Fáze procesu kompostování
Kompostování je složitým kontinuálním procesem, u kterého nelze přesně vymezit jednotlivé časové úseky a průběh tlení. Kompostování však lze rozdělit do tří základních fází, které jsou od sebe snadno rozeznatelné.
Průběh teploty při kompostování:
Fáze rozkladu (mineralizace)
Fáze rozkladu trvá přibližně tři až čtyři týdny, rozkládají se lehce rozložitelné látky jako například cukry, bílkoviny a škrob. Nastává vysoký růst teploty aktivitou mikroorganismů, které rozkládají celulózu a další součásti dřevní hmoty. Teplota ve fázi rozkladu stoupá podle výchozího materiálu na 50 až 70 ºC, dochází k hygienizaci kompostu, vlivem vysokých teplot jsou ničeny patogenní organismy.
Materiál je rozložen až na malé „stavební kameny“ jako jsou dusičnany, oxid uhličitý, čpavek, aminokyseliny a polysacharidy. Živiny vázané v organické hmotě se uvolňují a z části přecházejí až do původní minerální formy. Tento proces se proto nazývá také jako „mineralizace“.
Fáze přeměny
Tato fáze trvá od čtvrtého do desátého týdne, teplota pozvolně klesá. Mineralizované živiny jsou zapracovány do „humusového komplexu“. Kompost získává stejnoměrnou hnědou barvu a drobtovitou strukturu. V tomto stadiu má kompost vysoký hnojivý účinek.
Fáze syntézy (dozrávací)
Teplota v této fázi klesá až na hodnotu okolní teploty. Kompost získává více zemitou strukturu, živý humus se přeměňuje na humus trvalý. Hnojivý účinek je slabší (živiny jsou pevněji vázány), zvyšuje se však účinnost humusu.
Sankeyův diagram poklesu hmotnosti během jednotlivých fází kompostování:
Skladba surovin
Surovinová skladba a technologie by měla být optimalizována tak, aby výsledný produkt procesu kompostování obsahoval co nejvíce humusových látek s převahou huminových kyselin a svým účinkem zvyšoval úrodnost půdy. Produkt by měl být odolný dalšímu rozkladu a poměr C:N by měl být u vyzrálého kompostu maximálně 30:1.
Hlavní podmínky pro optimalizaci průběhu kompostovacího procesu lze shrnout do následujících bodů:
- volba správného surovinového složení zakládky kompostu,
- sledování procesních podmínek,
- využívání zařízení zajišťujících vhodné procesní podmínky
Nejvyšší přípustná množství sledovaných látek v kompostu a v surovinách pro přípravu kompostu (ČSN 465735 Průmyslové komposty):
Technologie přípravy a zpracování kompostu
Použití a zpracování surovin pro kvalitní zakládku, zvolení správného postupu ošetřování zakládky a vznikajícího kompostu, vhodné umístění zakládky a volba vhodných technologických zařízení, toto vše je důležité pro dosažení optimálního průběhu kompostovacího procesu.
Drtiče> jsou využívány k přípravě surovin do zakládky, překopávače kompostu se používají pro provzdušňování kompostu, prosévací zařízení se používá k prosévání hotového kompostu, separátory jsou využívány pro roztřídění nadsítného a podsítného odpadu.
Všechny výše uvedené stroje je výhodné využívat v kompostovacích linkách. Podle používání a agregace jednotlivých strojů lze kompostovací linky rozdělit následovně:
- jeden energetický zdroj s řadou připojitelného nářadí,
- sestava z jednoúčelových strojů s vlastním pohonem,
- kombinace předcházejících dvou variant.
Technické prostředky patřící do základního vybavení kompostovací linky:
- energetický prostředek,
- drtič (štěpkovač),
- překopávač kompostu,
- prosévací (separační) zařízení,
- ostatní zařízení.
Zakládání a úprava kompostu
Prvním krokem k založení kompostu je výběr vhodné plochy. Plocha musí být zpevněná a dobře zabezpečená, aby byl umožněn volný přístup mechanizace ke kompostovacím hromadám, kde je zajištěno zamezení styku zpracovávaných surovin s půdou a aby nedošlo k ohrožení podzemních vod. Jelikož zajištění plochy je nákladné, mohou být využity stavby, které jsou odpovídajícím způsobem zabezpečeny. Jedná se například o silážní jámy, sklady hnojiv, zemědělská složiště apod.
Je třeba se vyhnout možným nedostatkům kompostovací plochy, a to:
- rozmoklý povrch kompostárny, který omezí pojíždění s mechanizací, např. těžkými kolovými nakladači, překopávači kompostu a dopravními prostředky,
- spád menší než 2 % pro odtok srážkových vod, jeho nedodržením dochází ke vzniku kaluží u paty kompostu (nebezpečí vzniku anaerobních hnilobných procesů),
- vícenásobné přejezdy, na těchto místech dochází ke zhutnění půdy (nebezpečí vzniku hniloby),
- nedostatečné čištění kompostovací plochy, při velkém znečištění plochy může dojít ke zvýšení obsahu nežádoucích příměsí v kompostu.
Dalším velmi důležitým krokem je správné založení kompostu, které je zajištěno vytvořením optimální skladby surovinové zakládky, kterou ovlivňuje mnoho faktorů, především počáteční vlhkost v rozmezí 50 až 60 % a poměr C:N.
Na začátku je třeba zajistit dostatečné rozdrcení vstupních surovin, čímž dochází ke zvětšení oxidační a styčné plochy pro činnost mikroorganismů a tím k urychlení biodegradabilního procesu. Velikost rozdrcených a rozmělněných částic by neměla přesáhnout 50 mm. Získáním vhodné zrnitosti je zajištěna homogenizace, která je důležitá v případech, kde se suroviny rozkládají pomaleji, především dřevní biomasa. Dezintegraci je vhodné provádět dvěma typy strojů, a to drtiči a štěpkovači. Stroje jsou důležitou součástí pro zpracování biomasy s převažujícím podílem dřeva. Velkou pozornost je třeba věnovat již na začátku při výběru strojů, protože každá skupina má své klady i zápory.
V dalším kroku se vytvářejí podmínky pro řízený mikrobiální rozklad, stabilizaci a zrání kompostu. Musí být zajištěno pravidelné překopávání, aby bylo zajištěno dodávání dostatečného množství vzduchu a homogenizace surovin. Poslední fází je konečná úprava, při které dochází k prosévání zralého kompostu, případně k separaci nežádoucích příměsí jako jsou plasty, kameny, sklo, kov apod.
Optimální podmínky pro rozvoj mikroorganismů v kompostu:
- poměr uhlíku a dusíku (C:N) v rozmezí 30-35:1
- úprava pH, vlhkosti
- úprava zrnitosti a homogenity substrátu
- provzdušňování substrátu
- regulace teploty během kompostování
Pro úspěšný průběh kompostování a výslednou kvalitu rozhoduje správné sestavení surovinové skladby čerstvého kompostu. Důležitý je výběr odpadů a stanovení jejich hmotnostních poměrů. Kombinují se odpady s vysokým obsahem dusíku, odpady málo strukturní s odpady strukturními, odpady suché s vlhkými tak, aby bylo docíleno optimálních podmínek.
Orientační poměr uhlíku a dusíku, C:N:
