Kaip pagreitinti komposto brendimą? Kaip pagreitinti komposto brendimą vasarnamyje: teisinga sudėtis greitam paruošimui ir įvairių greitintuvų apžvalga Komposto krūvos pagreitintas organinių medžiagų apdorojimas

Kompostavimas yra aerobinis, natūralus organinių medžiagų skilimo procesas įvairių tipų grybelių ir bakterijų, todėl maisto ir sodo organinės atliekos virsta į dirvą panašia medžiaga, vadinama kompostu.

kompostas- labai naudingas produktas dirvai kondicionuoti ir tręšti.

Dėl kompostavimo susidaro šie galutiniai produktai (% nuo išeinantis tūris atliekos):

1. kompostas (40-50 % masės);
2. dujos (40-50 % masės);
3. likutinės medžiagos (10 % masės).

Liekantiems produktams priskiriami plastikai ir kitos medžiagos, kurios nesuyra, taip pat nekompostuojamos organinės medžiagos, kurias gali tekti grąžinti į kompostavimo procesą.

Kompostavimas gali vykti įvairiais mastais:

1. privačių namų savininkai - kiemo kompostavimas;
2. vietos valdžia ar įmonė stambiu mastu – centralizuotas kompostavimas.

Kiemo kompostavimas – tai sodo atliekų ir augalų šiukšlių kompostavimas. Kurį gali atlikti individualių namų savininkai savo sklypuose. Paprasčiausia forma Kiemo kompostavimas apima organinių medžiagų sudėjimą į krūvą ir periodinį vartymą, kad mikroorganizmai būtų praturtinti deguonimi. Su šiuo pasyvus metodas kompostavimas gali užtrukti nuo kelių mėnesių iki vienerių metų, kol atliekos virsta kompostu. Kompostas gali būti naudojamas tiek dirvai kondicionuoti, tiek kaip trąša sode. Norėdami pagreitinti procesą, bent kartą per savaitę apverskite kompostą ir laikykite drėgną sausuoju laikotarpiu.

Centralizuotas kompostavimas apima pradalų kompostavimą ir tunelinį kompostavimą.

Abu metodai reikalauja:

• tam tikras sijojimo, malimo ir maišymo laipsnis. Pradalgis yra trapecijos formos krūva, kurios ilgis viršija jos plotį ir aukštį. Langai reguliariai apverčiami naudojant priekinius krautuvus arba
• specialūs apvertimo mechanizmai. Temperatūros padidėjimas, atsirandantis kompostavimo metu, sukelia egzotermines reakcijas, susijusias su kvėpavimo takų metabolizmu. Visų patogeninių mikroorganizmų pašalinimas
• galimas pasiekus komposto atliekos 1-2 valandas 70 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Pirmasis kompostavimo etapas trunka nuo šešių iki aštuonių savaičių, po kurio įvyksta nokinimas, o tai nereikalauja dažno
• apsivertęs. Paprastai nokinimas trunka 3–9 mėnesius. Tunelio metodas apima organinių atliekų patalpinimą į tunelio tipo kamerą, kuri gali suktis, kad būtų geriau maišoma ir aeruojama.
• medžiaga, kuri intensyviai vėdinama naudojant ventiliatorius arba vėdinimo kanalai. Po išankstinio apdorojimo tunelinėje kameroje komposto medžiaga subręsta pradaliuose. Naudojant šį metodą, kompostavimas
• atsiranda greičiau, nes šis būdas labiau tinka maisto atliekoms kompostuoti. Tačiau tunelio metodas reikalauja didelių energijos sąnaudų.

Vaizdo įrašas apie komposto paruošimą:

Kompostavimas (bioterminis metodas) – tai neapdorotos organinės atliekų dalies biologinio neutralizavimo būdas, veikiant aerobinėms bakterijoms. Galima kompostuoti buitines, kai kurias pramonės ir žemės ūkio atliekas. Negalima kompostuoti ligoninių, klinikų, veterinarijos laboratorijų atliekų ir išmatų. Prieš kompostuojant būtina pašalinti biologinio skilimo procesus veikiančias medžiagas, tokias kaip pesticidai, radioaktyvios ir toksinės medžiagos.

Proceso esmė ta, kad šiukšlių storyje aktyviai auga ir vystosi įvairūs aerobiniai mikroorganizmai, sukeliantys rūgimo procesą, išsiskiriantį šiluma, ko pasekoje atliekos savaime įkaista iki 60°C (ne žemesnės kaip 50°C). , gali siekti 70°C). Esant tokiai temperatūrai, žūsta patogeniniai ir patogeniniai mikroorganizmai, helmintų kiaušinėliai, musių lervos ir kt. dideliu greičiu buitinių atliekų kietųjų organinių teršalų skilimo reakcijos, išsiskiriančios anglies dvideginiu ir vandeniu. Ši reakcija tęsiasi tol, kol gaunama gana stabili medžiaga (kompostas), panaši į humusą, nekenksminga sanitariniu požiūriu ir gera trąša. Pagrindinių kompostavimo reakcijų mechanizmas yra toks pat kaip ir skaidant bet kokias organines medžiagas: sudėtingesni junginiai suyra ir virsta paprastesniais.

Mikroorganizmų gyvybei svarbus yra anglies ir azoto santykis, taip pat medžiagos dispersija, kuri suteikia prieigą prie deguonies. Tankios atliekos, kuriose yra daug drėgmės (pvz., mėšlas, šlapias aktyvusis dumblas ir daugelis augalų atliekų), kurių anglies ir azoto santykis yra mažas, turi būti maišomos su kieta medžiaga, kuri sugeria drėgmės perteklių ir suteikia trūkstamą anglį bei mišinio struktūrą, reikalingą aeracija.

Pagrindiniai rodikliai, apibūdinantys atliekas kaip kompostavimo medžiagą, yra šie: organinių medžiagų kiekis; pelenų kiekis; bendrojo azoto, kalcio, anglies kiekis. Lentelėje 6.11 rodomos atliekų rūšys pagal galimybę jas kompostuoti.

6.11 lentelė

Įvairių rūšių atliekų tinkamumas kompostuoti

Praktikoje naudojami šie pramoniniai kompostavimo būdai -.

• kompostavimas krūvose be priverstinės aeracijos;
• kompostavimas krūvose su priverstine aeracija;
• kompostavimas patalpose, kuriose yra kontroliuojamos sąlygos (kompostavimas būgneliuose, tvenkinių kompostavimas, tunelinis kompostavimas ir kt.);
• mišrios sistemos.

Kompostavimo būdų pasirinkimą lemia optimalus proceso kainos ir pasiekto efekto perdirbant kompostuotas atliekas derinys. Reikia atsiminti, kad naudojant specializuotą įrangą išauga kompostavimo sąnaudos, kurios gali pasiekti reikšmingas vertes. Tačiau kasmet didėjantis atliekų kiekis skatina spartesnių, mechanizuoti metodai jų apdorojimas ir plečiamas jų naudojimas.

Bet kokiu atveju kompostavimo būdams taikyti yra statomi specialūs atliekų perdirbimo įrenginiai, kuriuose atliekamas visas atliekų šalinimo ciklas, susidedantis iš trijų technologinius etapus:

• priėmimas, preliminarus pasiruošimas organinės atliekos;
• tikrasis bioterminis neutralizavimo ir kompostavimo procesas;
• komposto apdorojimas ir saugojimas.

Labiausiai paplitęs ir paprasčiausias bioterminis procesas yra kompostavimas krūvose be priverstinės aeracijos. Atliekų neutralizavimas trunka nuo 6 iki 14 mėnesių, o organinės atliekos pristatomos į specialias kompostavimo aikšteles, kuriose susidaro krūvos- pylimai trapecijos formos (gali būti šachtų formos). Trapecijos pagrindo plotis 3 m, aukštis 2 m (šiauriniuose rajonuose aukštis iki 2,5 m), ilgis 10-25 m, atstumas tarp lygiagrečių trapecijos eilių 3 m. Apatinis komposto masės sluoksnis turi būti virš lygio požeminis vanduo ne mažesnis kaip 1 m.. Polių paviršius padengtas ne mažesniu kaip 15-20 cm storio žemės ar durpių sluoksniu, kuris neleidžia sklisti kvapui, daugintis musėms ir išlaiko šilumą, reikalingą kokybiškam irimui. biomedžiaga.

