Компостування відходів

Компостування відходів

Вступ

Актуальною проблемою, що має важливе екологічне і економічне значення, є знешкодження усіх видів побутових відходів, включаючи тверді (ТПВ). Кількість ТПВ у світі безупинно зростає, їхній негативний вплив на навколишнє природне середовище усе більш підсилюється, а процеси знешкодження ускладнюються через розширення морфологічного складу відходів, появи в них речовин, які тривало розкладаються, (пластмас та ін.). Незважаючи на те, що в даний час у сфері поводження з ТПВ мається значна кількість технічних розробок і пропозицій, гострота проблеми не знижується.

Із більш ніж двадцяти відомих методів поводження з ТПВ за останні десятиріччя у світовій практиці набули поширення три, з яких один — пасивний (поховання ТПВ на полігонах), і два — активних (спалювання і компостування відходів).

Компостування — це природний аеробний процес розкладання органічних відходів в аеробних (з доступом кисню) умовах за участю ґрунтових бактерій. Протилежним компостуванню є анаеробний (без кисневий) розклад органіки або процес гниття.

Продукт компостування або компост — багате гумусом добриво, яке збагачує ґрунт поживними речовинами.

При дотриманні умов компостування у компостній ямі/ящику, через 12−24 місяців можна отримати визрілий компост.

1. Основні біохімічні процеси компостування

Компостування — це природний аеробний процес розкладання органічних відходів в аеробних (з доступом кисню) умовах за участю ґрунтових бактерій. Протилежним компостуванню є анаеробний (без кисневий) розклад органіки або процес гниття.

Компостування має 3 фази.

На першій фазі відбувається саморозігрів внаслідок хімічних реакцій розкладання при інтенсивній діяльності бактерій і мікроорганізмів. У процесі розкладання речовин, що легко розкладаються, компост може нагріватися до температури 65°С. За таких температурних умов вмирає переважна більшість хвороботворних організмів і гине насіння бур’янів.

На другій фазі іде розкладання матеріалів, що важко розкладаються, на стійкі речовини, які утворюють гумус. Температура починає знижуватися, компост набуває бурого кольору і структуру ґрунту.

Третя фаза — дозрівання компосту, який набуває однорідної структури й запах лісового ґрунту.

Час, необхідний для перетворення відходів у повноцінний компост залежить від багатьох факторів, таких як температура, вологість, сировина для компостування, спосіб компостування, використання додаткових засобів, однак, щоб отримати гігієнічно безпечний компост, процес компостування повинен тривати 12−24 місяців. Компост вважається готовим, коли в ньому не розрізнюються рештки сировини, що входять до його складу, маса стає однорідною, пухкою, а насіння бур’янів втратило здатність проростати.

2. Обладнання та схема компостування

Обладнання для компостування Компостери — ідеальні помічники для переробки садових і харчових відходів. Вони виготовлені з морозостійкого поліетилену високої щільності, міцні й легкі, мають великий термін експлуатації (більше 20 років за умов правильної експлуатації). Корпус компостерів не має дна (з метою вільного контакту з ґрунтом і доступу до компосту мікроорганізмів і хробаків). Закритий компостер обладнаний кришкою з поворотним вентилем для регулювання надходження повітря, бічними люками в нижній частині для виймання готового компосту й отворами для циркуляції повітря.

Найбільш розповсюдженим методом компостування є «шарів метод», при якому компостуємі органічні матеріали (відходи) вкладають шарами 25 — 30 см — торфом або перегною, відходи — 25 — 30 см, потім знову торф або перегной і т.д. заповнюючи компостер майже до повного об'єму, зверху шари покривають торфом або ж землею, далі створюють заглиблення для води та накривають.

В якості органічного матеріалу (відходів) використовують екскременти тварин, стебла бур’яну, кухонні відходи, листя, підстилка домашніх тварин. В контейнери для утворення компосту не закладають: стебла хворих рослин, забруднених гербіцидами чи отруйні (мак, сніжник), оскільки вони в малорозкладеному компості пригнічують корисні мікроорганізми. В Контейнери також не закладають бур’яни та такі бур’яни, як пирій і осот.

