Kompostowanie

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

Fazy kompostowania

Bakterie Promieniowce Grzyby Pierwotniaki Wrotki Mikroorganizmy Bakterie Promieniowce Grzyby Pierwotniaki Wrotki

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

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

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

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)

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

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).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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

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

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

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

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 + 2-3 miesiące dojrzewania

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

Kompostowanie komorowe i kontenerowe - kontenery – do 20 m3, komory – 50 -100 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

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%).

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

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

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

Kompostowanie w bębnach obrotowych Biostabilizator – wymieszanie i homogenizacja odpadów, rozdrobnienie miękkich składników oraz inicjacja procesów biochemicznego rozkładu - średnica: 2,5-4 m, długość: 10-40 m - nachylenie: 5-15o - prędkość obrotowa: 2-3 obr/min - przepustowość: 40-100 t/d - czas zatrzymania materiału: 1-14 dni - ze względu na siły tnące nie wytwarzają się grzybnie konieczne do rozkładu np. ligniny

Kompostowanie z wykorzystaniem dżdżownic Etap I – kompostowanie w pryzmie statycznej przez ok. 30 dni Etap II – wermikompostowanie w skrzyniach siedliskowych przez 60-90 dni Przetwarzanie głównie celulozy, skrobi i cukrów.

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

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

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

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

Substancje odżywcze N, P, K, Mg, Ca

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

Zanieczyszczenia organiczne - PCB - WWA - PCAs - pestycydy

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

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

Nawozowe użytkowanie kompostu - zapewnia próchniczość gleby

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

Rekultywacja gruntów bezglebowych - zapoczątkowanie i utrzymanie procesów glebotwórczych

Podłoża do uprawy roślin Mieszanki kompostu ze składnikami mineralnymi