AGRITECH S C I E N C E, 1 1 KOMPOSTOVÁNÍ PAPÍRU A LEPENKY

Transkript

1 KOMPOSTOVÁNÍ PAPÍRU A LEPENKY COMPOSTING OF PAPER AND PAPERBOARD Abstract V. Altmann 1), S. Laurik 2), M. Mimra 1) 1) Česká zemědělskí univerzita, Praha 2) Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i. Praha The articles describes the experiment to verify the possibility of composting the raw material composition consisting of sewage sludge in a high percentage of representation, paper, wood chips and grass cuts with the use of biotechnology. Process of composting in piles on the belt open space which were covered with sheet composting was used. The measure was designed volume, density and moisture content of raw materials. During the composting process were monitored important indicators temperature and oxygen content. Density and moisture content was found also in the resulting compost Keywords: biodegradable waste, sludge, compost, paperboard shredder Úvod Kompostování biologicky rozložitelných odpadů je vhodnou technologií, která po určitém období nižšího zájmu, nabývá opět na významu. Podmínky pro nový rozvoj nastaly s nově vznikající legislativou, která omezuje ukládání biologicky rozložitelných odpadů na skládky komunálních odpadů. Mezi biologicky rozložitelné komunální odpady patří i odpadní papír a lepenka. Spolu s odpady ze zeleně tvoří tyto materiály vhodné suroviny pro kompostování. Materiál a metody Měření probíhalo při experimentu, který měl ověřit možnost kompostování travní hmoty, kalů z ČOV s vysokým procentem vlhkosti, který je kompenzován přidáním papíru a lepenky. Technologickým postupem bylo kompostování v pásových hromadách na volné ploše, přikrytých kompostovacími plachtami. Experiment byl uskutečněn na kompostárně VÚZT, v.v.i. v roce V rámci měření byl určen objem, objemová a vlhkost vstupních materiálů (viz tabulky 1, 2, 3 a 4). V průběhu procesu byly sledovány důležité indikátory průběhu kompostovacího procesu, tzn. teplota a obsah kyslíku. Objemová i vlhkost byla zjištěna i u výsledného kompostu. Pro zjišťování objemové i vstupních surovin byla využita metoda, kdy je vážen známý objem suroviny. Z navážené hodnoty je dopočítán údaj v požadovaném rozměru kg.m -3. Pro vážení se používá běžná váha s možností navážky do 30 kg a nádoba, u níž je ocejchován objem. [1] Postup stanovení objemové i surovin [1]: 1) Z ověřované suroviny byl odebrán vzorek pro stanovení objemové i. 2) Po naplnění měřicí nádoby o definovaném objemu 0,038 m 3 byla nádoba s ověřovanou surovinou zvážena a od zjištěné hodnoty byla odečtena měřicí nádo by. 3) Vážení probíhalo celkem pro tři odebrané vzorky z celkového množství ověřované suroviny. 4) Zjišťovaná objemová v kg.m -3 byla vypočítána dle vzorce kde: k přepočítávací koeficient [m -3 ] m n vzorku Při určování vlhkosti vstupní suroviny byl odebrán vzorek o i přibližně 1 kg, následně byl rozprostřen na podložku a větší hrudky rozdrceny. Kvartací se vzorek zmenšil na 500 g a prošel sítem o velikost ok 5 mm. Po této úpravě se z původního vzorku odebralo 20 g kompostu (s přesností na 0,05g) do předem zvážené vysoušečky a vzorek se vysušil do konstantní i při teplotě 105 o C. Po vychladnutí v exsikátoru byl vzorek zvážen a bylo vypočteno procento vlhkosti [1]. Obsah vlhkosti vyjádřený v % se vypočte ze vzorce [2]: kde: m 1 úbytek na i vzorku sušením [g] m vzorku před sušením [g] (1) (2) 1

