Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Transkript

1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky Moderní metody ekologického kompostování Diplomová práce Vedoucí diplomové práce: prof. Ing. Bořivoj Groda, DrSc. Vypracoval: Bc. Vojtěch Singer Brno 2008

2 2

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Moderní metody ekologického kompostování vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně. dne. podpis diplomanta. 3

4 Mé poděkování patří vedoucímu diplomové práce prof. Ing. Bořivoji Grodovi, DrSc. za odborné vedení při psaní diplomové práce a také Ing. Pavle Šimíčkové za cenné rady. Dále děkuji firmě Vinselekt Michlovský a.s. za poskytnutí informací. 4

5 ABSTRAKT Cílem předložené diplomové práce bylo vypracovat studii současného stavu moderních metod kompostování u nás i v zahraničí a dále porovnat a zhodnotit dvě různé metody kompostování matoliny ve firmě Vinselekt Michlovský a.s. Společnost se zabývá pěstováním vinné révy a výrobou vína. Použity byly dvě technologie kompostování - vermikompostování a kompostování v pásové zakládce. Varianta vermikompostování byla provedena prakticky, technologie pásových zakládek nebyla použita v praxi a je popsána pouze teoreticky. Z analýzy obou kompostovacích metod byly vyvozeny obecné závěry a zformulována doporučení pro praxi. Klíčová slova: kompost, matolina, vermikompostování, vinná réva ABSTRACT The aim of this graduation theses was to dispose study of the present state of modern methods of composting in Czech Republic and in abroad and next to compare and evaluate two different methods of composting of wine pomace in Vinselekt Michlovský a.s. Company is concerned with growing of grapevine and producing of wine. There were used two technologies of composting - vermicomposting and composting in band bases. Vermicomposting was practically made and composting in band bases wasn t used in practice and it was only theoretically written. There were deduced general conclusions and formalized recommendations for routine from analysis of both composting methods. Key words: compost, wine pomace, vermicomposting, grapevine 5

6 OBSAH 1. ÚVOD CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE KOMPOST A KOMPOSTOVÁNÍ Historie výroby kompostů Kompostování Přednosti kompostování Problémy při kompostování Související legislativa Metody kompostování Anaerobní způsob kompostování Aerobní způsob kompostování První fáze rozkladná mineralizace Druhá fáze přeměnná Třetí fáze dozrávání kompostu Plocha pro kompostování Kompostárna na trvalém stanovišti Kompostárna na dočasném stanovišti Technologie kompostování Kompostování v plošných zakládkách Kompostování v pásových zakládkách Intenzivní kompostovací technologie Kompostování v kompostovacích žlabech Kompostování v kompostovacích boxech Kompostování v bioreaktorech Vermikompostování Kompostování pomocí systému COMPOnent Vlastnosti kompostovaných surovin Teplota Vlhkost Hodnoty ph Obsah kyslíku

7 Obsah živin a poměr C:N Mikrobiální aktivita Pórovitost, zrnitost a velikost částic Ukončení kompostovacího procesu Stroje a technická zařízení pro kompostování Energetické prostředky Štěpkovače a drtiče Štěpkovače Drtiče Překopávače kompostu Prosévací a separační zařízení Ostatní zařízení SOUČASNÝ STAV KOMPOSTOVÁNÍ V ZAHRANIČÍ A U NÁS Kategorie států podle aktivity v kompostování Biologický způsob zneškodňování odpadů v Evropě QAS - systém zabezpečení kvality Belgie Rakousko Maďarsko Velká Británie Německo Česká republika Předpoklady pro fungování procesu kompostování METODIKA Vinselekt Michlovský a.s Profil firmy Návrh kompostovací technologie Umístění kompostovací plochy, výpočet potřebné kapacity jímky Kompostovací plocha Výpočet potřebné kapacity jímky Výpočet množství dešťových vod odváděných ze zpevněných ploch Výpočet odtoku 15-ti minutového přívalového deště Potřebná kapacita jímky

8 Vyhodnocení Receptura zakládky První varianta Druhá varianta Hodnocení variant DOSAŽENÉ VÝSLEDKY A JEJICH HODNOCENÍ Varianta 1 - Vermikompostování Mechanizační prostředky Založení a údržba zakládky Úprava hromad Rozbor matoliny a výsledného kompostu Finanční hodnocení technologie vermikompostování Varianta 2 - Kompostování v pásových zakládkách Mechanizační prostředky Založení zakládky Úprava a údržba hromad Receptura zakládky - 1. možnost Receptura zakládky - 2. možnost Finanční hodnocení technologie pásových zakládek DISKUZE ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK PŘÍLOHY

9 1. ÚVOD Kompostování biomasy znamená opětovné zhodnocení organických odpadů při současném získání hodnotného organického hnojiva. Je to biologická metoda využívání biologicky rozložitelného odpadu (BRO), kterou se za kontrolovaných podmínek aerobních procesů (za přístupu vzduchu) a činností mikroorganismů přeměňuje BRO na kompost. Vedle získávání humusu má kompostování i řadu dalších výhod. V kompostech lze zpracovávat všechny netoxické organické a hnojivé odpady, kompost je vzhledem k vysokému obsahu humusu a dalším složkám daleko hodnotnější pro půdu, než samotný chlévský hnůj. U dobře vyzrálého kompostu nedochází ke ztrátě živin, jejichž obsah není zanedbatelný. Dle velikosti a způsobu kompostování rozeznáváme tři základní způsoby kompostování: domácí kompostování, komunitní kompostování a komunální kompostování. Při kompostování hraje důležitou roli surovinová skladba, přesněji poměr uhlíku a dusíku (C:N), dostatečné množství strukturního materiálu, které dovolí přístup kyslíku, přítomnost mikroorganizmů, vhodná vlhkost kompostu a další faktory. Při domovním a komunitním kompostování je aerace zajišťována převážně přírodními fyzikálními pochody difúzí a konvekcí, doporučuje se však provádět také manuální překopávání například vidlemi. Při komunálním kompostování je aerace ve větší míře realizována mechanizovaným překopáváním pomocí překopávačů. Aeraci lze také zajistit nucenou aerací, kdy je výměna vzduchu do kompostovaného materiálu zabezpečena vháněním či odsáváním vzduchu. U vermikompostování se využívá schopnosti žížal přeměňovat rostlinné zbytky na velmi kvalitní organické hnojivo - vermikompost. Tento způsob kompostování ocení lidé, kteří nemají vlastní zahradu, na které by mohli kompostovat. 9

10 2. CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE Cílem diplomové práce bylo vypracovat studii současného stavu moderních metod kompostování u nás i v zahraničí a dále provést finanční analýzu dvou různých technologií kompostování matoliny ve firmě Vinselekt Michlovský a.s., která se zabývá pěstováním vinné révy a výrobou vína. Použité technologie jsou vermikompostování a kompostování v pásové zakládce. Varianta vermikompostování byla provedena prakticky, technologie pásových zakládek nebyla použita v praxi a je popsána pouze teoreticky. Z analýzy obou kompostovacích metod budou vyvozeny obecné závěry. 10

