Системи за компостиране

Органичните отпадъци, които генерираме ежедневно и в големи количества, са източник на сериозни екологични проблеми и опасност за здравето на човека и природата. Биоразградимите отпадъци представляват две трети от общия поток на отпадъците. При депонирането им се създават условия за образуване на газове, предизвикващи глобалното изменение на климата, известни като парников ефект.
Именно поради тази причина е задължително разделното събиране на органичните отпадъци и тяхното последващо третиране. Биоразградимите отпадъци могат да се преработят в продукти, които са безвредни за здравето на хората и екосистемите, освен това са ресурс за повишаване плодородието на почвата и подобряване на нейната структура.

Компостирането е един от основните методи за оползотворяване на органични отпадъци. Представлява процес, при който органичните субстрати се подлагат на аеробна биодеградация от смесена микробна популация в условия на повишена температура и влажност. В процеса на биодеградацията органичният субстрат претърпява физично и химично превръщане с образуването на стабилен хумифициран краен продукт - компост. Компостът е изключително ценен за селското стопанство като органичен тор и като средство за подобряване структурата на почвата.

Компостирането обикновено се извършва в следните фази: приемане и предварително третиране; предварително компостиране; междинно третиране; крайно компостиране и окончателно третиране. След фазата на окончателното третиране крайни продукти са компостът; отделени метали; пластмаси, камъни и други.

Системи за компостиране
Видът, съставът и количеството на отпадъците са основни величини при избора на подходяща система за компостиране. Съществуват редица видове системи за компостиране, които, обаче, представляват разновидност на шестте основни: система на открито в редове, система на закрито, система с открити клетки, система с контейнери, компостиране в „тунел”, затворена инсталация за компостиране с автоматично обръщане.

Система на открито с редове
Най-простата система, която е подходяща за компостиране предимно на зелени отпадъци. Първоначално замърсителите се отстраняват и остатъкът се смесва с уплътняващ материал. След това материалът се премества до площадката за компостиране и се правят редове с максимална височина два метра и шест метра ширина. Необходимо е обръщане на материала най-малко на всеки две седмици, за да се създаде аерация (навлизане на кислород в реда). Oбръщането се извършва ръчно в по-малки инсталации и автоматизирано - в по-големи.

Инсталацията за компостиране се състои от следните елементи: площ за приемане, предварително третиране и пресяване; площ за компостиране с редове (с тръби за аерация и вентилатори); площ за складиране на компоста и съоръжения за улавяне на водите.

Основните предимства на системата са простата технология; възможност за прилагане както в малък, така и в голям мащаб; сравнително ниски инвестиционни и експлоатационни разходи. Недостатъците се отнасят до по-дългия период на компостиране и податливостта на системата на климатичните изменения.

Система на закрито
Представлява система за компостиране на редове с изкуствена аерация. С цел недопускане отделянето на миризма редовете са покрити с мембрана, което предпазва кампостирания материал от навлизане на дъждовна вода и същевременно позволява на въглеродния диоксид и на изпаренията на водата (образувани по време на процеса) да излизат. По време на процеса на компостиране от вътрешната страна на покритието се образува тънък слой конденз, който подтиска миризмата и другите газообразни вещества. 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 на процеса се измерва чрез вземане на проби от вътрешността на купчината. В зависимост от тази температура се регулира потокът въздух.

Първоначално замърсителите се отстраняват и остатъкът се смесва с уплътняващ материал. След това материалът се премества до площадката за компостиране и се оформя редът. Когато създаването на реда е завършено, той се покрива с мембрана и се пускат вентилатори за аерация. След четири 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.

Инсталацията за компостиране включва следните елементи: помещение за приемане, предварително третиране и пресяване; компостиране на редове с улеи и вентилатори за аерация; място за съхранение на компоста и съоръжения за улавяне на водите.

Основните предимства на тази система са ниските разходи и простото й организиране. Основният й недостатък е ръчното премахване на покритието. Този процес може да бъде автоматизиран, но това води до голямо нарастване на инвестиционните и експлоатационни разходи. Контролът на миризмата и на процеса е доста по-добър от този при стандартното компостиране в редове, но не толкова добър колкото при другите системи за компостиране.

