Технологии и инфраструктура за компостиране Компостирането е добра възможност за повишаване степента на общото оползотворяване на ресурси от отпадъците и намаляване количествата, предназначени за депониране. То е изключително полезен начин за справяне с биоразградими отпадъци от домакинствата и от хранително-вкусовата индустрия, както и с отпадъци от поддръжка на паркове и градини. България е направила някои стъпки за внедряване на компостирането, но предстоят и още много нови. За развитие и модернизиране на инфраструктурата, предназначена за компостиране ще имаме достъп до средства от европейски фондове. За да се избегне санитарно-хигиенен риск, да се постигне нужното редуциране на отпадъците и да се получи качествен компост, е необходимо строго спазване на технологията и правилно изграждане на инфраструктурата.
текст Вела Динкова
Компостирането е контролиран аеробен процес, протичащ в термофилни условия (50-60°C). Поражда се от дейността на микробактерии и макро-организми и води да намаляване и стабилизиране на органичното вещество. Мономерите са минерализирани до въглероден диоксид, вода и се отделя топлина. Тази топлина директно се използва за изпаряване на водата, в резултат на което органичните отпадъци се изсушават. Окончателният краен продукт е компост, който съдържа стабилизирано и частично трансформирано органично вещество, често наричано хумус. Той се използва в градинарство, земеделие, растениевъдство, рекултивация на нарушени терени, възстановяване и ново изграждане на зелени площи и спортни тревни терени. Добрият компост има миризма на пръст и има много малко биологична дейност.
В природата този процес продължава повече от година. При оптимални условия в съоръжения за компостиране това време е намалено до 8-10 седмици. Ограничителните условия за протичане на добър процес на компостиране са няколко. На първо място трябва да се предотврати наличието на анаеробни процеси, които забавят компостирането и са източник на неприятни миризми. Друго условие е съдържанието на вода да е около 50%. Ако био-отпадъкът е твърде мокър, обмяната на кислород е твърде ниска, а когато е твърде сух – бактериалната активност е недостатъчна. Важно е и съотношението C/N да е между 20/1 и 30/1. Когато азотът е в излишък, се появяват емисии на амоняк, а когато въглеродът е в повече, процесът се забавя. Последно, но не и по важност, условие е температурата. Процесите на компостиране протичат добре при максимум 70°C. Ако температурата се покачи над 80°C, материалът трябва да се охлади, поради опасност от измиране на големи групи микроорганизми.
Това означава, че био-отпадъците трябва да се подготвят за изискванията на стандартите още преди да се третират в съоръжението за компостиране. По принцип това се прави чрез смесване на свежи отпадъци с уплътняващи материали като пресети отпадъци и дървесни зелени отпадъци. Начина, по който се събират био-отпадъците, определя и предварителното третиране. Ако био-отпадъците са предимно кухненски, е необходим повече уплътняващ материал (повече от 50%), а ако е смес от кухненски и градински отпадъци, количеството уплътняващ материал ще зависи от сезона.
Организиране на компостирането във фази
Ще разгледаме управлението на фазите на компостиране в централизирани системи, които се използват в държавите-членки и са препоръчани за България. Приемането, предварителното третиране и пресяването се извършват в затворено помещение. В тези помещения се поддържа налягане, по-ниско от атмосферното, а въздухът, който се отделя се третира в биофилтри. Всеки камион, натоварен с био-отпадъци, се проверява по време на разтоварване. Ако съдържа повече от 5% замърсители, товарът не се приема. След процедурата по приемане био-отпадъкът се смесва с друг, поддържащ структурата био-отпадък. При по-малки съоръжения (<15 000т/г.) смесването се прави с лопати. На по-големи площадки това се прави с механична инсталация. В зависимост от състава на био-отпадъците трябва да се добави до 50% уплътняващ материал.
Следва предварително компостиране. Това е най-интензивната фаза на компостиране. В сравнително кратък период по-голямата част от органичното вещество се натрошава. Това увеличава активната повърхност за микроорганизмите. В тази фаза умират патогените. Получените високи температури трябва да се контролират. Оптималната температура за компостиране е между 40 и 60°C. Всеки 10 градуса повече удвояват степента на раздробяване. Ако температурата е твърде висока, процесът спира. Добрата система за компостиране осигурява контрол на температурата и аеробни условия.