Taikymas kompostavimas krūvose su priverstine aeracija leidžia padidinti bioterminių procesų intensyvumą kompostuojamoje masėje, žymiai padidinti savaiminio įkaitimo temperatūrą ir žymiai sutrumpinti komposto paruošimo laiką (iki 1,5-2 mėn.). Šiuo atveju polių aeracija užtikrinama specialia instaliacija, leidžiančia tiekti orą į vidinius sandėliuojamų atliekų sluoksnius, pavyzdžiui, naudojant ventiliatorių, tiekimo vamzdį ir oro paskirstymo įrenginį.

Didėjant dirvožemių ir organinių trąšų poreikiui, išaugo dėmesys organinių atliekų atskyrimui ir vėliau jas kompostuojant, todėl aktualu tapo įvairių kompostavimui skirtų techninių priemonių kūrimas. Taigi, jis vykdomas kompostavimas kontroliuojamose patalpose.Šiuo metu labiausiai paplitę pramoniniai kompostavimo būdai yra būgninis kompostavimas, tvenkinių kompostavimas ir tunelinis kompostavimas. Visi šie metodai yra pagrįsti specialiai sukurtų įrenginių naudojimu bioterminiam procesui juose atlikti. Juose yra atliekų skirtingas laikas, o išvesties medžiagos turi didelių skirtumų. Taigi, kompostavimas statinėse reikalaujama, kad atliekos įrenginiuose išliktų apie dvi dienas, per tą laiką tik prasideda irimo procesas, o tada medžiaga dedama į atviras nokinimo vietas. Kompostavimas laikymo tvenkinyje užtrunka 46 savaites ir gaunamas stabilizuotas gatavas produktas. Jei naudojamas tunelinis kompostavimas, tada po 7-10 dienų medžiaga, kurioje vis dar aktyviai vyksta irimo procesai, turi pakankamai anglies ir azoto ir tinka tolesni procesai perdirbimas, pvz., deginimas arba dujinimas. Pagrindinės sąlygos pasirenkant optimalų kompostavimo būdą ar kuriant įrenginį šiam procesui yra jo panaudojimo efektyvumas ir galimybė gautą kompostą panaudoti ateityje.

Apskritai kompostavimo įrenginys yra sudėtingas techninis kompleksas, atitinkantis būtinus aplinkosaugos reikalavimus. Metinis atliekų perdirbimas tokiame įrenginyje šiuo metu gali svyruoti nuo 5 000 iki 50 000 tonų Organinių atliekų perdirbimo procesas m. specialius įrenginius gali būti įgyvendintas dviem būdais:

• a) didelis centralizuotas įrenginys;
• b) įrenginių kompleksas su daugybe decentralizuotų padalinių.

Praktikoje pastebima tendencija kurti ir eksploatuoti

būtent centralizuoti kompostavimo įrenginiai. Pirma, nepaisant didelių investicijų sąnaudų statybos etape, centralizuotų įrenginių eksploatacinės išlaidos yra žymiai mažesnės. Antra, kompostavimo įrenginiai turi atitikti gana aukštus šiuolaikinius aplinkosaugos reikalavimus, dėl kurių reikia naudoti brangias technines ir technologines naujoves. Šios priemonės, pavyzdžiui, kvapų problemos sprendimas, gali būti įdiegtos centralizuotuose įrenginiuose žymiai mažesnėmis sąnaudomis, lyginant su decentralizuotais.

Kompostas yra galutinis organinių atliekų perdirbimo produktas ir turi būti epidemiologiškai saugus. Gatavo komposto kokybė yra vienas pagrindinių gamybos efektyvumo kriterijų, tačiau svarbu atsižvelgti ir į žaliavos kokybę. Kompostavimo kokybei apskaičiuoti tradiciškai naudojamas rodiklis, pavyzdžiui, skilimo laipsnis, pagrįstas standartizuotu temperatūros palyginimu, kai kompostuojama medžiaga savaime įkaista.

Komposto iš kietųjų atliekų naudojimas yra ribotas, nes jo negalima naudoti nei žemės ūkyje, nei miškininkystėje dėl galimo sunkiųjų metalų ar kitų pavojingų komponentų, kurie per žoleles, uogas, daržoves ir pieną gali pakenkti žmogaus sveikata. Dėl tos pačios priežasties sistemingai naudoti tokią medžiagą miestų aikštėse ir parkuose yra nepraktiška, todėl ši medžiaga daugiausia naudojama kaip gruntas sąvartynuose arba uždarant kasyklų darbus. Tačiau jei pavojingi komponentai iš pirminių atliekų surinkimo etape neįtraukiami, kompostas iš kietųjų komunalinių atliekų gali būti naudojamas kaip organinė trąša, o jo saugos rodikliai yra lentelėje pateikti duomenys. 6.12.

6.12 lentelė

Komposto saugos rodikliai

Pagrindinis kompostavimo trūkumas yra būtinybė saugoti ir neutralizuoti nekompostuojamų atliekų komponentus, kurių tūris gali sudaryti didelę dalį bendro atliekų kiekio. Be to, kompostavimo proceso metu susidaro nemalonaus kvapo ir aplinkai naštos sukeliančios medžiagos. Šių teršalų mažinimas gana sėkmingai gali būti atliktas naudojant biofiltrą, tačiau tam reikia didelių išlaidų, ypač turint omenyje, kad kvapai susidaro ne tik skaidymosi metu, bet ir atvežant bei ruošiant atliekas, taip pat vėliau apdorojant atliekas. gatavas kompostas.

Kompostavimo pranašumas yra tas, kad sumažėja organinių sąvartynų kiekis ir gaunama tinkama medžiaga.

Užsienio patirtis

Vokietijoje įstatymais draudžiama naudoti kompostą iš kietųjų atliekų kaip trąšą dėl sunkiųjų metalų pertekliaus.

Komposto gamyba. Anaerobinis ir aerobinis skilimo tipai. Anglies ir azoto santykis. Kaip tinkamai pradėti komposto krūvą.

Kompostas yra trąšos, gaunamos mikrobiškai skaidant organines medžiagas.

Beveik visi sodininkai naudoja kompostą, nepaisant to, kokios žemės ūkio technologijos laikosi, ar kasa žemę, ar tiesiog purena, naudokite mineralinių trąšų arba apsieiti be jų.

Beveik kiekviename sode yra krūva arba duobė, skirta virtuvės ir kiemo atliekoms perdirbti. Kompostavimui kažkas stato visokias dėžes, užtvaras, naudodamas metalinį tinklelį, lentas, šiferį – bet kokią medžiagą, kuri atitveria organinėms atliekoms kompostuoti tinkamą vietą.

Gautas kompostas yra purios, kvėpuojančios struktūros ir yra praturtintas visomis augalams būtinomis maistinėmis medžiagomis. Tiesą sakant, kompostuoti sode yra labai geras dalykas!

Ir beveik kiekvienas sodininkas laiko save šio klausimo ekspertu, tačiau kai kurie tiesiog nemano, kad komposto galima paruošti Skirtingi keliai: „Kas taip sunku? Sumečiau į krūvą piktžoles ir žolę, sumečiau ten virtuvės atliekas, palaisčiau ir laukiau, kol viskas supūs!

Apskritai tai teisinga. Bet norėtųsi šiek tiek detaliau suprasti biologinius procesus, kurie vyksta irstant organinėms medžiagoms, kad kompostavimas sode vyktų ne savaime, o pagal suplanuotą scenarijų.

Anaerobinis

Jis taip pat vadinamas „šaltu“ ir atsiranda 15–35 ° C temperatūroje, dalyvaujant anaerobiniams mikroorganizmams, kurie gauna energiją, kai nėra deguonies.

Šio tipo kompostavimo metu komposto krūva sutankinama, uždengiama plėvele arba dedama į duobes. Tačiau šio kompostavimo būdo geriau atsisakyti. Kodėl?

Reikšmingas šio metodo trūkumas yra lėtas organinių medžiagų skilimas, o pats puvimo procesas, kai trūksta deguonies, gali imtis žalingos augalams krypties, provokuodamas grybų, įskaitant patogeninius, vystymąsi.

Anaerobinės fermentacijos metu fermentacijos medžiagose esanti anglis virsta ne anglies dioksidu, kaip aerobinės fermentacijos metu, o metanu. Vadinasi Blogas kvapas. Gamtoje šis procesas vyksta pelkių dugne, o komposto krūvose – esant didelei komposto drėgmei.

Aerobinis

Greičiau, atsiranda aukštesnėje temperatūroje, be nemalonaus kvapo. Dauguma sodininkų renkasi aerobinį kompostavimą, tai yra su oro prieiga.

Nors reikia pripažinti, kad komposto krūvoje ir aerobiniai, ir anaerobiniai procesai vyksta vienu metu. Jei viršutiniuose komposto krūvos sluoksniuose yra daugiau deguonies (oro), tai ten vyraus aerobinis kompostavimas.

Aerobinė fermentacija gamtoje vyksta dideliu mastu ir yra dominuojantis būdas, kuriuo laukų ir miškų atliekos paverčiamos humusu, naudingu dirvožemiams ir jų gyventojams.
Todėl sodininkai dažniausiai stengiasi naudoti būtent šį metodą, sistemingai maišydami (perkeldami) suyrančias organines medžiagas į krūvą, kad aprūpintų ją oru.

Būna, kad komposto masė kartais įkaista iki 70 °C, tarsi „perdega“. Ar turėtume džiaugtis tokia temperatūra, ar ne?

Yra nuomonė, kad karštas kompostavimas lemia patogeninių organizmų naikinimą, o taip pat ir tai, kad į komposto krūvą patekusios piktžolių sėklos praranda daigumą.

Kaip parodė eksperimentai, komposto krūvoje termiškai apdorotos sėklos dar iš dalies sudygsta, todėl klojant žolę kompostavimui reikėtų vengti rinkti piktžoles joms nužydėjus.

Sužinokite daugiau apie patį kompostavimo procesą

Pirmajame etape atliekų apdorojime dalyvauja visi esantys mikrobai. Tuo pačiu metu vyksta intensyvus oksidacijos procesas, tai yra sąveika su deguonimi, kuris išskiria šilumą.
Ryškiausias ir greitas pavyzdys oksidacija kaip cheminis procesas – degimas. Kalbant apie organinių medžiagų skilimą, ši oksidacija vyksta lėtai, o šiluma (energija) išsiskiria lėtai šio proceso metu.

Bet kas šiuo metu nutinka mikroorganizmams? Jie mirs nuo padidėjusios temperatūros.? Faktas yra tas, kad yra keletas vadinamųjų termofilinių bakterijų, kurios vystosi aukštoje temperatūroje (virš 50, iki 90 ° C, priklausomai nuo rūšies).

Termofilų ląstelių sienelė yra atspari temperatūrai. Taip yra dėl jo struktūros ir cheminės sudėties. Būtent šios bakterijos tęsia savo darbą, būtent jos įkaitina komposto krūvą kritinė temperatūra, kai kiti mikroorganizmai nustoja veikti.

Kai kurie mikroorganizmai miršta, o kai kurie virsta neaktyvia forma (cistomis), kad išliktų kaip rūšis. Cista (iš graikų kalbos kystis – burbulas), laikina daugelio vienaląsčių augalų ir gyvūnų egzistavimo forma. Jis turi apsauginį apvalkalą, kuris dar vadinamas cista.

Kai kurie pirmuonys nepalankiomis sąlygomis gali egzistuoti cistos pavidalu keletą metų.
Vėliau termofilų aktyvumas sumažės, temperatūra pačioje komposto krūvoje. Bakterijos, kurios užmigo cistose, atgys ir tęs savo darbą. Jei temperatūra ir drėgmė bus palanki, nauji mikroorganizmai kolonizuos kompostą ir tęs komposto krūvos komponentų irimo procesą.
Iš to, kas išdėstyta aukščiau, išplaukia, kad aukšta temperatūra iš tiesų gali iš dalies sunaikinti tam tikrų rūšių mikroorganizmus – ir kenksmingus, ir naudingus.

Bet patogeniniai mikrobai nepalankias sąlygas toleruoja geriau, todėl teiginys, kad karštas kompostavimas kompostą dezinfekuoja, nėra visiškai pagrįstas.
Daugelis patyrusių sodininkų komposto krūvas daro mažas ir žemas, kad jose nebūtų toks stiprus šildymas. Tokias krūvas greičiau apgyvendina kirminai, o tai savo ruožtu lemia vertingesnį ir maistingesnį kompostą.
Pridedant organinių medžiagų kompostui, verta atsižvelgti į dar vieną aplinkybę.

Organinės medžiagos yra ne kas kita, kaip įvairių cheminių elementų derinys su anglimi.

Be anglies, gamtoje didelę reikšmę turi azotas – svarbi aminorūgščių, baltymų, nukleorūgščių ir kitų junginių statybinė medžiaga.
O organinėse medžiagose, kurias naudojame kompostavimui, yra ir anglies, ir azoto, jos pasižymi šių cheminių elementų santykiu.
Taigi, pavyzdžiui, pjuvenose apytikslis anglies ir azoto santykis yra: C/N = 500/1
šiauduose C/N =100/1
lapijoje C/N = 50/1;
V vejos žolė C/N = 15/1
augalinėse atliekose C/N = 13/1
mėšlo komposto C/N =10/1
Tai reiškia, kad kompostas, gautas irstant žolei, bus labiau prisotintas azoto nei kompostas, gautas su vyraujančiu pjuvenų kiekiu.

Todėl klojant komposto krūvą azotinius komponentus reikėtų keisti arba maišyti su anglies komponentais.

Tai yra, gerai sumaišyti pjuvenas su mėšlu, o augalines atliekas perkelti su sausais lapais ir pan. Medžių šakas reikia susmulkinti, o žolę, jei įmanoma.

Kuo mažesni komponentai, tuo greičiau vyks skilimo procesas.

Kas dažniausiai patenka į komposto krūvą?

Virtuvės atliekos: daržovių žievelės, kiaušinių lukštai, subproduktai ir žuvų kaulai. Taip pat drožlės, pjuvenos, popierius, piktžolės, nuo vejos nupjauta žolė, iš po medžių surinkti lapai, šiaudai, krūmynai.

Patartina pilti komponentų sluoksnius medžio pelenai tada kompostas bus maistingesnis.
Po 25–35 centimetrų sluoksnio įpilkite šiek tiek dirvožemio „rūgimui“.
Patartina kiekvieną sluoksnį purkšti EM preparatu, tai žymiai pagreitins kompostavimo procesą. Po 5–10 dienų krūva, jei įmanoma, sumaišoma, o išdžiūvusi – drėkinama.
Jei EO preparatai sodininkui nepasiekiami, norint pagreitinti kompostavimą, reikia įpilti šiek tiek paruošto komposto, prisotinto mikroorganizmais. Jei tai neįmanoma, naudokite starterį, pagamintą iš žolės, mėšlo ar daržo dirvožemio. Na, galite nieko nedėti, naudodami taisyklę „Ir taip bus!“, bet vėliau bus gautas subrendęs kompostas.

Kompostavimas suteikia vertingos organinių trąšų ir šalinti atliekas, kurios tampa nekenksmingos aplinkai.

„Greitas komposto paruošimas. Kompostą per vieną sezoną pagamina lervos“ -

Kompostavimo menas ir mokslas

Įvadas

Kompostavimo istorija siekia šimtmečius. Pirmieji rašytiniai įrašai apie komposto naudojimą žemės ūkyje pasirodė prieš 4500 metų Mesopotamijoje, tarp Tigro ir Eufrato upių (dabartinis Irakas). Visos civilizacijos Žemėje įvaldė kompostavimo meną. Romėnai, egiptiečiai ir graikai aktyviai praktikavo kompostavimą, tai atsispindi Talmude, Biblijoje ir Korane. Archeologiniai kasinėjimai patvirtina, kad majų civilizacija prieš 2000 metų taip pat praktikavo kompostavimą.

