Ocena procesu kompostowania z ...

Ocena procesu kompostowania z udziałem odpadów poch zwierz, Dietetyka Zdrowie, Ksiazki, Rozne

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Ocena procesu kompostowania…
INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH
INFRASTRUCTURE AND ECOLOGY OF RURAL AREAS
Nr 9/2008, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddział w Krakowie, s. 35–46
Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi
Dorota Anders, Lech Nowak
OCENA PROCESU KOMPOSTOWANIA Z UDZIAŁEM
ODPADÓW POCHODZENIA ZWIERZĘCEGO
____________
ASSESSMENT OF COMPOSTING PROCESS
WITH ANIMAL WASTE SHARE
Streszczenie
1
W artykule przedstawiono charakterystyczne cechy przebiegu procesu
kompostowania z udziałem odpadów pochodzenia zwierzęcego. Badania w zakre-
sie kompostowania odpadów pochodzenia zwierzęcego prowadzone są od 2006
roku w kompostowni komorowej Spółki z o. o. „Beskid” w Żywcu, działającej
według technologii Herhof. Proces kompostowania składa się z dwóch etapów:
kompostowania intensywnego w bioreaktorze oraz dojrzewania kompostu na
pryzmach. Komponentami zastosowanymi do procesu kompostowania są odpady
biodegradowalne pochodzące z gospodarstw domowych, odpady zielone (trawa,
liście) oraz odpady z Zakładów Mięsnych S.A. w Żywcu (kości, skóry, fragmenty
mięsa).
Proces kompostowania z udziałem wyżej wymienionych odpadów podlegał
ocenie zarówno w trakcie przebiegu procesu w bioreaktorze (temperatura masy
wsadowej jako parametr obrazujący intensyfikację przemian biochemicznych,
skład chemiczny mieszanki wsadowej), jak i w trakcie dojrzewania kompostu na
pryzmach (stan sanitarny kompostu po rozładunku bioreaktora, temperatury pryzm
kompostowych). Po zakończeniu procesu kompostowania, kompost z udziałem
odpadów pochodzenia zwierzęcego oceniono w zakresie wszystkich parametrów,
charakterystycznych dla nawozów organicznych.
Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2006–2008 jako projekt
badawczy nr 2P06S04130.
35
1
Dorota Anders, Lech Nowak
Summary
The article presents the characteristic features of the process of composting
with animal waste share. The investigation on composting animal waste have been
conducted since 2006 in a chamber composting plant belonging to “Beskid Ltd.”
at Żywiec that operates on the Herhof technology. The composting process con-
sists of two stages: intensive composting in a bioreactor and seasoning in heaps.
Components used for composting process are biodegradable waste from house-
hold, green waste (grass, leaves) and waste from a Slaughterhouse S.A. at Żywiec
(bones, skins, meat fragments).
The composting process with participation of the materials mentioned un-
derwent assessment both during its bioreactor stage (temperature of the matter as
a parameter indicating the intensity of biochemical processes, chemical composi-
tion of the matter) and during seasoning of the compost in heaps (sanitary state
after unloading the bioreactor, temperature of compost prisms). After ending of
the composting process, the compost with animal waste share was evaluated with
respect to all the parameters characteristic for organic fertilizers.
WSTĘP
Kompostowanie odpadów, jako najstarsza metoda wykorzystania odpadów
ulegających biodegradacji, eliminuje problem usuwania ich innymi metodami,
a jednocześnie stwarza możliwości uzyskania znacznych ilości cennego substy-
tutu nawozu naturalnego. Pomimo to, kompostowanie w warunkach krajowych
jest trudną do prowadzenia metodą wykorzystania odpadów biodegradowalnych.
Te trudności wynikają z dwóch aspektów. Jednym z nich są uwarunkowania
prawne prowadzenia procesu recyklingu organicznego, drugim niski poziom
selektywnej zbiórki odpadów biodegradowalnych i niewystarczająca ilość
instalacji.
Ograniczenie składowania odpadów ulegających biodegradacji na składo-
wiskach odpadów, w wyznaczonych w ustawie o odpadach [Ustawa… 2001]
poziomach, wymusza na jednostkach administracyjnych selektywną zbiórkę
odpadów bio z gospodarstw domowych. Zgodnie z Krajowym Planem Gospo-
darki Odpadami i Krajową strategią ograniczenia ilości składowanych odpadów
ulegających biodegradacji [Ministerstwo… 2004], masa odpadów komunalnych
ulegających biodegradacji wytworzonych w Polsce w 1995 roku wynosiła 4380
tys. Mg. To oznacza, że do składowania może być przeznaczonych w roku 2010
– 3285 tys. Mg, w roku 2013 – 2 190 tys. Mg, a w roku 2020 – 1533 tys. Mg
biodegradowalnych odpadów komunalnych (tab. 1).