Система с открити клетки
В тази система органичните отпадъци се третират в клетки за компостиране с височина три метра. Тези клетки са разположени на открито - под открит навес или в закрито помещение. Преработеният въздух се изсмуква от купа, така че няма изпускане на миризлив преработен въздух – това е основната характеристика на тази система. Преработеният въздух се транспортира до камера за третиране, където се охлажда до 38°C и след това се транспортира до биофилтър. Системата за третиране на въздух е напълно автоматизирана. Клетките за предварително и крайно компостиране са снабдени с аериращ под. Има различни вариации на пода – може да бъде под с подвижни тръби, под с канелки или с улеи за аерация. Контролът на процеса се извършва чрез увеличаване или намаляване на потока въздух през купата.

След приемането на био отпадъците пластмасите и другите замърсители се отстраняват и се смесват с уплътняващия материал. Полученият материал ръчно или автоматизирано се пренася до зоната за компостиране и запълва клетките за предварително компостиране. С цел недопускане генерирането на емисии от преработен въздух аерацията започва веднага. След три, четири седмици материалът се пренася до помещението за пресяване. Фините частици, по-малки от 60 мм, се отнасят за крайно компостиране. Останалият материал се използва като уплътняващ, за да се създадат по-добри условия при предварителното компостиране. След пет седмици на крайно компостиране компостът се отделя. Остатъчният компост се използва като покритие на материала за предварително компостиране.

Инсталацията за компостиране включва следните елементи: помещение за приемане, предварително третиране и пресяване; клетки за предварително компостиране, клетки за крайно компостиране; инсталации за пречистване на въздух и биофилтри; място за съхранение на компоста и съоръжения за улавяне на водите.

Основните предимства на тази система са ниските разходи и простото й организиране; пълен контрол на процеса; цялостна система за контролирано предварително и крайно компостиране, както и система за пречистване на въздуха. Недостатъци: влияние на външния климат; липса на рециркулация на въздуха, необходимост от голямо количество уплътняващ материал.

Компостиране в контейнери
Това е система с изцяло затворен процес. При нея органичните отпадъци се третират в модифицирани и изолирани контейнери. Въздухът преминава през материала вътре в контейнера и в зависимост от съдържанието на кислород и температурата, циркулира в същия или в съседен контейнер. Именно поради този процес на рециркулация преработеният въздух е изключително замърсен с различни компоненти. Необходимо е изпусканите газове 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.

Приемането и предварителното третиране е идентично както при системата с открити клетки. Има възможност при някои инсталации от този тип био-отпадъците да се шредират. Пълненето на контейнерите се извършва с лопати, дозиращ самосвал и конвейерна лента. Често контейнерът се пълни вътре в помещението за приемане, след което се транспортира до платформата за компостиране, където се свързва с аериращата система. След две седмици контейнерът се разтоварва. Крайното компостиране често е класическо компостиране с редове на открито или под навес.

Инсталацията за компостиране включва следните елементи: помещение за приемане, предварително третиране и пресяване; машина за транспортиране на контейнерите; контейнери за компостиране; мокър скрубер и биофилтри; място за крайно компостиране (редове); място за съхранение на компоста и съоръжения за улавяне на водите.

Предимства на системата: пълна автоматизация и контрол на процесите; рециркулация на преработения въздух и цялостна система за пречистването му; напълно затворена система, която не се влияе от климатичните условия. Недостатъци: относително високи инвестиционни и експлоатационни разходи.

Компостиране в „тунел”
Тази система е една от най-често използваните в Европа - изцяло затворена система, която има много разновидности. „Тунелите” представляват бетонови кутии с ширина шест - осем метра, шест метра височина и петнадесет – четиридесет метра дължина. Системите за аерация и за пречистване на въздуха са идентични с тези при компостирането в контейнери. Цели се максимално рециркулиране на въздуха в тунелите. По този начин се създадат оптимални условия за компостиране вътре в тунела. Преработеният въздух най-често се промива в скрубер, след което се пречиства в биофилтър. Автоматизираният контрол на процеса е една от основните характеристики на тази система. Аериращите подове са оборудвани с така наречената „система с канелки”. Под бетонния под лежи система от аериращи тръби. Тези тръби са разположени на разстояние 40-50 cm. Канелките, които са свързани към тръбната система, осигуряват еднаква аерация. За да се поддържат отворите отворени, канелките са поставени под малки улейчета.

