzenia kanałów powietrznych w złożu - Zagrożenie niepełnego rozkładu i wydzielania odorów

67 - Intensywne mieszanie materiału rozłożonego na półkach
Wieże z półkami - Intensywne mieszanie materiału rozłożonego na półkach

68

69 Kompostowanie w bębnach obrotowych
Biostabilizator – wymieszanie i homogenizacja odpadów, rozdrobnienie miękkich składników oraz inicjacja procesów biochemicznego rozkładu - średnica: 2,5-4 m, długość: m - nachylenie: 5-15o - prędkość obrotowa: 2-3 obr/min - przepustowość: t/d - czas zatrzymania materiału: 1-14 dni - ze względu na siły tnące nie wytwarzają się grzybnie konieczne do rozkładu np. ligniny

70

71 Kompostowanie z wykorzystaniem dżdżownic
Etap I – kompostowanie w pryzmie statycznej przez ok. 30 dni Etap II – wermikompostowanie w skrzyniach siedliskowych przez dni Przetwarzanie głównie celulozy, skrobi i cukrów.

72 Kompostowanie przydomowe
- odpady roślinne z kuchni, suche pieczywo, skorupki jaj - odpady roślinne z ogrodów - odpady z owoców - fusy z kawy i herbaty wraz z papierowymi torebkami i filtrami - kwiaty - odpady z hodowli małych zwierząt domowych - papierowe ręczniki kuchenne, chusteczki

73 Kompost Cechy dobrego kompostu: - ciemny kolor - ziemisty zapach
- wilgotność: 25-35% - pH: 6,0-7,8 - zawartość substancji organicznych: 20-30% s.m. - brak tworzyw sztucznych, metali, szkła - niska zawartość metali ciężkich, toksycznych związków organicznych, soli rozpuszczalnych, brak organizmów chorobotwórczych, nasion chwastów

74 Stopień przekompostowania
Kompost świeży – materiał wyjałowiony i pozbawiony składników o dużych rozmiarach. Wysoka zawartość substancji organicznych. Może negatywnie oddziaływać na system korzeniowy roślin, prowadzić do procesów gnilnych. C/N=25:1-35:1 Kompost dojrzały – ustabilizowany kompost świeży, C/N>15:1

75 Wpływ kompostu na glebę
- podwyższenie wartości węgla organicznego - zwiększenie aktywności biologicznej - poprawa struktury (przy piaszczystej - zwiększenie pojemności wodnej, przy ciężkiej – zmniejszenie podatności na erozję)

76 Substancje odżywcze N, P, K, Mg, Ca

77 Zanieczyszczenie metalami ciężkimi
Cr, Zn, Cd, Cu, Ni, Pb, Hg

78 Zanieczyszczenia organiczne
- PCB - WWA - PCAs - pestycydy

79

80 Wykorzystanie kompostu
- Kształtowanie krajobrazu - Rekultywacja składowisk - Rolnictwo - Ogrodnictwo - Roboty ziemne - Prywatne ogrody

81

82 Cele i sposoby użytkowania kompostu
- nawożenie gleb - melioryzacyjne użyźnianie gleb - rekultywacja gruntów bezglebowych - produkcja podłoży do uprawy roślin - produkcja preparatów nawozowych

83 Nawozowe użytkowanie kompostu
- zapewnia próchniczość gleby

84 Melioracyjne użyźnianie gleb
- zwiększenie zawartości próchnicy - zwiększenie ilości składników pokarmowych - zwiększenie retencji wody

85 Rekultywacja gruntów bezglebowych
- zapoczątkowanie i utrzymanie procesów glebotwórczych

86 Podłoża do uprawy roślin
Mieszanki kompostu ze składnikami mineralnymi