VÝPOČET VELIKOSTNÍCH PARAMETRŮ KOMPOSTÁREN NA ZPEVNĚNÝCH PLOCHÁCH THE SIZE PARAMETER CALCULATION OF COMPOST PLANTS LOCALIZED ON COMPACTED AREAS ALTMANN VLASTIMIL ), PLÍVA PETR 2) ) Česká zemědělská unverzta v Praze 2) Výzkumný ústav zemědělské technky v Praze Summary The artcle solves the calculaton of technologcal parameters ofcompost plant that can be taken as a very sutable component of separatewaste collectng wthn vllages. By the legslaton way the total amount ofbologcal waste placed n urban waste landflls s gradually reduced. Thsprocess causes new duty to ensure a collecton and processng of separatedbologcal waste by the most sutable way. The obtaned raw materal can beused as sutable recyclng materal wthn works lnked wth vllagemantenance as well. Key words: capacty of compost plant, area used for compostng, reservor Úvod Kompostování odpadů ze zeleně a boodpadů organzují obce, jejch techncké služby, případně jné podnkatelské subjekty. Tato čnnost musí splňovat řadu předpsů (legslatvní, hygencké, vodohospodářské). Kompostování lze provádět na kompostovšt s roční produkcí kompostu 50-500 t, nebo na průmyslové kompostárně s roční produkcí větší než 500 t. Oba typy musí být zabezpečeny nepropustnou úpravou povrchu, k čemuž se používají různé druhy materálů, od lehkých žvčných povrchů až po betonové. Zpevněné plochy pro kompostování mají význam zejména z následujících důvodů: - zajštění volného přístupu pracovní technky k hromadám kompostu, - odzolávání zpracovávaných surovn od okolní půdy a podzemních vod. Jelkož vodohospodářsky zabezpečené plochy jsou nvestčně velm nákladné (m 2 až 3 000 Kč), lze využívat pro kompostování zařízení, která jsou jž zabezpečena (slážní žlaby, hnojště a zemědělská složště, areály uhelných skladů a skladů hnojv apod.). Rekonstrukce těchto zařízení na kompostárnu probíhají s mnmálním úpravam a náklady.
2 Mez největší nedostatky kompostovací plochy, kterým je nutné se vyhnout patří: - rozmoklý povrch kompostárny - možnost omezeného pojíždění s těžkým kolovým nakladač, překopávač kompostu a dopravním prostředky, - spád menší než 2 % pro odtok dešťové vody. Pokud není dodržen, je důsledkem vznk kaluží u paty hromady kompostu. Tím vznká na patě kompostu nebezpečí anaerobních hnlobných procesů, - vícenásobné přejezdy - na těchto místech vznká zhutnění půdy, což rovněž vede k tvorbě hnloby, - obtížné čštění kompostovací plochy - následkem velkého znečštění plochy vznká nebezpečí zvýšení obsahu nežádoucích příměsí v kompostu. Materál a metody Výpočet velkost plochy potřebné pro kompostování Př výpočtu údajů potřebných pro návrh kompostárny lze př řešení kompostovací plochy a množství zpracovávaných surovn narazt na dvě varanty postupu řešení: ) je známo množství zpracovávaných surovn a je nutné určt velkost kompostovací plochy, 2) je známa plocha, která je pro kompostování k dspozc a je nutné určt kapactu kompostárny. ad) Výpočet velkost kompostovací plochy pro dané množství surovn a) Podle složení zakládky v daném kompostovacím cyklu, kdy je dané zastoupení jednotlvých surovn a jejch objemová hmotnost (M, M 2,... M ) je stanoveno celkové množství kompostovaných surovn M c (t) za rok: M c =M + M 2 +... M (t) b) Objemová hmotnost ρ s (t.m -3 ) výsledného kompostu (př zanedbání změn vlhkost) se stanoví ze vztahu: M. ρ + M 2. ρ2 ρs = M + c... M. ρ (t.m -3 ) c) Používaná kompostovací technologe a využívané techncké prostředky (překopávač kompostu) určují rozměry průřezu trojúhelníkové nebo lchoběžníkové pásové hromady, z nchž lze potom stanovt plochu průřezu A (m 2 ): B.h A = 2 trojúhelníkový průřez..... (m 2 )
3 lchoběžníkový průřez.... (m 2 ) ( B + B A = ). h 2 kde: h - výška pásové hromady (m) B - šířka základny pásové hromady - pracovní záběr překopávače (m) B - horní šířka pásové hromady - lchoběžníkový průřez (m) d) Objem kompostu přpadající na m 2 kompostovací plochy P(m 3.m -2 ) je dán poměrem: A. L P = = B. L A B (m 3.m -2 ) kde: A - plocha průřezu pásové hromady (m 2 ) B - šířka základny pásové hromady - pracovní záběr překopávače (m) L - délka hromady (m) e) Potřebnou velkost kompostovací plochy S (m 2 ) lze potom vypočítat ze vztahu: S = M T.. ρ 52 P s c (m 2 ) kde: T - doba trvání kompostovacího cyklu v týdnech (od navezení surovn po vyskladnění kompostu) číslo 52 - počet týdnů v roce (nekompostuje-l se celoročně, je třeba toto číslo upravt podle počtu týdnů, kdy se skutečně kompostuje) Vypočtená kompostovací plocha se u technologe bez pracovních mezer zvětšuje pouze o 0-5 % s ohledem na otáčení překopávačů popř. na pohyb navážecích souprav apod. Skutečně potřebná kompostovací plocha je nakonec určena pomocí koefcentu k (-), který korguje vypočtenou plochu S (m 2 ) podle zvoleného způsobu překopávání a lze j stanovt ze vztahu: S C = k. S (m 2 ) kde: k - koefcent zvoleného způsobu překopávání k =,... šnekovým překopávačem k =,4... bubnovým překopáva taženým traktorem S - vypočtená plocha (m 2 )