11 3. KOMPOST A KOMPOSTOVÁNÍ 3. 1 Historie výroby kompostů Na území České republiky má kompostování téměř nejstarší tradici v Evropě, neboť první kompostárna s řízenou technologií u nás byla uvedena do provozu v roce Po tomto roce se kompostování rozvíjelo až do roku 1987, kdy se na území České republiky vyrobilo téměř 2,5 mil. tun kompostu s významným zastoupením komunálních a průmyslových bioodpadů a čistírenských kalů v surovinové skladbě kompostů. Po roce 1989 kompostování odpadů ztrácí státní dotační podporu a výroba kompostů se minimalizuje na tisíc tun za rok. V roce 2000 došlo k dočasnému zvýšení zájmu zemědělců o vyrobené komposty, když byla zemědělcům poskytnuta podpora ze státního rozpočtu na hnojení zemědělské půdy registrovanými komposty. Když byla tato podpora v roce 2001 ukončena, mnoho kompostárenských kapacit bylo opět zastaveno Kompostování Kompostování je způsob využití biodegradabilních odpadů k výrobě organického hnojiva - kompostu. Přeměnu organické hmoty odpadů na humusové složky při kompostování zabezpečují převážně aerobní mikroorganismy. Snaha o odstranění různého pevného odpadu je vysoce obtížná a drahá, zvláště v lidnatých metropolitních oblastech. Následkem toho se kompostování stává využívaným způsobem, jak nakládat s pevným odpadem. Kompostováním se také může zpracovávat organická frakce z komunálního odpadu, včetně domácího odpadu a různý průmyslový odpad (STROM, 1985). Cílem každého kompostování je, aby organické složky tuhých a kapalných odpadů byly přivedeny zpět do přirozeného látkového koloběhu. Vznik kvalitních kompostovacích materiálů dosáhneme především vhodným výchozím materiálem a příslušnou technikou postupu. Organické složky obsažené v tuhých odpadech, jako papír, zelenina a ovoce 11

12 mohou být zhodnoceny kompostováním až ke 100 %. Nebiodegradabilní látky jako železo, plasty nebo sklo se z odpadu vytřídí. Proces probíhá za přístupu kyslíku, který slouží jako živina a zdroj energie. Dochází k hydrolýze bílkovin, tuků a sacharidů. Produkty hydrolýzy, tedy aminokyseliny, alifatické alkoholy a monosacharidy se částečně přeměňují za vývinu tepla na organické kyseliny (octovou, propionovou a máselnou) a CO 2. Procesem vznikají bílkovinné mikroorganismy, CO 2, voda a NH 3 (dle ph), který se za dostatku kyslíku oxiduje až na nitráty. Kompostování je na rozdíl od skladování skutečným zneškodněním odpadu. Množství odpadu se zmenšuje až o 30 % a původní materiál se může vrátit do potravního cyklu (LACKO, 1998) Přednosti kompostování Cílem kompostování je přeměnit odpad z domácností, organický odpad ze živností a průmyslu i čistírenské kaly pomocí přirozeného pochodu na konečný produkt - kompost, který může být používán při pěstování rostlin jako humusové hnojivo. Proces kompostování má jasné ekologické přednosti. Patří k nim přeměna škodlivých látek na neškodné konečné produkty a získání humusových látek, které jsou nezbytné pro udržení úrodnosti půdy. Pomocí teplot vyšších než 60 ºC, které vznikají při aerobním procesu hnití a trvají po delší dobu a prostřednictvím působení hnilobných organismů (houby), nastane dekontaminace kompostovaného materiálu. Dokonce i teplu odolní původci chorob (například Bacillus antracis, původce sněti slezinné), jejichž spory zůstávají v půdě virulentní po desetiletí, jsou ve hnijícím kompostovaném materiálu zničeny. Kompostování tak poskytuje jednu z možností bezpečně dekontaminovat potenciálně infekční odpadní látky, například čistírenské kaly a to pomocí tepla vyrobeného biogenním způsobem. Kompost nemůžeme chápat jen jako živiny pro rostliny. Působí na rostliny nepřímo také tím, že zlepšuje různé faktory prostředí v půdě, které pozitivně ovlivňují růst rostlin. Použitím kompostu může být zvýšen obsah humusu v půdě, případně může být opět nahrazen. Kompost z odpadu je srovnatelný s jinými půdními hnojivy, jako 12

13 například rašelinou a chlévskou mrvou, v různých směrech je však převyšuje. Kompost na půdu a rostliny působí následovně: - zlepšuje fyzikální struktury půdy - humusové látky se mimo jiné podstatně podílejí na vytváření stabilní, kypré půdy. Tím se zvětšuje objem pórů, což zlepšuje výměnu plynu s ovzduším a tím dýchání kořenů. Půda ošetřená kompostem má také lepší odvodňovací schopnost, snadněji se zpracovává a umožňuje lepší prokořenění. - zvyšuje vodní kapacitu půdy - půda ošetřená kompostem vysychá méně, pomaleji a netvrdne. - zvyšuje adsorpci rostlinných živin - kompost působí jako měnič iontů a adsorbuje rostlinné živiny a stopové prvky v půdě, které pomalu a rovnoměrně předává rostlinám. Tím se zabraňuje škodlivému účinku při příliš silném hnojení minerálními hnojivy a snižují se ztráty živin vymýváním. Zdravá v humusová půda je nejlepší ochrana pro spodní vodu. - zabraňuje půdní erozi - na svažitých polohách bez pokrytí půdou (vinice) zabraňuje kompost splavování jemné zeminy po silných srážkách tím, že nejjemnější částice jsou vázány do stabilních drobtů. - jako živný substrát - humusové látky vytvářejí ideální živný substrát pro veškerý živý svět v půdě, což má maximální význam pro úrodnost půdy (NESVATBA, 1996). Tab. 1: Obsah sušiny kompostu dle Normy ČSN Celkový dusíku ( N ) 0,5 1,5 % Celkový fosfor ( P 2 O 5 ) 0,1 0,8 % Celkový draslík ( K 2 O) 0,3 0,8 % Vápník ( CaO ) 1-12 % Hořčík ( MgO ) 0,2 3,3 % Organická hmota % Poměr C:N 30 : 1 Hodnota ph 6,5 8,0 13

