modelowanie procesu kompostowania, punkty krytyczne w kontekście wsparcia technologią em
DESCRIPTION
Modelowanie procesu kompostowania, punkty krytyczne w kontekście wsparcia Technologią EM. mgr inż. Agronomii spec. Mikrobiologia Rolna Rafał Nasindrowicz. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Modelowanie procesu kompostowania, punkty krytyczne w kontekście
wsparcia Technologią EM
mgr inż. Agronomii spec. Mikrobiologia Rolna Rafał Nasindrowicz
Kompostowanie może odbywać się na kompostowniach otwartych, w których
bardzo ważne jest zabezpieczenie podłoża tak, aby odcieki wraz z opadami atmosferycznymi nie
dostawały się do gruntu. Innym miejscem kompostowania są hale kompostowe oraz coraz bardziej
popularne i coraz bardziej doskonałe technicznie bioreaktory cybernetyczne ułatwiające modelowanie odpowiednich
warunków klimatycznych dla kompostowanej masy.
Zasadniczym celem przeróbki frakcji organicznej jest osiągniecie
następujących efektów:Zmniejszenie objętości i usunięcie z nich wodyStabilizacja polegająca na zmniejszeniu
zagniwalnościLikwidacja nieprzyjemnych zapachówHigienizacjaRozłożenie do form optymalnie przyswajalnych
przez zwierzęta drobne i roślinyPrzygotowanie kompostu do ostatecznej formy
zagospodarowania
Podstawowe warunki technologiczne wpływające na prawidłowość procesu
kompostowania
Odpowiednia jakość, struktura kompostowanej masy!
Optymalna wilgotność 50-60%Dostępność tlenu dla kompostowanej masyTemperatura maksymalna 55-60°CZawartość związków organicznych i
nawozowych C÷N – 25÷65
Pojęcie struktury kompostowanej masy dotyczy wymiaru pojedynczych grudek
odpadu i w sposób bezpośredni wpływa na ilość zawartej w porach wody oraz powietrza.
Udział przestrzeni wolnej w stosunku do całkowitej objętości porów powinien wynosić
25÷35% [1].
Mniejsza porowatość skutkuje podciąganiem kapilarnym i zajmowaniem wolnych
przestrzeni przez wodę co utrudnia przepływ powietrza. Taka sytuacja może doprowadzić
do powstania lokalnych warunków beztlenowych!
Materiałem strukturotwórczym bardzo wysokiej jakości może być słoma
pszenna oraz trociny, najlepiej z drzew liściastych.
Zbyt duże wymiary poszczególnych grudek ograniczają powierzchnię
kontaktu z mikroorganizmami przeprowadzającymi ich rozkład.
Natomiast zbyt rozdrobnione utrudniają ich rozkład
Rodzaje wody zawarte w osadzie ściekowym
A. Woda wolnaB. Woda adhezyjnaC. Woda adsorpcyjnaD. Woda
międzykapilarnaE. Woda kapilarnaF. Woda
mikrokapilarnaG. Płyny komórkoweH. Woda
wewnątrzkomórkowa
Optymalna zawartość wody w masie kompostowej powinna wynosić
50÷60%.
Wilgotność jest czynnikiem limitującym intensywność przemian
biochemicznych, czego wynikiem jest utrzymująca się na odpowiednim
poziomie, w trakcie tych przemian temperatura [1].
W całym cyklu kompostowania wyróżnia się trzy fazy biotermiczne
Termofilna temperatura powyżej 45°C bardzo szybki rozkład substancji organicznej, któremu towarzyszy wzrost temperatury do 60-75°C
Mezofilna temperatura do 45°C intensywny, malejący w czasie, rozkład substancji organicznej i sukcesywny spadek temperatury 40-30°C
Psychrofilna 0-40°C spowolnienie rozkładu substancji organicznej i sukcesywny spadek temperatury masy kompostowanej do temperatury otoczenia (dojrzewanie kompostu)
Niedostateczna ilość powietrza powoduje spadek aktywności mikroorganizmów
aerobowych, które wykorzystują tlen w procesie przemiany materii.
Na jego zużycie wpływa pośrednio uwilgotnienie masy kompostowej. Im %
wilgotności jest wyższy, tym wykorzystanie tlenu spada.