Zgodnie z prognozami wytwarzanej w warunkach krajowych masy odpa-
dów biodegradowalnych można oszacować, że od roku 2007 roczna redukcja
składowanych odpadów ulegających biodegradacji powinna wynosić około
4,6%, gdzie przez ostatnie 6 lat wynosiła jedynie 0,3% i dotyczyła głównie od-
padów zielonych. Z analizy dostępnych danych w Krajowym Planie Gospodarki
36
Ocena procesu kompostowania…
Odpadami wynika, że dla wypełnienia ustawowych wymagań odzysku i recy-
klingu odpadów biodegradowalnych konieczna jest selektywna zbiórka odpa-
dów kuchennych ulegających biodegradacji oraz pilna potrzeba budowy instala-
cji kompostowania odpadów.
Tabela 1.
Planowany odzysk i unieszkodliwianie odpadów komunalnych ulegających
biodegradacji [tys. Mg]
Table 1.
Planned recovery and disposal of communal waste that undergoes
biodegradation [Mg 10³]
Działania
Action
Tys. Mg frakcji biodegradowalnej
odpadów komunalnych w roku
Biodegradable fraction of communal waste per year
[Mg 10³]
1995
2006
2010
2013
Wytworzenie
Produced
4380
5760,6
6409,8
7261,2
Kompostowanie odpadów zielonych
Composted green waste
–
118,6
184,4
313,0
Odzysk i recykling opakowań z papieru
Recovery and recycling of paper packaging
219
778,5
1056,0
1435,0
Konieczny odzysk
Mandatory recovery
–
570,3
1883,9
3322,8
4161 4293,2 3285,6 2190,4
Źródło: Krajowa strategia ograniczenia ilości składowanych odpadów ulegających biode-
gradacji [Rozporządzenie… 2002]
Odpady kuchenne z gospodarstw domowych traktowane są jako uboczne
produkty pochodzenia zwierzęcego. Odpady pochodzenia zwierzęcego zostały
zdefiniowane w rozporządzeniu (WE) 1774/2002 Parlamentu Europejskiego
i Rady z dnia 3 października 2002 roku ustanawiającym przepisy zdrowotne
związane z ubocznymi produktami zwierzęcymi nie przeznaczonymi do spoży-
cia przez ludzi [Rozporządzenie… 2002]. Według obowiązującego ustawodaw-
stwa uboczne produkty pochodzenia zwierzęcego dzieli się na trzy kategorie.
Przedmiotem rozważań w artykule jest materiał kategorii trzeciej, w skład które-
go wchodzą zarówno elementy ubijanych zwierząt, które ze względów handlo-
wych nie nadają się do spożycia, jak również odpady żywnościowe, w tym także
odpady kuchenne ulegające biodegradacji. Dla wymienionych rodzajów odpa-
dów brak jest w warunkach krajowych metod zagospodarowania. Największy
problem stanowią odpady kuchenne ulegające biodegradacji, które według zapi-
sów krajowego planu gospodarki odpadami stanowią 30–40% całości odpadów
komunalnych. Odpady te, bez względu na udział w nich frakcji pochodzenia
zwierzęcego, są w całości klasyfikowane jako materiał kategorii 3. Wprawdzie
tego typu odpady mogą podlegać procesowi kompostowania, ale przy specjal-
37
Dopuszczalne składowanie
Storage limit
Dorota Anders, Lech Nowak
nych wymaganiach procesowych. Wymagania technologiczne stawiane przez
ustawodawstwo unijne, dotyczące procesu kompostowania ubocznych produk-
tów pochodzenia zwierzęcego, to przede wszystkim graniczne parametry: wiel-
kości cząstek przed wprowadzeniem do bioreaktora (maksymalnie 12 mm), tem-
peratury całego surowca podczas obróbki w reaktorze (minimalnie 70º C) oraz
czasu obróbki przy temperaturze 70º C (minimum 60 minut). Proces komposto-
wania musi być prowadzony w zamkniętych bioreaktorach. Zapisy rozporządze-
nia Komisji (WE) nr 208/2006 w zakresie norm przetwarzania dla wytwórni
biogazu i kompostowni oraz wymagań dotyczących obornika [Rozporządze-
nie… 2006] dopuszczają możliwość zastosowania innych parametrów procesu,
o ile zapewnią one minimalizację ryzyka biologicznego.
Biorąc pod uwagę wymagania instalacyjne do prowadzenia procesu kom-
postowania odpadów pochodzenia zwierzęcego, w warunkach polskich brak jest
kompostowni spełniających te wymagania. Wymienione rozporządzenie
dopuszcza możliwość krajowych aktów uzupełniających do jego zapisów, zgod-
nych z ogólnie pojętą ochroną środowiska. Niestety w warunkach polskich ża-
den taki akt nie powstał, pomimo faktu, że odpady biodegradowalne z gospo-
darstw domowych w znacznym stopniu zawierają substancję organiczną
pochodzenia roślinnego. Z badań autorów przeprowadzonych w 2006 roku
w kompostowni w Żywcu, udział odpadów pochodzenia zwierzęcego w odpa-
dach biodegradowalnych z gospodarstw domowych, zebranych selektywnie,
znajduje się w przedziale od 5 do 10% .