14 3. 4 Problémy při kompostování Velkým problémem při kompostování, jsou chorobami napadené části rostlin. Při vysokých teplotách během procesu kompostování, se většina zárodků původců chorob zničí. Avšak na některé zárodky, jako nádorovitost kořenů košťálovin nebo bakteriální spála růžovitých rostlin, nemá vysoká teplota vliv. Proto se části rostlin napadené těmito chorobami nesmí kompostovat, aby se kompostem choroby v zahradě dále nerozšiřovaly. Problém představují také nežádoucí plevele. Plevele se semeny se nemají do kompostu dávat, pokud není zaručeno jejich zničení horkým rozkladem, jinak se klíčivá semena plevelů opět roznášejí na pěstitelské plochy. Také oddenky kořenových plevelů, například svlačce, jsou velmi odolné, snadno nepodlehnou rozkladu a v kompostu zůstávají živé (SULZBERGER, 2007). Nevýhodou matoliny, jako kompostovací suroviny, je dlouhá doba rozkladu jader a vysoká klíčivostí i po projití termickým procesem. Proto je i v hotovém kompostu po 8-12 týdnech značný podíl nerozložených jader (ZEMÁNEK, 2004). Jádra se mohou vyseparovat a můžeme z nich lisovat olej. Odseparované slupky jsou pak velmi snadno kompostovatelné. Problémem je zařízení, které dokáže zabezpečit vysoký stupeň separace při dostatečné výkonnosti. Z rozboru vyplývá, že: v závislosti na odrůdě, stupni zralosti, či použitém lisovacím zařízení je podíl matolin z celkového zpracovaného množství hroznů %, vlhkost po vylisování je asi 40%, podíl slupek činí % a podíl jader %, ph slupek má hodnotu 3 6, poměr C:N je 45:1. Výhoda kompostování matolin je v tom, že je to zrnitý materiál, a proto není nutné používat drtič. Také je to nasákavý materiál, který je, po vhodném doplnění o slámu a zeminu, schopen absorbovat potřebné množství kejdy pro úpravu poměru C:N (GRODA, 1997). 14

15 3. 5 Související legislativa Při procesu kompostování je nutné řídit se některými legislativní požadavky. Patří sem: Zákon č. 185/2001 o odpadech a o změně některých dalších zákonů Zákon č. 308/2000 Sb., Zákon o hnojivech - na tento zákon navazuje řada prováděcích vyhlášek Mze ČR: - Vyhláška č. 474/2000 o stanovení požadavků na hnojiva, - Vyhláška č. 475/2000 o odběrech a chemických rozborech hnojiv, - Vyhláška č. 476/2000 o skladování a způsobu používání hnojiv. Vyhláška MŽP č. 381/2001 Sb., Katalogu odpadů Vyhláška MŽP č. 383/2001 Sb. o nakládání s odpady, která uvádí a specifikuje: - podrobnosti týkající se problematiky nakládání s nebezpečnými odpady, - technické požadavky na zařízení k zneškodňování odpadů a zařízení k úpravě a využívání nebezpečných odpadů, - způsoby hodnocení odpadů dle vyluhovatelnosti, - způsob vedení evidence a ohlašování odpadů aj. Vyhláška MŽP č. 376/2001 Sb. o hodnocení nebezpečných vlastností odpadů K dalším souvisejícím předpisům patří: Zákon č. 242/2000 Sb., o ekologickém zemědělství Zákon 17/1992 Sb. o životním prostředí Norma ČSN Průmyslové komposty 3. 6 Metody kompostování Rozklad může probíhat v aerobním i anaerobním režimu. U obou se liší průběh procesu, skladba přítomných mikroorganismů a produkty metabolismu. Podle MacGREGORA a kol. (1980) existují dva systémy kompostování. Kompostování při teplotách vyšších než 60 C, kde jsou mikroorganismy oslabeny, je potlačen rozklad, výdej tepla a vylučování vody. Naopak druhý systém při teplotě nižší než 60 C, který přispívá k rozvoji mikroorganismů, podporuje rozklad, výdej tepla a vylučování vody. 15

16 Anaerobní způsob kompostování Anaerobní proces probíhá bez přístupu vzdušného kyslíku a produktem metabolismu bakterií je metan. Využívá se nejčastěji v případě, že chceme kompostovat například čistírenské kaly (GRODA, 1995) Aerobní způsob kompostování Aerobní způsob je rychlejší a finální produkt je zpravidla kvalitní kompost. Je potřeba zde zajistit dostatečné provzdušňování kompostovaného materiálu, protože vzduch je základní podmínkou aerobního procesu. Základem tohoto způsobu kompostování, je biodegradace organické hmoty účinkem aerobních mikroorganismů. Jejich složení závisí především na složení kompostu a stupni humifikace kompostovaného materiálu. Na humifikačním procesu se podílí především heterotrofní mikroorganismy, které pro svůj vývoj využívají okolí jako zdroj uhlíku a kyslíku. Mikroorganismy tohoto typu odbourávají organické látky a část z nich oxiduje až na zplodiny s nízkým obsahem energie. Štěpením vazeb získávají zdroj energie pro svůj metabolismus a zároveň zdroj biogenních prvků pro růst a vývoj. Biodegradaci podléhají nejprve jednoduché organické látky jako sacharidy, organické kyseliny a bílkoviny. Degradace polysacharidů je pomalejší a začíná nejprve depolymerací. Účelem však není úplné rozložení všech složek, pouze stabilizace materiálu. Průběh aerobního kompostování Aerobní průběh má tři fáze. Základní vlastnosti, oddělující jednotlivé fáze kompostování jsou teplota, vzhled, pach a objem substrátu. Z hlediska probíhajících dějů není důležité, zda kompostujeme na hromadách či v bioreaktorech, liší se pouze rychlost probíhajících dějů. Za ideálních podmínek zde vzniká obrovské množství mikroorganismů. V průběhu 24 hodin jich vznikne 6, Jen v ojedinělých případech se mikroorganismy do kompostu očkují, potom jde o řízené kompostování (GRODA, 1995). Největší efekt na mikrobiální aktivitu má teplota. Když teplota překročí 16

17 55-60 C, mikrobiální aktivita dramaticky klesá, obvykle o více než jeden řád. Největší aktivita je běžně při teplotách od 35 do 50 C (McKINLEY, VESTAL, 1985) První fáze rozkladná mineralizace V první fázi kompostování se materiál biologicky stabilizuje. Při rozkladu hmoty zde probíhá rychlý nárůst teploty následovaný jejím rychlým poklesem. V jádru kompostované hmoty dosáhne teplota nejprve hodnoty přes 60 ºC a po krátké prodlevě začne teplota relativně rychle klesat. V této fázi ještě kompost nemá vlastnosti humusu, může dokonce vykazovat fytotoxicitu. Podstatné však je, že dochází k hygienizaci kompostu. Díky vysoké teplotě jsou vyhubeny hnilobné bakterie a zlikvidována klíčivost plevelů. Tato fáze patří termofilním mikroorganismům. V kompostu můžeme nalézt koky, tyčinkové bakterie, spirochety i termofilní mykobakterie a plísně. Tyto mikroorganismy rozkládají složité organické sloučeniny na jednodušší sloučeniny anorganického charakteru. Kyslík převážně berou ze vzduchu a energii ze štěpení chemických vazeb kompostované hmoty. Současně s touto biodegradací probíhají také chemické degradační reakce. Na počátku se odbourávají cukry, škroby a bílkoviny. V pozdější fázi celulóza a další součásti dřevní hmoty. Konečné produkty rozkladu jsou voda, oxid uhličitý a nitrátový iont NO 3. Při přebytku dusíku ve směsi se může dusík uvolňovat ve formě amoniaku. Proto se tato fáze nazývá mineralizace. Objem hmoty relativně rychle klesá. Jde o pokles celkové hmotnosti, vyplývající z produkce oxidu uhličitého a dalších plynných zplodin metabolismu činnosti mikroorganismů. Celkový pokles hmotnosti je až 30 % původního množství. Následkem toho, že mikroorganismy nejsou zavedeny na organické kyseliny, je nárůst těchto kyselin a pokles ph. Konec první fáze je způsoben nedostatkem dusíku a vyčerpáním snadno rozložitelných látek Druhá fáze přeměnná Dochází zde k poklesu teploty ze 40 na 25 C. Termofilní bakterie jsou nahrazeny jinými mikroorganismy a plísněmi. 17