При някои инсталации предварителното третиране не се извършва и материалът директно се поставя в тунелите. Предварителното компостиране обикновено отнема една - две седмици, след което материалът се пренася директно в тунелите за узряване. За узряването са необходими още две до три седмици. В някои случаи крайното компостиране се извършва в система с открити клетки или система на редове.

Инсталацията за компостиране включва следните елементи: помещение за приемане, предварително третиране и пресяване; тунели за предварително и крайно компостиране; мокър скрубер и биофилтри; място за съхранение на компоста и съоръжения за улавяне на водите.

Предимства на системата: пълна автоматизация и контрол на процесите; рециркулация на преработения въздух и цялостна система за пречистването му; напълно затворена система, която не се влияе от климатичните условия. Недостатъци: относително високи инвестиционни и експлоатационни разходи.

Затворена инсталация за компостиране 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 материалът се придвижва малко по-навътре в помещението. Когато достигне до края материалът е узрял и компостът може да бъде пресят. Често тази система се съчетава със система за аерация. Съществуват две основни разновидности на тази система: системи с неподвижна машина за обръщане и система с подвижна машина.

Неподвижните системи с така нареченото колело за обръщане Wendelin работят напълно автоматично. Предимството на тази система е, че когато материалът се обръща редовно, той остава отворен и рехав, така че водата и въздухът могат свободно да циркулират. Недостатъкът е, че голямата и скъпа конструкция трябва да функционира в много корозивна среда. Системите с подвижно обръщане са системи на редове с изкуствена аерация вътре в затвореното помещение. Подвижната машина за обръщане се движи по реда и обръща материала. В този случай климатът вътре в помещението (замъгляване) затруднява работните условия.

Приемането и предварителното третиране до голяма степен е същото както при другите системи. Био отпадъците, смесени с уплътняващ материал, се зареждат в помещението за третиране. Непрекъснато се подава въздух през отпадъците. Материалът се обръща веднъж или два пъти на седмица. Общото време за компостиране вътре в помещението варира от четири до дванадесет седмици. Времетраенето зависи от това дали системата се използва за предварително компостиране или като система за цялостно компостиране.

Редовното обръщане създава условия за аеробно разграждане в цялата купа, както и за добро смесване на материала. По този начин се създава сигурност, че в целия материал се постига подходящата температура и се осигурява оптимална хигиена. Поради несъразмерното разпределение на миризливите компоненти, когато материалите се обръщат, тази система изисква много добра система за пречистване на въздуха.

Инсталацията за компостиране включва следните елементи: помещение за приемане, предварително третиране и пресяване; помещение за компостиране; система за обръщане; мокър скрубер и биофилтри; място за съхранение на компоста и съоръжения за улавяне на водите.

Предимства на системата: пълна автоматизация и контрол на процесите; рециркулация на преработения въздух и цялостна система за пречистването му; напълно затворена система, която не се влияе от климатичните условия; осигурени аеробни условия и оптимално хигиенизиране на отпадъците. Недостатъци: системата за пречистване на въздуха трябва да се справя с непостоянни емисии на миризма; враждебен климат вътре в помещението за компостиране; относително високи инвестиционни и експлоатационни разходи.

Всички описани системи отговарят на нормативните изисквания на Европейския съюз и са доказани технологии. Произвеждат добър компост и имат инсталация за контрол на емисиите на миризма. Системата на закрито и система с открити клетки са относително прости в сравнение с другите системи. Системите с контейнери и тунели имат напреднала система за аерация, която намалява времето за компостиране. Затворената система за компостиране с автоматично обръщане постоянно смесва отпадъка, което подобрява процеса и хигиената. Изборът на система, обаче, много зависи и от местната ситуация. Важно е да се има предвид, че за малки количества само системата на закрито и системата с открити клетки могат да третират отпадъците на разумна цена.