После идва ред на междинно третиране. В тази фаза малките фракции се пресяват. Това служи като уплътняващ материал за предварителното компостиране. При някои инсталации това пресяване не се прави. Предимството на допълнителното пресяване е, че материалът е смесен, нивото на C/N намалява и финото органично вещество става по-концентрирано. Често това третиране се използва за премахване на пластмаси и метали от органичния материал.
Крайното компостиране е по-дълга фаза. Поради междинното третиране температурата отново се покачва над 55°C, което определя процеса като втора санитарна фаза. Системата за контрол на крайното компостиране е същата както на фазата на предварително компостиране. Единствената разлика е, че процесът е по-бавен и отнема повече време. При окончателното третиране компостът се пресява и се изчиства от камъни и метали. Пресетият материал се използва като уплътнител за поддържане на структурата.
Основният индикатор за контролиране на процеса е температурата на материала, който се компостира. Обикновено температурата се контролира чрез намаляване или увеличаване на потока въздух. В зависимост от системата за компостиране това е частично или напълно автоматизирано. Повечето системи с изкуствена аерация също мерят налягането на потока въздух. Някои интензивни системи на закрито рециркулират преработения въздух. В зависимост от температурата и концентрацията на кислород се добавя външен въздух.
Системите за компостиране имат нужда и от контрол на миризмата. В противен случай инсталацията може да създаде големи неудобства за околната среда. Затова трябва да се вземат редица мерки. Има нужда от добра поддръжка. Мястото трябва да се поддържа чисто и да се прилагат правилните методи за работа. Трябва да се избягват анаеробни зони в материала, който се компостира. За да се постигне това е важно приемането и предварителното третиране да се извършват правилно. Ако био-отпадъците не са добре смесени с уплътняващ материал ще се появят анаеробни зони. Приемането, предварителното третиране и крайното пресяване трябва да се правят в затворено помещение с налягане, по-ниско от атмосферното. Не трябва да се допуска отделяне на непречистен въздух.
Изграждане на инфраструктурна основа за реализиране на компостирането
Тъй като домашното компостиране изисква по-прости решения като познаване на процеса и използване на обикновени компостни купчини или компостери (дървен сандък, пчелен кошер, варел или съоръжения от телена мрежа), тук ще се спрем на по-мащабните и по-сложните системи за компостиране, които са инфраструктурната основа за централизирано и промишлено компостиране.
Система на открито с редове
Това е най-простата система. Тя е подходяща само за зелени отпадъци. Когато био-отпадъкът пристигне, замърсителите се отстраняват и се смесва с уплътняващ материал. След това отпадъкът се премества с лопата до площадката за компостиране и се правят редове с максимална височина 2m и 6m ширина. Материалът се обръща най-малко на всеки 2 седмици, за да се създаде аерация. В по-малки инсталации обръщането се прави с лопата, а в по-големи – с машина за обръщане.
Тази система може да се подобри като се комбинира със система за аерация. Необходимите елементи са: площ за приемане, предварително третиране и пресяване, площ за компостиране с редове (с тръби за аерация и вентилатори), площ за складиране на компоста и система за улавяне на водите.
Система на закрито с редове
Това е система за компостиране на редове с изкуствена аерация. За да се избегне отделянето на миризма, редовете са покрити с мембранно покритие. Това покритие предпазва компостирания материал от навлизане на дъждовна вода и позволява на CO2 и на изпаренията от водата по време на процеса да излизат. По време на процеса на компостиране от вътрешната страна на покритието се образува тънък слой конденз. Това потиска миризмата и другите газообразни вещества като летливи органични съединения. Голямата част от тези газове се разтварят в пласта вода и се връщат отново в компостирания материал, където продължават да се разпадат под въздействието на микроорганизмите. Процесът се контролира чрез увеличаване или намаляване потока на въздух в реда. Температурата се мери чрез вземане на проби от вътрешността на купчината. В зависимост от нея се регулира потокът на въздух.
Когато пристигне био-отпадъкът замърсителите се отстраняват и той се смесва с уплътняващ материал. С лопати този отпадък се пренася до зоната за компостиране и се оформя реда. Когато създаването на реда е завършено, той се покрива с мембрана и се пускат вентилатори за аерация. След 4 седмици покритието се маха и купата се обръща. При по-големи инсталации обръщането и премахването на покритието са напълно автоматизирани. Крайното компостиране отнема още 4 седмици. В зависимост от инсталацията крайното компостиране може да се направи под покритието или на открито.