18 Mění se původní vzhled i struktura. Kompost se zbarví do hněda a objem klesne o dalších 10 %. Na konci této fáze mizí fytotoxicita a již nelze rozeznat jednotlivé částice kompostu. Kompost již v této chvíli lze použít jako hnojivo Třetí fáze dozrávání kompostu Zde již v kompostu dochází k vytvoření vazeb mezi anorganickými a organickými látkami a k tvorbě stabilního humusu. Teplotu kompostu se blíží teplotě okolí. Dochází již jen k nepatrnému poklesu hmotnosti. Celkově se od začátku kompostování ztratí asi 50 % celkového počátečního objemu (GRODA, 1995) Plocha pro kompostování Kompostárna na trvalém stanovišti Pro každou kompostárnu je základem zpevněná plocha, jejíž vybudovaní vždy závisí na konkrétních podmínkách daného místa. Zpevněné plochy mají význam zejména k zajištění volného přístupu pracovní techniky k hromadám kompostu a k odizolování zpracovávaných surovin od okolní půdy a podzemních vod. Velikost plochy, potřebné pro kompostování, závisí především na celkovém množství kompostovaných surovin a na volbě způsobu kompostování. Důležitou věcí u kompostárny na trvalém stanovišti je zamezení vniknutí přívalových vod na nepropustnou plochu. Proto musí mít povrch sklon 1,5 3 % směrem k jímce. Objem jímky musí být dimenzován na zachycení dešťových srážek za 1 3 měsíce, případně 15 minutového přívalového deště. Voda z jímky se používá ke zvlhčování kompostu. Tyto podmínky splňuje kompostování na tzv. vodohospodářsky zabezpečeném stanovišti, které má tyto požadavky: nepropustná plocha: železobetonová, 18

19 monolitická, panelová (nepřípustná v pásech hygienické ochrany vodních zdrojů, protože umožňuje při porušení spár únik škodlivých látek do podloží), živičná, okraje obrubníku kompostovací plochy musí být vyvýšeny nad terénem 0,4 m, stanoviště musí být vybavené vhodným kontrolním systémem pro zjištění případného úniku závadných látek Kompostárna na dočasném stanovišti Kompost můžeme vyrobit také na dočasné polní kompostárně. Nesmí však jít o pozemek v pásmu ochrany vodních zdrojů. Při tomto způsobu kompostování musíme zajistit přístup k zakládce po zpevněné cestě a pozemek urovnat do spádu 3 º pro zajištění volného odtoku dešťové vody. Také musíme zabezpečit volný a bezpečný pohyb mechanizačních prostředků (ZEMÁNEK, 2001) Technologie kompostování U všech kompostovacích technologií je průběh kompostování podobný. Nezáleží na tom, zda budeme kompostovat volně na hromadách bez použití jiných zařízení, na urovnávaných hromadách, kde ovlivňujeme kompostovací podmínky nebo použijeme některé ze speciálních kompostovacích zařízení. Probíhající děje budou vždy stejné. Co se však bude významně lišit, je jejich intenzita. Kompost můžeme z technologické hlediska vyrobit několika způsoby: 1. kompostování v plošných zakládkách, 2. kompostování v pásových zakládkách, 3. intenzivní kompostovací technologie, kompostování v bioreaktorech, kompostování v boxech nebo žlabech, 4. vermikompostování, 5. kompostování pomocí systému COMPOnent. 19

20 Kompostování v plošných zakládkách Plošné komposty se uplatňovaly hlavně v minulosti. Bylo to proto, že nebyla vhodná mechanizace pro pásové zakládky. Kompost se zakládal z chlévské mrvy, slámy a jiných odpadů a zavlažoval se močůvkou. Kompost se překopával hlubokou orbou a plocha zakládky se v dalších letech využívala k pěstování krmných plodin. Obdělávání těchto plodin částečně nahrazovalo překopávku Kompostování v pásových zakládkách Tato technologie představuje klasickou výrobu kompostů, kdy se kompostovaný materiál vrství do pásových hromad. Délka hromad musí být přímo úměrná některým požadavkům (například umožnění otáčení mechanizačních prostředků při překopávání a navážení, zamezení ohrožení vod). Pásové zakládky mohou mít lichoběžníkový nebo trojúhelníkový profil. Lichoběžníkový profil hromady Obrázek 1: Lichoběžníkový profil hromady Tento profil umožňuje upravovat hromadu nakladačem a podélné navážení traktorovými přívěsy. Jeho šířka bývá 3 až 6 m a výška mezi 1,5 až 3 m. Díky tvaru profilu je možná lepší aplikace tekuté složky, menší zranitelnost deštěm a také se v zakládce lépe drží teplo. Další výhodou je lepší využití ploch, protože na pracovní uličky připadá menší podíl plochy. Nevýhodou je naopak horší přirozené provětrávání profilu, proto se musí zakládka častěji překopávat 20

21 Trojúhelníkový profil hromady Obrázek 2: Trojúhelníkový profil hromady Šířka bývá 2 až 4 m, výška je dána charakterem materiálu (vlhkost, sypný úhel). Obecně se doporučuje šířka zakládky od 2,5 m. Při výšce nad 3 m je třeba častěji překopávat. U tohoto profilu je výhodou uplatnění komínového efektu. Díky tomu také dochází k lepšímu odvádění tepla a profil se přirozeně provětrává. Kvůli úzké koruně trojúhelníkového profilu je však ztíženo aplikace kejdy do zakládky, protože se špatně upravuje rýha pro zasakování. Předpokladem dosáhnutí správného průběhu technologického procesu kompostování v pásových hromadách, je vysoký stupeň mechanizace. Použití překopávače vyžaduje úpravu profilu hromady před prvním překopáním. Ta se provádí nakladačem nebo traktorem s čelní shrnovací lopatou. Dobrá příprava tvaru hromady umožní dosáhnout vysoké výkonnosti překopávání, která u samojízdných překopávačů, při šířce hromady 4 m, dosahuje hodnot až 2500 m 3 h Intenzivní kompostovací technologie Tato technologie pracuje na principu intenzifikace provzdušnění zakládky, čímž dosáhneme vyšší teploty a zkrácení celé fáze. Intenzivní proces v první části působí na zakládku takovým způsobem, že i další fáze kompostování proběhnou rychleji. Tyto zařízení jsou však dosti finančně nákladná. Proto je vhodné se zaměřit jen na dobu první fáze kompostování. Existují dva druhy těchto zařízení: polouzavřená kompostovací zařízení žlaby, boxy, 21

