Kompostování bioodpadu Jaroslav Váòa Zpùsoby nakládání s komunálním bioodpadem mohou pozitivnì i negativnì ovlivnit základní složky životního prostøedí. Tyto odpady jsou pøedurèeny k látkovému nebo energetickému využití. Tradièní technologií látkové recyklace komunálního bioodpadu je aerobní kompostování, kterým je stabilizovaná organická hmota bioodpadu udržována v pøírodním kolobìhu jako organické hnojivo a zároveò jsou rostlinné živiny obsažené v bioodpadu využívány pøi pìstování rostlin. Tím je pozitivnì ovlivòována produkce skleníkových plynù a snižována spotøeba neobnovitelných surovin a energie na výrobu syntetických hnojiv.
Separace biodegradabilních složek ze smìsného domovního odpadu V osmdesátých letech byla v Èeské republice na nìkolika místech provozována technologie kompostování biodegradabilních podílù smìsného domovního odpadu s využitím technologického systému Gondard. Smìsný odpad byl rozdrcen a na separaèních linkách byly odstranìny nekompostovatelné podíly. Takto upravená dr• komunálních odpadù byla aerobnì kompostována na zakládkách pøekopávaných èelními nakladaèi. Pøíèinou opuštìní tohoto zpùsobu byla nadlimitní koncentrace cizorodých látek (zejména tìžkých kovù) ve vyrobeném kompostu s následnou kontaminací zemìdìlské pùdy a ohrožením potravinového øetìzce. Zdrojem kontaminace bioodpadu cizorodými látkami byly nebezpeèné složky smìsného odpadu, zejména monoèlánky, elektronika, teplomìry, léky, barvy a chemikálie, které se do smìsného odpadu dostávají nekázní obèanù. Rovnìž v devadesátých letech vybudovaná kompostárna na smìsný domovní odpad s technologií Voest Alpine v Lomnici nad Popelkou pøes veškerou snahu provozovatelù nesplòuje požadavek nezávadnosti kompostu na obsah tìžkých kovù. Separovaný bioodpad v tøídícím závodì v Ostravì je též nadlimitnì kontaminován tìžkými kovy. Snaha snížit kontaminaci bioodpadu pøedfermentováním nedrceného smìsného odpadu nebo jeho biostabilizací a následnou separací nezabezpeèila nezávadnost vyrobeného kompostu s ohledem na obsah tìžkých kovù (VÁÒA 1991). Obdobné zkušenosti byly získány i v zahranièí, kde je technologie kompostování biodegradabilních podílù smìsného domovního odpadu provozována pouze s cílem hygienizace, snížení objemu a stabilizace odpadu, který je následnì ukládán na skládky. Rovnìž ruèní tøídìní smìsného odpadu, které je provádìno v nìkterých státech, není schopno zabezpeèit nekontaminovaný bioodpad. Reálnou cestou získávání nekontaminovaného bioodpadu pro zemìdìlské využití je separovaný sbìr odpadù z domácností. Bioodpad pøi tomto separovaném sbìru je shromažïován v nádobách 16
(Nová Paka) nebo v pytlích oznaèených èárovým kódem (Luhaèovice). Bioodpad ze sbìru z individuální zástavby je zpravidla ménì kontaminován tìžkými kovy než obdobný sbìr bioodpadu ze sídliš•. V tab. è. 1 uvádím jakostní znaky komunálního bioodpadu z databáze mého pracovištì ve srovnání se zahranièními autory (MÛLLER 1989) a s normativy na obsah cizorodých látek podle vyhlášky è. 271/98 Sb. „o stanovení požadavku na hnojiva“. Srovnáním údajù o kontaminaci bioodpadu ze smìsného odpadu a ze separovaného sbìru vyplývá, že pro zemìdìlské úèely vyhovuje pouze separovaný sbìr bioodpadu. Komunální bioodpad je dobrým zdrojem rostlinných živin. V sušinì obsahuje 1,9-2,2 % dusíku, 0,2-0,4 % fosforu, 0,4-1,0 % draslíku a 0,2-0,3 % hoøèíku. Obsah spalitelných látek je v rozmezí 70-80 % sušiny. Tab. è. 1 : Koncentrace tìžkých kovù v rùznì pøipraveném komunálním bioodpadu (prùmìrné hodnoty) ve srovnání s normativními požadavky na vyrobený kompost v mg/kg sušiny. Sledovaný požadave parametr