Nepaisant to, kad kompostavimo menas sodininkams buvo žinomas nuo neatmenamų laikų, XIX a., kai plačiai paplito dirbtinės mineralinės trąšos, jis iš esmės buvo prarastas. Pasibaigus Antrajam pasauliniam karui, žemės ūkis pradėjo naudotis mokslo raidos rezultatais. Žemės ūkio mokslas produktyvumui padidinti rekomendavo naudoti visų formų chemines trąšas ir pesticidus. Kompostą pakeitė cheminės trąšos.

1962 m. Rachel Carson išleido „Tylus pavasaris“ – knygą apie plačiai paplitusį piktnaudžiavimą cheminiais pesticidais ir kitais teršalais. Tai buvo visuomenės protesto ir pavojingų produktų gamybos bei naudojimo uždraudimo signalas. Daugelis ėmė iš naujo atrasti vadinamojo ekologinio ūkininkavimo naudą.

Viena iš pirmųjų publikacijų šiuo aspektu buvo sero Alberto Howardo knyga „Žemės ūkio testamentas“, išleista 1943 m. Knyga sukėlė didžiulį susidomėjimą ekologiškais žemės ūkio ir sodininkystės metodais. Šiandien kiekvienas ūkininkas pripažįsta komposto vertę skatinant augalų augimą ir atkuriant išeikvotą ir negyvą dirvą. Atrodė, kad šis senovinis žemės ūkio menas buvo atrastas iš naujo.

Ekologinio ūkininkavimo negalima pavadinti visišku grįžimu prie seno, nes jis turi visus pasiekimus šiuolaikinis mokslas. Visi komposto krūvoje vykstantys cheminiai ir mikrobiologiniai procesai yra nuodugniai ištirti ir tai leidžia sąmoningai artėti prie komposto ruošimo, reguliuoti ir nukreipti procesą tinkama linkme.

Atliekos, kurias galima kompostuoti, svyruoja nuo komunalinių atliekų, kurios yra organinių ir neorganinių komponentų mišinys, iki homogeniškesnių substratų, tokių kaip gyvūnų ir augalų atliekos, žaliavinis aktyvusis dumblas ir nuotekos. Natūraliomis sąlygomis biologinio skilimo procesas vyksta lėtai, žemės paviršiuje, aplinkos temperatūroje ir daugiausia anaerobinėmis sąlygomis. Kompostavimas – tai būdas pagreitinti natūralų skilimą kontroliuojamomis sąlygomis. Kompostavimas yra šių natūralių biologinių ir cheminių sistemų veikimo supratimo rezultatas.

Kompostavimas yra menas. Taip dabar vertinama išskirtinė komposto svarba sodui. Deja, tinkamam komposto paruošimui vis dar skiriame labai mažai dėmesio. O tinkamai paruoštas kompostas yra pagrindas, raktas į būsimą derlių.
Yra gerai išvystytų ir patikrintų Bendri principai komposto ruošimas.

1. Teorinis pagrindas kompostavimo procesas

Kompostavimo procesas apima sudėtingą organinių atliekų, mikroorganizmų, drėgmės ir deguonies sąveiką. Atliekos dažniausiai turi savo endogeninę mišrią mikroflorą. Mikrobų aktyvumas didėja, kai pasiekia drėgmės kiekį ir deguonies koncentraciją reikalingas lygis. Be deguonies ir vandens, mikroorganizmams augti ir daugintis reikia anglies, azoto, fosforo, kalio ir tam tikrų mikroelementų. Šiuos poreikius dažnai patenkina atliekose esančios medžiagos.

Vartodami organines atliekas kaip maisto substratą, mikroorganizmai dauginasi ir gamina vandenį, anglies dioksidą, organinius junginius ir energiją. Dalis energijos, susidarančios dėl biologinės anglies oksidacijos, sunaudojama medžiagų apykaitos procesuose, likusi dalis išsiskiria šilumos pavidalu.

Komposte, kaip galutiniame kompostavimo produkte, yra stabiliausių organinių junginių, skilimo produktų, negyvų mikroorganizmų biomasės, tam tikro kiekio gyvų mikrobų ir šių komponentų cheminės sąveikos produktų.

1.1. Mikrobiologiniai kompostavimo aspektai

Kompostavimas yra dinamiškas procesas, vykstantis dėl įvairių grupių gyvų organizmų bendruomenės veiklos.

Pagrindinės kompostavimo procese dalyvaujančių organizmų grupės:
mikroflora – bakterijos, aktinomicetai, grybai, mielės, dumbliai;
mikrofauna – pirmuonys;
makroflora – aukštesni grybai;
makrofauna – dvikojai šimtakojai, erkės, šaltiniai, kirminai, skruzdėlės, termitai, vorai, vabalai.

Kompostavimo procese dalyvauja daug bakterijų rūšių (daugiau nei 2000) ir mažiausiai 50 rūšių grybų. Šios rūšys gali būti suskirstytos į grupes pagal temperatūros diapazonus, kuriuose kiekviena iš jų yra aktyvi. Psichofilams pageidaujama temperatūra yra žemesnė nei 20 laipsnių Celsijaus, mezofilams - 20-40 laipsnių, o termofilams - aukštesnė nei 40 laipsnių Celsijaus. Paskutiniame kompostavimo etape vyraujantys mikroorganizmai paprastai yra mezofiliniai.

Nors komposte bakterijų yra labai daug (10 mln. – 1 mlrd. mikrobų biomasės/g šlapio komposto), dėl mažo dydžio jos sudaro mažiau nei pusę visos mikrobų biomasės.

Aktinomicetai auga daug lėčiau nei bakterijos ir grybai, o ankstyvose kompostavimo stadijose su jais nekonkuruoja. Jie labiau pastebimi vėlesniuose proceso etapuose, kai jų labai daugėja ir 10 cm gylyje nuo kompostuojamos masės paviršiaus aiškiai matosi aktinomicetams būdinga balta arba pilka danga. Jų skaičius yra mažesnis nei bakterijų ir yra apie 100 tūkstančių – 10 milijonų ląstelių viename grame šlapio komposto.

Grybai vaidina svarbų vaidmenį skaidant celiuliozę, todėl reikia kontroliuoti kompostuojamą masę, kad būtų optimizuotas šių mikroorganizmų aktyvumas. Temperatūra yra svarbus veiksnys, nes grybai žūva, jei ji pakyla virš 55 laipsnių Celsijaus. Sumažėjus temperatūrai, iš šaltesnių zonų jos vėl pasklinda per visą tūrį.

Kompostavimo procese aktyviai dalyvauja ne tik bakterijos, grybai, aktinomicetai, bet ir bestuburiai. Šie organizmai egzistuoja kartu su mikroorganizmais ir yra komposto krūvos „sveikatos“ pagrindas. Draugiškame komposterių kolektyve – skruzdėlės, vabalai, šimtakojai, rudeniniai armijos vikšrai, netikrieji skorpionai, vaisvabalų lervos, šimtakojai, erkės, nematodai, sliekai, auskarai, uogienės, sliekai, vorai, derliaus vorai, enchitriidai (baltieji vorai) ir kt. .. Pasiekus maksimalią temperatūrą, kompostas, atvėsęs, tampa prieinamas įvairiems dirvožemio gyvūnams. Daugelis dirvožemio gyvūnų labai prisideda prie kompostuojamų medžiagų perdirbimo fiziškai skaidydami. Šie gyvūnai taip pat padeda maišyti skirtingus komposto komponentus. Vidutinio klimato sąlygomis sliekai atlieka pagrindinį vaidmenį paskutiniuose kompostavimo proceso etapuose ir toliau įterpiant į dirvą organines medžiagas.

1.1.1. Kompostavimo etapai
Kompostavimas yra sudėtingas, kelių etapų procesas. Kiekvienam etapui būdingi skirtingi organizmų konsorciumai. Kompostavimo fazes sudaro (1 pav.):
1. vėlavimo fazė,
2. mezofilinė fazė,
3. termofilinė fazė,
4. brendimo fazė (galutinė fazė).

