ΒΑΣΙΚΗ ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ

 ΒΑΣΙΚH ΑΡΧH ΤΗΣ ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ

 

Η κομποστοποίηση είναι διαδικασία που βασίζεται στη δράση διαφόρων αερόβιων μικροοργανισμών εκ των οποίων κάποιοιπροτιμούν θερμοκρασίες  55 - 65°C (θερμόφιλοι), ενώ άλλοι «εργάζονται» καλύτερα σε θερμοκρασίες έως  από 40 °C (μεσόφιλοι). Οι μικροοργανισμοί που πραγματοποιούν το σπουδαιότερο «έργο»της κομποστοποίησης είναι οι θερμόφιλοι οι οποίοι αναπτύσσονται και δραστηριοποιούνται σε θερμοκρασίες από 50 έως 65 οC. Όλοι τους όμως για να αναπτυχθούν και να αρχίσουν να «εργάζονται» χρειάζονται οξυγόνο. Τι γίνεται όμως με τους μικροοργανισμούς, οι οποίοι ζουν βαθιά μέσα σε ένα σωρό/σειράδι;

 

Πώς μπορεί ο φρέσκος​​ αέρας να γίνει διαθέσιμος γι' αυτούς;

 

Το κόμποστ αποτελείται από τρεις φάσεις,

·      Τη στερεά φάση, που αποτελείται από οργανικά και ανόργανα σωματίδια.

·      Την υγρή φάση, που είναι το νερό και η υγρασία που περιέχει ο σωρός/σειράδι.

·      Την αέρια φάση, που είναι ο αέρας που εγκλωβίζεται στους κενούς χώρους που δημιουργούνται μεταξύ των σωματιδίων του σωρού/σειραδιού.

Οι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται και εγκαθίστανται στην επιφάνεια των σωματιδίων (στερεά φάση) και ότι χρειάζονται για την επιβίωσή τους και την ανάπτυξη τους, συμπεριλαμβανομένου και του οξυγόνου, τα λαμβάνουν μέσω της υγρής φάσης. Η υγρή και αέρια φάση του συστήματος (αέρας και νερό) «μοιράζονται» τον ελεύθερο χώρο μεταξύ των σωματιδίων και η διατήρηση της σωστής ισορροπίας μεταξύ των δύο είναι ο βασικός παράγοντας για την σωστή εξέλιξη της διαδικασίας. Επομένως είναι απαραίτητο να ληφθεί η φροντίδα για τη διατήρηση του απαιτούμενου ποσοστού υγρασίας και την επαρκή παροχή φρέσκου αέρα στο σωρό/σειράδι σε κάθε φάση της διαδικασίας.

 

Απλοποιημένομοντέλοτου μικρόκοσμουτουκόμποστ:

Τα σωματίδιατου κόμποστ (καφέ), περιβάλλονται από ένα λεπτό στρώμα νερού (μπλε), όπου ζουν οι μικροοργανισμοί. Το οξυγόνο (πράσινα βέλη) από τον αέρα που υπάρχει στους κενούς χώρους (λευκές περιοχές) εισέρχεται στην υγρή φάση, όπου οι μικροοργανισμοί το χρησιμοποιούν, ελευθερώνοντας (CO2) διοξείδιο του άνθρακα (κόκκινα βέλη) και το οποίο μεταφέρεται από την υγρή φάση στην αέρια φάση. Όταν το επίπεδο του οξυγόνου μειωθεί σημαντικά, είναι απαραίτητη η παροχή φρέσκου αέρα στο σωρό/σειράδι.

Υπάρχουν διάφοροι μέθοδοι για την τροφοδοσία του αέρα στους σωρούς/σειράδια. Η απλούστερημέθοδος είναι το φαινόμενο της "καμινάδας" (ChimneyEffect), κατά το οποίο οι υψηλές θερμοκρασίες που επικρατούν στο πυρήνα των σωρών/σειραδίων δημιουργούν μια ροή αέρα από την βάση προς την κορυφή. Ο παλαιός αέρας, με υψηλή περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα, φεύγει από την κορυφή του σωρού/σειραδιού και εξαναγκάζει φρέσκο αέρα από το περιβάλλον να εισέλθει από το κάτω μέρος του σωρό/σειράδι με ροή προς την κορυφή, πληρώνοντας τα κενά με φρέσκο αέρα.Η μέθοδος λειτουργεί ικανοποιητικά σε μικρού και μεσαίου μεγέθους σωρούς/σειράδια με τριγωνική διατομή, ενώ για μεγαλύτερα σειράδια ή σειράδια τραπεζοειδούς διατομής και συστήματα καναλιών, είναι απαραίτητη η χρήση ενεργών συστημάτων αερισμού.

