ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΣΤΕΡΕΩΝ ΠΤΗΝΟ-ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Σε κοπροσωρούς Σε κομποστοσωρούς ή σειράδια κομποστοποίησης

ΟΡΙΣΜΟΙ Με τον όρο ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΗΣΗ (COMPOSTING) χαρακτηρίζεται η διεργασία της ελεγχόμενης αερόβιας βιοαποδόμησης στερεών αποβλήτων και γενικότερα υπολειμμάτων οργανικής προέλευσης, προς ένα ‘ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΜΕΝΟ’, ευχάριστης γαιώδους οσμής, οργανοχουμικό τελικό προϊόν γνωστό ως ‘ΚΟΜΠΟΣΤΑ’ Το τελικό προϊόν της διεργασίας είναι ‘ΣΤΑΘΕΡΟ’, κατάλληλο για αποθήκευση και εφαρμογή στο έδαφος, χωρίς δυσάρεστες συνέπειες στο περιβάλλον. Κατά συνέπεια, η διεργασία της ‘κομποστοποίησης’ συνιστά μια εξειδικευμένη μορφή ‘ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ’ στερεών οργανικών αποβλήτων.

5 Βιολογική επεξεργασία με κομποστοποίηση Βιολογία Παράμετροι της διεργασίας Τεχνολογία κομποστοποίησης Σταθερότητα και ποιότητα κομπόστας Ξένες ύλες στην κομπόστα

6 Κατάλληλα απόβλητα για κομποστοποίηση Αστικές ιλύες Αφυδατωμένες κοπριές Βιοαποδομήσιμα οικιακά απορρίμματα Απορρίμματα βιομηχανιών τροφίμων Στρωμνή αχύρου Στερεά μηχανικού διαχωρισμού υγρών πτηνο-κτηνοτροφικών αποβλήτων

7 Bιολογικές αντιδράσεις Οργανική ουσία + O 2 Αερόβια βακτήρια Νέα βακτήρια+μη βιοαποδομήσιμο υλικό+CO 2 +H 2 O+NH 3 +NO 3 + θερμότητα

8 Σημαντικοί μικροοργανισμοί Κατηγορίες μικροοργανισμών Bακτήρια (80 – 90 %) Μύκητες (απαιτούν μεγάλη ποσότητα O 2 και μέτρια θερμοκρασία) Θερμόφιλοι50 – 60 o C Mεσόφιλοι 30 – 45 o C Ψυχρόφιλοι 5 – 25 o C Ταξινόμηση με βάση το άριστο θερμοκρασιακό εύρος

9 Φάσεις κομποστοποίησης (1) Αρχική φάση Η θερμοκρασία αυξάνεται λόγω πολύ έντονης μικροβιακής δραστηριότητας στους 50 o C μέσα σε λίγες ημέρες Ενεργοί θερμόφιλοι και μεσόφιλοι μικροοργανισμοί Μικρή πτώση του pH, λόγω χαμηλής συγκέντρωσης οξυγόνου και παραγωγής οργανικών οξέων. Βιοαποδόμηση λιπών, πρωτεϊνών, αμύλου, σακχάρων, κλπ.

10 Φάσεις κομποστοποίησης (2) Θερμόφιλη φάση Πολύ δραστήριοι θερμόφιλοι μικροοργανισμοί Η θερμοκρασία αυξάνεται στους 70 – 85 o C. Μετατροπή των εύκολα βιοδιασπώμενων οργανικών υλών. Το pH αυξάνεται στο 7,5 περίπου. Η φάση αυτή διαρκεί κανονικά 2-4 εβδομάδες. Η θερμοκρασία θα αρχίσει να πέφτει όταν οι εύκολα βιοδιασπώμενες ύλες εξαντληθούν.

11 Φάσεις κομποστοποίησης (3) Η μεσόφιλη φάση Ενεργοί μεσόφιλοι μικροοργανισμοί, μύκητες και ακτινομύκητες Η θερμοκρασία μειώνεται στους 35 – 40 o C. Διάσπαση των δύσκολα βιοαποδομήσιμων οργανικών υλών. Η φάση αυτή διαρκεί συνήθως 4 – 8 εβδομάδες.

