Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet
MICÉLIUM-KOMPOSZTÁLÁS FÉLÜZEMI KÍSÉRLETÉNEK KRITIKAI ÉRTÉKELÉSE
Szakdolgozat
Készítette: Lohárth István Környezettechnika szakirány Környezetmérnöki alapszak Konzulensek: Dr. Bokányi Ljudmilla egyetemi docens, ME Varga Terézia Erzsébet tudományos munkatárs, ME Leskó Gábor üzemvezető, ÉMK Kft. Beadás dátuma: 2013.11.25. Miskolc, 2013
Eredetiségi nyilatkozat Eredetiségi nyilatkozat "Alulírott Lohárth István, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom, hogy ezt a dolgozatot saját magam készítettem, a benne leírt vizsgálatokat – ha ezt külön nem jelzem – magam végeztem el, és az ismertetett eredményeket magam értem el. Adatokat, információkat csak az irodalomjegyzékben felsorolt forrásokból használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem."
Miskolc, 2013. november 09. ............................................................. a hallgató aláírása
A konzulens nyilatkozata Konzulensi nyilatkozat "Alulírott Dr. Bokányi Ljudmilla, a Miskolci Egyetem Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézetének egyetemi docense a szakdolgozatot beadásra alkalmasnak ítélem." Egyéb megjegyzések, ajánlás:
Miskolc, 2013. november 25. ............................................................. a konzulens aláírása
Tartalom 1.
Bevezetés.................................................................................................................................... 1
2.
Jogszabályi háttér ....................................................................................................................... 2
3.
A komposztálás fogalma, jelentősége ........................................................................................ 3 A komposztálás alapanyagai .................................................................................................. 5
3.1. 3.1.1.
Ipari hulladékok.................................................................................................................. 5
3.1.2.
Zöld hulladékok.................................................................................................................. 6
3.1.3.
Lakossági szilárd hulladékok ............................................................................................. 6
3.1.4.
Trágyák .............................................................................................................................. 7
3.2.
A komposztálás segédanyagai ................................................................................................ 7
3.3.
A komposztálás folyamatának szakaszai ............................................................................... 9
3.4.
Komposztálás technológiái .................................................................................................. 10
3.5.
Komposztálást befolyásoló tényezők ................................................................................... 17
3.6.
Komposztálás környezeti hatásai ......................................................................................... 19
4.
Az ÉMK Kft. tevékenységének bemutatása ............................................................................. 20
4.1.
Micélium-iszap keletkezése és összetétele ........................................................................... 23
4.2.
Komposztáló üzem elhelyezkedése ...................................................................................... 24
5.
A kísérleti komposztálás folyamata ......................................................................................... 24
5.1.
Kiindulási adalékanyagok jellemzése .................................................................................. 24
5.2.
A prizma méretének meghatározása..................................................................................... 27
5.3.
A komposztálás anyagáramai ............................................................................................... 28
5.3.1.
Napi iszapmennyiség........................................................................................................ 28
5.3.2.
A komposztálás során keletkező anyagveszteségek és a nyers komposzt tömegárama ... 28
5.3.2.1.
Csurgalékvíz mennyiségének meghatározása .............................................................. 28
5.3.2.2.
Nyers komposzt tömegárama ....................................................................................... 28
5.4.
A kísérleti előkeverék homogenizálása ................................................................................ 29
5.5.
A komposztálás hőmérséklet-változása................................................................................ 29
5.5.1.
Hőmérséklet-változások a prizmában .............................................................................. 30
5.6.
A kész komposzt minősítése ................................................................................................ 32
5.7.
A kísérleti prizmából vett minták elemzési eredményei ...................................................... 34
5.8.
Nehézfémtartalom a prizmában............................................................................................ 35
5.9.
A kísérleti komposztálás folyamatábrája ......................................................................... 36
6. 6.1.
Anyagáramok meghatározása a félüzemi kísérlet során .......................................................... 37 A félüzemi kísérletek során fellépő problémák .................................................................... 40
6.1.1.
Javaslat a komposztáló tér kialakítására ........................................................................... 41
6.1.2.
Javaslattétel az adalékanyagok optimalizálásához ........................................................... 43
6.1.3.
Optimális célgépre javaslattétel........................................................................................ 46
6.1.4.
Az iszap nedvességtartalmának a csökkentése ................................................................. 47
6.1.5.
Csurgalékvíz elvezető rendszer kiépítése ......................................................................... 48
6.1.6.
Javaslat a komposzt felhasználására................................................................................. 48
7.
Összefoglalás............................................................................................................................ 49
8.
Summary .................................................................................................................................. 50
9.
Köszönetnyilvánítás ................................................................................................................. 51
10. Irodalomjegyzék ....................................................................................................................... 52 11.
Mellékletek ........................................................................................................................... 54
12.
Mellékletek jegyzéke............................................................................................................ 63
1. Bevezetés A 2012. évi CLXXXV. törvény értelmében a keletkező hulladékmennyiség lerakása, ártalmatlanítása során kötelezik a hulladékbirtokost járulék megfizetésére. A lerakási díj az elkövetkezendő években növekedni fog, így a hulladékok más technológiával történő ártalmatlanítása fog előtérbe kerülni.Az iparban, mezőgazdaságokban és a háztartásokban keletkező hulladékok jelentős mennyiségű szerves anyagot tartalmaznak. Ezek a szerves anyagok nagy része könnyen bomlik és bennük kórokozó (patogén) mikroorganizmusok is jelen lehetnek, ezért ezeket ártalmatlanítani kell, melynek egyik lehetséges módja a komposztálás.A tisztítás során keletkező iszapmaradékának a további feldolgozásával a biológiai bomlásra hajlamos szerves anyagokból olyan termék előállítása a kitűzendő cél, amely környezetkárosító hatással nem rendelkezik [1]. Szakdolgozatom témája a gyógyszer-fermentációs technológiából származó hulladék komposztálása, amit a Sajóbábonyi telephelyű Észak-Magyarországi Környezetvédelmi Kft.-ben tervezik kezelni. A TEVA cég fermentációs technológiával állít elő gyógyszeralapanyagokat és az itt keletkezett szennyvíz kezelésével az ÉMK Kft.-t bízta meg. Amicélium iszap a fermentációs üzem szennyvizéből visszamaradó iszap, amelyet a szennyvíztisztító technológia elején leválasztanak. Az ÉMK Kft. ezen elvből kiindulva ez év májusában létesített egy kísérleti komposztáló telepet, ahol a fentiekben említett maradékanyag komposztálással történő hasznosíthatóságát félüzemi kísérlet segítségével tervezték megvizsgálni. A kísérleti komposztálásba bekapcsolódva, lehetőségem nyílt a folyamat egészének a végigkísérésére. Dolgozatomban kritikailag értékelem a telephelyen végzett kísérleti komposztálási eredményeket, elemzem a kész komposzt minőségi paramétereit és javaslatot teszek a technológia további fejlesztésére, amellyel hatékony komposztálás érhető el.
1
2. Jogszabályi háttér Az 50/2001. (IV.3.) Korm. rendelet célja, hogy egyes szennyvíztisztításból visszamaradó maradékanyagok mezőgazdasági területen való szakszerű felhasználásával elkerülhetővé váljanak a talajra, a felszíni és felszín alatti vizekre, valamint az emberek egészségére, a növényekre és az állatokra gyakorolt káros hatások. A rendelet szabályozza a szennyvízelvezető rendszer által összegyűjtött és szennyvíztisztító műben tisztított szennyvíz, illetve kezelt hulladék mezőgazdasági területre történő kijuttatását, illetve felhasználásának szakmai feltételeit, ideértve a gyűjtött és kezelt települési folyékony hulladékok mezőgazdasági felhasználásának feltételeit is [2]. A vonatkozó jogszabály meghatározza az iszaphulladék fogalmát, amelynek értelmében a micélium-iszap komposzt olyan alapanyag, amelyhez az e rendelet előírásainak megfelelő minőség elérése érdekében biohulladékot és ásványi eredetű adalékokat kevertek, és az a külön jogszabály szerinti komposztáló telepen kerül előállításra [2]. A jogszabály kimondja, hogy mezőgazdasági felhasználásra csak tisztított szennyvíz, kezelt hulladék használható fel, és meghatározza a felhasználás további feltételeit (növénykultúrák, talajtulajdonságok , szennyező anyag határérték, stb.). A direktíva meghatározza a települési szennyvíz kezelése és elhelyezése, illetve különböző ipari tevékenységekből származó szennyvíz kezelése és elhelyezése szabályozásának kereteit. A legtöbb esetben az ilyen vizek másodlagos kezelése kötelező. A szennyvízkezelésből származó iszapot újra fel kell használni, ahol ez csak lehetséges, és ennek során minimalizálni kell a környezetet érintő káros hatásokat [3]. Továbbiakban a rendelet célja az iszapban hasznosítható energia és növényi tápanyagok minél nagyobb arányú kinyerése és visszaforgatása, környezeti kockázatok csökkentése, a talajok fokozott védelme [4].
2
3.