Υπάρχουν διάφορες τεχνολογίεςκομποστοποίησης που διατίθενται στην αγορά. Όλες οι μέθοδοι προσπαθούν να ακολουθήσουν το βασικό κανόνα της κομποστοποίησης, που περιγράφεται παραπάνω. Το εύρος των τεχνολογιών των διαθέσιμων συστημάτων ξεκινά από την απλή μέθοδο των στατικών ανοικτών σειραδίων κομποστοποίησης, η οποία μπορεί να συνδυαστεί με δυναμικό αερισμό από το δάπεδο και μεμβράνη κάλυψης, και φτάνει σε εξελιγμένα συστήματα κλειστών συστημάτων με αυτόματο έλεγχο της διαδικασίας.

 

Οι τεχνολογίες ανοιχτού τύπου κομποστοποίησης χωρίζονται σε δυναμικές και στατικές τεχνολογίες. Το κύριο χαρακτηριστικό στο οποίο διαφέρουν μεταξύ τους είναι η κίνηση (ή αναστροφή) του υλικού.

 

•     Οι δυναμικές τεχνολογίες κομποστοποίησης χαρακτηρίζονται από αναστροφή του υλικού κομπόστ.

•     Στις στατικές τεχνολογίες κομποστοποίησης όπως αναφέρει και το όνομά τους, ο σωρός/σειράδι παραμένει όπως κατασκευάστηκε στην αρχή.

 

Για να γίνει κατανοητός ορόλος της αναστροφής στη διαδικασία κομποστοποίησης, πρέπει να δούμε τον μικρόκοσμο του υλικού προς κομπόστ. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας το υλικό κομπόστ συμπιέζεται από το βάρος του και από την ίδια την μικροβιολογική δραστηριότητα. Οι μικροοργανισμοί κάνουν χρήση της οργανικής ύλης και τα μεγαλύτερα σωματίδια διασπώνται σε μικρότερα. Όσο ο ελεύθερος χώρος μεταξύ των σωματιδίων μικραίνει, ο «ανταγωνισμός» μεταξύ αέρα και νερού μεγαλώνει.

Στα στατικά σειράδια, αν το νερό/υγρασίαδεν μπορεί να φύγει, ο χώρος για το διαθέσιμο οξυγόνο περιορίζεται και τελικά γίνεται ανεπαρκής. Στα συστήματα εξαναγκασμένου αερισμού παρατηρείται το φαινόμενο της μηομοιόμορφης κατανομής του αέρα και της υγρασίας, επειδή δημιουργούνται μεγάλα κανάλια αέρα στο εσωτερικό του σωρού. Η μεγάλη παροχή του αέρα μέσω αυτών των καναλιών  προκαλεί υπερβολικά ξηρές ζώνες γύρω από τα κανάλια αέρα, ενώ σε άλλα τμήματα του υλικού η ροή του αέρα είναι πολύ μικρή ή καθόλου. Η διατήρηση πυρήνων με αυξημένη υγρασία, οδηγεί στη δημιουργία συσσωματωμάτων στα οποία αναπτύσσονται αναερόβιες συνθήκες, εκλύοντας δυσάρεστες οσμές, επιβραδύνουν τη διαδικασία της κομποστοποίησης και «δηλητηριάζουν» το παραγόμενο κόμποστ.

 

Για να αποφευχθούν οι προαναφερθείσες δυσμενείς καταστάσεις, η αναστροφή των σειραδιώνείναι απολύτως αναγκαία.  Όπως συζητήθηκε ανωτέρωη απαίτηση για αναστροφή δημιουργείται από την ανάγκη για τη διατήρηση του ελεύθερου χώρου μεταξύ των σωματιδίων του υλικού, το οποίο επιτρέπει την παροχή φρέσκου καθαρού αέρα σε όλες τις ζώνες του σειραδιού. Είναι επίσης γνωστό ότι η μικροβιολογική δράση, καθώς και η βιολογική αποικοδόμηση είναι υψηλότερη κατά την αρχική φάση της διαδικασίας και μειώνεται προς το τέλος της. Η συμπύκνωση (καθίζηση) των σωρών λαμβάνει χώρα πολύ πιο γρήγορα στη φάση της υψηλής βιολογικής δραστικότητας. Ηαπαίτηση για ανάδευση δεν είναι σταθερή σε όλο το φάσμα της διαδικασίας κομποστοποίησης, η απαίτηση για συχνότερη αναστροφή κατά την αρχική φάση της διαδικασίας είναι μεγαλύτερη από ότι στη τελική φάση της διαδικασίας

 

Ως εκ τούτου,η αναστροφή πρέπει να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του κάθε συστήματος κομποστοποίησης. Επιπλέον, η αναστροφή μπορεί να βελτιώσει άλλα στάδια επεξεργασίας του συστήματος κομποστοποίησης και επίσης δίνει τη δυνατότητα υποδοχής και άλλων οργανικών αποβλήτων όπως ιλύες βολογικών καθαρισμών, απόβλητα τυροκομείων, ελαιοτριβείων, βιομηχανιών επεξεργασίας τροφίμων κλπ.

