Sledování procesu kompostování metodou EIS Projekt - Nová technologie kompostování, projekt č. CZ /0.0/0.0/15_019/004646

Transkript

1 Sledování procesu kompostování metodou EIS Projekt - Nová technologie kompostování, projekt č. CZ /0.0/0.0/15_019/ Za tým řešitelů doc. Ing. Jana Pařílková, CSc. 2 Kompostování Kompostování je biologická metoda využívání biologicky rozložitelného odpadu, kterou se za kontrolovaných podmínek aerobních procesů (tj. za přístupu vzduchu) a činností mikroorganismů přeměňuje bioodpad na kompost. V procesu kompostování hraje důležitou roli surovinová skladba, tj. poměr uhlíku a dusíku, dostatečné množství strukturního materiálu, které dovolí přístup kyslíku, přítomnost mikroorganizmů a vhodná vlhkost a teplota kompostu. Tři fáze procesu termofilní (teplota 50 C až 70 C, nutnost aerace např. překopáváním), mezofilní (teplota 40 C až 45 C, homogenizace kompostu), dozrávání (teplota blízká okolí, stoupá ph, konečný vzhled kompostu). Domácí komunitní průmyslové. Aktivní pasivní. Box volné prostranství nekrytý materiál volné prostranství krytý materiál. 2/23 3 Složitost monitorování Výsledky měření jsou vždy ovlivněny vnějšími (především povětrnost) a vnitřními (měřené prostředí) činiteli. Podobnost s monitorováním zemin. 3/23 1

2 Elektrická impedanční spektrometrie Nepřímá elektrická měřicí metoda pracující se střídavým el. signálem. Při různých frekvencích lze měřit elektrický odpor prostředí j. Zkušenosti z měření v laboratorních a polních podmínkách, různé prostředí (maso, dřevo včetně hoření, zdivo, zeminy). Kompost mezi paralelně umístěnými elektrodami vytváří přímý elektrický vodič, jehož fyzikálně-chemické vlastnosti jsou určeny především jeho strukturou, pórovitostí, vlhkostí a teplotou tj. otázka množství el. vodivých iontů. Všechny vlivy působí a jsou měřeny komplexně stále ve stejné pozici. 4/23 5 Realizované činnosti Ověřování metody elektrické impedanční spektrometrie (EIS) pro monitorování procesu kompostování na kompostárně Vícenice u Náměště nad Oslavou. Komparace dosažených výsledků s dosavadním zařízením užívaným na kompostárně. Dílčí části výroba: sond s teploměry, Z-metr s novým přenosovým systémem včetně software, měřicí box. Experimenty: zakrytý volně ložený materiál technologie Hantsch, zakrytý volně v krychli ložený materiál, odkrytý volně ložený překopávaný nepřekopávaný materiál. 5/23 6 Monitorovací systémy EIS Hantsch 6/23 2

3 7 Měřicí sondy EIS při prvním experimentu Ověřování metody EIS včetně měření teplot pro monitorování procesu kompostování. Komparace dosažených výsledků s dosavadním zařízením užívaným na kompostárně Vícenice u Náměště nad Oslavou. Experiment zakrytý volně ložený materiál technologie Hantsch. 7/23 8 První fáze projektu listopad 2017 až únor 2018 leden 2018 Možnost řízení procesu? Hodnoty průměrné po svislici, průměrné denní po vrstvách či průměrné z celého zjištění? 8/23 9 První fáze projektu - teplota levá strana kompostu pravá strana kompostu 9/23 3

4 10 10/23 11 Porovnání výsledků měření systémem EIS a Hantsch Provzdušňování bez návaznosti, z komparace teploty v úrovni 0,75 m lze konstatovat kvalitativní shodu. Proč ne kvantitativní? 11/23 12 Druhá fáze projektu box volně ložený kompost Box: 2 m 2 m 2 m; výška volně loženého kompostu cca 1,8 m. Oba zakryté spec. textilií, oba provzdušňované systémem Hantsch. 12/23 4

5 13 Rezistance krychle volně 13/23 14 Reaktance_krychle volně 14/23 15 Teploty_krychle volně 15/23 5

6 16 Komparace teplot ve vrstvě 0,375 m max krychle 75,88 C 2,32% rozdíl mezi volně a krychle max volně 74,12 C 4,71% rozdíl mezi krychle levá pravá 2,52% rozdíl mezi volně levá pravá max krychle 79,63 C 4,52% rozdíl mezi volně a krychle max volně 76,04 C 16/23 17 Komparace EIS_Hantsch 17/23 18 Třetí fáze projektu překopávaný_nepřekopávaný kompostovaný materiál Volně ložený, provzdušňovaný s vlivem povětrnosti (je doopravdy zásadní?). 18/23 6

7 19 Rezistance 19/23 20 Teplota Překopávání + kropení ; ; ; ; ; ; /23 21 Teplota ve vrstvě 0,25 m max překop. 64,62 C max nepřekop. 59,04 C 8,64% rozdíl mezi překop a nepřekop. max překop. 69,97 C max nepřekop. 69,51 C 0,65% rozdíl mezi překop a nepřekop 7,65% rozdíl mezi překop. levá pravá 15,07% rozdíl mezi nepřekop. levá pravá 21/23 7

8 Poznatky EIS je schopná dokumentovat proces kompostování. Umožňuje měřit několik úrovní, což ověřuje homogenitu materiálu, měnit měřicí frekvenci (měření proběhlo při f = 8 khz), což obecně souvisí se strukturou (pórovitostí materiálu resp. velikostí částic) a citlivostí měření, měřit reálnou teplotu v definovaných pozicích, volit četnost sběru dat (v uvedených experimentech bylo realizováno 4 denně, tj. po 6 hod.), data jsou v souboru *.csv ukládána na server a při existenci síťového připojení jsou dostupná kdykoli a kdekoli. Nad smyslem měřených dat je nutno přemýšlet! 23 22/23 Poznatky Důležitá je orientace uložení kompostovaného materiálu dle světových stran (sníží se rozdílnost teplot). Pro odstranění vlivu povětrnosti je vhodné zakrytí speciální tkaninou. Pro udržení vlhkosti a teploty po celou dobu trvání procesu je vhodné umístění v boxech. Pro aktivní kompostování, homogenizaci a hygienizaci kompostovaného biologického odpadu je vhodná metoda překopávání. 23/