4 ad 2) Výpočet kapacty kompostárny př známé velkost kompostovací plochy Pokud je k dspozc plocha o velkost S c (m 2 ), musí rozvaha o jejím využtí začínat volbou technologe, která bude na dané ploše využívána, což představuje určt: šířku pásové hromady B (m), velkost plochy průřezu A (m 2 ), počet pracovních mezer jejch šířku B 2 (m). Potom bude výpočet kapacty kompostárny postupovat v následujících krocích : a) Plocha potřebná pro uložení hromad S (m 2 ) se stanoví : S = n. L. B =. k kde: n - počet pásových hromad ( - ) S c L - délka pásové hromady (m) B -šířka základny pásové hromady (m) (m 2 ) S c - skutečná kompostovací plocha (m 2 ) k - koefcent zvoleného způsobu překopávání b) Pro výpočet kapacty kompostárny je třeba uvažovat s celkovou pracovní plochou S p (m 2 ), která zahrnuje plochu pro pracovní mezery. Ta je stanovena ze vztahu: B S p = S. B + B 2 (m 2 ) kde: S - plocha potřebná pro uložení hromad (m 2 ) B - šířka základny pásové hromady pracovní záběr překopávače (m) B 2 - šířka pracovní mezery (m) c) Podle složení zakládky kompostu v daném kompostovacím cyklu, kde jsou založeny jednotlvé surovny o hmotnost (M, M 2,... M ) lze stanovt celkové množství surovn M c (t) zakládaných v jednom kompostovacím cyklu podle vztahu: M c = M + M 2 +... M (t)
5 d) Objemová hmotnost výsledného kompostu (př zanedbání změn vlhkost) ρ s (t.m -3 ) se stanoví ze vztahu: M. ρ + M 2. ρ2 ρs = M + c... M. ρ ( t.m -3 ) e) Kapacta kompostárny M (t.rok - ) se pak vypočte ze vztahu: S p.ρ s.52. P M = T (t.rok - ) kde: S p pracovní plocha (m 2 ) - pásové hromady včetně pracovních mezer ρ s předpokládaná objemová hmotnost výsledného kompostu (t.m -3 ) P objem kompostu přpadající na m 2 kompostovací plochy (m 3.m -2 ) T doba trvání jednoho kompostovacího cyklu (týdny) Závěr V případě technologe kontrolovaného mkrobálního kompostování v pásových hromadách se potřeba velkost kompostovací plochy řídí následujícím faktory: - tvar a velkost hromady, - rozmístění hromad na ploše, - četnost překopávání, - stupeň zrání kompostu, určeného pro expedc. V případě tvaru a velkost hromady jsou nejvýhodnější hromady pásové lchoběžníkové a plošné, které vykazují nejmenší potřebu plochy na objem kompostu (as 0,3 m 2 plochy na m 3 nasypaných surovn). Př využtí kompostovací technky (překopávačů kompostu) je rozmístění hromad na ploše přímo závslé na parametrech používaných strojů a na způsobu jejch agregace s energetckým prostředkem (bočně nesený, čelní). Vícenásobné překopávání zajšťuje vždy optmální podmínky, takže organcká přeměna na kompost nastává v krátké době. Požadovaný stupeň zrání kompostu určuje průběh kompostovacího procesu a tím velkost potřebné plochy. Čím je nžší stupeň zrání, tím je zapotřebí menší plocha (př určování plochy je nutné brát v úvahu objemovou redukc zpracovávaných surovn, která umožňuje sloučení dvou hromad stejného stáří do jedné hromady potřebných rozměrů).
6 Dále je třeba uvažovat plochy pro skladování surovn zakládaných do kompostů, skladovací kryté prostory, provozní cesty a další plochy pro případné rozšíření komposto-vacích ploch př neočekávaném přísunu surovn ke zpracování. Poznatky uvedené v tomto článku byly získány př řešení projektu QF 348 "Přeměna zbytkové bomasy zejména z oblast zemědělství na naturální bezzátěžové produkty, využtelné v přírodním prostředí ve smyslu programu harmonzace legslatvy ČR a EU, který je podporovaný Národní agenturou pro zemědělský výzkum. Abstrakt Příspěvek řeší výpočet technologckých parametrů kompostáren, které jsou vhodným doplňkem pro sběr separovaných odpadů z obcí. Legslatvně je postupně omezováno množství ukládaných bologckých odpadů do skládek komunálních odpadů, což má ve svém důsledku novou povnnost, zajstt vhodným způsobem sběr a zpracování vytříděného bologckého odpadu. Získaná surovna může být zároveň vhodným recyklačním materálem pro práce spojené s údržbou samotných obcí. Klíčová slova: kapacta kompostárny, plocha ke kompostování, jímka Lteratura Plíva, P., et.al.: Technka pro kompostování v pásových hromadách. Výzkumný ústav zemědělské technky, Praha 2005, 72 s. Váňa,J.,Balík,J.,Tlustoš,P.: Pevné odpady. Skrpta, ČZU Praha 2004,78 s. Kontaktní adresa: Ing.Vlastml Altmann ), Ing. Petr PlívaCSc. 2) ) Česká zemědělská unverzta v Praze, Techncká fakulta, katedra využtí strojů, Kamýcká ul. 65 2 Praha 6 Suchdol 2) Výzkumnýá ústav zemědělské technky v Praze, Drnovská 507 6 0 Praha 6 Ruzyně Altv@tf.czu.cz, petr.plva@vuzt.cz