Zważywszy na fakt istnienia w warunkach polskich jednej zatwierdzonej
biogazowni w województwie pomorskim
2
, nie można mówić o instalacjach za-
gospodarowania tych odpadów, a tym samym o możliwościach wypełnienia
zapisów ustawy o odpadach [Ustawa… 2001] w aspekcie ograniczenia składo-
wania odpadów ulegających biodegradacji. Pozostały materiał kategorii 3, po-
mimo częściowego zagospodarowania w zakładach utylizacyjnych, zakładach
technicznych, zakładach produkujących zanęty i przynęty wędkarskie oraz kar-
mę dla zwierząt wymaga poszukiwania metod pełnego wykorzystania.
PROCEDURY BADAWCZE
Przedmiotem prowadzonych badań były mieszanki kompostowe sporzą-
dzone z odpadów biodegradowalnych, pochodzących z selektywnej zbiórki od-
padów na terenie miasta Żywca, jak i pozostałości poprodukcyjnych z Zakładów
Mięsnych w Żywcu (fragmenty mięsa, kości). Całość eksperymentów była pro-
wadzona w kompostowni Spółki z o. o. „Beskid” w Żywcu, wyposażonej
w bioreaktor. W artykule zostały zaprezentowane trzy doświadczalne procesy
2
Według listy zakładów sektora utylizacyjnego zatwierdzonych zgodnie z obowiązującym
prawem. Stan na kwiecień 2008.
38
 Ocena procesu kompostowania…
kompostowania z udziałem odpadów pochodzenia zwierzęcego (w tym dwa
procesy z udziałem odpadów z zakładów mięsnych), których produkcję zakoń-
czono w 2007 roku. Udział odpadów pochodzenia zwierzęcego w masie kompo-
stowej był na poziomie 90% wagowych, przy czym około 35% stanowiły odpa-
dy z Zakładów Mięsnych, pozostałą część odpady kuchenne z gospodarstw
domowych. W składzie odpadów biodegradowalnych z gospodarstw domowych,
udział odpadów pochodzenia zwierzęcego był niewielki i nie przekroczył 5%.
Ze względu jednak na fakt klasyfikowania tych odpadów w całości do odpadów
pochodzenia zwierzęcego daje to nieco mylny obraz bilansowania poszczegól-
nych komponentów.
Kompostowanie z udziałem odpadów pochodzenia zwierzęcego prowa-
dzone było dwuetapowo. Pierwszym etapem było intensywne kompostowanie
w bioreaktorze działającym według technologii Herhof, wyposażonym w insta-
lację napowietrzania i nawilżania masy wsadowej. Bioreaktor to żelbetowa
komora z zewnętrzną izolacją termiczną. Zadaniem bioreaktora w procesie kom-
postowania jest intensyfikacja rozkładu zawartej w odpadach substancji orga-
nicznej i odciążenie środowiska na tym etapie procesu. Proces intensywnego
kompostowania dzieli się na cztery fazy i obejmuje: fazę wstępną (nagrzewu,
czas trwania około 2 dni, temperatura do 40º C), fazę rozkładu (czas trwania
około 3 dni, temperatura 40–45º C), fazę higienizacji (czas trwania około 4 dni,
temperatura do 60º C) oraz fazę wychładzania (temperatura poniżej 40º C). Ca-
łość procesu w bioreaktorze trwa od 7–11 dni, a w jego wyniku uzyskuje się
kompost świeży, który należy poddać procesowi dojrzewania na pryzmach.
Eksperymentalne procesy kompostowania trwały 11 dni. Podczas ich
trwania monitoringiem objęta była temperatura masy wsadowej. Standardowo
we wszystkich funkcjonujących bioreaktorach monitoring temperatury obej-
muje tylko temperaturę powietrza wychodzącego. W przypadku opisywanych
doświadczeń, pomiar temperatury odbywał się w trzydziestu punktach masy
wsadowej poprzez zainstalowane czujniki pomiarowe [Anders, Rząsa 2007]. Po
okresie 11 dni następował rozładunek bioreaktora i formowanie pryzm, na któ-
rych kompost dojrzewał. Proces dojrzewania na pryzmach kompostowych trwał
od 4 do 6 miesięcy. Pryzmy kompostowe były przerzucane i nawilżane. Monito-
ring temperatury w pryzmach kompostowych był jednym z działań, dzięki któ-
remu można było określić prawidłowość przebiegu procesu oraz stan pełnej
dojrzałości kompostu. Dla porównania przebiegu procesu na pryzmach kompo-
stowych dla kompostów z udziałem odpadów mięsnych i bez takiego udziału
zastosowano model zależności temperatury kompostowania od czasu jego trwa-
nia w postaci funkcji
log
t
A
exp(
Bt
)
p
39
, gdzie Tp jest temperaturą pryzmy [
°
C],
t – czas kompostowania [dni], A i B – estymowane parametry. Funkcja nie od-
zwierciedla rzeczywistych temperatur ale dobrze dopasowuje model do danych
eksperymentalnych [Anders, Nowak 2004]. Za dojrzały kompost uznano ten,
którego temperatura zrównała się z temperaturą otoczenia.
T
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

happyhour.opx.pl