2 Výsledky a diskuze Tabulka 1 Vstupní suroviny pro hromadu 1, Meziměstí měření a určení i, objemové i a vlhkosti vstupních surovin Surovina Hmotnost vzorků v odměrné nádobě o známém objemu 0,038 m 3 * Průměrná Objemová [kg.m -3 ] Karton 1,22 1,19 1,50 1,30 34,30 1,60 Tráva 10,50 11,20 10,90 10,87 286,97 40,51 Čistírenský kal Meziměstí 27,60 26,20 26,80 26,87 707,02 79,80 * Hmotnost vzorků je snížena o odměrné nádoby, m = 1,4 kg. Tabulka 2 Vstupní suroviny pro hromadu 2, Praha měření a určení i, objemové i a vlhkosti vstupních surovin Surovina Hmotnost vzorků v odměrné nádobě o známém objemu 0,038 m 3 * Průměrná Objemová [kg.m -3 ] Tráva 10,5 11,2 10,9 10,87 286,97 40,51 Štěpka 11,45 12,32 10,9 11,56 304,12 19,43 Čistírenský kal Praha 25,6 26,1 25,7 25,80 678,95 76,00 * Hmotnost vzorků je snížena o odměrné nádoby, m = 1,4 kg. Vlhkost [%] Vlhkost [%] Obrázek 1 Schéma založeného experimentu Tabulka 3 Parametry jednotlivých surovin a celkové zakládky hromady 1, Meziměstí Č. hromady 1. Materiál Objem [m 3 ] Hmotnost C:N [-] Čistírenský kal Meziměstí 7, ,0 8,3:1 Karton (šrotovaný) 2,6 89,18 150:1 Travní seč 7, ,49 30:1 Celkem 17, ,62 14,4:1 2

3 3

4 Tabulka 4 Parametry jednotlivých surovin a celkové zakládky hromady 2, Praha Č. hromady Materiál Objem [m 3 ] Hmotnost C:N [-] Čistírenský kal Praha 7, ,55 4,9:1 2. Dřevní štěpka 2,2 669,07 100:1 Travní seč 7, ,49 30:1 Celkově 16, ,01 11,9:1 Travní seč z údržby zeleně národní kulturní památky Vyšehrad nebyla kompostována bezprostředně po sečení, což se projevilo nižším obsahem vody. Kaly obsahovaly vyšší procento vlhkosti, než je z hlediska kompostování považováno za optimální, jako optimální se uvádí rozmezí 20 až 40 % [2]. Suroviny byly navrstveny do dvou pásových hromad (viz obrázek 1) lichoběžníkového průřezu o šíři základny 0,8 až 1 m a délce 33 m. Objem zakládaných surovin představoval přibližně 17 m 3. Hmotnost byla dopočítána na základě určené objemové i. Surovinová skladba hromady 1 se skládala z čistírenských kalů z obce Meziměstí, šrotovaného kartonu a travní seče. Zakládka hromady 2 obsahovala čistírenský kal z hl. m. Prahy, dřevní štěpku a travní seč. V rámci laboratorních rozborů byl zjištěn pouze poměr C:N vstupních kalů. K přibližnému určení poměr uhlíkatých a dusíkatých látek zakládky bylo použito tabulkových údajů a výpočtu z literatury [1]. Celková vlhkost zakládky byla dopočtena. V případě hromady 1, Meziměstí představuje 67,97 %, v případě hromady 2, Praha 61,37 %. Teplota kompostu byla zjišťována elektronickým teploměrem Testo 175 s digitálním ukazatelem a se záznamníkem naměřených dat. Teploměr byl vybaven tyčovou zapichovací sondou. Vpich sondy mířil do středu lichoběžníkového profilu hromady. Teploměry byly v hromadách umístěny dle schémat na obrázcích 2 a 3. Při založení kompostu byly všechny teploměry se záznamníky naprogramovány tak, aby každou hodinu změřily teplotu na konci zapichovací sondy (uvnitř hromady) a teplotu okolního vzduchu. Teploměry byly v hromadách umístěny po celou dobu experimentu (s výjimkou vyjmutí při procesu překopávání). Po ukončení experimentu byly ze záznamníků načteny naměřené hodnoty. Hodnoty teplot za celé období byly elektronicky zpracovány a jejich průběh je vynesen v grafech na obrázcích 4 a 5. Výrazné krátkodobé poklesy teplot hromad jsou způsobeny dočasným vyjmutím měřících přístrojů v době překopávky. V průběhu kompostování nebyla dosažena ani po potřebnou dobu udržena teplota nutná pro zpracování čistírenských kalů Obrázek 2 Schéma měřicích míst v pásové hromadě č. 1, Meziměstí Obrázek 3 Schéma měřicích míst v pásové hromadě č. 2, Praha 4