Найоптимальніша вологість відходів для компостування 50 — 60%.

Залишки рослин розкладаються за допомогою бактерій та дрожжевих грибів, які містяться в землі.

Полив водою проводять 1 — 2 рази протягом місяця (в теплу пору року). Та проводити перемішування 3 — 4 рази за процес для доступу кисню (якщо відсутній доступ кисню).

Термін готовності компосту залежить від складу компонентів, погоди, додержання технології компостування. Даний процес коливається від 6 до 18 місяців.

Місце приготування компосту на присадибних ділянках розташовують в тіні дерев на відстані не менше ніж 15 — 20 м від жилих поміщень та джерел питної води.

3. Реакції, що проходять під час компостування

При компостуванні в органічній масі підвищується вміст доступних рослинам елементів живлення (азоту, фосфору, калію та ін.), знешкоджується патогенна мікрофлора та яйця гельмінтів, зменшується кількість целюлози та пектинових речовин (викликають перехід розчинних форм азоту і фосфору землі в менш засвоюємо рослинами органічні форми), добрива стають сипучими, що полегшує їх внесення в землю.

При компостуванні спочатку відбувається само підігрів, після чого розпочинається процес гниття, розкладання органічного матеріалу під впливом ферментів живих мікроорганізмів, що містяться в ґрунті.

Процес гниття має такий загальний вигляд:

Органічні речовини рослинних залишків > СО^+СО^+НО+гумус В процесі гниття беруть участь грунтові мікроорганізми: мікроорганізми роду Clostridium (Clostridium ramosum, Cl. Perfringens та ін.), бактерії родів Thermomonospora, Thermococcus та ін. Основними ферментами, які беруть участь у гнитті: протеази та пептидази.

4. Умови для проведення компостування

В компостерах можна компостувати:

ь Відходи з городу та присадибної ділянки — скошена трава, листя, бур’яни, зіпсований корм, картопляне та інше бадилля, стрижні кукурудзи і т. п., дернові обрізки, гілки, які потрібно додатково подрібнити, тріска, кора, стара солома, обпилювання, стружка, плодові вичавки, попіл від спалювання дерев’яних гілок тощо.

ь Відходи з кухні - фруктові й овочеві відходи, кавові й чайні залишки, газетний папір, картон, паперові рушники, молочні продукти, залишки від приготованої їжі (яєчну шкарлупу, м’ясо та кістки, рибу та кістки) тощо.

Не рекомендується викидати у компостний ящик — вугільний попіл, вироби з пластику, металу, скла, кераміки, будівельне сміття, вапно, тютюнові недопалки та інші матеріали, що не розкладаються.

Для проходження процесу компостування важливим показником є співвідношення вуглецю до азоту (C:N) в компостній масі.

Співвідношення C: N в деяких компонентах для компостування

Залежно від вмісту азоту й вуглецю органічні відходи діляться на багаті азотом («зелені») та багаті вуглецем («бурі») відходи або матеріали.

До «зелених» матеріалів належать свіжа трава, зерна, насіння, борошняні вироби, харчові відходи, фрукти й овочі, а також гній. До «бурих» матеріалів відносять солому, сухе листя, суха трава, гілки дерев та кущів, тирса, папір, кора.

Розкладання «зелених» матеріалів розігріває купу і має характер гниття, тому що вони містять мало повітря й занадто кислі. Для їх компостування додають (прошаровують) «бурі» матеріали.

5. Оптимальні умови компостування

ь Співвідношення вуглецю до азоту в компостній масі, C: N має бути 20−30:1 (С — кількість вуглецю, N — кількість азоту). Рекомендується додавати 2−3 частини бурого (коричневого) матеріалу й 1 частину зеленого матеріалу.

ь Матеріал необхідно перемішувати після 3−6 місяців або 1−4 рази за весь цикл, щоб забезпечити достатній доступ кисню в усі шари.