A komposztálás fogalma, jelentősége A 23/2003. (XII. 29.) KVVM RENDELET alapján a komposztálás fogalmát így
határozza meg: olyan ellenőrzött körülmények között végzett művelet, amelynek során a biológiailag lebomló hulladékoxigén jelenlétében, mikro- és makro organizmusok segítségével autotermikus és termofil biológiai eljárás útján lebomlik, termikus úton stabilizálódik, és ennek eredményeképpen komposzt jön létre [13]. A hulladék-anyagok stabilizálásának egyik lehetséges módja a komposztálás, amely az alapanyagok megfelelő összetételét (összetételének, nedvességének beállítását), valamint megfelelő levegőztetését igényli a szükséges termofil hőmérséklettartomány elérése érdekében. Ez azt jelenti, hogy a komposztálási folyamat során 45-50 °C feletti hőmérsékletet el kell érni és tartósan fenntartani. Ez elengedhetetlen feltétele a patogén szervezetek és csíraképes magvak elpusztítására [1]. A komposztálás során nélkülözhetetlen biológiai folyamatok biztosításához a szilárd fázisú rendszerek alkalmasabbnak bizonyulnak, mint a folyadékfázisúak (termofil aerob stabilizáció). A komposztálást ezért szilárd és fél-szilárd anyagok keverései esetén optimális alkalmazni. Aerob biológiai átalakítási folyamatainak eredményeként ekkor a lebomló szerves anyagból széndioxid és a további aerob és anaerob körülmények között egyaránt stabil nagy humusz tartalmú szerves maradék keletkezik. A keletkező hő hatására az anyag víztartalmának egy része elpárolog a biológiai oxidációs folyamat során [1]. A
komposztálás
alapvető
kérdése
a
folyamatok
végbemenetele
alatt
a
nedvességtartalom, hőmérséklet és oxigéntartalom (ellátottság) optimalizálása. Az első kettő meghatározóan az alapanyag minőségével, az utóbbi a levegőztetéssel szabályozható. [1]. Az aerob átalakulások mellett az anaerob folyamatok is szerepet kaphatnak a komposztálás során az oxigén időszakos, vagy lokális hiánya következtében. Ezek meghatározó szerepet játszanak a szerves anyag átalakításában. Elősegítik azt, hogy a biológiailag nehezen oxidálható szerves anyagokból kisebb molekulatömegű, jobban oxidálható származékok (szerves savak, alkoholok) keletkezzenek, melyeket azt követően az aerob szervezetek igen gyorsan hasznosítanak [1]. Az oxigénellátás hiányosságai, egyenlőtlenségéből kifolyólag (nagyobb méretű nedvesebb darabok belső tereiben, illetőleg a komposztálódás előrehaladtával) aerob és anaerob folyamatok együttes kimenetele a végső termék [1]
3
Az anaerob folyamatok viszont a keletkező kis molekulatömegű illó és illatos származékok miatt problémát is jelentenek a környezet számára. A
megfelelő
nedvességtartalomra
és
szabad
gázfázis-hányadra
(szabad
levegőtérfogat) történő bekeverést követően a komposztálás egyértelműen aerob folyamat lesz [1]. A komposztálás tradicionális feladata a rothadásra hajlamos szerves anyagok stabilizálása, emberre patogén szervezeteinek minimalizálása, illetve ezzel egyidejűleg a növényi betegségeket okozó szervezetek, csírák, rovarok, és azok tojásainak, lárváinak az elpusztítása. A termék szaga éppúgy megszűnik a folyamat eredményeként a stabil termékben.
A
felszabaduló
hőmennyiség
révén
a
kiindulási
alapanyagok
nedvességtartalma (iszap, élelmiszeripari hulladékok) is kedvező tartományba állítható be. A szerves anyagok lebomlása, stabilizálódása, az utóbbi szárítással együtt, kedvező feldolgozási költséget jelenthet a különböző hulladékok ártalmatlanítását illetően [1]. A komposztnak számos előnyös hatása lehet mezőgazdasági felhasználássorán. A növények a komposztból könnyebben tudják felvenni a nekik szükséges tápanyagokat – beleértve a mikroelemeket is - harmonikus összetételben. Növeli a talaj humusztartalmát, s ezzel kedvező talajszerkezetet és víztartó kapacitást biztosít. Másodsorban, a komposztkedvező talajtápanyagokat tartalmaz, mint a nitrogén, foszfor és sok mikro-tápanyag. Az utóbbiak mennyisége azonban a komposztban rendszerint
kevés
ahhoz,
hogy
kis
mennyiségben
adagolandó
műtrágyaként
alkalmazhassák. A komposzt használatával javítjuk a talajunk vízháztartását, mivel a komposztok jó vízmegkötő képességgel rendelkeznek. Más oldalról a komposzt tápanyagainak felszabadulása sokkal lassúbb, mint a műtrágyáké, így nem okoznak tápanyag-veszteséget felhasználásuk során [1]. Komposztokkal növelhetjük a talajéletet. Maga a komposzt anyag is nagyon tágnak tekinthető a komposztálás folyamatán belül. Azokkal a funkciókkal szokásos konkretizálni, amelyeket a komposztálásnak a termék előállítása során biztosítani kell. Ilyenek a stabil, humusz-szerű anyag és küllem, a kórokozó-, rovar és lárva-mentesség, egyszerű kezelhetőség, szagmentesség és anövények növekedésének kedvezőbbé tétele [1].
4
3.1.
A komposztálás alapanyagai
A természet megfelelő lebontó-képességgel rendelkezik a szerves anyagok feldolgozására biológiai stabilizálásra, amely alapján feltételezhető nyersanyagnak tekinthető minden biológiai úton bontható anyag, illetve hulladék. Problémát jelent azonban, hogy az egyenletesebb minőségben keletkező, nagyobb tisztaságú hulladékok, néhány iparban keletkező hulladék, valamint még a megfelelő előkezelés útján végbement kerti hulladékok lehetnek csak alkalmasak a minőségi komposzt előállítására [5]. A komposztálható alapanyagok száma nagyon széles skálán mozog. Ide sorolhatóak a mezőgazdaság termelési hulladékai, az élelmiszeripar feldolgozási hulladékai, különböző eredetű trágyák, lakossági hulladékok, fafeldolgozási hulladékok, egyéb szerves hulladékok, mint a kerti hulladékok, növényi maradványok, fű,- és faapríték, nem káros hatású ipari hulladékok, valamint a lakossági szennyvíz tisztításánál keletkező szennyvíziszap [1].További alapanyagok jellemzőit az 1. sz. mellékletben láthatjuk [20]. Veszélyességi fok szerint a toxikus komponenseket tartalmazó (pl. különböző ipari tevékenységek
szerves
hulladékai,
növényvédőszer-maradványokat
tartalmazó
hulladékok), valamint nem tartalmazó anyagokat különböztetünk meg [6].
3.1.1. Ipari hulladékok Bizonyos ipari hulladékok olyan nagy mennyiségben tartalmazhatnak toxikus anyagokat, hogy azoknak közvetlen talajba jutása nagymértékben hatást gyakorol a mikroflórára. A komposztálás során ezeknek a veszélyes anyagoknak nagy része elbomlik így viszonylag nagy stabilitású rendszert hozhatunk létre [6]. A
mezőgazdaságból
és
az
élelmiszeriparból
származó
hulladékok
közül
leggyakrabban a feldolgozásból származó valamint a föld feletti növényi részek alkalmasak komposztálásra. Ilyen hulladékok lehetnek például szalma, kukoricacsutka, rizs-, gyapot-, mandulahéj halfeldolgozási hulladékok (héj, belsőség). A felsorolás nem teljes, de jól szemlélteti a komposztálható növényi és állati eredetű hulladékok széles körét [1]. Az 2. sz. mellékletben található a teljes jegyzék az ipari komposztálás lehetséges alapanyagairól [12].
5
3.1.2. Zöld hulladékok Ebbe az osztályba tartoznak a lakóövezetekből kikerülő lombhulladékok, fűfanyesedékek, valamint a parkfenntartásokból származó zöldhulladékok. Ezek a hulladékok nagyon eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, továbbá mennyiségük jelentősen függ az évszaktól. Ennek döntő többsége kommunális eredetű. A komposztálás során az összes anyag tömegekb. 30%-ot csökken, a C-tartalom pedig 10%-ot. A cellulóz tartalmú anyagok pedig 20-65%- át is elveszíthetik tömegüknek optimális komposztálási körülmények
között.
Komposzt-alapanyagként
történő
felhasználásuk
során
nélkülözhetetlen feltétel a szelektív gyűjtés [6]. Mennyiségét befolyásolja a lakókörnyezet és a lakások sűrűség is. Kertvárosok területén az összes hulladék mennyiségének akár 20%- a is lehet. A kertekből származó zöldhulladék összetétele megközelítőleg 70%-a fűapríték 25%-a levélzet és a fennmaradó 5%-ot az egyéb növénymaradékok teszik ki. Az elmúlt évtizedekben a zöldhulladékokat elszállították lerakókba, míg napjainkban egyre elterjedtebb a külön gyűjtése és komposztálása. Manapság számos helyen tapasztalhatjuk, hogy ahol lehetőség adódik a lakosságnak a falevelek elkülönített gyűjtésére ott zárt komposztálási rendszerben keverik a szennyvíziszaphoz. A zöld növényzet nitrogénben gazdag, a száraz falevelek komposztálásához
azonban
ügyelni
kell
az
optimális
paraméterek
beállítására,
szabályozására [1].
3.1.3. Lakossági szilárd hulladékok Ebbe a kategóriába soroljuk azokat a hulladékokat, amelyek szervezett gyűjtés keretében kerülnek elszállításra. Összetételének legnagyobb százalékát a papír adja, de a műanyag mennyisége is jelentős. Tartalmaz zöld és élelmiszer-hulladékokat, ezért a komposztálhatóságát
a
szelektív
gyűjtés
hatékonysága
határozza
meg
[1].