22 uzavřená kompostovací zařízení bioreaktory Kompostování v kompostovacích žlabech Zařízení má tvar žlabů, které jsou zaplněny kompostem. Nad těmito žlaby se pohybuje mobilní provzdušňovací a homogenizační zařízení. Zavážecí zařízení je umístěno na jednom konci žlabu a zavážení kompostu se provádí jednou až dvakrát denně. Překopávaný materiál je žlabem posouván k vyskladňovacímu konci. Doba kompostování trvá asi 4 týdny Kompostování v kompostovacích boxech Tyto boxy jsou umístěny pod střechou z důvodů ochrany zakládky před převlhčením vlivem deště. Boxy z monolitických desek mívají délku m, šířku 3 4 m a výšku 2,5 3 m. Boční stěna boxu je otevíratelná. Většinou je zařízení vybaveno jeřábovou drahou, po které pojíždí jeřábový most s kočkou. Rozpětí jeřábového mostu je m. Pracovní orgán překopávače tvoří spirála opatřená trny, které porušují větší kusy biomasy v kompostu. Směr rotace spirály umožňuje vynášení materiálu z dolních vrstev zakládky na povrch a tím dochází k provzdušňování. Překopávací zařízení je neseno na jeřábové kočce a dosáhne snadno na každé místo v boxu. Zařízení je vybaveno centrálním řídícím a kontrolním systémem a proces je plně automatizovaný. Závlahu obstarává zařízení, které je součástí systému a provzdušňování materiálu probíhá pomocí ventilátorů, které vhání vzduch přes rošty na dně boxů. Doba kompostování v boxu trvá 2 4 měsíce. Systém je energeticky dost náročný, ale představuje pouze 20 % nároků na plochu ve srovnání s kompostováním na hromadách Kompostování v bioreaktorech Bioreaktory jsou zcela uzavřené aparáty ve tvaru boxu nebo válce, které mohou být tepelně izolovány, a ve kterých je kyslík přiváděn odspodu. Pracují buď v režimu vsádkovém, kdy se aparát naplní a vsádka se po potřebnou 22

23 dobu provzdušňuje nebo v režimu kontinuálním. V druhém případě se kompostovaný materiál reaktorem posunuje. Každý den se potom musí doplnit stejné množství materiálu, které z něj vyjde. Za intenzivního provzdušňování trvá první fáze kompostovacího procesu v kontinuálním reaktoru 5 7 dnů, podle kompostovaného materiálu. Časový průběh je zde nahrazen stacionárním teplotním polem. Materiál po krátkodobé fermentaci nemá charakter vyzrálého kompostu s vytvořenými humusovými látkami, musí se proto nechat ještě 2 4 týdny uzrát. V porovnání s klasickou metodou kompostování na hromadách jsou náklady na výrobu kompostu s použitím bioreaktorů asi dvojnásobné. Bioreaktory dělíme na: věžové bioreaktory, tunelové bioreaktory, uzavřené kompostovací boxy, rotační biostabilizátory. Věžové bioreaktory Mají tvar válce o průměru 8 10 m a výšky asi 7 m. Bioreaktor se plní dopravním pásem shora. Na dně válce je vyprazdňovací a provzdušňovací mechanismus, který je tvořen válcovou frézou pohybující se kolem věže. Při vyprazdňování fréza dopravuje materiál k otvoru, kudy vypadává ven. Nevýhodou je komplikovaný mechanismus a náročná oprava. V případě poruchy je nutné materiál většinou ručně vyprazdňovat, protože dolní část věže je hůře přístupná. Tunelové reaktory Tento typ je provozován v kontinuálním režimu. Spodní část je opatřena systémem kanálů pro odvod vzduchu. Posun materiálu obstarává pohyblivé dno nebo čelní pohyblivý štít. Posunem dna nebo štítu se vytvoří prostor pro novou zavážku. Reaktory mají několik výhod. Provzdušňování je rovnoměrnější než u věžových reaktorů a mechanické části jsou snadno přístupné, což umožňuje jednoduchou údržbu. 23

24 Uzavřené kompostovací boxy Boxy mohou být mobilní nebo stacionární a vyrobeny jsou buď z plastu nebo kovu. Nevýhodou tohoto typu zařízení je, že materiál uvnitř kontejneru nevykonává žádný pohyb a vzduch, který proudí dnem, může vytvořit kanálky, kterými potom část vzduchu uniká. Rotační biostabilizátory Kompost se rozkládá v uzavřeném prostoru a aerace se děje převalováním materiálu v otáčejícím se bubnu, do kterého se zavádí vzduch. Kompost je v bubnu jen po dobu nejnutnější k dosažení stabilizace a hygienizace, tedy několik dnů (ZEMÁNEK, 2001) Vermikompostování Při vermikompostování se využívá schopnosti žížal přeměňovat rostlinné zbytky na kvalitní organické hnojivo. V České republice žije okolo 50 druhů a poddruhů žížal. Ne všechny druhy jsou však schopné rychle a efektivně přeměňovat organické zbytky. O úrodnost půdy pečuje především evropská žížala obecná, která tvoří rozvětvený systém chodbiček. V kompostu jsou kromě ní také malé žížaly hnojní a rychle se tam rozmnožují. Na trhu lze koupit také speciálně vyšlechtěné tzv. kalifornské žížaly. To, co žížala sama nezužitkuje rozmělní a vyloučí. Minerální a organické části se pevně slepí pomocí slizu a bakterií. Tímto způsobem často vzniká tzv. jílovitohumusový komplex. Živiny z rostlinných zbytků a minerálních částic se přemění ve formu přijatelnou pro rostliny. Během 24 hodin žížala zkonzumuje tolik rostlinného odpadu a zeminy, kolik sama váží. Z toho se dostane cca 60 % ve formě biohumusu zpět do půdy nebo do kompostu. Žížala má význam nejen pro zlepšování struktury půdy, ale pečuje též o její obohacování živinami. Biohumus vyrobený prostřednictvím žížal obsahuje ve srovnání s okolní půdou: - 5x více dusičnanů, - 7x více fosforečnanů, - 11x více draslíku, - 2,5x více hořčíku, 24