ь Вологість матеріалу треба утримувати на рівні 50−60%. Компостований матеріал на дотик повинен бути як «добре вичавлений рушник».

ь Подрібнювання всіх матеріалів збільшує поверхню контактування та взаємодії з мікроорганізмами, що прискорює процес компостування.

ь Відходи необхідно укладати шарами товщиною не більше 15 см. Занадто товстий шар одного матеріалу уповільнює процес компостування.

ь Для прискорення процесу компостування кожний шар слід присипати невеликою кількістю землі або готового компосту задля збагачення ґрунтовими бактеріями та вологою.

ь Щоб запобігти вимиванню поживних речовин під час дощу, компостну кучу / ящик краще накрити зверху.

За умов надлишку вуглецю процес розкладання уповільнюється, а при малому вмісті азотного матеріалу компост буде бідний азотом.

Якщо компост має запах «тухлого яйця» це означає, що в ньому переважає матеріал з надмірним вмістом вуглецю. В цьому випадку варто додати скошену траву або листя. Високий вміст азоту у свою чергу супроводжується запахом аміаку, тоді необхідно додати дерев’яні друзки, кору, солому або обпилювання.

6. Переваги та недоліки компостування над іншими методами

Переваги:

ь безпечність методу для навколишнього середовища;

ь безвідходність даного методу;

ь не велика вартість;

ь незалежність від енергоносіїв;

ь висока продуктивність;

ь використання мікрофлори ґрунту (тобто не потрібно використовувати біопрепарати);

ь безпечність методу.

Недоліки:

ь сезонність методу (не можливість використання методу взимку);

ь довга тривалість методу утилізації;

ь необхідність віддаленості компостера від джерел питної води та жилих помешкань;

ь потреба у повітрі (необхідно проводити перемішування);

ь виділення не приємного запаху;

ь співвідношення С: N повинне бути 20 — 30: 1;

ь необхідність спостереження за процесом;

компостування обладнання переробка відход

7. Екологічні чинники процесу компостування

Як відомо на будь який біологічний процес впливають екологічні чинники: абіотичні, біотичні та антропогенні. Саме при оптимальних умовах даних чинників компостування проходитиме найефективніше.

Абіотичні чинники:

ь температура;

ь вологість органічного матеріалу.

Біотичні чинники:

ь мікробіологічна «чистота» органічного матеріалу;

ь забрудненість ґрунту, який бере участь в компостуванні;

ь активність мікроорганізмів.

Антропогенні чинники:

ь аерування компосту;

ь співвідношення між С та N.

Висновки

В даній домашній роботі розглядається один із методів утилізації твердих побутових відходів — компостування. Даний процес є досить екологічно чистим для навколишнього середовища. В наш час з відходи необхідно не лише знищувати, але й отримувати максимальну користь, саме тому компостування є одним із найпопулярнішим методом. Адже при компостуванні ми з відходів отримуємо гумус, який використовуємо у рослинництві.

Головним недоліком компостування є досить довга тривалість процесу від 6 до 12 і більше місяців, сезонність методу. Але його перевагою є безвідходність, тобто після компостування не потрібно проводити повторну обробку чи переробку.

Даний метод широко використовується фермерами, садівниками та фірмами з продажу ґрунтів для хатніх рослин.

Список літератури

1. О. Б. Лотоцкий Проблемы и перспективы в сфере обращения с бытовыми отходами в Украине — Информационный журнал Строительство & ремонт № 15, декабрь 2003. 52 753 с.

2. Компост // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах — СПб., 1890−1907.

3. В.І. Саранчук, М.О. Ільяшов, В. В. Ошовський, В.С. Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — с. 600

4. Артюшин А. М., Державин Л. М., Краткий справочник по удобрениям. 2 изд., М., 1984 — с. 486

5. Белькевич П. И., Чистова Л. Р. Торф и проблема защиты окружающей среды. Москва: Наука и Техника, 1997 — с. 60