 

1.    Αρχική ανάμιξη: Κατά την εκκίνηση της διαδικασίας το υλικό είναι συχνά πολύ ανομοιογενές. Ακόμη και τα πράσινα απόβλητα που συλλέγονται από τα πάρκα και τους κήπους συχνά περιέχουν μεγαλύτερες ποσότητες από κομμένο γρασίδι ή φύλλα χωρίς να είναι αναμεμιγμένα με τα υπόλοιπα. Για ιδανικές συνθήκες εκκίνησης το υλικό πρέπει να αναμειγνύεται με προσοχή. Ο ξεχωριστός εξοπλισμός ανάμιξης είναι συχνά πολύ ακριβός, αλλά η αναστροφή μπορεί να εξυπηρετήσει  και αυτή την εργασία.

 

2.    Κατανομήτης υγρασίας:  Σε ορισμένες περιπτώσεις το αρχικό μίγμα είναι πολύ υγρό ή είναι πολύ βρεγμένο λόγω βροχοπτώσεων. Το νερό που δεν δεσμεύεται για την επιφανειακή ύγρανση των στερεών σωματιδίων παραμένει ελεύθερο στο χώρο μεταξύ των σωματιδίων. Αργά ή γρήγορα, αυτή η περίσσεια του νερού ακολουθεί το δρόμο της βαρύτητας στο κάτω μέρος του σειραδιού ή του σωρού. Η αναστροφή θα αναδιανέμει την υπερβολική υγρασία και επιτρέπει να χρησιμοποιείται το πλεονάζον νερό των χαμηλών στρωμάτωνγια την επανύγρανση των ανώτερων και επιφανειακών στρωμάτων όπου το πλεονάζον νερό εξατμίζεται από το σειράδι λόγω των υψηλών θερμοκρασιών της διαδικασίας. Στην αντίθετη περίπτωση όπου το υλικό είναι φτωχό σε υγρασία,η αύξηση και η ομοιογενής κατανομή της υγρασίας μπορεί να επιτευχθεί μόνο με διαβροχή κατά την διάρκεια της αναστροφής.

 

 

Σύγκριση των μεθόδων

Απόάποψη τεχνολογιών, η μέθοδος αναστρεφόμενων σειραδιών επιτρέπει την αναστροφή των σειραδιών όσο συχνά χρειάζεται. Το υλικό αφρατεύει, φρέσκος αέρας εισέρχεται και επιτυγχάνεται η βέλτιστη ομοιογένεια σε όλη τη μάζα του σειραδιού, ενώ ταυτόχρονα γίνεται ανακατανομή και αποβολή της πλεονάζουσας θερμοκρασίας και υγρασίας. Επίσης δίνεται η δυνατότητα διορθωτικών κινήσεων σε περίπτωση λάθους στον σχεδιασμό του σειραδιού (π.χ. προσθήκη πρώτης ύλης ή διογκωτικών, διαβροχή, αναστροφή για αποβολή/ανακατανομή της πλεονάζουσας υγρασίας, κλπ). Όταν η κομποστοποίηση πραγματοποιείται σε ανοικτό χώρο, υπάρχει η δυνατότητα χρήσης μεμβράνης κάλυψης των σειραδιών, η οποία αποτρέπει σε μεγάλο ποσοστό την πιθανή έκλυση οσμών ή αερολυμμάτων, μειώνει σημαντικά  το ποσοστό έκπλυσης υλικού και θρεπτικών από τα σειράδια σε περίπτωση βροχόπτωσης, κατά τους θερινούς μήνες βοηθάει στη διατήρηση της υγρασίας, ενώ κατά τους χειμερινούς διατηρεί την θερμοκρασία των επιφανειακών στρωμάτων των σειραδιών σε υψηλή θερμοκρασία, ακόμα και όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι πολύ χαμηλή.