Becsült éves mennyisége millió tonna, melynek 35%- a biológiailag bontható. Ez a legnagyobb mennyiségben keletkező hulladéktípus, de fontos megemlíteni, hogy összetételét és tulajdonságát nagyban befolyásolja a lakosság életvitele, mindennapi tevékenysége [5].
6
A szilárd települési hulladékok ártalmatlanítására manapság már csak különleges esetekben
(együttes
komposztálás
esetén)
kerül
sor.
Hazánkban
elsősorban
szennyvíztelepeken keletkező iszapok önálló telephelyen vagy adott hulladék lerakóhelyen történő kezelésre alkalmazott eljárás. Komposzt alapanyagként történő felhasználása kizárólag szelektív gyűjtést illetve válogatást követően valósulhat meg [5]. Továbbá gondot jelenthet a változatos mérete alakja, ezért a legtöbb esetben a biológiai degradációját valamifajta előkezelési eljárás (aprítás, rostálás) előzi meg [16].
3.1.4. Trágyák A lakosságból származó hasonló hulladék manapság egyáltalán nem megfigyelhető, mivel az a lakossági szennyvizekbe, s azon keresztül a tisztítás iszapmaradékába kerül. Az állattartást figyelembe véve nagyon nagy trágyamennyiségek keletkeznek száraz és nedves formában egyaránt, ezért az állattenyésztés trágyahulladékára külön feldolgozóüzemek létesültek [6]. A trágyák mezőgazdasági felhasználása valamint komposztálása egyaránt reális lehetőséget jelent, viszont a kockázattal járhatnak az állatoknak adott hormonok és gyógyszerek hatása [6].
3.2.
A komposztálás segédanyagai
A nedves fermentációs iszap önmagában nem lehet komposzt alapanyag, mivel oly mértékű tömörödést képezhet, amivel kiszorítja a levegőt a szilárd fázisból, így anaerob gócokat létrehozva. Intenzív keveréssel oldható meg ilyenkor a szükséges oxigénszint [1]. Fontos, hogy az iszap és az adalékanyagok keverékének a nedvességtartalma, porozitása és a lebontható szerves anyag tartalma megfelelő legyen, mivel nehéz a további szabályozása
a
komposztálásnak.
A
komposztálási
feladásideális
összeállítására
használható a kész komposzt visszaforgatása a folyamat elejére, a porozitás növelésére esetleges mátrixanyagok használata, amit a stabilizálás végén visszanyernek, valamint a lebontást segítő adalékanyagok használata. Az adalékanyagok alapvető tulajdonsága a jó bonthatóság, valamint kis térfogatsúly. Az iszapkomposztálás során az adalékanyagot kétféle célból alkalmaznak:
szerkezetjavítás
energiapótlás [1]
7
Az adalékanyag olyan szerves anyag, amely növeli a porozitást, javítja a feladás minőségét és a komposztálás során lebomlik, pl. száraz szalma, fűrészpor, korpa, trágya, kerti vagdalék stb. [7]. A mátrixanyag olyan szerves vagy szervetlen, nagy szemcseméretű, szerkezetet és porozitást biztosító anyag, amely nem vagy kis mértékben bomlik le, és a komposztálás után szitálással visszanyerhető és újrafelhasználható, pl. faforgács, hulladék-pelletek, gumiabroncs-vagdalék, dióhéj, kőzet [7]. Egyéb anyagok, amelyek felhasználhatók a komposztálás során. Stabilizáló anyagok Szerepük kettős, egyrészt megakadályozzák az anyagveszteséget, másrészt lehetőséget biztosítanak a humuszkolloidok kialakulására. Ilyenek a kőporok, pl. zeolit, riolittufa, bentonit. Ezek a porok segítenek a keletkező kellemetlen szagok megkötésében is [8]. Mész Ha a kiindulási anyagunk savanyú (pl. magas csersavtartalmú falevél), vagy ha savanyú talajnál használjuk a komposztunkat, akkor célszerű meszezni a komposzthalmot. Meszezésre akkor is sor kerülhet, ha a komposztba túl nagy mennyiségű zöld anyag, például fűnyesedék kerül, és a levegőztetést nem sikerül kielégítően biztosítani. Ilyenkor mészkőtartalmú (CaCO3) anyagásványt, márgát vagy dolomitot használhatunk őrölt formában [8]. Fahamu Vegyszerrel nem kezelt fa illetve egyéb növények égetésénél visszamaradt hamu értékes anyagokat (pl. kálium, foszfor, kalcium) tartalmaz. Ez felhasználható kis mennyiségben, sószerűen adagolva (2-3 kg/m³) [8]. A komposztálás optimális feladásának feltétele a megfelelő nedvességtartalom, porozitás, szabadlevegő-térfogat, C/N aránya. Ezeket a paramétereket adalékanyagokkal lehet az optimális értékre beállítani [1]. Alkalmazható adalékanyag lehet a szalmaszár, mivel megfelelően gépesítve van az összegyűjtése, és nagy mennyiségben található, valamint költséghatékony. További segédanyag lehet a mezőgazdasági és erdészeti hulladékok úgy, mint, a fűrészpor, kukoricaszár, kukoricacsutka és napraforgószár. Gyakorlati alkalmazásban a legfontosabb a fűrészpor, faapríték és szalma [1].
8
3.3.
A komposztálás folyamatának szakaszai
A komposztálás során a szerves anyag aerob lebomlása több lépcsőben megy végbe, eltérő sebességgel az anyag összetételétől függően. A könnyen lebontható szerves anyag (fehérje, szénhidrát, stb.) lebomlása gyorsabb, ezek már a komposztálás kezdeti időszakában átalakulnak. A nehezebben bontható anyagok (pl. lignin) pedig a folyamat későbbi időszakában stabilizálódnak [5]. A
komposztálás
folyamata
során
mikrobiológiai
szempontból
négy
szakaszt
különböztetünk meg:
mezofil fázis,bevezető
termofil fázis, lebontó
mezofil fázis, átalakuló
utóérlelő fázis, érés. A mérhető paraméterek közül a hőmérsékleti adatok alapján különíthetők el
legjobban az aerob hulladékkezelés szakaszait, melyet a 1. ábraszemléltet [9].
1. ábra. A hőmérséklet változása a komposztálás során [9].
A komposztálás során alapvetően lebomlási, átalakulási és felépülési fázisok különíthetőek el. Egyes források említenek egy úgynevezett bevezető szakaszt is. Az iniciális
szakasz
hossza
nagyon
rövid,
néhány
órától
1-2
napig
terjed.
A
mikroorganizmusok gyors szaporodása és intenzív anyagcseréje, valamint gyorsan emelkedő hőmérséklet jellemzi. A pH-szint csökken, amint megindul a szerves savak (tejsav, vajsav) termelődése [10].
9
A termofil vagyis lebomlási vagy felmelegedési szakasz időtartalma 2-3 hét. A fázis elején aktív mezofil baktériumok, gombák tevékenységének hatására a hőmérséklet emelkedik. A termofil mikroszervezetek folyamatosan átveszik a helyüket, melyek akár 70°C- ig aktívak maradnak. A komposzt fertőtlenítése ebben az időszakban zajlik. Ezen a hőmérsékleten a könnyen bomló vegyületek gyorsan elfogyasztódnak. A pH lúgossá (88,5) válik, mert ammónia szabadul fel a fehérjék bontásakor és termofil szervezetek elfogyasztják a mezofilek által termelt savakat [9]. A mezofil, vagy átalakulási szakasz akkor veheti kezdetét, amikor a könnyen hozzáférhető vegyületek elfogynak, a reakciók sebessége lecsökken és megindul a lignin, a cellulóz és a hemicellulóz bontása is. A szakasz hossza 3-4 hét [11]. A komposztálás utolsó szakasza a felépülési, vagy érési fázis, melyet a szerves anyag humifikálódása jellemez. Az érés (a hőmérséklet további csökkenésével) 1-2 hónapot vesz igénybe és a folyamat végére létrejön az érett komposzt, ami egy sötét földszerű semleges (6-7)pH- értékű anyag, tele értékes tápanyagokkal a növények számára [11].
3.4.
Komposztálás technológiái
A komposztálási technológiák három nagy csoportba oszthatóak:
nyílt rendszer, ahol nyílt térben megy végbe a komposztálás
zárt rendszer, melyben a folyamat zárt térben folyik
félig zárt rendszer, melynél a folyamatok egy része zárt, másik része nyílt rendszerben valósul meg [10].
Üzemtípus szerint megkülönbözetünk reaktoros és nem reaktoros komposztálási rendszereket, ezeken belül pedig a következő csoportosítás adható meg: 1) Nem reaktoros ipari komposztálás a) Agitált ágyas rendszer: Az agitált ágyas komposztálási rendszert prizmás rendszernek is szokás nevezni. A komposztálást általában növényi eredetű széles C/N arányú hulladékoknál alkalmazzuk. Az alapanyagokat összekeverve egy trapéz keresztmetszetű halomba rakják. Ennek megfelelően a lebontás ideje a nyersanyagok tulajdonságaitól a C/N aránytól valamint a környezet hőmérsékletétől függően 3-6 hónap között ingadozik. Előfordulhat az is, hogy a mikroorganizmusok oxigénigényét levegőztetéssel biztosítják [10]. 10
2. ábra. Az agitált ágy lehetséges szelvénye és méretei [12].