25 - 2x více vápníku, - mnohonásobně více stopových prvků. BRO začne žížaly přitahovat teprve, až se začne rozkládat. Čerstvý pro ně není lákavý. Žížaly mají rády vlhko, v suchém prostředí se nevyskytují. V kompostu se postarají o likvidaci hnilobných míst. Když kompost dozraje, žížaly už v něm nenajdou dostatek obživy a zmizí (WEINRICH, 1996) Kompostování pomocí systému COMPOnent Systém COMPOnent je kompletní systém pro optimalizovaný a kontrolovaný aerobní proces tlení. Kompletní systém COMPOnent představuje kombinaci modulů COMPOair (ventilátory + betonové provzdušňovací roury), COMPOtemp (zápichové teploměry s rádiovým přenosem snímaného profilu zakládky), COMPOcontrol (programovatelné řízení jako kontrolní a řídící jednotka mezi ventilátory a zápichovými teploměry), COMPOscan (vizualizace teplotního profilu), COMPOmet (snímání meteorologické situace) a COMPOreport (dokumentace materiálových vstupů až po výdej hotového kompostu) k řízení a kontrole aerobního procesu. Je to flexibilní stavebnicový systém, který se nastaví na speciální požadavky kompostárny. Kontrolou průběhu aerobního tlení COMPOnent ovlivňuje: redukci pachových emisí, zrychlený proces tlení, bezpečný průběh procesu, průběžnou dokumentaci, zlepšenou kvalitu kompostu, redukci provozních nákladů. Modul COMPOair představuje srdce provzdušňovacího systému COMPOnent a zajišťuje aerobní průběh tlení kontrolovaným přívodem vzduchu nezávisle na cyklech překopávání. COMPOair zahrnuje ventilátory speciálně přizpůsobené pro provoz kompostárny a betonové vysokozátěžové provzdušňovací roury pro rovnoměrné rozdělení vzduchu pod tělesem zakládky. Díky stavebnicovému systému se dá COMPOair přizpůsobit každé velikosti zařízení. COMPOtemp zabezpečuje pomocí bezdrátových zapichovacích teploměrů 25

26 průběžné měření teploty až na pěti místech průřezu zakládky a údaje o teplotě posílá pomocí rádiového signálu do řídící stanice. Teploty jsou převzaty do COMPOcontrol jako řídící parametr k řízení času provzdušňování a jsou zobrazeny v COMPOscan na displeji. COMPOcontrol představuje řídící centrálu provzdušňovacího systému COMPOnent. Pro každou zakládku je v závislosti na změřené teplotě regulováno provzdušňování ventilátory. COMPOcontrol a COMPOscan jsou přímo propojeny. Do COMPOscan jsou převzaty naměřené údaje o teplotě z COMPOtemp. V hlavním přehledu jsou poté znázorněny všechny zakládky s monitorováním teploty. COMPOreport dokumentuje cestu dodaného materiálu od zvážení přes složení a zformování zakládky, překopávání a prosévání až po prodej hotového kvalitního kompostu Vlastnosti kompostovaných surovin Při kompostování se kladou požadavky především na výrobní technologii, kvalitu výsledného produktu a vliv na životní prostředí. Splnění těchto požadavků ovlivňují fyzikální, chemické a mikrobiologické vlastnosti kompostovaných surovin. Abychom sestavili optimální recepturu pro zakládku, je nutná znalost některých vlastností použitých surovin, z důvodu vhodného výběru technologie zpracování. Mezi vlastnosti, které nejvíce ovlivňují proces kompostování patří: teplota, vlhkost, hodnota ph, obsah kyslíku, obsah živin a poměr C:N, mikrobiální aktivita, pórovitost, zrnitost a velikost částic. Tyto vlastnosti musíme před založením kompostu znát a některé z nich je důležité monitorovat i v průběhu kompostovacího procesu. 26

27 Teplota Při kompostování je teplota nejdůležitějším faktorem. Průběh teplot lze rozdělit do dvou hlavních částí. První fáze se nazývá mezofilní a doprovází jí teploty v rozsahu 10 až 40 C. Druhá fáze se nazývá termofilní a vznikají při ní teploty vyšší než 40 C. Po těchto dvou fázích teplota klesne a u zralého kompostu se zůstane na úrovni teploty okolního prostředí. Optimální teplota pro rozklad organických látek je dána především druhem surovin, neboť různé organické materiály se rozkládají při různých teplotách. Většinou je uváděno optimální rozmezí teplot od 50 do 60 C. Podle teploty je možné určit zralost kompostu. Výše teploty je dána především aktivitou přítomných mikroorganismů. Neklesne-li teplota kompostu na úroveň okolního prostředí, vypovídá to o tom, že mikroorganismy jsou stále aktivní a kompost nelze považovat za vyzrálý, protože neobsahuje dostatečné množství stabilních organických látek. Teplota při kompostování má dva různé úhly. Prvním je optimální teplota pro rozklad organických látek a druhým je teplota potřebná k likvidaci lidských, živočišných a rostlinných patogenních mikroorganismů, parazitů, případně semen plevelů či larev much. Výše teplot potřebných k likvidaci nežádoucích patogenních mikroorganismů se liší podle jejich druhu a jsou většinou předepsány příslušnou státní normou ČSN Obecně lze konstatovat, že k likvidaci většiny lidských, živočišných a rostlinných patogenů, je třeba dosáhnout teploty 55 C a pro zneškodnění semen plevelů 63 C. Kromě teploty je dále nutné zohlednit i dobu, po kterou se udrží v průběhu kompostování Vlhkost Voda v kompostu umožňuje pohyb mikroorganismů, je důležitá pro transport živin a slouží jako medium pro chemické reakce. Vlhkost kompostu závisí na mikrobiální aktivitě a biologické oxidaci organického materiálu. Množství vody, uvolněné díky mikrobiální aktivitě při kompostování, je větší, než její ztráty při odpařování. Optimální vlhkost kompostu se pohybuje v rozmezí 50 až 60 %. Poklesne-li vlhkost pod 40 %, mikrobiální aktivita se zpomaluje a naopak, 27

28 když je vlhkost kompostu vyšší než 60 %, dochází k ucpávání pórů vodou a tím se vytváří anaerobní prostředí. Vlhkost ovlivňuje i dodávaný vzduch. Největší ztráty vody je možné pozorovat pří velkém množství dodávaného vzduchu. Na vlhkost zakládky má vliv i struktura kompostovaných surovin, kde nejdůležitějším faktorem je jejich pórovitost. Optimální vlhkost je taková, kdy je 70 % pórů v čerstvém kompostu zaplněno vodou. Z toho vyplývá, že optimální vlhkost se bude lišit podle surovinového složení kompostu. Například: zemité komposty s obsahem organických látek do 20 % v sušině by měly mít vlhkost %, komposty ze zemědělských odpadů s obsahem organických látek % v sušině by měly mít vlhkost %, komposty ze stromové kůry a dřevních odpadů s obsahem organických látek v rozmezí % v sušině vyžadují vlhkost %. Vlhkost je ovlivněna také zvolenou technologií kompostování. Při přílišném vysušení, ke kterému dochází především při technologiích s nuceným provzdušňováním, se mohou podstatně zpomalit biologické pochody Hodnoty ph Optimální hodnoty ph v kompostu jsou v rozmezí 6,5 8, tedy blízké neutrální hodnotě. Při poklesu ph pod hodnotu 6 dochází k uhynutí většiny mikroorganismů, hlavně bakterií. Tím se zpomaluje proces rozkladu organických látek. Stoupne-li naopak hodnota ph nad 8,5, dochází k přeměně dusíkatých sloučenin na amoniak, který uniká z kompostu ve formě plynu a tím se zvyšují ztráty dusíku. V počáteční fázi kompostování je ph nízké (okolo 5), jež je způsobené tvorbou organických kyselin. V této fázi jsou dominantní organismy houby a plísně tolerantní vůči kyselému prostředí. Krátce na to jsou kyseliny rozkládány mikroorganismy, což je doprovázeno změnou ph směrem k neutrálním hodnotám nebo dokonce k vyšším okolo 8,5. Při přechodu ph do neutrálních čí mírně zásaditých hodnot nahrazují předešlé organismy bakterie. 28