bioodpad ze smìsného odpadu
separovaný sbìr bioodpadu
k na hnojivo Gondard Gondard pøedferment. Nová (letní
(zimní
období)
období)
prosev
Nová
Paka
Paka
1995
1997
SRN
SRN
Heidelberg Meinz
As
10
29,8
30,8
0,3
0,5
3,2
3,3
x
Cd
2
2,9
3,8
3,2
0,8
0,6
0,6
1,0
Cr
100
102,3
131,8
55,6
4,1
10,6
60,0
19,4
Cu
100
152,7
215,0
130,7
25,5
27,8
30,0
17,5
Hg
1
2,3
5,4
3,5
0,1
0,4
0,2
0,4
Mo
5
3,9
5,7
4,2
2,8
2,3
3,2
x
Ni
50
25,6
19,6
16,7
7,9
6,7
12,0
14,4
Pb
100
499,1
612,3
254,4
23,2
32,9
40,0
30,4
Zn
300
958,3
1480,0
1268,0
262,0 236,0
190,0
90,4
Kompostování bioodpadu je možné na kompostových zakládkách na volném prostranství na vodohospodáøsky zabezpeèené ploše nebo v biofermentoru. Pøi krechtovém kompostování musí být 17
bioodpad minimálnì dvakrát pøekopán, tak aby v prùbìhu zrání dosáhla teplota zakládky minimálnì 55°C po dobu delší než 21 dnù. Hotový stabilizovaný kompost je možné dosáhnout již 35 dnù po založení kompostu. Kompostování je možné provádìt bez pøídavku dalších odpadù nebo s 20-30 % pøídavkem drcené stromové kùry, døevní štìpky z prùøezù nebo s pøídavkem pilin, ale tak, aby pomìr uhlíku a dusíku v èerstvém kompostu nebyl vyšší než 35:1. Dále je možno kompostovat bioodpad v kontinuálních nebo i diskontinuálních aerovaných biofermentorech po dobu 5-10 dnù s dozráním na zakládce po dobu cca 30-40 dnù. Malá množství bioodpadu (rodinné domky, sídlištì) je možno kompostovat za pomoci žížal. Vermikompostováním je možno získat velmi stabilizovaný a agronomicky úèinný kompost, který navíc obsahuje auxinoidní látky stimulující rùst rostlin.
Kompostování bioodpadu v Nové Pace Kompostování bioodpadu bych Vám chtìl pøedstavit na pøíkladu øešení TS Nová Paka, které vzniklo z našeho popudu a technologické dokonalosti dosáhlo zásluhou bývalého øeditele TS pana Škvaøila. Kompostování bioodpadu je navázáno na separovaný sbìr v Nové Pace a okolních obcích, kde je rozmístìno více než 500 sbìrných míst s maximální donáškovou vzdáleností 60 m. Sbìrné nádoby jsou na papír, sklo, plasty, drobné železo a bioodpad. Pro nebezpeèné odpady je urèeno též nìkolik desítek sbìrných nádob. Souèástí systému je dotøiïovna odpadù, kompostárna a sklad. Kompostárna používá ležatý kontinuální aerovaný biofermentor VÚCHZ Brno (obdoba zahranièního systému BAW). Má tvar uzavøeného boxu a je vybaven mechanismem na lineární posun materiálu a biofiltrem na èištìní odplynu. V biofermentoru probíhá fermentace pøi teplotì 5570°C 10 dnù. Dozrávání na volné ploše trvá 5 týdnù. Vyrobený kompost splòuje požadavky stanovené pro hnojiva a je registrován u státní zkušebny. Podobná øešení jsou zcela bìžná v Rakousku i v SRN, v ÈR jde o ojedinìlou záležitost.