1 PAVEIKSLAS. KOMOSTAVIMO ETAPAI.

1 fazė (vėlavimo fazė) prasideda iškart po šviežių atliekų įdėjimo į komposto krūvą. Šios fazės metu mikroorganizmai prisitaiko prie atliekų rūšies ir gyvenimo sąlygų komposto krūvoje. Atliekų skaidymas prasideda jau šiame etape, bet iš viso Mikrobų populiacija dar nedidelė, temperatūra žema.

2 fazė (mezofilinė fazė). Šios fazės metu suaktyvėja substrato irimo procesas. Mikrobų populiacijos dydis didėja daugiausia dėl mezofilinių organizmų prisitaikymo prie žemos ir vidutinės temperatūros. Šie organizmai greitai skaido tirpius, lengvai skaidomus komponentus, tokius kaip paprasti cukrūs ir angliavandeniai. Šių medžiagų atsargos greitai išsenka, o mikrobai pradeda skaidyti sudėtingesnes molekules, tokias kaip celiuliozė, hemiceliuliozė ir baltymai. Suvartoję šias medžiagas mikrobai išskiria organinių rūgščių kompleksą, kuris yra maisto šaltinis kitiems mikroorganizmams. Tačiau ne visos susidariusios organinės rūgštys yra įsisavinamos, todėl jos kaupiasi per daug ir dėl to mažėja aplinkos pH. pH yra antrojo kompostavimo etapo pabaigos indikatorius. Tačiau šis reiškinys yra laikinas, nes rūgščių perteklius sukelia mikroorganizmų mirtį.

3 fazė (termofilinė fazė). Dėl mikrobų augimo ir medžiagų apykaitos pakyla temperatūra. Kai temperatūra pakyla iki 40 laipsnių ir daugiau, mezofilinius mikroorganizmus pakeičia aukštai temperatūrai atsparesni mikrobai – termofilai. Kai temperatūra pasiekia 55 laipsnius Celsijaus, dauguma žmonių ir augalų patogenų žūva. Bet jei temperatūra viršys 65 laipsnius šilumos, komposto krūvoje esantys aerobiniai termofilai taip pat žus. Dėl aukštos temperatūros pagreitėja baltymų, riebalų ir kompleksiniai angliavandeniai celiuliozės ir hemiceliuliozės rūšys – pagrindiniai augalų struktūriniai komponentai. Dėl maisto išteklių išeikvojimo medžiagų apykaitos procesai mažėja, o temperatūra palaipsniui mažėja.

4 fazė (paskutinė fazė). Temperatūrai nukritus iki mezofilinės ribos, komposto krūvoje pradeda dominuoti mezofiliniai mikroorganizmai. Temperatūra yra geriausias brendimo etapo pradžios rodiklis. Šioje fazėje likusios organinės medžiagos sudaro kompleksus. Šis organinių medžiagų kompleksas yra atsparus tolesniam irimui ir vadinamas humuso rūgštimis arba humusu.

1.2. Biocheminiai kompostavimo aspektai

Kompostavimas yra biocheminis procesas, skirtas kietosioms organinėms atliekoms paversti stabiliu, į humusą panašiu produktu. Supaprastintai, kompostavimas yra biocheminis organinių medžiagų skaidymas. komponentai organines atliekas kontroliuojamomis sąlygomis. Kontrolės naudojimas išskiria kompostavimą nuo natūraliai vykstančių puvimo ar skilimo procesų.

Kompostavimo procesas priklauso nuo mikroorganizmų aktyvumo, kuriems reikalingas anglies šaltinis energijos ir ląstelių matricos biosintezei, taip pat azoto šaltinis ląstelių baltymų sintezei. Mažesniu mastu mikroorganizmams reikia fosforo, kalio, kalcio ir kitų elementų. Anglis, kuri sudaro apie 50% visos mikrobų ląstelių masės, yra energijos ir energijos šaltinis. Statybinė medžiaga ląstelei. Azotas yra gyvybiškai svarbus ląstelės baltymų, nukleino rūgščių, aminorūgščių ir fermentų sintezės elementas, būtinas ląstelių struktūroms kurti, augti ir funkcionuoti. Mikroorganizmų anglies poreikis yra 25 kartus didesnis nei azoto.

Daugumoje kompostavimo procesų šiuos poreikius tenkina pradinė organinių atliekų sudėtis; gali tekti koreguoti tik anglies ir azoto (C:N) santykį, o kartais ir fosforo lygį. Šviežiuose ir žaliuose substratuose yra daug azoto (vadinamieji „žali“ substratai), o ruduose ir sausuose substratuose (vadinamieji „rudieji“ substratai) – anglies (1 lentelė).

1 LENTELĖ.
ANGLIES IR AZOTO SANTYKIS KAI KURIUOSE PAGRINDUOSE.

Anglies ir azoto balansas (C:N santykis) yra labai svarbus komposto susidarymui. C:N santykis yra anglies masės (ne atomų skaičiaus!) ir azoto masės santykis. Reikalingas anglies kiekis gerokai viršija azoto kiekį. Šio santykio pamatinė vertė kompostuojant yra 30:1 (30 g anglies 1 g azoto). Optimalus C:N santykis yra 25:1. Kuo labiau anglies ir azoto balansas nukrypsta nuo optimalaus, tuo procesas vyksta lėčiau.

Jei kietose atliekose yra didelis skaičius anglies viduje susijusi forma, tada leistinas anglies ir azoto santykis gali būti didesnis nei 25/1. Didesnė šio santykio vertė lemia anglies pertekliaus oksidaciją. Jei šis skaičius gerokai viršija nurodytą vertę, azoto prieinamumas mažėja ir mikrobų metabolizmas palaipsniui mažėja. Jei santykis yra mažesnis už optimalią vertę, kaip yra aktyviojo dumblo ar mėšlo atveju, azotas bus pašalintas kaip amoniakas, dažnai dideliais kiekiais. Azoto praradimą dėl amoniako lakavimo gali iš dalies kompensuoti azotą fiksuojančių bakterijų, kurios daugiausia atsiranda mezofilinėmis sąlygomis vėlyvose biologinio skaidymosi stadijose, veikla.

Pagrindinis per mažo C/N santykio žalingas poveikis yra azoto praradimas dėl amoniako susidarymo ir vėlesnio jo išgaravimo. Tuo tarpu azoto tausojimas yra labai svarbus komposto susidarymui. Amoniako nuostoliai labiausiai pastebimi greitaeigių kompostavimo procesų metu, kai padidėja aeracijos laipsnis, susidaro termofilinės sąlygos ir pH pasiekia 8 ir daugiau. Ši pH vertė skatina amoniako susidarymą, o aukšta temperatūra pagreitina jo garavimą.

Dėl azoto nuostolių kiekio neapibrėžtumo sunku tiksliai nustatyti reikiamą pradinę C:N reikšmę, tačiau praktikoje tai rekomenduojama 25:1 – 30:1 intervale. Esant mažoms šio santykio vertėms, azoto praradimas amoniako pavidalu gali būti iš dalies slopinamas pridedant fosfato (superfosfato) perteklių.

Kompostavimo proceso metu labai sumažėja santykis nuo 30:1 iki 20:1 galutiniame produkte. C:N santykis nuolat mažėja, nes mikrobams absorbuojant anglį, 2/3 jos išmetama į atmosferą anglies dioksido pavidalu. Likusi 1/3 kartu su azotu patenka į mikrobų biomasę.

Kadangi formuojant komposto krūvą substrato svėrimas nepraktikuojamas, mišinys ruošiamas iš vienodų „žaliųjų“ ir „rudųjų“ komponentų dalių. Anglies ir azoto santykio reguliavimas grindžiamas tam tikros rūšies atliekų, kurios naudojamos klojant krūvą, kokybe ir kiekiu. Todėl kompostavimas laikomas ir menu, ir mokslu.