12 Φάσεις κομποστοποίησης (4) Η ψυχρόφιλη φάση Μύκητες και ακτινομύκητες παραμένουν ακόμα δραστήριοι και ανώτεροι οργανισμοί εγκαθίστανται στην κομπόστα. Η θερμοκρασία μειώνεται και εξισώνεται με εκείνη του περιβάλλοντα αέρα. Ο ρυθμός βιοδιάσπασης πλησιάζει εκείνον του φυσικού εδάφους. Η φάση αυτή διαρκεί συνήθως 4 – 12 εβδομάδες.

13 Φάσεις κομποστοποίησης (5) Φάση ωρίμανσης Η μικροβιακή δραστηριότητα προσεγγίζει εκείνη του φυσικού εδάφους. Οι υπολειπόμενες δύσκολα βιοαποδομούμενες ύλες εξουδετερώνονται. Η θερμοκρασία εξισώνεται με εκείνη του περιβάλλοντα αέρα. Η φάση αυτή μπορεί να διαρκέσει ένα χρόνο περίπου.

14 Φάσεις κομποστοποίησης Bιομάζα Χρόνος Αρχική φάση Θερμόφιλη φάση Μεσόφιλη φάση Ψυχρόφιλη φάση Βακτήρια Aκτινομύκητες Μύκητες Ανώτεροι οργανισμοί Θερμοκρασία

16 Συντελεστές της διεργασίας - Παράμετροι (Ι) Θερμοκρασία Περιεκτικότητα σε νερό pH Λόγος C/N Συγκέντρωση Οξυγόνου Περιεκτικότητα σε διογκωτικές ύλες Μόλυσμα

17 Συντελεστές της διεργασίας - Παράμετροι (ΙΙ) Θερμοκρασία Πρέπει να διατηρείται όσο υψηλότερη γίνεται για διασφάλιση γρήγορης βιοαποδόμησης και καταστροφής τυχόν παθογόνων μικροοργανισμών. Η θερμοκρασία μπορεί να κρατηθεί ψηλά με διατήρηση της επάρκειας σε οξυγόνο και υγρασία του κομποστοποιούμενου υλικού.

18 Συντελεστές της διεργασίας - Παράμετροι (ΙΙΙ) Περιεκτικότητα σε υγρασία Μεγάλο ποσοστό υγρασίας σημαίνει περιορισμένη διακίνηση οξυγόνου, μικρός βαθμός βιοαποδόμησης και αναερόβιες συνθήκες (παραγωγή οσμών) Μικρό ποσοστό υγρασίας σημαίνει γρήγορη οξυγόνωση, αλλά περιορισμένο εφοδιασμό των μικροοργανισμών με θρεπτικά στοιχεία και επομένως χαμηλό ρυθμό βιοαποδόμησης και μεγάλο χρόνο κομποστοποίησης

19 Συντελεστές της διεργασίας – Παράμετροι (ΙV) Πρακτικά η περιεκτικότητα σε υγρασία θα πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 35 – 70 % ανάλογα με το υλικό κομποστοποίησης Ρύθμιση της υγρασίας Διαβροχή, αν είναι πολύ χαμηλή Ανάμιξη με ξηρό υλικό, αν είναι πολύ υψηλή Αύξηση αερισμού, αν είναι πολύ υψηλή Στέγαση των κομποστοσωρών για ευκολότερο έλεγχο Προσθήκη διογκωτικών υλών

20 Συντελεστές της διεργασίας - Παράμετροι (V) pH Το pH συνήθως δεν αποτελεί πρόβλημα σε μια καλώς διαχειριζόμενη διαδικασία κομποστοποίησης Χαμηλό pH προκύπτει κάτω από αναερόβιες συνθήκες, λόγω της παραγωγής οργανικών οξέων, συνήθως στην αρχική περίοδο της διαδικασίας Αύξηση του pH εμφανίζεται σταδιακά με την πρόοδο της διαδικασίας και οφείλεται στην παραγωγή αμμωνίας, λόγω της διάσπασης πρωτεϊνών Το pH μπορεί να διατηρηθεί σε επιτρεπτά επίπεδα διατηρώντας επαρκή αερισμό των κομποστοσωρών