A nyílt prizmás komposztálási technológia hazánkban a leggyakrabban alkalmazott eljárás. Az alapanyagokból összeállított keveréket szintén trapéz, vagy háromszög keresztmetszetű halomba, prizmába rakják, melynek az ágy magassága 1,2 - 1,8 - 3 m, a szélessége általában minimálisan a magasság kétszerese. Az agitált ágy lehetséges főbb méreteit a 2. ábra mutatja be. A technológia rendszeres átforgatással egészül ki, melynek hatására egyrészt homogén közeget alakítanak ki, másrészt biztosítják a levegő bediffundálódását, a keletkező gázok, a vízgőz távozását [6]. Gyakran intenzív levegőztetést is alkalmaznak, mely növeli a lebontás hatékonyságát, másrészt lerövidíti a tartózkodási időt. A levegőztetést általában a padozatba beépített perforált csövekkel valósítják meg [6]. A technológia előnye, hogy jól gépesíthető, intenzív levegőztetés esetén jól automatizálható. A prizma hőmérséklete és nedvességtartalma azonban folyamatos ellenérzést igényel [3]. Az agitált ágyas rendszereket szabad levegőn, ritkábban fedett területen alkalmazzák, többnyire betonalapra építve. A betonalap csurgalékvíz-csatornákkal kell, hogy rendelkezzen a komposztálás során keletkező csurgalékvíz összegyűjtésére
11
A levegőellátást az ágy átforgatásával (agitálásával) biztosítják. Az agitálás gyakorisága 1 - 2 alkalom hetente, havonta vagy akár évente a klimatikus viszonyoktól és a komposztálási
feladás
szerkezetstabilitásától
és
lebonthatóságától
függően.
A
komposztálás időtartama ezek függvényében a 3 - 4 héttől 1 évig változhat [12]. A nyers komposzt utóérlelése a lebontási folyamat befejező stádiuma, a komposzt stabilizálási folyamata, amikor is a mikroorganizmusok elfogyasztják a még rendelkezésre álló maradék tápanyagot. Az utóérlelés során – csakúgy, mint a komposztálási folyamatban - meg kell akadályozni az anaerob gócok kialakulását. Mivel az utóérlelés egy lassú folyamat, így az ágyak méretét a komposztálásétól kisebbre kell kiválasztani, hogy a természetes levegőztetés megvalósuljon agitálás nélkül is. Az utóérlelés szükséges időtartama legalább 1 hónap [12]. Az utóérlelést követően szükséges műveletek lehetnek: szitálás, dezinficiálás, aprítás stb. a komposzt paramétereitől és a felhasználási területétől függően. Az agitált ágyas rendszer berendezései az anyagmozgató gépek és a keverésre használt rakodó gépek, vagy a tárcsás keverők [12]. Az agitált ágyas rendszer kétségtelen előnye az alacsony beruházási és üzemeltetési költsége. A hátrányai a nagy területi igény, ahogy az a 3. ábrán is jól látható, melynek a fajlagos térfogatigénye 2650 m3/ha –s területigény alapján határozhatjuk meg, a jelentős környezeti hatások, melyek között a legsúlyosabb a por és a szag emisszió [12].
3. ábra. Az agitált ágyas komposztálási rendszer területi elrendezése [12].
12
b) Statikus ágyas rendszer A nem-reaktoros komposztálás hatékonyabbá tételét a kényszerlevegőztetéssel biztosítják. Az intenzív levegőztetés lehetővé teszi az állandó forgatás műveletének kihagyását, azonban nélkülözhetetlen szerepet kap az ágy szerkezetének stabilizálása, illetve annak megőrzése a teljes komposztálás ideje alatt. Az aljzatbeton a csurgalékvíz összegyűjtő rendszerén kívül a perforált légcsővezetékeket is magába foglalja [12]. A csővezetékre közvetlenül 0,15… 3 m vastagságú védő-alapréteg kerül, aminek köszönhetően elkerüljük a perforációk eltömődését, ez lehet például mátrix-anyag is. Az ágy felületét megközelítőleg 0,15 m-es készkomposzt réteggel vagy szemipermeábilis membránnal fedik, amely fedő réteg biztosítja az ágy hő- és csapadék szigetelését és megszűri a távozó gőzöket/gázokat. A szellőztetést szívás alatt, illetve túlnyomással lehet megvalósítani [12]. Gazdasági szempontokat figyelembe véve a levegőfúvást alkalmazzák, mert kisebb a nyomásveszteség. Az átlagos benntartózkodási idő 21 nap. Ez idő alatt nem nyúlnak hozzá, leszámítva a kényszerszellőztetést. A porozitás és stabilitást 21 napig meg kell tartani az ágynak, ezt mátrix anyag hozzáadásával valósítják meg. A mátrix-anyag szükséges mennyisége átlagosan a biohulladék térfogatának 2… 3szorosa. A technológiai előnyei közé tartozik, hogy a levegőszabályzás megoldható, mind hideg, mind meleg klimatikus körülményeket jól bírja, illetve kicsi a környezeti hatása [12]. 2) Függőleges reaktorok a) Mozgó agitált ágyas reaktorok
4. ábra. A mozgó agitált ágyas reaktor vázlata [12]. 13
A reaktoros komposztálási technológiák a degradációs folyamatok nagyfokú szabályozását és a környezeti hatások kézbentartását teszik lehetővé.A mozgó agitált ágyas komposztálási technológia az egyik legrégebbi komposztáló rendszer. A 4. ábrán látható reaktorban a felülről adagolt anyag mozgatása szintről szintre történő továbbítás által történik. Az anyagtovábbítást a tengely folyamatos mozgatása és ez által mozgó terelők biztosítják, a perforált szintek fixen vannak rögzítve a tengelyen.A levegőztetés ellenáramban történik. Ez a működtetési technológia rendkívül előnyös, mivel a reaktánsok koncentráció-gradiense, azaz az anyag-átbocsátási folyamat hajtóereje megközelítőleg állandó a reaktor magassága mentén. A lebontási folyamat sebességére a legjobban utaló jel, hogy a benntartózkodási idő 2… 3 nap, ezt követi a kihagyhatatlan utóérlelés [12]. b) Mozgó tömörített ágyas reaktorok: Ez a reaktor rendszer is az ellenáramú reaktor csoportba tartozik, itt a komposztálandó anyag továbbítását a reaktor tetején megfigyelhető folyamatos anyagadagolás miatti anyagkiszorítás biztosítja. A kész komposztot a termékeltávolító berendezés (pl. csigásadagoló) biztosítja. A levegő a reaktor aljába perforált csöveken keresztül jut be, amit az 5. ábra szemléltet [12].
5. ábra. A torony típusú függőleges reaktor vázlata [12].
A komposztálandó feladás paramétereinek beállítása a készkomposzt, esetenként adalékanyag bekeverésével valósul meg. A torony típusú reaktorokban a szükséges benntartózkodási időtartam 7-12 nap, ezt a 2-4 hónapos időtartamú utóérlelés követi [12].
14
Vízszintes és ferde reaktorok a) Támolygó szilárd ágyas rendszer: Ez a komposztáló reaktor a tökéletes keveredésű, ellenáramú forgódobos reaktorok, amelyek vázlatát a 6. ábra szemlélteti [12].
6. ábra. A forgódobos vízszintes komposztáló reaktor [12].
A forgódobok átmérője átlagosan 2,5… 3 m, fordulatszáma pedig viszonylag alacsony (<10 f/min), kényszer levegőztetésűek. A szükséges komposztálási idő 1… 6 nap, amelyet az 1… 3 hónapos intervallumú utóérlelés követi [12]. b) Agitált szilárd ágyas rendszer: Ez a reaktorcsoport zárt-profilú, vízszintes vagy ferde, kényszer levegőztetésű, keresztáramú reaktorok, a komposztálandó anyag bekeverése mechanikus úton történik, ahogy ezt a 7. ábrán is láthatjuk [12].
7. ábra. A Vízszintes komposztáló reaktor vázlata [12]. 15
Egy ágy szélessége 1,8… 6 m, vastagsága 1… 3 m, az optimális komposztálási időtartam 2… 4 hét. c) Alagút rendszer:
8. ábra. Az alagút rendszerű komposztálási reaktor [12].
Az alagút típusú komposztálási reaktor (8. ábra) annyiban tér el az előző technológiától, hogy ezekben az anyagmozgatást önjáró rakodógépek végzik a méretüktől fogva [12]. A következő ábra szemlélteti a már előzőekben bemutatott technológiák közötti különbségeket:
9. ábra. Technológiák összehasonlítása [12]. 16
3.5.
Komposztálást befolyásoló tényezők
idegenanyag-tartalom
levegőellátottság
C/N arány
nedvességtartalom
hőmérséklet
pH-tartomány
szemcseméret
Idegenanyag tartalom: Fontos
figyelembe
venni
komposztálandó
feladás
idegenanyag-tartalmát.Az
idegenanyagnak azokat az anyagokat nevezzük, amelyek a komposztálás során nem bomlanak le, csökkentik a végtermék piaci értékét, de nem mérgezőek. Ezek leggyakrabban a csomagolóanyag-maradékok, pl. üveg, műanyag, fém vagy bálazsinórok [12].