Anglies ir azoto santykio (C:N) apskaičiavimas

Yra keletas būdų, kaip apskaičiuoti anglies ir azoto santykį. Pateikiame paprasčiausią, kaip pavyzdį naudojant mėšlą. Pusiau perpuvusio ir perpuvusio mėšlo organinėje medžiagoje yra apie 50 % anglies (C). Žinodami tai, o taip pat pelenų kiekį mėšle ir bendrą azoto kiekį jame, skaičiuojant iš sausosios medžiagos, C:N santykį galime nustatyti pagal šią formulę:

C:N = ((100-A)*50)/(100*X)

kur A yra pelenų kiekis mėšle, %;
(100 – A) – organinių medžiagų kiekis, %;
X – bendras azoto kiekis pagal absoliučiai sausą mėšlo masę, %.
Pavyzdžiui, jei pelenų kiekis A = 30%, o bendras azoto kiekis mėšle = 2%, tada

C:N = ((100-30)*50)/(100*2) = 17

1.3. Kritiniai kompostavimo veiksniai

Natūralaus substrato irimo procesą kompostuojant galima paspartinti kontroliuojant ne tik anglies ir azoto santykį, bet ir drėgmę, temperatūrą, deguonies lygį, dalelių dydį, komposto krūvos dydį ir formą, pH.

1.3.1. Maistinės medžiagos ir papildai

Be minėtų medžiagų, reikalingų mikroorganizmams augti ir daugintis – pagrindinių organinių atliekų skaidytojų, kompostavimo greičiui padidinti naudojami įvairūs cheminiai, augaliniai ir bakteriniai priedai. Išskyrus galimą papildomo azoto poreikį, daugumoje atliekų yra visų reikalingų maistinių medžiagų ir įvairių mikroorganizmų, todėl jas galima kompostuoti. Akivaizdu, kad termofilinės stadijos pradžią galima paspartinti grąžinant į sistemą šiek tiek gatavo komposto.

Nešikliai (medžio drožlės, šiaudai, pjuvenos ir kt.) dažniausiai reikalingi norint palaikyti struktūrą, kuri užtikrintų aeraciją kompostuojant atliekas, tokias kaip žalias aktyvusis dumblas ir mėšlas.

1.3.2. pH

RN yra labiausiai svarbus rodiklis kompoto krūvos „sveikata“. Paprastai buitinių atliekų pH antrajame kompostavimo etape siekia 5,5–6,0. Tiesą sakant, šios pH vertės rodo, kad kompostavimo procesas prasidėjo, tai yra, pateko į vėlavimo fazę. PH lygį lemia rūgštį formuojančių bakterijų veikla, kurios sudėtingus anglies turinčius substratus (polisacharidus ir celiuliozę) skaido į paprastesnes organines rūgštis.

PH vertės taip pat palaikomos augant grybams ir aktinomicetams, galintiems skaidyti ligniną aerobinėje aplinkoje. Bakterijos ir kiti mikroorganizmai (grybai ir aktinomicetai) gali įvairaus laipsnio skaidyti hemiceliuliozę ir celiuliozę.

Mikroorganizmai, gaminantys rūgštis, taip pat gali jas naudoti kaip vienintelį mitybos šaltinį. Galutinis rezultatas – pH padidėjimas iki 7,5–9,0. Bandymai kontroliuoti pH sieros junginiais yra neveiksmingi ir nepraktiški. Todėl svarbiau valdyti aeraciją kontroliuojant anaerobines sąlygas, atpažįstamas iš fermentacijos ir puvimo kvapo.

PH vaidmenį kompostuojant lemia tai, kad daugelis mikroorganizmų, kaip ir bestuburiai, negali išgyventi labai rūgščioje aplinkoje. Laimei, pH paprastai kontroliuojamas natūraliai (karbonato buferio sistema). Atminkite, kad jei nuspręsite reguliuoti pH neutralizuodami rūgštį ar šarmą, susidarys druska, dėl kurios Neigiama įtaka apie krūvos „sveikatą“. Kompostavimas vyksta lengvai, kai pH yra 5,5–9,0, tačiau efektyviausias yra 6,5–9,0 intervale. Svarbus reikalavimas visiems kompostavimo komponentams yra silpnas rūgštingumas arba silpnas šarmingumas pradiniame etape, tačiau subrendusio komposto pH turi būti artimas neutralioms pH vertėms (6,8–7,0). Jei sistema tampa anaerobinė, dėl rūgšties kaupimosi pH gali smarkiai nukristi iki 4,5 ir gerokai apriboti mikrobų aktyvumą. Tokiose situacijose aeracija tampa gelbėjimosi ratu, kuris sugrąžins pH į priimtinas vertes.

Daugumos bakterijų optimalus pH diapazonas yra tarp 6–7,5, o grybų – nuo ​​5,5 iki 8.

1.3.3. Aeracija

At normaliomis sąlygomis kompostavimas yra aerobinis procesas. Tai reiškia, kad mikrobų metabolizmui ir kvėpavimui reikalingas deguonis. Išvertus iš graikų kalbos aero reiškia orą ir bios- gyvenimas. Mikrobai deguonį naudoja dažniau nei kiti oksidatoriai, nes jame dalyvaujant reakcijos vyksta 19 kartų energingiau. Ideali deguonies koncentracija yra 16 - 18,5%. Kompostavimo pradžioje deguonies koncentracija porose yra 15-20%, tai prilygsta jo kiekiui atmosferos oras. Anglies dioksido koncentracija svyruoja 0,5-5,0 % ribose. Kompostavimo proceso metu deguonies koncentracija mažėja, o anglies dioksido koncentracija didėja.

Jei deguonies koncentracija nukrenta žemiau 5%, susidaro anaerobinės sąlygos. Stebėti deguonies kiekį išmetamame ore naudinga koreguojant kompostavimo režimą. Lengviausias būdas tai padaryti yra kvapas, nes skilimo kvapai rodo prasidėjusį anaerobinį procesą. Kadangi anaerobiniam aktyvumui būdingi nemalonūs kvapai, leidžiamos nedidelės blogo kvapo medžiagų koncentracijos. Komposto krūva veikia kaip biofiltras, kuris sulaiko ir neutralizuoja nešvarius komponentus.

Kai kurios komposto sistemos gali pasyviai palaikyti tinkamą deguonies koncentraciją natūralios difuzijos ir konvekcijos būdu. Kitoms sistemoms reikalinga aktyvi aeracija, užtikrinama pučiant orą arba sukant ir maišant kompostavimo substratus. Kompostuojant atliekas, tokias kaip žalias aktyvusis dumblas ir mėšlas, paprastai naudojami nešikliai (medžio drožlės, šiaudai, pjuvenos ir kt.), kad būtų išlaikyta aeracija užtikrinanti struktūra.

Aeracija gali būti atliekama natūralia deguonies difuzija į kompostuojamą masę maišant kompostą rankiniu būdu, naudojant mašinas arba priverstinę aeraciją. Aeracija kompostavimo procese atlieka ir kitas funkcijas. Oro srautas pašalina anglies dvideginį ir vandenį, susidariusį mikroorganizmų gyvavimo metu, taip pat pašalina šilumą dėl garavimo šilumos perdavimo. Deguonies poreikis proceso metu kinta: mezofilinėje stadijoje jis yra mažas, termofilinėje stadijoje padidėja iki maksimumo, o aušinimo ir nokinimo stadijoje nukrenta iki nulio.

Esant natūraliai aeracijai, centrinės kompostinės masės sritys gali atsidurti anaerobiozės sąlygomis, nes deguonies difuzijos greitis yra per mažas vykstantiems medžiagų apykaitos procesams. Jei kompostavimo medžiagoje yra anaerobinių zonų, gali atsirasti sviesto, acto ir propiono rūgščių. Tačiau rūgštis greitai bakterijos panaudoja kaip substratą, o pH lygis pradeda kilti, kai susidaro amoniakas. Tokiais atvejais rankinis arba mechaninis maišymas leidžia orui prasiskverbti į anaerobines zonas. Maišymas taip pat padeda išsklaidyti didelius žaliavų fragmentus, todėl padidėja specifinis paviršiaus plotas, reikalingas biologiniam skaidymui. Maišymo proceso kontrolė užtikrina, kad dauguma žaliavų būtų apdorojamos termofilinėmis sąlygomis. Dėl per didelio maišymo kompostuojama masė atšaldoma ir džiūsta, plyšta aktinomicetų ir grybų grybiena. Komposto maišymas krūvose gali būti pernelyg brangus mašininio ir rankų darbo, todėl maišymo dažnumas yra kompromisas tarp ekonomikos ir proceso poreikių. Naudojant kompostavimo įrenginius, rekomenduojama kaitalioti aktyvaus maišymo periodus su nemaišymo periodais.