Kompostování odpadù z údržby zelenì Na rozdíl od v ÈR ojedinìlého øešení kompostování separovaného bioodpadu, øada technických služeb provozuje nebo buduje kompostárny na tzv. zelené odpady. Jde zpravidla o tzv. krechtové kompostování s pøekopáváním nakladaèi nebo rotaèními pøekopávaèi kompostu. Kompostuje se poseèená tráva, staøina, døevní štìpka z prùøezù, plevelné rostliny, odpad z tržiš•, listí apod. Surovinová skladba kompostù bývá doplnìna dalšími biodegradabilními odpady z provozoven (výlisky ovoce, potravináøské odpady, odpady z veøejného stravování, nezávadné kaly nebo zvíøecí fekálie). Kompostování musí být provádìno na vodohospodáøsky zabezpeèené ploše, jejíž poøízení je finanènì nároèné. Proto doporuèuji pro toto kompostování využít nepotøebné silážní žlaby, 18
zemìdìlská složištì nebo hnojištì, pøípadnì zabezpeèené plochy bývalých provozoven uhelných skladù.
Zaøízení
kompostárny
dokonalým
štìpkovaèem
a technikou
pro
homogenizaci
a pøekopávání kompostù rovnìž nìkdy pøesahuje investièní možnosti technických služeb. Proto jsme inicializovaly služby v této oblasti, které napø. provádí fi Agrofuture s.r.o. Stará Hu• u Dobøíše. Službou je po území republiky zajiš•ováno komplexní zpracování bioodpadu na komposty, substráty a mulèe, vèetnì spolupráce pøi odbytu produktù. Cena této služby je v rozmezí 240-290 Kè (plus DPH 5%) za 1 m3 materiálu se zahrnutím veškerých operací od pøípravy odpadù, až po hotový výrobek. Služba se provádí mobilní linkou, jejíž souèástí je i pøekopávaè zahranièní provenience.
Zpùsoby intenzifikace kompostování bioodpadu Pøedpokladem dobrého prùbìhu kompostování je pomìr C:N v èerstvém kompostu cca 30-35:1. Optimální vlhkost èerstvého kompostu z drceného bioodpadu je v rozmezí 55-62% (VÁÒA 1997). Možnosti intenzifikace kompostování s cílem rychlé pøemìny organických látek odpadù na látky humusové provádíme v poèáteèní hydrolytické fázi kompostování. O jejím prùbìhu rozhoduje pøi optimalizaci chemických a biologických parametrù substrátu intenzita aerace. Nejlepší prostøedí pro tuto fázi nám zabezpeèují aerované kompostovací biofermentory (VÁÒA 1998a). Teplota fermentace v tepelnì izolovaných biofermentorech v rozmezí 60-80°C nám zabezpeèuje úèinnou devitalizaci patogenních mikroorganismù a semen plevelù a vyšší redukci obsahu vody a objemu materiálu než pøi klasickém kompostování v zakládkách. Nejèastìji jsou tyto bioreaktory konstruovány jako tepelnì izolované boxy, kontejnery nebo otáèivé bubny pro diskontinuální provoz. Dalším typem jsou tunelové nebo vìžové bioreaktory, které jsou na vstupu prùbìžnì plnìny a na výstupu po 10 -14 dnech vychází èásteènì zfermentovaný produkt. Pøedpokladem dosažení plné stability substrátu je další dozrání na zakládce po dobu minimálnì 1 mìsíce. Zintenzivnìní kompostovacího procesu v biofermentorech zkracuje dobu dosažení stability o 2-3 týdny. Výhodou moderních biofermentorù je automatické øízení fermentaèních procesù a rovnìž èištìní odplynu v biofiltru. Náhradou za bioreaktory lze s úspìchem realizovat plochy pro kompostování s nuceným provzdušòováním. Podloží pro umístìní zakládky kompostu je vybaveno soustavou aeraèních kanálù s rozvodem tlakového vzduchu dìrovanými polypropylenovými hadicemi. Dalším øešením je odsávání plynù z podloží zakládky vývìvou inicializující vstup èerstvého vzduchu do kompostové zakládky. Toto øešení umožòuje snížení pachových závad a filtraci odplynu v biofiltru. Intenzifikací klasického kompostování na zakládkách je možno docílit zvýšením frekvence pøekopávek a využitím frézových pøekopávaèù. Na nìkterých kompostárnách bioodpadu se 19