Levegőellátottság: Az aerob viszonyok meghatározóak a lebontás folyamatában, ezért vagy állandó vagy időszakos levegőztetés szükséges a mikrobák oxigén ellátottságához. Optimális oxigénellátottság alatt a bomlás anaerobbá és kedvezőtlen szaghatással jár ( kén-hidrogén, stb.).Állandó keverés esetén (forgódob stb.) a lebomlás gyors, de energiaigényes, időszakos átforgatást alkalmazva a lebomlás lassú és nagy területre van szükség a tároláshoz. Ezért a korszerű berendezéseknél folyamatos levegőztetést alkalmaznak 0,6– 2,0 m3 levegőt adagolva 1 t szerves (száraz) anyagra számítva [12].
C/N arány: A mikroorganizmusok életműködéséhez szükséges anyagoknak nem csak a minősége, hanem az aránya is fontos. Ha az arány nem megfelelő, a működés nem zavartalan. A lebomlás gyorsaságát erősen befolyásolja, hogy a lebontandó anyagban milyen a szén és a nitrogén egymáshoz viszonyított aránya (C/N). Az ideális a 25-30:1 arány (tehát 25-30szor több szénre van szükségük, mint nitrogénre). Ha sok a szén, szén-dioxid keletkezik és távozik a rendszerből, a folyamat igen lassú [8]. 17
Amennyibennitrogénből van sok, a nitrogén jelentős része ammónia formájában távozik. A nyers szerves hulladékok szén/nitrogén aránya különböző [8].
Nedvességtartalom: A komposztáláshoz szükséges optimális nedvességtartalom különböző kutatások alapján 45 55%. Ez az optimális nedvességtartalom vagy mesterséges nedvesítéssel (locsolással) vagy egyszerűbben települési iszapokkal való együttes kezelés esetén érhető el, ez a hatás is az együttes komposztálást indokolja. A nedvességtartalom egyenletes eloszlása fontos tényező, ezért a forgatásos homogenizálás a komposztálás alapvető művelete. A képződő hő gyakran kiszárítja a komposztálás alatt levő hulladék-anyagokat, ezért a nedvességtartalom ellenőrzése szükséges [1].
Hőmérséklet: A komposztálási folyamatot nagymértékben befolyásolja a hőmérséklet változása. A komposztálás egyik legfőbb feladata a hulladékokban esetlegesen előforduló kórokozók elpusztítása. Ez tartósan magas hőmérséklettel érhető el. Törekedni kell arra, hogy a komposztálandó anyag egész tömege hosszabb időn (min. 14 napon keresztül 55°C-nál, illetőleg min. 7 napon keresztül 65°C-nál) magasabb hőhatáson menjen át (ebben a termofil tartományban a hőmérséklet a 70-75 °C-ot is elérheti). A magasabb hőmérsékleti átlagszint esetén a lebomlás időtartama is csökkenhet [13].
pH-tartalom: Az optimális közeg-kémhatás semleges tartományba esik: pH = 6-8. A degradációs folyamatot katalizáló mikroorganizmusok acidofóbok, ezért számukra semleges közeget kell biztosítani. A magas csersavtartalmú növényi hulladékok, egyes gyümölcs hulladékok esetén szükséges a pH beállítása, melyet kalcium-karbonát adagolásával célszerű megvalósítani [12].
18
Szemcseméret: A komposztálásra kerülő feladás-keverék optimális szemcsemérete átlagosan 25-75 mmben adható meg. A szemcseméret a porozitáson túlmenően, fontos paraméter az anyagkezelhetősége szempontjából is. Az ágas-bogas vagy nagyméretű biohulladékok (pl. kerti vagdalékok, fa stb.) méretét aprítással csökkenthetjük [12]. A hulladék-anyagok szemcsemérete (aprózottsága) szintén kihat a levegő ellátottságra és a lebontás sebességére. Az aprított anyagot nagyobb felületen bontják a mikroorganizmusok [1].
3.6.
Komposztálás környezeti hatásai
Poremisszió: A jogszabályok értelmében figyelembe kell venni a komposztáló telep és a lakott terület közötti távolságot. Ez a környezeti hatás csak a technológiák egyes szakaszaiban figyelhető meg. A nyitott rendszerű komposztálás során a prizmák összerakásakor, forgatásakor kell jelentősebb mértékű poremisszióval számolni, de a porra, mint szennyező anyagra jellemző, hogy nem jut messzire, sőt ezt növények telepítésével teljesen kizárhatónak tekinthetjük [9,10].
Szagemisszió: A szagemisszió a komposztálás során különböző szakaszaiban jelenhet meg: a beérkező hulladék anyag tárolása, a nem reaktoros eljárástechnikai rendszerű komposztáláskor, stb.A szagemisszió a szerves savak, alkoholok, hidrogén-szulfid és más gázok emissziója, szagemisszió elleni védekezés a félig zárt komposztálási rendszereknél oldható meg aGore-Tex membrán segítségével, ugyanis a membránhártya belső felületén kialakul egy kondenzvíz-film réteg, ami a szaghatást előidéző gázokat feloldja és visszajuttatja a prizma belső részébe. Ez e rendszer körülbelül 97%-al csökkenti a szagemissziót [17].
19
Csurgalékvíz: A csurgalékvíz a komposztálás során aerob lebontási folyamat eredményeképpen keletkező folyadék-fázisú penetrát, amely a prizma anyagából kivonatolt, kioldott vagy kimosott szuszpendált komponenseket tartalmaz. A következő vízszennyező forrás a komposztáló telep elfolyó vize, amennyiben ez kikerüli a csurgalékvíz gyűjtő rendszert. A komposztálás során képződő csurgalékvíz mennyiségét csökkenteni tudjuk azáltal, hogy a komposztálandó anyag nedvességtartalmát csökkentjük. A komposztálás során képződött és összegyűjtött csurgalékvíz kezelésére a következő megoldásokat alkalmazzák. −
A legegyszerűbbnek tűnő megoldás az összegyűjtött csurgalékvíz szétpermetezése a prizma felületén, viszont ezt csak a komposztálás kezdeti fázisban hajthatjuk végre.
−
A képződő csurgalékvizet vagy annak egy részét a legközelebbi kommunális szennyvíztisztítóba vezetjük vissza. Amennyiben a szennyvíztisztító túl nagynak találja a csurgalékvíz szennyezettségének mértékét, akkor helyben történő (on-site) kezelést kell megoldani aerob biológiai eljárással [12].
4. Az ÉMK Kft. tevékenységének bemutatása Szennyvíztisztítás Az Észak-Magyarországi Környezetvédelmi Kft szennyvíztisztító telepe fogadja a Sajóbábonyi Vegyi Park Kht. területén levő ipari üzemek ipari, technológiai szennyvizeit, az üzemek szociális szennyvizeit, valamint Sajóbábony község kommunális szennyvizeit. Az ipari szennyvíz csatornán érkezik, míg a kommunális szennyvíz a fekáliás csatornán keresztül. Mindkét vezetékrendszer egyesített, vegyes csatornarendszerként üzemel, melyben gravitációs és nyomott szakasz egyaránt megtalálható. A tisztított szennyvíz felszíni csapadékvíz elvezető csatornába kerül elvezetésre, ami a Bábony-patakba folyik. A sajóbábonyi iparterületen a TEVA Zrt. gyógyszergyár compactin és lovastatin gyártására fermentációs üzemet telepített 2005. év I. felében, amelynek kommunális szennyvizét megállapodás alapján a gyártelepi kommunális csatornahálózatba vezeti, az ipari szennyvíz elvezetésére kettő polipropilén vezeték került kiépítésre.
20
Ezt
a szennyezőanyag terhelést
megfelelő
előkezelés nélkül
a meglevő
szennyvíztisztító telep a többi érkező szennyvízzel együtt már nem volt képes fogadni és az üzemelési engedélyben előírt határértékekre tisztítani. Ezért az Észak-Magyarországi. Környezetvédelmi Kft a fermentációs üzemből származó magas szervesanyag tartalmú szennyvíz előtisztítására alkalmas létesítmény tervezését és kivitelezését hajtotta végre 2004-05 évben. A sikeres rekonstrukció után a hidraulikus kapacitás ma 6200 m3/nap, szerves anyag lebontó képessége 5500 kg KOI/nap. A szennyvíztisztítási folyamat kiegészült a lebegőanyagok hatékony leválasztásával illetve a centrifugált fölösiszap és a micélium szárítására alkalmas egységgel, annak érdekében, hogy a szennyvíztisztítás szilárd melléktermékeinek energetikai hasznosítása lehetővé váljon. Az iszaplerakó 3 kazettából áll: rekultivált, rekultivációra előkészített és a művelés alatt álló kazettákból. A szennyvíztisztításból kikerülő iszapok víztelenítés után 2007. október 31-ig kerültek lerakásra, ezt követően a víztelenített szennyvíziszap szárítás után az égetőben kerül ártalmatlanításra. Az iszaplerakó művelésének befejeztével, a még most kezelés alatt álló kazetták rekultivációjára is sor kerül. A vállaltcsoporthoz tartozó laboratórium korábban a szennyvíztisztításhoz kapcsolódó klasszikus analitikai vizsgálatok elvégzésére volt szakosodva. Később ez bővítésre került egy toxikológiai laborral. A szennyvíztisztító és égetőmű fejlesztésével párhuzamosan a laboratórium is folyamatosan korszerűsödik [18]. A létesítményből elfolyó tisztított szennyvíz minőségének meg kell felelnie a 28/2004. (XII.25.) KVVM rendelet vonatkozó határértékeinek, amelyeket a vízjogi üzemeltetési engedély tartalmaz részletesen. A vízjogi üzemeltetési engedély az alábbi határértékeket írja elő, a tisztított szennyvíz felszíni elvezető csatornába történő vezetésnél [18].