1.3.4. Drėgmė

Komposto mikrobams reikia vandens. Plonose skystose plėvelėse, susidariusiose ant organinių dalelių paviršių, skaidymas vyksta daug greičiau. Optimaliu kompostavimo proceso kiekiu laikoma 50–60 % drėgmės, tačiau naudojant nešiklius galimos ir kitos vertės. didelės vertės. Optimali drėgmė skiriasi ir priklauso nuo dalelių pobūdžio ir dydžio. Mažesnis nei 30 % drėgmės kiekis slopina bakterijų aktyvumą. Esant drėgmei, mažesniam nei 30% visos masės, biologinių procesų greitis smarkiai krenta, o esant 20% drėgmei jie gali visai sustoti. Drėgmė virš 65% neleidžia orui sklisti į krūvą, o tai žymiai sumažina degradaciją ir lydi smarvę. Jei drėgmė per didelė, komposto struktūros tuštumos užpildomos vandeniu, o tai riboja deguonies patekimą į mikroorganizmus.

Drėgmės buvimas nustatomas liečiant spaudžiant komposto gumulą. Jei spaudžiant išsiskiria 1-2 lašai vandens, vadinasi, kompostas turi pakankamai drėgmės. Šiaudų tipo medžiagos yra atsparios didelei drėgmei.

Vanduo kompostuojant susidaro dėl mikroorganizmų veiklos ir prarandamas dėl garavimo. Jei naudojama priverstinė aeracija, vandens nuostoliai gali būti dideli, todėl į kompostą reikia įpilti papildomo vandens. Tai galima pasiekti laistant vandeniu arba pridedant aktyviojo dumblo ir kitų skystų atliekų.

1.3.5. Temperatūra

Temperatūra tarnauja geras rodiklis kompostavimo procesas. Temperatūra komposto krūvoje pradeda kilti praėjus kelioms valandoms po substrato klojimo ir kinta priklausomai nuo kompostavimo etapų: mezofilinio, termofilinio, aušinimo, brendimo.

Aušinimo etape, kuris seka temperatūros maksimumą, pH lėtai krenta, bet išlieka šarminis. Termofiliniai grybai iš šaltesnių zonų atgauna visą tūrį ir kartu su aktinomicetais suvartoja polisacharidus, hemiceliuliozę ir celiuliozę, suskaidydami juos iki monosacharidus, kuriuos vėliau gali panaudoti daugybė mikroorganizmų. Šilumos išsiskyrimo greitis tampa labai mažas, o temperatūra nukrenta iki aplinkos temperatūros.
Pirmieji trys kompostavimo etapai įvyksta gana greitai (dienomis ar savaitėmis), priklausomai nuo naudojamos kompostavimo sistemos tipo. Paskutinis kompostavimo etapas – brendimas, kurio metu svorio netekimas ir šilumos generavimas yra nedidelis – trunka kelis mėnesius. Šiame etape vyksta sudėtingos reakcijos tarp lignino likučių iš atliekų ir negyvų mikroorganizmų baltymų, dėl kurių susidaro huminės rūgštys. Kompostas neįkaista, laikant jame nevyksta anaerobiniai procesai, į jį įpylus azoto iš dirvožemio nepašalinama (azoto imobilizacijos procesas mikroorganizmais). Galutinė pH vertė yra šiek tiek šarminė.

Dažnai laikoma aukšta temperatūra būtina sąlyga sėkmingas kompostavimas. Tiesą sakant, kai temperatūra yra per aukšta, dėl mikrobų augimo slopinimo slopinamas biologinio skilimo procesas; labai nedaug rūšių išlieka aktyvios esant aukštesnei nei 70 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Nuslopinimo slenkstis yra apie 60 laipsnių Celsijaus, todėl greito kompostavimo metu reikia vengti aukštos temperatūros ilgą laiką. Tačiau maždaug 60 laipsnių Celsijaus temperatūra yra naudinga kontroliuojant karščiui jautrius patogenus. Todėl būtina palaikyti sąlygas, kurioms esant, viena vertus, mirtų patogeninė mikroflora, kita vertus, vystytųsi mikroorganizmai, atsakingi už degradaciją. Šiems tikslams rekomenduojama optimali temperatūra yra 55 laipsniai Celsijaus. Temperatūros kontrolę galima pasiekti naudojant priverstinė ventiliacija kompostavimo metu. Šilumos šalinimas atliekamas naudojant garavimo aušinimo sistemą.

Pagrindiniai patogeninių organizmų naikinimo veiksniai komposto susidarymo procese yra šiluma ir antibiotikai, kuriuos gamina naikintuvai. Aukšta temperatūra trunka pakankamai ilgai, kad sunaikintų patogenus.

Geriausios sąlygos komposto susidarymui yra mezofilinės ir termofilinės temperatūros ribos. Dėl daugybės komposto susidarymo procese dalyvaujančių organizmų grupių asortimentas optimalios temperatūros nes šis procesas kaip visuma yra labai platus - 35-55 laipsnių Celsijaus.

1.3.6. Dalelių dispersija

Pagrindinis mikrobų aktyvumas vyksta organinių dalelių paviršiuje. Todėl dalelių dydžio sumažėjimas padidina paviršiaus plotą, o tai, savo ruožtu, lydi mikrobų aktyvumo ir skilimo greičio padidėjimas. Tačiau kai dalelės yra per mažos, jos tvirtai sulimpa, pablogindamos oro cirkuliaciją krūvoje. Tai sumažina deguonies tiekimą ir žymiai sumažina mikrobų aktyvumą. Dalelių dydis taip pat turi įtakos anglies ir azoto prieinamumui. Priimtinas dalelių dydis yra 0,3–5 cm, bet skiriasi priklausomai nuo žaliavos pobūdžio, krūvos dydžio ir oro sąlygų. Reikalingas optimalus dalelių dydis. Mechanizuotuose įrenginiuose su maišymu ir priverstiniu aeravimu dalelės po šlifavimo gali būti 12,5 mm dydžio. Stacionariems krūvoms su natūralia aeracija geriausias dalelių dydis yra apie 50 mm.
Taip pat pageidautina, kad kompostavimo medžiagoje būtų daugiausia organinių medžiagų ir mažiausiai neorganinių likučių (stiklo, metalo, plastiko ir kt.).

1.3.7. Komposto krūvos dydis ir forma

Įvairūs organiniai junginiai, esantys kompostuojamoje masėje, turi skirtingą kaloringumą. Baltymų, angliavandenių ir lipidų kaloringumas yra 9-40 kJ. Kompostavimo metu išsiskiriantis šilumos kiekis yra labai didelis, todėl kompostuojant dideles mases galima pasiekti apie 80-90 laipsnių Celsijaus temperatūrą. Šios temperatūros yra gerokai aukštesnės už optimalią 55 laipsnių Celsijaus, todėl tokiais atvejais gali prireikti garavimo aušinimo naudojant garavimo aeraciją. Nedideli kompostuojamos medžiagos kiekiai turi didelį paviršiaus ir tūrio santykį.

Komposto krūva turi būti pakankamo dydžio, kad būtų išvengta greito šilumos ir drėgmės praradimo bei užtikrintų efektyvią aeraciją. Kompostuojant medžiagas krūvose natūralios aeracijos sąlygomis, jos neturėtų būti krautos daugiau nei 1,5 m aukštyje ir 2,5 m pločio, kitaip deguonies difuzija į krūvos centrą bus apsunkinta. Tokiu atveju krūvą galima ištempti į bet kokio ilgio komposto eilę. Mažiausias krūvos dydis yra apie vieną kubinį metrą. Didžiausias priimtinas krūvos dydis yra 1,5 m x 1,5 m bet kokio ilgio.