29 Obsah kyslíku Vzduch v kompostu je důležitý z několika důvodů. Prvním je dodání kyslíku za účelem vytvoření aerobního prostředí kompostu, které následně umožňuje mikrobiální aktivitu. Druhým důvodem je provzdušnění kompostu za účelem snižování vlhkosti. Vzduch, který se v kompostu ohřeje, podporuje vypařování vody. To se používá při zakládání vlhkých surovin. Posledním důvodem je dodávka vzduchu důležitá pro regulaci teplot v průběhu kompostování. Jsou-li v kompostované hromadě příliš vysoké teploty po delší dobu, může to mít neblahý vliv na činnost a život mikroorganismů a následně na proces organického rozkladu kompostované biomasy. Dodat vzduch do kompostu je možné několika způsoby. Ty se liší podle zvolené výrobní technologie. Mezi nejčastěji používané metody patří pravidelné překopávání vhodným překopávačem kompostu. Tím lze množství kyslíku v hromadě více než zdvojnásobit. Další způsob je rozšířit vzduch pomocí ventilátoru. Obsah kyslíku ve vzdušných pórech zrajícího kompostu by neměl klesnout pod 6 %. Nedostatkem vzduchu vzniká anaerobní prostředí, ve kterém vznikají organické kyseliny, sirovodík, metan a další nežádoucí látky. Většina těchto látek způsobuje problémy se silným zápachem a hygienou kompostu Obsah živin a poměr C:N Nejdůležitější živiny, které jsou potřebné pro mikroorganismy obsažené v kompostu, jsou uhlík, dusík, fosfor a draslík. Dusík, fosfor a draslík patří mezi základní živiny pro rostliny a ovlivňují tedy výslednou hodnotu kompostu. Uhlík je důležitý jako zdroj organické hmoty pro mikroorganismy a spolu s dusíkem umožňuje syntetizovat proteiny a podílí se na stavbě buněk. Minimální obsah fosforu pro zabezpečení metabolické činnosti mikroorganismů je ve výši 0,2 % oxidu fosforečného v sušině. Mikroorganismy žijící v kompostu vyžadují také stopové prvky pro lepší asimilaci všech živin. Patří mezi ně především vápník, měď, železo, hořčík, sodík, zinek a jiné. Nejdůležitější živiny, na kterých závisí kvality výsledného kompostu jsou uhlík 29

30 a dusík. Zvláště důležitý je jejich poměr C:N. V případě uhlíku nás nezajímá jeho celkový obsah, ale je podstatné, kolik se ho v hromadě nachází ve formě přístupné pro mikroorganismy. Během mikrobiálního růstu je potřeba 25 až 30 jednotek uhlíku na jednotku dusíku. Mikroorganismy získávají uhlík z rozložených rostlinných a živočišných zbytků obsažených v kompostu a slouží pro buněčnou stavbu. Během mikrobiální aktivity dochází k uvolňování CO 2 do atmosféry. Množství uvolněného CO 2 se snižuje úměrně s dobou zrání kompostu, které je doprovázeno snížením mikrobiální aktivity. Emise CO 2 z kompostu souvisí i s maximálními teplotami, dosaženými v průběhu kompostování. Při poklesu teplot klesá i množství uvolněného CO 2 do atmosféry. Množství uvolňovaného CO 2 závisí i na poměru C:N. Obecně lze říct, že čím je poměr C:N zpracovávaných surovin vyšší, tím nižší je emise CO 2, neboť u organických surovin s nižším poměrem C:N dochází k snadnějšímu rozkladu, což vede k většímu uvolňování uhlíku, který pak může zčásti unikat do atmosféry ve formě plynu. Mikroorganismy potřebují dusík k syntéze bílkovin. Bakterie mohou obsahovat 7 až 11 % dusíku v sušině a houby od 4 do 6 %. Množství dusíku a příslušný poměr C:N pro odpady vhodné ke kompostování uvádí tab. 2. Tab. 2: Hodnota objemové hmotnosti, vlhkosti, obsahu spalitelných látek, obsahu dusíku a poměru C:N v surovinách vhodných do kompostu Objemová Spalitelné Odpad Vlhkost N hmotnost látky (%) (% sušiny) (kg.m -3 ) (% sušiny) C : N Prasečí kejda ,0-8,5 4-6 Hovězí kejda ,5-4,5 7-9 Chlévská mrva ,6-2, Sláma ,4-0, Části rostlin ,4-1, Travní hmota z údržby trávníků ,8-1, Travní hmota z neobhospodařených ploch ,8-1,

31 Listí ,9-1, Zelinářský odpad (nať, listy) ,5-2, Kůra ,1-0, Odřezky, třísky ,0-0, Piliny ,0-0, Dřevní štěpky ,0-0, Výlisky matoliny ,5-1, V praxi se vychází ze zjištění, že obsah uhlíku představuje asi polovinu obsahu organické hmoty (spalitelných látek). Kompostované hmoty s poměrem C:N užším než 10:1 se rozkládají velmi rychle a jsou mikrobiologicky dobře využitelné. Malý poměr C:N u kompostovaných surovin vede k uvolňování dusíku ve formě amoniaku. To platí hlavně při zásaditém ph. Ztráty dusíku při kompostování surovin s nízkým poměrem C:N v rozmezí 9:1 až 12:1 se pohybují mezi 37 až 60 %. Naopak hmoty se širokým poměrem C:N nad 50:1 se rozkládají velmi pomalu. V případě, že poměr C:N přesahuje hodnotu 50:1, dochází ke zpomalování kompostovacího procesu kvůli rychlému růstu buněk a odčerpávání přístupného dusíku, což vede k jejich úhynu. Tím jak buňky hynou, uvolňují v sobě akumulovaný dusík, který se stává přístupným pro živé buňky. K uvolňování amoniaku do atmosféry dochází i při anaerobních podmínkách v kompostu. Ztráty dusíku snižují hnojivé účinky kompostu. K optimálnímu využití uhlíku a dusíku mikroorganismy dochází při poměru C:N 25 30: Mikrobiální aktivita Hlavními činiteli, podílející se na rozkladu organických látek v kompostovaných surovinách jsou bakterie a nižší houby. Vysokou biodegradační aktivitu docílíme tím, že optimalizujeme podmínky tak, aby vyhovovaly rozkladné činnosti těchto organismů. Složení těchto organismů v kompostu závisí hlavně na jejich přizpůsobení na prostředí a chemismu prostředí. 31