21
Hulladékégetőmű
10. ábra. Hulladékégető [18].
Hulladék begyűjtés és szállítás
Előkészítés, tárolás
Hulladék égetése, hőenergia termelés
Égetési maradékanyag lerakás
A hulladék jelentős része saját gépjárművekkel kerül a telepre (10. ábra). A beérkezett járművek mérlegelése, a hulladékok átvétele és rendezett előkészítése gyors és hatékony rendszerben működik. A telephelyre beérkező szilárd veszélyes hulladékok ártalmatlanításig történő biztonságos tárolásárát egy szigetelt alapzatú 2000 m2-es, és egy 2400 m2-es alapterületű fedett tároló biztosítja. A folyékony veszélyes hulladékok fogadását 4 db 20 m 3-es és 4 db 100 m3-es tartály, az ártalmatlanításig történő biztonságos tárolását pedig 1 db 1500 m3 térfogatú tartály biztosítja. A statikus égető két pirolízis kamrája alkalmas a nehezen kezelhető hulladékok pl. kannák, hordók ártalmatlanítására. Az égetőmű szennyező anyag kibocsátást összetett füstgáztisztító rendszer tartja határértéken belül. A rendszer zsákos porszűrőből, aktív kokszos dioxin adszorberből és kétfokozatú mosótoronyból áll. A forgódobos kemencében kerülnek égetésre a darálást nem igénylő, megdarált, pasztaszerű és nehezen éghető folyadékok. Az utóégetőben előkezelt, jó minőségű oldószereket használnak a hőmérséklet biztosítására. Gázégőkkel biztosítják a rendszer felfűtését és az előírt hőmérséklet tartását. A rendszer irányítását 3 db PLC vezérli, felügyeletét pedig 7 db számítógép látja el. A veszélyes hulladékok ártalmatlanítása során keletkezett égetési salak elhelyezése a Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség engedélye alapján üzemelő salak- és maradékanyag lerakó telepen történik [18]. 22
4.1.
Micélium-iszap keletkezése és összetétele
Ahogy az előző fejezetben erre már utaltam, az ÉMK Kft. szennyvíztisztító telepe a kommunális szennyvizek mellett a TEVA leányvállalatából származó gyógyszeripari hulladék-fermentleveket is kezeli. A fermentációs technológiából kikerülő szennyvíz a kompaktin és lovastatin fermentációjából származó reziduumokat tartalmaz, és magas lebegőanyag, valamint szerves anyag tartalom jellemzi. Ezek a reziduumok olyan polihetero-aromás vegyületek, amelyek biológiailag nagyon nehezen bonthatóak, ami a következő ábrából is jól látható [14,15]:
11. ábra. A Kompaktin (bal) és lovastatin (jobb) szerkezeti képlete [15].
Ennek eredményéül az a következtetés vonható le, hogy a nehezen bontható polihetero-aromás
vegyületeket
nagyon
nehéz
közvetlenül
lebontani,
így
a
mikroorganizmusok számára nem hozzáférhetőek, vagyis ezeken a fermentleveknek a biológiai lebontását környezetvédelmi szempontból fontosnak vélte a TEVA Zrt, így a vele egy ipari park területen lévő ÉMK Kft-t bízta meg ennek a megoldására. A micéliumiszapkezelési projektbe így módon betekintést nyerhettem a komposztálással való lebontás sikerességéről [15].
Vizsgált komponens
Iszap összetétele
nedvességtartalom [%] szárazanyag-tartalom [%] izzítási veszteség [%] Összes nitrogén [mg/kg] Összes foszfor [mg/kg] pH-érték KOI [O₂ mg/dm³] BOI5 [mg/dm³]
85,8 14,2 80,6 68000 41530 7,31 1030 593
1. Táblázat Micélium-iszap összetétele [4].
23
4.2.
Komposztáló üzem elhelyezkedése
A kísérleti komposztáló telep az ÉMK Kft. iparterületén létesült, ami a Sajóbábonyi lakóövezettől megközelítőleg 3-4-km-re található, így az előírt jogszabályokat kielégíti. A kísérleti komposztáló üzem megvalósításáról azért döntött az ÉMK Kft., mert az Európai Uniós jogszabályok nem engedélyezik a magas szervesanyag-tartalmú iszapok lerakását, csak a komposztálását vagy energiatartalmuk hasznosítását. Ennek értelmében az ÉMK Kft. ez év májusában egy kísérleti komposztáló üzem működtetésére kapott engedélyt.
5. A kísérleti komposztálás folyamata A Sajóbábonyi kísérleti komposzttelepen a kísérleti sarzs a már előzetesen meghatározott arányban történő bekeverése 2013.május 02-án homlokrakodó segítségével „durván” összekeverésre került. A keletkezett kísérleti keverék mennyisége körülbelül 105 m³ lett az alábbi összetétel alapján, ugyanis az anyagáramok meghatározásánál az oltóanyag mennyiségét nem veszem figyelembe.
50 m³ lignocellulóz adalék (faapríték)
50 m³ micélium-iszap
5… 10 m³ fahamu
5… 6 m³ Biomass Kappa oltóanyag (5tf %).
5.1.
Kiindulási adalékanyagok jellemzése
A kész komposzt minőségét nagymértékben befolyásolja a kiindulási anyagok minősége. Tehát a minőségét befolyásolja az a beavatkozás, hogy a komposztálást a lebomlás melyik fázisában állítjuk meg, azaz a komposztot friss vagy érett állapotban értékesítjük [12].
Lignocellulóz adalék: A faapríték nedvességmegkötése igen magas, illetve szerkezetjavító, porozitás növelő komponens. A faaprítéknak meghatározó szerepe van a szerkezetlazításban. Ezen adalék hozzáadását ellenőriznünk kell ahhoz, hogy optimális porozitást illetve a szükséges levegőztetést biztosítani tudjuk, amit a 12. ábra szemléltet [1].
24
A strukturáló segédanyag, leggyakrabban faapríték, a komposztálást követően eltávolításra kerül a kész komposztból és visszaforgatják az alapanyaghoz. A faapríték további növelésével elérhető az optimális nedvességtartalom, miközben a nyers iszap energiatartalma a komposztkeverék kiszáradását is biztosíthatja. A faapríték iszaphoz történő bekeverése általában 2/1 és 3/1 közötti térfogataránnyal javasolt [1].
12. ábra. Lignocellulóz adalék (Szerző saját fényképe)
A
cellulóz
felépítésének
megismerésére
nem
elegendő
a
külső,
fizikai
tulajdonságainak az ismerete, hanem ismernünk kell a kémiai összetételét is. A cellulóz definíciója: a cellulóz olyan vegyület, amely hidrolízissel teljes mennyiségébe szőlőcukorrá (D-glükóz) alakul, és amelyet híg savak csak nagyon nehezen támadnak meg. A cellulóz 44,4 %-a szénből, 6,25 %-a hidrogénből és 49,4 %-a oxigénből áll, ennek megfelelően a tapasztalati képlete: C6H10O5 [6].
A cellulóz szerkezeti képlete:
13. ábra. Cellulóz szerkezeti képlete [19].
25
Biomass Kappa oltóanyag: A Biomass Kappa oltóanyagban lévő mikroorganizmusok egy része aerob tulajdonságokkal bír, így főleg a kezdeti bekeverés utáni mezofil fázisban biztosítani kell az optimális oxigénszükségletet. A Biomass Kappa oltóanyagot 5 tf %-ban adják hozzá a feladás mennyiségéhez. Az oltóanyag a komposztálás folyamatát beindítja, intenzitását növeli, jobb minőségű végterméket, komposztot eredményez. Az oltóanyag és az adalékanyag keverést egy ütemben hajtjuk végre. A komposztálás során biztosítani kell az anyag levegőellátottságát, ezzel optimalizálva a mikroorganizmusok metabolizmusát, amelyet legfőbbképpen a termofil szakaszban kell beállítani [4].
Fahamu: A fahamu talajjavító hatással rendelkezik. Komposztként legfeljebb 3 %-os arányban ajánlott a fahamut a talajhoz adni. A fahamu a növények táplálására vagy a talaj tápanyag tartalmának részbeni pótlására, a fahamu lúgos kémhatása és a magas kalcium (8,0-43,8%) tartalma miatt. A fa elégetésével a nitrogén és a kén teljesen elillan, csal kalcium,magnézium-karbonátok és mikroelemek maradnak a fahamuban. Kalcium-karbonát tartalma
mintegy
25…
30%-ra
tehető,
ami
a
savanyú
talajok
mészpótlását
kiegyensúlyozza. Nyomokban nehézfémek, ólom, kadmium, nikkel és króm is található a fahamuban. Nagyon finom szemcséjű, ezért a talajra szórva gyorsan kifejti hatását [20]. A fahamu térfogattömege 0,452 kg/dm3, mérési eredmények útján meghatározva [18]. A kísérleti komposztáláshoz felhasznált hamu kémiai összetételét a Bálint Analitika Laboratórium elemezte. A hamu szárazanyagtartalma 100 m/m %-nak tekinthető, melynek következtében meghatározó szerepet tölt be az optimális nedvességtartalom megadásánál [18]. A további összetételek az 3. sz. mellékletben láthatóak. Összetétel
mértékegység
érték
szulfát
mg/kg
119620
klorid
mg/kg
21430
fluorid
mg/kg
3,5
DOC
mg/kg
582
TDS
mg/kg
532000
2. táblázat. A hamuminta kémiai összetétele [18] nyomán. 26
A talajok pH-értékének szükségtelen növelésével, megnehezíti a növények tápanyagfelvételét, ami a legtöbb növény esetében enyhén savanyú (pH 7 alatt) talajon a legkedvezőbb, mivel a magas pH tartományban a mikroelemek felvehetetlenné vállnak a növények számára [20].