W celu optymalizacji napowietrzenia
kompostowego materiału jego zagęszczenie powinno wynosić poniżej 500kg/m³.
Zbyt intensywne dostarczanie powietrza może wpływać ujemnie na
proces kompostowania poprzez wychładzanie. Szczególnie zjawisko to jest niepożądane w fazie termofilnej.
Stosunkowo dobre doprowadzanie powietrza to 300m³(t s.m.·h)¯¹
zapotrzebowanie tlenu dla kompostu ustabilizowanego winno być mniejsze
od 1,0-1,5 O₂ (kg s.m.)¯¹[4].
Dynamika temperatury w kompostowanej masie jest efektem
(wskaźnikiem) biochemicznym (energetycznych) przemian substancji
organicznej.
W warunkach korzystnego składu chemicznego i rozdrobnieniu surowca oraz odpowiedniej jego wilgotności i
napowietrzania masy pryzmy, temperatura bardzo szybko osiąga optymalną wysokość ze względu na proces kompostowania, 60-75°C [1].
Przykładowy przebieg temperatur na tle poszczególnych grup
mikroorganizmów
Przykładowy przebieg stężenia jonów wodorowych na tle poszczególnych
grup mikroorganizmów
Przykład wydzielania dwutlenku węgla na tle poszczególnych grup
mikroorganizmów
Przykład wydzielania metanu na tle poszczególnych grup mikroorganizmów
Stosunek C÷N jest regulowany przez odpowiedni dobór części składowych
kompostowanej masy.
Popełnienie błędu na etapie przygotowania mieszaniny
komponentów do kompostowania może być jedną z głównych przyczyn
niepowodzenia procesu!
O jakości roślinnego surowca do produkcji kompostu stanowią głównie: zawartość substancji organicznej, zawartość
głównych mineralnych składników pokarmowych (nawozowych), stosunek
zawartości węgla do azotu.
Odpady o przeciwstawnym odczynie, skrajnych zawartościach suchej masy
(zawartości wody), Odmiennym składzie ziarnowym (rozdrobnieniu), nadają się do
tworzenia mieszanek glebotwórczych i nawozowych o dużej i bardzo dużej
użyteczności [5].
Lignina, hemiceluloza i celuloza są rozkładane na drodze hydrolizy pod
wpływem enzymów wydzielanych przez mikroorganizmy, głównie grzyby i
bakterie. Procesy te przebiegają przy niskiej temperaturze i przy pH bliskim
obojętnego. Najszybciej rozkładana jest celuloza, której produkty rozkładu nie są gromadzone tylko zużywane przez
mikroorganizmy do celów metabolicznych [6].
Dojrzały kompost powinien charakteryzować się odpowiednimi cechami organoleptycznymi takimi jak: struktura sypka gruzełkowata, barwa od brunatnej do czarnej, zapach ziemisty znacznie inny od gnilnego.
Produktami humifikacji biomasy są: próchnica i próchnicotwórcze składniki; składniki pokarmowe roślin; mikroflora i fauna glebowa; różnego rodzaju związki biologiczne czynne; gazy wydzielane do
atmosfery [7].
Stosowanie kondycjonerów biologicznych w postaci ,,Efektywnych
Mikroorganizmów” podczas procesu kompostowania oraz nawożenia tego typu
kompostem potęguje przebieg jego eksploatacji.
wypieranie warunków gnilnych dezodoryzacja ograniczenie aeracji rozkład trudno przyswajalnych związków higienizacja skrócenie okresu dojrzewania kompostu
BibliografiaSidełko R. 2005. Kompostowanie- optymalizacja
procesu i prognoza jakości produktu. Koszalin.Fukas- Płonka Ł. 2007. Kierunki postępowania z
osadami ściekowymi.Siuta j. Wasiak G. 2000. Kompostowanie odpadów i
użytkowanie komp[ostu. Warszawa.Malej J. www.wbiis.tu.koszalin.pl 2000 . Właściwości
osadów ściekowych oraz wybrane sposoby ich unieszkodliwiania i utylizacji Politechnika Kioszalińska.
Siuta J. 1998. Gospodarka odpadami Lublin. Przyrodnicze użytkowanie osadów ściekowych.
Prośiński S.T. 1984. Chemia drewna. Podręcznik dla studentów wydziału technologii drewna Akademii Rolniczych. Wydanie II. PWRiL, Warszawa