Система с открити клетки
В тази система био-отпадъците се третират в клетки за компостиране с височина 3 метра. Тези клетки са разположени на открито, в открит навес или в закрито помещение. Основната характеристика на тази система е, че преработеният въздух се изсмуква от купа, така че няма изпускане на миризлив преработен въздух. Този въздух се транспортира до камера за третиране на въздух където той се охлажда до 38°C и след това до биофилтър. Системата за третиране на въздух е напълно автоматизирана. Клетките за предварително и крайно компостиране са снабдени с аериращ под. Това може да бъде под с подвижни тръби или с улеи за аерация. Контролът на процеса се извършва чрез увеличаване или намаляване на потока въздух през купата. Температурата на процеса се измерва в потока въздух. Това дава добра индикация за средната температура вътре в купата.
След приемането на био-отпадъците пластмасите и другите замърсители се отстраняват и се смесват с уплътняващия материал. С лопати този отпадък се пренася до зоната за компостиране и запълва клетките за предварително компостиране. За да се избегнат емисии на преработен въздух започва аерация. След 3 до 4 седмици материалът се вдига с лопата и се пренася до помещението за пресяване. Фините частици (<60mm) се отнасят за крайно компостиране. Останалият материал се използва като уплътняващ, за да се създадат по-добри условия при предварителното компостиране. След 5 седмици на крайно компостиране компостът се отделя. Остатъчният компост се използва като покритие на материала за предварително компостиране.
Компостиране в контейнери
При тази система био-отпадъците се третират в модифицирани и изолирани морски контейнери. Това е система с изцяло затворен съд. Въздухът преминава през материала вътре в контейнера и, в зависимост от съдържанието на кислород и температурата, циркулира в същия или в съседен контейнер. Заради този процес на рециркулация преработеният въздух е много замърсен с компоненти, отделящи миризма и амоняк. Следователно изпусканите газове трябва да се пречистват в мокър скрубер и биофилтър. Често тези биофилтри се поставят вътре в контейнерите. Циркулацията на преработен въздух има това предимство, че трябва да се пречиства по-малко количество въздух. Контролът на процеса и пречистването на въздуха са напълно автоматизирани. Количеството свеж въздух, който се пропуска, зависи от температурата и концентрацията на кислород в преработения въздух.
Компостиране в тунел
Това е една от най-разпространените системи за компостиране в северозападна Европа. Повечето тунели са бетонови кутии с ширина 6-8м, 6м височина и 15-40м дължина. Системата за аерация и за пречистване на въздуха е доста подобна на тази, описана при компостирането в контейнери. Въздухът рециркулира колкото се може повече в тунелите. Това дава възможност да се създадат оптимални условия за компостиране вътре в тунела. Преработеният въздух най-често се промива в скрубер и след това се пречиства в биофилтър. Една от основните характеристики на тази система е автоматизираният контрол на процеса. Аериращите подове са оборудвани с аериращи тръби. Този вид подове се използват и при други системи, като например система с открити клетки.
Затворена инсталация с автоматично обръщане
При тази система материалът, след предварително третиране, се поставя в затворено помещение. В зависимост от системата материалът се обръща един път или два пъти седмично. С всяко обръщане се придвижва малко по-навътре в помещението. Когато достигне до края, материалът е узрял и компостът може да бъде пресят. Често се съчетава със система за аерация.
Тази система се среща в много разновидности. Като цяло има две системи – системи с неподвижна машина за обръщани и система с подвижна машина. Неподвижните системи с така нареченото колело за обръщане работят напълно автоматично. Предимството на тази система е, че когато материала се обръща редовно, той остава отворен и рехав, така че водата и въздухът могат свободно да циркулират. Недостатъкът е, че голяма и скъпа конструкция трябва да функционира в много корозивна среда.
Системите с подвижно обръщане много приличат на системите за зелено компостиране. Това е система на редове с изкуствена аерация вътре в затвореното помещение. Подвижната машина за обръщане се движи по реда и обръща материала. Тук условията в помещението и по-точно замъгляването затруднява работните условия.25/05/2013 |