Krūmas gali būti bet kokio ilgio, tačiau jo aukštis turi tam tikrą reikšmę. Jei rietuvė bus sukrauta per aukštai, medžiaga bus suspausta savo svoriu, mišinyje nebus porų ir prasidės anaerobinis procesas. Žema komposto krūva per greitai praranda šilumą ir negali palaikyti optimalios temperatūros termofiliniams organizmams. Be to, dėl didelio drėgmės praradimo komposto susidarymo laipsnis sulėtėja. Eksperimentiškai nustatyti visų rūšių atliekoms priimtiniausi komposto krūvų aukščiai.

Tolygus irimas užtikrinamas sumaišius išorinius kraštus link komposto krūvos centro. Dėl to bet kokios vabzdžių lervos, patogeniniai mikrobai ar vabzdžių kiaušinėliai paveikia mirtiną temperatūrą komposto krūvos viduje. Jei yra drėgmės perteklius, rekomenduojama dažnai maišyti.

1.3.8. Nemokamas tūris

Kompostuojamą masę galima supaprastinti ir laikyti trifaze sistema, kurią sudaro kietoji, skystoji ir dujinė fazės. Komposto struktūra yra kietų dalelių tinklas, kuriame yra tuštumų įvairių dydžių. Tuštumos tarp dalelių užpildomos dujomis (daugiausia deguonimi, azotu, anglies dioksidu), vandeniu arba dujų ir skysčio mišiniu. Jei tuštumos visiškai užpildytos vandeniu, tai labai apsunkina deguonies perdavimą. Komposto poringumas apibrėžiamas kaip laisvo tūrio ir bendro tūrio santykis, o laisva dujų erdvė apibrėžiama kaip dujų tūrio ir bendro tūrio santykis. Mažiausias laisvas dujų plotas turėtų būti apie 30%.

Optimalus kompostuojamos masės drėgnis skiriasi ir priklauso nuo medžiagos pobūdžio ir sklaidos. Skirtingos medžiagos gali turėti skirtingą drėgmės kiekį, jei išlaikomas atitinkamas laisvos dujų erdvės tūris.

1.3.9. Komposto brandinimo laikas

Laikas, kurio reikia kompostui subręsti, priklauso nuo aukščiau išvardytų veiksnių. Trumpesnis nokinimo laikotarpis siejamas su optimaliu drėgmės kiekiu, C:N santykiu ir aeracijos dažnumu. Procesas sulėtėja esant nepakankamai substrato drėgmei, žemai temperatūrai, Aukšta vertė C:N santykis dideli dydžiai substrato dalelės, didelis kiekis medienos medžiagos ir netinkama aeracija.
Žaliavų kompostavimo procesas vyksta daug greičiau, jei tenkinamos visos mikroorganizmams augti būtinos sąlygos. Optimalios sąlygos Kompostavimo procesas pateiktas 2 lentelėje.

2 LENTELĖ
OPTIMALIOS KOMOSTAVIMO PROCESo SĄLYGOS

Iššūkis yra įdiegti šių parametrų rinkinį į nebrangias, bet patikimas kompostavimo sistemas.

Reikiama komposto formavimo proceso trukmė priklauso ir nuo aplinkos sąlygų. Literatūroje galite rasti skirtingos reikšmės Kompostavimo trukmė: nuo kelių savaičių iki 1-2 metų. Šis laikas svyruoja nuo 10-11 dienų (komposto susidarymas iš sodo atliekų) iki 21 dienos (atliekos, kurių C/N santykis didelis 78:1). Specialios įrangos pagalba šio proceso trukmė sutrumpėja iki 3 dienų. Aktyvaus kompostavimo metu proceso trukmė yra 2–9 mėnesiai (priklausomai nuo kompostavimo būdų ir substrato pobūdžio), tačiau galimas ir trumpesnis laikotarpis: 1–4 mėnesiai.

Kompostavimo metu fizinė struktūra medžiaga gali keistis. Jis įgauna tamsią spalvą, susijusią su kompostu. Pažymėtinas kompostinės medžiagos kvapo pokytis nuo bjauraus iki „žemės kvapo“, kurį sukelia geosminas ir 2-metilizoborneolis, aktinomicetų atliekos.

Galutinis kompostavimo etapo rezultatas yra organinių medžiagų stabilizavimas. Stabilizacijos laipsnis yra santykinis, nes galutinis organinių medžiagų stabilizavimas yra susijęs su CO2, H2O ir mineralinių pelenų susidarymu.

Norimas stabilumo laipsnis yra toks, kad nekyla problemų laikant produktą net šlapią. Sunku nustatyti šį momentą. Tamsi spalva, būdingas kompostui, gali pasirodyti gerokai anksčiau nei pasiekiamas norimas stabilizavimo laipsnis. Tą patį galima pasakyti apie „dirvožemio kvapą“.

Išskyrus išvaizda ir kvapo stabilumo parametrai yra: galutinis temperatūros kritimas, savaiminio įkaitimo laipsnis, suirusios ir stabilios medžiagos kiekis, redokso potencialo padidėjimas, deguonies absorbcija, siūlinių grybų augimas, krakmolo testas.

Dar nėra sukurti vienareikšmiški kriterijai, leidžiantys įvertinti priimtiną komposto stabilumo ir „brendimo“ lygį. Kompostavimo potencialą galima nustatyti įvertinus konversijos koeficientus organiniai junginiaiį dirvožemio komponentus ir humusą, kurie didina dirvožemio derlingumą.

Humuso susidarymas (humifikacija) yra tam tikras visų procesų, susijusių su šviežių organinių medžiagų pavertimu humusu, visuma. Šios konversijos kurso nustatymas yra sudėtinga užduotis ir, savo ruožtu, - svarbi priemonė už mokslinius kompostavimo proceso tyrimus.

Iš daugybės įvairių šios srities tyrinėtojų darbų matyti, kad parametrai, kurie gali būti naudojami kaip kompostų drėkinimo greičio, brandos ir stabilumo rodikliai, skirstomi į dvi kategorijas. Pirmos kategorijos rodikliai – pH, bendroji organinė anglis (TOC), humifikacijos indeksas (HI) ir anglies ir azoto santykis (C/N) – kompostavimo laikotarpiu mažėja. Kiti cheminiai humifikacijos rodikliai ir parametrai - bendras azoto kiekis (TON), bendra ekstrahuojama anglis (TEC) ir humusinės rūgštys (HA), huminių rūgščių ir fulvo rūgščių santykis (HA:PhA), humifikacijos laipsnis (DH), humifikacijos greitis. (HR) , brandos indeksas (MI), humifikacijos indeksas (IHP) – laikui bėgant didėja, o kompostų kokybė stabilizuojasi.

Tarp analizuojamų cheminių parametrų iki šiol pagrindiniais parametrais vertinant humifikacijos greitį ir laipsnį buvo laikomi huminių rūgščių ir fulvo rūgščių santykis, humifikacijos greitis, humifikacijos laipsnis, humifikacijos indeksas, brandos indeksas, humifikacijos indeksas, anglies ir azoto santykis. organinių atliekų perdirbimas kompostavimo metu.

S.M. Tiquia pasiūlė paprastesnį būdą įvertinti komposto „brendimo“ laipsnį, pagrįstą kiaulių mėšlu, kurio perdirbimas į visavertes ir saugias organines trąšas yra svarbus žemės ūkio ir aplinkos problema. Reikėtų pabrėžti šio požiūrio universalumą. Jos pagalba galite įvertinti ne tik natūraliai gamtoje pasitaikantį, bet ir biotechnologiniais metodais atliekamą kompostavimo procesą. Pastaroji kategorija apima vermikompostavimą naudojant mėšlo kirminus, taip pat specialių mikrobų „starterų“ naudojimą.

Kadangi kompostavimas vyksta dėl gyvybinės mėšlo mikrobų bendrijos veiklos, komposto „brendimo“ rodikliais imta laikyti mikrobiologinius rodiklius. Iš šešių tirtų mikrobiologinių rodiklių informatyviausias ir adekvačiausias pasirodė dehidrogenazės aktyvumo testas. Palyginti su kitais kriterijais, tai pasirodė esąs paprastesnis, greitesnis ir pigesnis komposto stabilumo ir paruošimo stebėjimo būdas. Nustačius, kad medžiaga yra pakankamai stabili saugojimui, ji rūšiuojama į frakcijas sijojant.