zakládka zakrývá kompostovací plachtou, která je porézní pro výmìnu plynù s okolím, ale dobøe tepelnì izoluje zakládku a zabraòuje vstupu srážek do zakládky. Vysoká intenzifikace kompostování byla dosažena použitím biopreparátu Oxygenátor (VÁÒA 1998b), který jsme získali k ovìøení od firmy Sanbien s.r.o. Praha 5. Mikrobiologická kultura doplnìná hydrolytickými enzymy pochází od firmy Sanitree International z Jihoafrické republiky. Tento preparát jsme použili pøi kompostování krátké seèe parkové trávy s pøídavkem 10% kùrodøevní hmoty a 10% zvíøecích fekálií. Kompostování bylo provedeno v 50 l aerovaných pokusných biofermentorech a to jak s použitím preparátu, tak bez preparátu. Již druhý den po založení experimentu byla teplota kombinace s aplikovaným preparátem vyšší o 10°C ve srovnání s kontrolou. Tøetí den se tento teplotní rozdíl zvýšil na 15°C a varianta s preparátem dosáhla 57°C a v dalších dnech zaèala postupnì klesat. Po 7 dnech od založení experimentu byla u zrajícího kompostu s aplikovaným preparátem travní hmota již jen málo znatelná a kompost vykazoval slabý paøeništní zápach. V té dobì byla na kontrolní variantì bez preparátu, vykazující teplotu 42°C, v substrátu struktura travní hmoty zcela patrná. Po 14 dnech od založení pokusu klesla teplota kombinace s preparátem na teplotu okolí a substrát byl dokonale pøemìnìn na stabilizovaný kompost, což bylo potvrzeno biozkouškou vodního výluhu, který neobsahoval žádné fytotoxické produkty. V této dobì kontrolní kombinace stále fermentovala pøi teplotì 38°C a míra stabilizace, která byla u kombinace s použitím biopreparátu dosažena za 2 týdny, byla dosažena až za 32 dnù od založení. Takové zkrácení doby zrání kompostu se nám zatím nepodaøilo dosáhnout žádným jiným mikrobiologickým nebo enzymatickým preparátem.
Závìr V budoucnosti by se bioodpad nemìl vyskytovat na skládkách odpadu. Pøi separaci tuhých domovních odpadù by se nemìlo zapomínat na separaci bioodpadu. Rovnìž odpady z údržby zelenì by mìly být kompostovány a pøemìnìná organická hmota bioodpadù a obsažené rostlinné živiny by mìly zabezpeèovat úrodnost zemìdìlské nebo parkové pùdy.
Literatura MÛLLER G.: Biomüll sammeln und kompostieren. Umwelt 4, 1989 : pp.187-191 VÁÒA J.: Kompostování separovanì shromažïovaného a smìsného tuhého domovního odpadu a regionální zpùsoby øešení. In: Aktuální problémy pøi zacházení s tuhými odpady II pp : 88-103, Spoleènost pro životní prostøedí, Praha 1991
20
VÁÒA J.: Výroba a využití kompostù v zemìdìlství, Institut výchovy a vzdìlávání MZe, 1997, 38 pp. VÁÒA J.: Je kompostování odpadù v Èeské republice perspektivní technologií ? Nový venkov, No.4, 1998, pp. 16-18 VÁÒA J.: Užiteèné mikroorganismy z jižní Afriky. Biom, No.3, 1998, p. 3
Ing. Jaroslav Váòa, CSc. Výzkumný ústav rostlinné výroby Drnovská 507, 161 06 Praha 6 – Ruzynì tel.: 02 / 33022354, fax: 02 / 365228
[email protected]
21