5 P ru b e h te p lo t, h ro m a d a 1 te p lo ta [ C ] 35 C 30 C 25 C 20 C Teplota vzduchu T e p lo ta hrom ady 1 15 C 10 C 5 C 0 C -5 C d a tu m Obrázek 4 Hromada 1, Meziměstí graf průběhu teplot P ru b e h te p lo t, h ro m a d a 2 te p lo ta [ C ] 35 C 30 C 25 C 20 C Teplota vzduchu T e p lota hromady 2 15 C 10 C 5 C 0 C -5 C datum Obrázek 5 Hromada 1, Praha graf průběhu teplot Závěr Představený experiment dokazuje schopnost přeměny surovinové skladby složené z čistírenských kalů ve vysokém procentním zastoupení, papíru, dřevní štěpky a travní seče za použití technologického postupu kompostování v pásových hromadách na volné ploše, přikrytých kompostovacími plachtami na kompost. Je ale prokázáno, že proces neprobíhá podle předepsaných pravidel. Je tedy důležité pomocí navazujících experimentů, při kterých budou měněny vstupní podmínky (složení surovinové skladby, velikost částic papíru a způsob jeho drcení) nastavit takové složení vstupních surovin, které umožní dosáhnout během kompostování předepsané taploty Poznatky uvedené v tomto článku byly získány v rámci řešení výzkumného záměru MŠMT č. MŠM Literatura [1] PLÍVA a kol.: Zakládání, průběh a řízení kompostovacího procesu. VÚZT, Praha, 2006, 64 s [2] RACLAVSKÁ, H.: Technologie zpracování a využití kalů z ČOV. VŠB Ostrava, 2008, 171 s. Takto zdokumentované složení surovin může být pozitivním přínosem pro zpracování problematických biologicky rozložitelných odpadů jako je čistírenský kal, posečená travní hmota, papír a lepenka. 5

6 Abstrakt Článek popisuje experiment, kterým byla ověřena možnost kompostování surovinové skladby složené z čistírenských kalů ve vysokém procentním zastoupení, papíru, dřevní štěpky a travní seče. Použitým technologickým postupem bylo kompostování v pásových hromadách na volné ploše, přikrytých kompostovacími plachtami. V rámci měření byl určen objem, objemová a vlhkost vstupních materiálů. V průběhu procesu byly sledovány důležité indikátory průběhu kompostovacího procesu, tzn. teplota a obsah kyslíku. Objemová i vlhkost byla zjištěna i u výsledného kompostu. Klíčová slova: biologicky rozložitelný odpad, kaly, kompost, drtič kartonu Kontaktní adresa Ing. Vlastimil Altmann, PhD., Ing. Miroslav Mimra, Ph.D., Česká zemědělská univerzita Technická fakulta Katedra využití strojů, Kamýcká 129, Praha 6 Suchdol alt@tf.czu.cz mimra@tf.czu.cz Ing.Stanislav Laurik Výzkumný ústav zemědělské techniky v.v.i Drnovská 507 Praha 6 - Ruzyně stanislav.laurik@vuzt.cz 6