21 Συντελεστές της διεργασίας-Παράμετροι (VI) C/N (gC/gN στο κομποστοποιημένο υλικό) Ο λόγος C/N βακτηρίων και μυκήτων είναι 5 και 7 αντίστοιχα Ο ιδανικός λόγος C/N της κομπόστας είναι 20 – 30 Εάν C/N > 30, το N καθίσταται οριακό και ο ρυθμός βιοδιάσπασης επιβραδύνεται Εάν C/N < 20, το N είναι σε περίσσεια, οπότε προκύπτει απώλεια NH 3 (εξαέρωση) και NO 3 (έκπλυση) Ο λόγος C/N μπορεί να ρυθμιστεί εξ αρχής κατά την ανάμιξη των α’ υλών για την δημιουργία του μίγματος κομποστοποίησης

23 Συντελεστές της διεργασίας - Παράμετροι (VII) Συγκέντρωση οξυγόνου Διατήρησή της σε όσο το δυνατό πιο υψηλό επίπεδο, εντός οικονομικών ορίων Δεν υπάρχουν γνωστά όριά της στην πράξη Η κομπόστα δεν θα πρέπει να μεταπέσει σε αναερόβια κατάσταση Μπορεί να αυξηθεί με ανακάτεμα και ‘γύρισμα’ των κομποστοσωρών Μπορεί να εφαρμοστεί δυναμικός αερισμός των κομποστοσωρών Προσθήκη διογκωτικών υλών

24 Συντελεστές της διεργασίας - Παράμετροι (VIII) Διογκωτικές ύλες Πρέπει να διαθέτουν κενά γεμάτα αέρα σε ποσοστό 25 – 30 % του όγκου τους Ιδανικό ποσοστό σε υδαρή απορρίμματα (πχ αστικές ιλύες) 10 – 40 % διογκωτικές ύλες κατά βάρος Μέγεθος σωματιδίων 1 – 8 cm Οι διογκωτικές ύλες που συνήθως χρησιμοποιούνται είναι άχυρο, χαρτιά/χαρτόνια, πριονίδι, υπολείμματα καθαρισμού κήπων κλπ

25 Συντελεστές της διεργασίας - Παράμετροι (IX) Mόλυσμα Διασφαλίζει ταχύτερο ξεκίνημα της διεργασίας κομποστοποίησης Μπορεί να χρησιμοποιηθεί φυσικό έδαφος ή ώριμη κομπόστα ή στερεά μηχανικού διαχωρισμού Δεν είναι συνήθως απαραίτητη η προσθήκη του, εκτός περιπτώσεων πολύ δύσκολα βιοαποδομήσιμων υλικών, π.χ. τρίμματα πριονιδίου, κλπ.

26 Συνολική παρουσίαση της διεργασίας κομποστοποίησης Ανάμιξη Υλικά για κομποστοποίηση Διογκωτικές ύλες Κομποστοποίση Μηχανικός διαχωρισμός Διαχωρισμένο υλικό Κλάσματα μεγέθους σωματιδίων κομπόστας Ξένα σώματα (πλαστικά, πέτρες, κλπ.) Άμμος, Έδαφος, θρεπτικά στοιχεία Aνάμιξη Τελικά προϊόντα (κομπόστες)

27 Ισοζύγιο μάζας (Ι) Α’ ύλες (100 %) = Νερό (50–70 %) Oργανική ύλη (20–35 %) Ανόργανη ύλη (10–15 %) Διεργασία Διαχωρισμός Απώλειες (45-75 %) = Νερού (40–60 %) Οργανική ύλη (5–15 %) Ανόργανη ύλη (0–2 %) Διαχωρισμένο υλικό (π.χ. τρίμματα κομπόστας και ξένες ύλες, 5 -30%) Κομπόστα (25-40 %) = Νερό (10–15 %) Οργανική ύλη (10–15 %) Ανόργανη ύλη (5–10 %)

28 Ισοζύγιο μάζας (ΙΙ) Μια γρήγορη εκτίμηση Σε σχέση με τις αρχικές τιμές : 30% τελικό ώριμο προϊόν(κομπόστα) 50% υπόλοιπο οργανικού άνθρακα 90% υπόλοιπο αζώτου

29 Τεχνολογίες κομποστοποίησης Σειράδια κομποστοποίησης (επιμήκεις κομποστοσωροί - παθητικός αερισμός) Σειράδια κομποστοποίησης (επιμήκεις κομποστοσωροί - ενεργητικός αερισμός) Koμποστοποίηση σε matresses Κομποστοποίηση σε containers

30 Σειράδια κομποστοποίησης (παθητικός αερισμός - Ι) Επιμήκης τομή κομποστοσωρού Εγκάρσια τομή Κατακευή σειραδίων κομποστοποίησης Τριγωνική ή τραπεζοειδής διατομή Mηχανικό ‘γύρισμα’ : 3 – 4 m πλάτος πυθμένα και 2-2,5 m ύψος Χειροκίνητο ‘γύρισμα’ : 2.5 m πλάτος πυθμένα και 1,6 – 1,8 m ύψος 50 – 100 m μήκος ή υλικό ενός μηνός

31 Διεργασία παθητικού αερισμού Καυτή κεντρική εσωτερική ζώνη Aέρας Αέρας Σειράδια κομποστοποίησης (παθητικός αερισμός - IΙ)

32 Σειράδια κομποστοποίησης (παθητικός αερισμός - IΙΙ) Προϋποθέσεις καλής λειτουργία των σειραδίων ‘Γύρισμα’ 7 – 10 φορές κατά τις πρώτες 15 εβδομάδες Έκθεση σταδιακά όλου του υλικού στις υψηλές θερμοκρασίες στο κέντρο του κομποστοσωρού Eξασφάλιση επαρκούς ομοιόμορφου αερισμού

33 Σειράδια κομποστοποίησης (ενεργητικός αερισμός - IV) Κατασκευή σειραδίων Πανομοιότυπη με εκείνη των σειραδίων παθητικού αερισμού Λειτουργία σειραδίων ΄Γύρισμα’ 3 – 5 φορές κατά τις πρώτες 15 εβδομάδες Έκθεση όλου του υλικού στις υψηλές θερμοκρασίες της καυτής εσωτερικής ζώνης στο κέντρο Παρεμπόδιση σχηματισμού καναλιών διαφυγής αέρα δια μέσου του υλικού Πλευρική όψη Φίλτρο από κομπόστα)

41 Ρύποι ή ξένα σώματα στην κομπόστα Βαριά μέταλλα: Δεν μπορούν να αφαιρεθούν και αυξάνεται η συγκέντρωσή τους κατά την κομποστοποίηση Οργανοχημικά: Μπορούν να απομακρυνθούν εν μέρει κατά την βιοαποδόμηση της οργανικής ύλης Ξένα σώματα (γυαλί, πλαστικό, κλπ.): Μπορούν να απομακρυνθούν εν μέρει με μηχανικό διαχωρισμό Ακόμα κι αν το 70% των ρύπων και ξένων σωμάτων απομακρυνθεί, η συγκέντρωσή τους στην κομπόστα θα παραμείνει στα ίδια περίπου επίπεδα με εκείνα του αρχικού υλικού

42 Χρήσεις κομπόστας Οργανοχουμικό βελτιωτικό γεωργικών εδαφών Στρωμνή ατομικών θέσεων αγελάδων Εμπλουτισμός μιγμάτων κομπόστας για εφαρμογή σε κήπους Εφαρμογή σε βιόφιλτρα Εφαρμογή σε θερμοκήπια

43 Σταθεροποίηση κομπόστας (πότε μια κομπόστα είναι έτοιμη) BOD 5 κάτω από 10 – 20 mg/g κομπόστας Παραγωγή θερμότητας : Η άνοδος της θερμοκρασίας σε ένα θερμικά μονωμένο σωρό σε διάστημα 10 ημερών θα πρέπει να είναι μικρότερη από 30 – 40 o C Ο λόγος διαλυμένου C/διαλυμένο Ν θα πρέπει να είναι κάτω από 7/1 Πάντα να εφαρμόζονται δύο από τις ως άνω μεθόδους ελέγχου και να διασταυρώνεται, όπου είναι δυνατό, με την ένδειξη του βαθμιδωτού……………….(Κ. Μπαλής)