Η τεχνολογία στατικών σωρών/σειραδιών βασίζεται στο φυσικό αερισμό (φαινόμενο καμινάδας) με αποτέλεσμα να απαιτεί μεγάλο χρονικό διάστημα για την ολοκλήρωση της διαδικασίας (από 6 μήνες έως και χρόνια, ανάλογα με την πρώτη ύλη). Η αναβαθμισμένη έκδοση όπου ο αερισμός γίνεται με σύστημα αερισμού που διοχετεύει και αναρροφά αέρα από και προς τα σειράδια, οδηγεί συχνά στο φαινόμενο να σχηματίζονται μεγάλα κανάλια από όπου περνάει ο αέρας, τα οποία λόγω του συνεχή και έντονου αερισμού έχουν πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε υγρασία (πολλές φορές είναι σχεδόν ξερά), ενώ σε άλλες περιοχές όπου ο αέρας δεν μπορεί να περάσει/διεισδύσει, ως αποτέλεσμα έχει την αυξημένη υγρασία και τη χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο και κατά συνέπεια δημιουργούνται αναερόβιες συνθήκες. Μεγάλο μειονέκτημα της μεθόδου στατικών αεριζόμενων σειραδιών είναι η απαίτηση για πολύ προσεκτικό σχεδιασμό στη κατασκευή των σειραδιών, καθώς σε περίπτωση που η διαδικασία δεν εξελιχθεί σωστά, οι δυνατότητες διορθωτικών κινήσεων είναι σχεδόν μηδαμινές, με αποτέλεσμα την διάλυση των προβληματικών σωρών, την ανακατασκευή τους και την εκκίνηση της διαδικασίας κομποστοποίησης από την αρχή.

Από οικονομική άποψη (με δεδομένο ότι το μεγαλύτερο μέρος του μηχανολογικού εξοπλισμού είναι κοινό σχεδόν σε όλες τις τεχνολογίες – τεμαχιστές, φορτωτές, κόσκινα, κλπ), η μέθοδος των αναστρεφόμενων σειραδιών απαιτεί πολύ μικρότερο κεφάλαιο αφού απαιτείται μόνο ο αναστροφέας, ενώ το κόστος συντήρησης και η κατανάλωση ενέργειας (πετρέλαιο) κυμαίνονται σε πολύ χαμηλά επίπεδα. Η μέθοδος στατικών αεριζόμενων σωρών απαιτεί ίσως μικρότερη έκταση, αλλά ο απαιτούμενος μηχανολογικός εξοπλισμός  (αντλίες, σωληνώσεις, κατασκευή ειδικών δαπέδων, φίλτρα, κλπ) είναι πολύπλοκος, απαιτεί πολύ προσεκτικό σχεδιασμό και έχει αυξημένο  το αρχικό κόστος επένδυσης. Απαιτεί πολύ μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας (ηλεκτρική ενέργεια), λόγω των μεγάλων απαιτήσεων σε ηλεκτρική ισχύ του εξοπλισμού, ενώ και το κόστος συντήρησης κυμαίνεται σε υψηλά επίπεδα λόγω της πολυπλοκότητας της τεχνολογίας και του απαιτούμενου εξοπλισμού. Τα στατικά σειράδια απαιτούν σε ορισμένες περιπτώσεις μικρό αρχικό κεφάλαιο για μηχανολογικό εξοπλισμό, αλλά η μεγάλη απαιτούμενη έκταση και κυρίως ο πολύ μεγάλος απαιτούμενος χρόνος για την ολοκλήρωση της διαδικασίας την καθιστά μη οικονομική μέθοδο και γι’ αυτό χρησιμοποιείται σε πολύ εξειδικευμένες περιπτώσεις.

 

Σύνοψη

 

Τα σημαντικά πλεονεκτήματα που έχει η μέθοδος των ανοικτών δυναμικών συστημάτων, τα καθιστά ως πρώτη επιλογή για την παραγωγική διαδικασία.

 

·      Πλήρης ομογενοποίηση του υλικού στα σειράδια.

·      Μικρό κόστος κεφαλαίου σε σχέση με άλλες μεθόδους

·      Σύντομη ολοκλήρωση της διαδικασίας, 6 έως 8 εβδομάδες.

·      Καλύτερος έλεγχος της διαδικασίας

·      Διάλυση τυχόν συσσωματωμάτων.

·      Ιδανικός αερισμός.

·      Εύκολη διαχείριση της πλεονάζουσας υγρασίας.

·      Καλύτερη διαβροχή των σειραδιών, όπου το νερό διεισδύει σε όλη τη μάζα του σωρού και όχι μόνο στα επιφανειακά στρώματα.

·      Δυνατότητα εύκολης επέμβασης και διόρθωσης σε τυχόν λάθη ή σφάλματα κατά την διαδικασία της κομποστοποίησης ή την κατασκευή του σειραδιού.

Δυνατότητα κάλυψης των σειραδιών με ειδική μεμβράνη κάλυψης.