5.2.
A prizma méretének meghatározása
14. ábra. A prizma méretei, (Szerző saját szerkesztése [12] nyomán).
A prizma térfogata megközelítőleg 105 m³ lett abekeverése után, így ennek megfelelően kell a prizma méreteit meghatározni.
Kiindulási adatok: a=1,60 m b=1,0 m c=2,0 m d=4,0 m
. Tehát a prizma egy szelvényének a terülte 4,8 m2
A prizma hosszának meghatározása: . A prizma hossza, így megközelítőleg 22 méter.
A prizma területigénye:
27
5.3.
A komposztálás anyagáramai
5.3.1. Napi iszapmennyiség Az anyagáramok számításánál az első lépés a napi iszapmennyiség kiszámítása: Az üzem közelében lévő szennyvíztisztító mű évi 3000 t iszapot termel. Ennek a napi mennyisége – figyelembe véve az üzem tényleges munkaidejét, amely 360 munkanap a karbantartási idő miatt. Xc=8,33≈8,4 t/nap, ahol Xc: napi iszapmennyiség Ez óránként:
5.3.2. A komposztálás során keletkező anyagveszteségek és a nyers komposzt tömegárama Az anyagveszteségeket az anyagmegmaradás elvét felhasználva számítjuk ki. Általánosan felírva:
5.3.2.1.
Csurgalékvíz mennyiségének meghatározása
A komposztálás során keletkező csurgalékvíz mennyiségét az alábbi összefüggéssel határozhatjuk meg, ha eltekintünk a párolgástól és a levegőztetés szárító hatásától.
(
)
(
)
, ahol
Scm: iszap-faapríték keverékének szilárd anyag tartalma Xm: feladás tömegárama Xvíz: a keletkező csurgalékvíz mennyisége Sp: a keletkező nyers komposzt szilárd anyag tartalma. Ebből kifejezve:
(
)
(
)
.
A keletkező csurgalékvizet a szennyvíztisztítóba vezetjük vissza.
5.3.2.2.
Nyers komposzt tömegárama
A veszteségeket levonva megkapjuk a nyers komposzt tömegáramát, eltekintve a komposzt illóanyag-tartalmától.
. 28
5.4.
A kísérleti előkeverék homogenizálása
A kísérleti előkeverék összeállítása után 2013. május 14-én szerves –trágyaszóró gép segítségével a keveréket átkevertük, homogenizáltuk, ami a 15. ábrán látható. Az átforgatás célja, a homogenizáláson túl még az is, hogy a prizma biológiai folyamatainak beindításához szükséges oxigén mennyiséget biztosítsuk. Az átforgatások a folyamat elején 4… 7 naponta egyszer végeztük el, majd a komposztálási ciklus befejeződéséhez közeledve már megengedhető volt a forgatások számának csökkentése, így ez 7… 10 napra redukálódott. Az átkeverés során fellépő problémát a gépről leszerelt forgótengelyek okozták, minek következtében elmaradt a tépő-keverő hatás, így az előkeverék nem tudott kellően homogenizálódni, amit a következő ábra is szemléltet.
15. ábra. A Prizma első átkeverése. (Szerző saját fényképe)
5.5.
A komposztálás hőmérséklet-változása
A komposztálás során fontos szerepet tölt be a hőmérsékletváltozások figyelemmel kísérése, szabályozása. Ezáltal betekintést nyerhetünk a lebomlási folyamatokba, ugyanis a hőmérsékletalakulás jól szemlélteti a technológiában résztvevő tényezők befolyásoló hatását (anyagminőség, levegőellátottság, nedvességtartalom, pH-tartomány). A bomló anyag és a külső hőmérséklet között fellépő folyamatos hőcsere annál intenzívebb, minél nagyobb a két közeg közötti hőmérsékletingadozás és a tömegéhez képest minél nagyobb a komposztálandó anyag környezettel érintkező felülete.
29
Nagy hő veszteség figyelhető meg abban az esetben, ha a nagy anyagmennységet nagy felületű formákba (pl. hosszú prizmákba) rakják. Ezzel ellenkezően az sem célszerű, ha tömegéhez képest kis felületetekbe (pl. kazlakba való összerakás) rakják, mert ekkor a gázcseréje csökken, a folyamat anaerobbá válhat. Ilyenkor válik szükségszerűvé a levegőztetés vagy a többszöri átforgatás biztosítása. Különösen nagy fontosságot kap a komposztálás során a hulladékokban előforduló emberi, állati, növényi eredetű kórokozók elpusztítása. Arra kell törekednünk a komposztálás folyamata során, hogy minél hosszabb ideig (min. 7 napon keresztül 65°C-nál) magasabb hőhatáson menjen át elérve akár a 70… 75°C-ot. Ennek eredményeképpen a lebomlás időtartama is lényegesen csökkenhet [1].
5.5.1. Hőmérséklet-változások a prizmában A bekeverés után a kísérleti prizma hőmérséklete a rövidnek mondható, 24… 36 órás bevezető szakaszban megfelelően alakult. A hőmérséklet a szaporodási folyamat során meglehetősen gyorsan nőtt, ami az alábbi diagramon is jól látható:
16. ábra. A prizma hőmérséklet változása. (Szerző saját szerkesztése).
A kezdeti hőmérséklet a prizmában 37… 38 °C volt, illetve a kémhatása 7,8, ami enyhén lúgos tartományba esik. Az oltóanyag hozzáadását követően kezdtem el a hőmérsékleti változásokat vizsgálni, így ezt a napot tekintem a kiindulásnak. A beoltást követő 8. napon (2013.05.22.) a prizma első átkeverése, levegőztetése megtörtént.
30
A diagramon jól látható a lebomlás első fázisa, ahol a hőmérsékleti optimum 25… 35°C között volt. Az intenzív anyagcseréjük következménye a további gyors hőmérsékletemelkedés. A szaporodási folyamatuk csak 45 °C-ig folytatódik intenzíven. Ezzel párhuzamos időben megjelentek az oltóanyaggal szintén bevitt termofil mikroorganizmusok, amelyeknek az optimális hőmérséklet tartománya 50… 55 °C között van. Ezen a napon csendes esőzés volt megfigyelhető, ami kihatással volt a prizmára lecsökkentve annak hőmérsékletét az elkövetkezendő 3-4 napban. A 13. napon (2013.05.27). nagy mennyiségű csapadék hullt a térségre (40mm), minek következtében a prizma szerkezete kissé összeesett. A 13.-17. nap között jól megfigyelhető a hőmérséklet kis- mértékű csökkenése a prizma két végén, míg a közepén enyhe emelkedés figyelhető meg, ami még a termofil-mezofil mikroorganizmusok tartományának határát jelzi. A 17. napot követően (2013.05.31.) megtörtént a prizma második agitálása, amit továbbra is műtrágyaszóró gép segítségével oldottak meg. Az átforgatást követően a prizma eleje és vége megfordult. A prizmát fóliával fedték le megvédve a további esőzéstől. Egy része a kísérleti komposztnak szétázott a nagy esőzés következtében. A következő időszakban csapadék nem volt megfigyelhető, a hőmérsékletek a prizma elején és végén 30… 40°C között mozgott, míg a végén elég intenzívnek mondható hőmérsékletemelkedés állt fent. A lebomlás 40-41. napján (2013.06.23.) több mint 100 mm eső hullott le, viszont a prizma takarva volt, ennek ellenére a víz megállt alatta. Ezt követő napon egy újabb átkeverést végeztek el. A fóliát visszarakták a prizmára. A következő majdnem két hét folyamán, a prizma elején lassúnak mondható hőmérsékletemelkedés figyelhető meg, míg a prizma közepe és vége változatos hőmérsékleti eredményeket mutat a 30… 50 °C os tartományban. A 49. napon (2013.07.02.) a fóliát levették a kísérleti komposztról és az elkövetkezendő egy-két napban teljesen száraznak tekinthető volt a prizma felülete. Ezen időszakban a hőmérsékletek stagnálást mutattak a prizma mindhárom részében. A 62. napon (2013.07.13.) ismét megtörtént a kísérleti prizma átkeverése, levegőztetése. A következő időszakot felölelő hetekben nem történt említésre méltó változás, ahogyan a diagramon is jól látszik ezen időszakban kijelenthető volt a hőmérsékleti értékek közel azonos intervallumban való ingadozása, ami 40… 45°C közé esett.
31
A kísérleti prizma közel 4 hónapos kezelése után, a helyszíni ellenőrzések alapján 2013. szeptember 10-én a komposztálási folyamatot befejezettnek nyilvánították [4]. A kísérlet sarzs hosszan-tartó fólia takarását nem véltük szükségszerűnek, mivel az oltóanyagként
alkalmazott
mikroorganizmusok
aerob
fajok,
így
a
biológiai
élettevékenységükhöz az oxigén jelenléte jótékony hatású. Csapadékosabb időszakokban a laza fólia-takarás javasolt lehet, ami megvédi a prizmát a belső átnedvesedéstől, továbbá a felületi réteg által levezetett beszivárgó esővíztől. Ha a prizma nedvességtartalma 30… 40 m/m % alá csökkenne, akkor célszerű a prizmát locsolni (pl.csurgalékvízzel). A diagramon jól kivehető, hogy a prizma hőmérséklete nagyon ingadozó, vagyis nem tudott az optimális hőmérsékleten hosszantartó ideig fennmaradni, így a szerves anyag lebomlás időtartam is meglehetősen elhúzódott (3… 4 hónap). Ezen probléma megoldására, vagyis a hőmérséklet intenzitásának növelésére optimalizálnám a célgépeket és növelném az agitálások számát, amivel a komposztálási időtartam 3… 4 hétre redukálódhatna.