32 Mikroorganismy v kompostu Kompostování jako biologický proces zahrnuje miliardy mikroorganismů. Tyto mikroorganismy (MO) rozkládají organický materiál a během kompostování ovlivňují svůj osud produkcí tepla, které postupně obměňuje jejich složení. MO jsou klasifikovány podle teploty, při které mohou růst. Podle toho se dělí na: kryofilní a psychrofilní (0 25 C), mezofilní (25 45 C), termofilní (> 45 C). Jak druh, tak i množství MO během kompostování kolísá. V kompostu nalezneme široký rozsah organismů, příkladem jsou: bakterie (Bacillus megatherium, Bacillus stearothermophilus, Bacillus cereus, Pseudomonad sp., Flavobakterium sp. aj.), aktinomycety (Nocardia brasilienris, Thermomonospora viridis, Streptomyces violaceoruber aj.), plísně (Rhizopus nigricans, Rhizoctonia sp., Geotrichum candidum, Saccharomyces sp. aj.), prvoci a řasy (EPSTEIN, 2000) Pórovitost, zrnitost a velikost částic Pórovitost souvisí s fyzikálními vlastnostmi surovin, jakými jsou velikost částic, tvar nebo konzistence. Ovlivňují proces kompostování tím, že určují množství vzduchu v hromadě. Pórovitost a struktura jsou dány výběrem surovin pro kompostování a dále mírou drcení nebo promíchání substrátu. Pórovitost je definována jako poměr objemu dutin k celkovému objemu kompostované hmoty. Výskyt větších a homogenních částic v hromadě zvyšuje její pórovitost. Dobrá struktura zabraňuje snižování pórovitosti ve vlhkém prostředí zakládky. Menší částice mají větší povrchovou plochu, mikroorganismy na ně tedy působí lépe, což urychluje proces rozkladu a tedy i kompostování. Menší částice lépe izolují hromadu, ale způsobují snížení pórovitosti, tedy možnost dostatečného provzdušnění. Nejlepší výsledky vyšly při kompostování surovin s částicemi o velikosti mm (PLÍVA a kol., 2006). 32

33 3. 10 Ukončení kompostovacího procesu Doba zrání faremního kompostu od první (homogenizační) překopávky je minimálně 35 dní. Po této době je možné zvažovat ukončení kompostovacího procesu. K posouzení lze využít tzv. Orientační zkoušku o ukončení kompostovacího procesu, která posuzuje tyto faktory: vnímatelné znaky stabilizace kompostu hnědá až černá barva, hrudkovitá struktura, žádný zápach, pouze zemitá vůně. ustálení teploty teplota kompostu a okolí je totožná (HEJÁTKOVÁ a kol., 2002) Stroje a technická zařízení pro kompostování Energetické prostředky Některé operace mohou vykonávat připojitelné stroje, které však nemají svůj vlastní energetický zdroj a pro svoji činnost tedy musí být spojeny s energetickým prostředkem. Nejčastěji bývá jako energetický prostředek využíván: kolový traktor, nosič nářadí, čelní nakladač. Pokud použijeme traktor nebo nosič nářadí, je nutné, aby k němu bylo možné připojit čelní lopatu potřebnou pro manipulaci se zpracovávanými surovinami. U čelního nakladače musíme zvážit, zda čelní nakladač disponuje dostatečným výkonem a jestli je k němu možné mechanicky připojit další pracovní zařízení. Kritéria pro výběr a nákup energetických prostředků jsou: snadnost obsluhy, dobré ergonomické řešení ovládacích prvků, 33

34 kompaktnost konstrukce, vývodový hřídel, univerzálnost, výkonnost, hospodárnost aj Štěpkovače a drtiče Dřevní masu není vhodné dávat do zakládky kompostu v celku. Kvůli snadnějšímu promíchání a homogenizaci kompostovaných surovin se vyžaduje její rozmělnění či rozdrcení. Pro tento případ se používají drtiče a štěpkovače. Obvykle se jedná o drcení nebo štěpkování biomasy vlhkostí okolo 50 %. Sem můžeme zahrnout suroviny jako dřevní odpady, hrubá zelená hmota, kůra, réví, listí aj. Obecně platí: čím menší jsou částice, tím je větší oxidační plocha a biodegradabilní proces probíhá účinněji, čím lepší rozklad suroviny, tím větší mohou být její částice v zakládce, čím menší částice jsou požadovány, tím větší jsou ekonomické náklady na jejich rozmělnění Štěpkovače Štěpkovače jsou stroje, které dřevo beztřískově rozdělí napříč nebo podél vláken. Nejvýznamnější faktory ovlivňující kvalitu štěpky jsou: 1. pracovní ústrojí štěpkovačů, 2. vlastnosti zpracovávaného dřeva - sukovitost, rovnost dřeva, tvrdost dřeva a další ukazatele fyzikálních vlastností vláknin (stáří, tloušťka). Nejvhodnějším dřevem z hlediska kvality a množství štěpek je čerstvé a mokré. V největší míře se zpracovává dřevo nekvalitní. Z tohoto důvodu je třeba počítat se zvýšenými nároky na technické provedení štěpkovačů, na jejich kvalitu práce a na energetické nároky při jejich využití v kompostovacích linkách. Výkon štěpkovačů ovlivňuje i znečistění povrchu dřeva hlínou, pískem apod. 34

35 Štěpkovače můžeme dělit: podle energetického zdroje - připojitelné k energetickému prostředku (traktorové); přívěsné s vlastním motorem pro pracovní ústrojí; samojízdné s vlastním motorem podle pracovního ústrojí - s diskovým pracovním ústrojím; s bubnovým pracovním ústrojí; se spirálovým pracovním ústrojí podle příkonu motoru - malé (vlastní podvozek, připojitelné za traktor, výkon kw); střední (jednonápravový a dvounápravový přívěs, výkon kw); velké (nesené na traktorovém podvozku nebo samojízdné, výkon kw) Drtiče Drtiče v kompostovacích linkách slouží pro drcení větví, kůry, zelené hmoty a dalších. Na suroviny působí buď pracovním ostřím, úderem nebo pomalým tlakem. Dělení drtičů: podle energetického zdroje - připojitelné k energetickému prostředku; přívěsné s vlastním motorem pro pracovní ústrojí; samojízdné s vlastním motorem podle způsobu pohonu - drtiče s elektrickým pohonem; drtiče s pohonem spalovacím motorem; drtiče s pohonem od vývodové hřídele traktoru podle způsobu přepravy - přenosné; převozné; na jednonápravovém podvozku; na dvounápravovém podvozku podle výkonu motoru - drtiče s motorem 1-3 kw (pro domácí použití); drtiče s motorem 3-10 kw (pro profesionální pracovníky údržby zeleně); drtiče s motorem kw (pro specializované firmy zabývající se zpracováním zemědělských, lesnických a ostatních bioodpadů) podle druhu pracovního ústrojí (pracovní ústrojí je faktorem výkonnosti a kvality rozmělnění) kladivové - nejvíce rozšířené, toto ústrojí je série kovových kladiv, seřazených na rychle se otáčející hřídeli. Materiál je tlučen proti ohnuté kovové desce s rozmanitou velikostí otvorů. Velikost částic ovlivní použité síto. sítové - většinou s pevným rotorem, na kterém jsou namontovány výstupky z tvrzené oceli, které drtí materiál o tvrdá síta s různou velikostí otvorů. Materiál je natlačen do vany pod rotorem. cepové - tento typ je používán obvykle u širších strojů, které mají i vyšší rychlost rotoru, na němž jsou upevněny cepy. Stupeň rozdrcení materiálu 35