5.6.
A kész komposzt minősítése
A kísérleti komposztból vett mintavételezés időpontja 2013. szeptember.10. A mintavételezés a prizma 3 különböző pontjában történt megközelítőleg 50… 60 cm-es mélységből. A mintázott anyag tömege egyenként 1kg mennyiség volt [4]. A minta külső megjelenése: sötétbarna színű, morzsalékos szerkezetű, növényi rostokat tartalmazó földszagú termék.
17. ábra. A prizma mintavételezése. ( Szerző saját fényképe). 32
A komposzt biológiai jellemzői:
szerves összetevőket tartalmaz
fertőzőképessége nincs
kórokozóktól mentes
gyommagvaktól mentes
érettségi foka.
Kémiai jellemzői:
pH-érték
fontosabb tápanyag-összetevők (nitrogén, foszfor, kálium)
nyomelem tartalom (kalcium, magnézium, bór)
C/N-arány
mésztartalom
nitrogénmegkötés
sótartalom
nehézfémtartalom
Fizikai jellemzői:
Szemcseméret (finomszemcse 8mm alatt, közepes szemcse 8… 20 mm között, nagy szemcse 20 mm felett),
struktúra-stabilizálás (eróziógátlás),
víztartalom,
idegenanyag-tartalom,
tárolhatóság.
A kész komposzt hasznosításához szükséges minőségi elvárások:
magas szervesanyag-és növényi tápanyag-tartalom
alacsony idegenanyag tartalom (üveg, fém, műanyag, kő, gumi stb.)
toxikus anyag tartalma jelentéktelen legyen (főként nehézfémek). A komposzt értékesíthetőségét javíthatjuk, ha az előállítás során minőségjavító
adalékokkal keverik (pl. szerves trágya, műtrágya [12].
33
5.7.
A kísérleti prizmából vett minták elemzési eredményei
pH-tartomány: A komposztálás során tevékenykedő mikroorganizmusok pH-tartománya 4… 9 közé esik, savas viszonyok esetében inkább a gombák, lúgos körülmények között pedig a baktériumok végzik feladatukat. A prizmában a komposzt kémhatása 8,45, ami kielégíti a rendelet által előírt értékeket.(6,5… 8,5). A komposzt közel semleges pH- tartományba esik, ami a talajok esetleg eltérő pH- ját kedvező irányba mozdítja el, ezzel ellensúlyozva a műtrágyák talajsavanyító hatását. Szárazanyag-tartalom: Az iszapból való komposztkészítéshez a rendelet által meghatározott (legalább 50m/m%) szárazanyagtartalom-szükséges. Az általunk mért szárazanyag-tartalom a prizmában 60,82 m/m%, ami feltehetően a lignocellulóz mennyiségének tudható be. Szervesanyag-tartalom: (legalább 25 m/m % szárazanyagra vonatkoztatva). A prizma szervesanyag-tartalma 60,82%, ami az előírt határértéket kielégíti, amely valószínűsíthetően nagy mennyiségben hozzáadott lignocellulóz tartalmú adalékanyagból következik. Ennek következtében talajszerkezet-javító hatással bír. Vízben oldható összes sótartalom: A rendelet által előírt érték legfeljebb 4 m/m % sz.a. A komposzt sótartalma 3,60 m/m %, ami kedvezőnek mondható. Összes N-tartalom: (legalább 1,0 m/m % sz.a.) A komposzt összes N-tartalma 1,92 m/m %, amely alacsonynak mondható, pedig alapvető szükséglet jelent a növénykultúrák növekedéséhez és fejlődéséhez. Összes P2O5 tartalom A prizma P2O5tartalma 2,93 m/m%. A foszfortartalom közel hatszorosa a minimálisan meghatározott határértéknek(legalább 0,5 m/m % sz.a.). Ez a makro-elem a sejt
egyik
alapépítő
köve,
mely
kedvezően
befolyásolja
a
növényi
sejtek
energiaháztartásának optimális működését, illetve az egész anyagcseréjét. Összes K2O tartalom (legalább 0,5 m/m % sz.a.) A prizma K2O tartalma 2,64 m/m%, amely a növények anyagszállításában játszik fontos szerepet.
34
Ca-tartalom (legalább 1,2 m/m % sz.a.). A mért kalcium-tartalom a prizmában 6,75 m/m %. Ez a kiemelkedően magas érték, a komposzt egyik alapanyagának a fahamunak tulajdonítható be, ami kedvező hatással van a talajok egyre inkább jellemző elsavanyodására, amelyet a túlzott műtrágya használata eredményez. Mg-tartalom (legalább 0,5 m/m % sz.a.). A magnézium-tartalom a prizmában 1,93 m/m%. A magnézium a fotoszintézis folyamatában játszik fontos szerepet. Ennek hiánya klorofill pusztulást okozhat [4]. A kész komposzt beltartalmi és kémiai jellemzői az 4. sz. mellékletben olvashatóak.
5.8.
Nehézfémtartalom a prizmában As
Cd
Co
Cr
Cu
Hg
Ni
Pb
Se
tartalom legfeljebb mg/kg Határérték 10
2
50
100
100
1
50
100
5
Eredmény
0,316
4,63
13,5
96,6
0,1
17
3,74
1,81
1,94
18. ábra. A prizma nehézfémtartalma [4].
A nehézfémtartalomról megállapítható, hogy kedvezően alacsony szinten van, amely a kész komposzt értékét tovább növeli, feleslegesen nem emeli a talajok nehézfémterhelését. Egyes paraméterek esetében (pl. króm, réz) szórásértékei magasnak mondhatóak, aminek eltérése az átlagtól eléggé gyakorinak tekinthető. Az előzetes vizsgálatok során váratlanul magas Hg (8mg/kg sz.a.) értéket detektáltak, ami valószínűsíthetően a kísérleti prizma inhomogenitásának vagy mérési anomáliának tudható be. A higany magas értékét sem az alapkeverék, sem a hamu nem indokolja. A megismételt vizsgálatok során a Hg koncentrációja reprezentatív mintavételt mérve jelentősen a megengedett szint alá mérséklődött (0,21 mg/kg sz.a.). A réztartalom igen magasnak mondható a kész komposztban, így elsősorban a Cu-tartalomban szegény termőföldeknél használható fel.
35
5.9.
A kísérleti komposztálás folyamatábrája
Micélium-iszap
Faapríték
Homogenizálás O2
Komposztálás
Utóérlelés
fáradt gőzök, gázok
Csurgalékvíz
Kész komposzt Szennyvíztisztítóban történő kezelés
Felhasználás (pl. talajjavítás, rekultiváció)
A folyamatábrán látható, hogy a komposztálás során képződő csurgalékvíz elvezetését meg kell oldani, ugyanis ennek hiánya súlyos környezeti problémákat okozhat bejutva a talajba. Ezen károsító hatás elkerülése érdekében úgy oldanám meg a csurgalékvíz elvezetését, hogy visszavezetném a szennyvíztisztító üzembe, ahol további kezelésnek vetnék alá.
36
6. Anyagáramok meghatározása a félüzemi kísérlet során Az ÉMK Kft iparterületén folyó kísérleti komposztálás anyagáramai:
, ahol Vi: iszap térfogata Vfa: faapríték térfogata Vhamu: hamu térfogata Vprizma: prizma térfogata
Tehát a prizma hossza megközelítőleg 22 m lett.
Feladás sűrűsége: 1 m3 iszap tömege 1 t; 1 m3 faapríték tömege 0,25 t; 0,1 m3 hamu tömege
Az adalékanyagok bekeverése után a feladásra kerülő iszap sűrűsége 0,62 t/m3 lett.
Feladás tömegárama: , ahol Xiszap: iszap tömege Xfa: faapríték tömege Xhamu: hamu tömege
37
Feladás térfogatárama: 1 m3iszap tömege: 1t 1m3 faapríték tömege: 0,25 t 1m3 hamu tömege: 0,452 t , ahol ρi: iszap sűrűsége ρfa: faapríték sűrűsége ρhamu. hamu sűrűsége
A keverék C/N arányának meghatározása:
ahol, Ci: iszap széntartalma Cfa: faapríték széntartalma Chamu: hamu széntartalma Ck: keverék széntartalma
ahol, Ni: iszap nitrogéntartalma Nfa: faapríték nitrogén tartalma Nhamu: hamu nitrogéntartalma Nk: a keverék nitrogén tartalma
38
Ezek alapján a keverék C/N aránya prizmában:
A fentiekből látható hogy a feladása nem éri el az optimális C/N arány, ami 25… 30 közé esik.
Prizma szárazanyagtartalmának számítása:
A számításból kiderül, hogy a komposzt szárazanyagtartalma a bekevert adalékanyagok hatására is rendkívül alacsony, és nem éri el a minimális 40 %-os értéket.
Keverék porozitásának meghatározása:
Sm- szilárdanyag-tartalom, Gm- a feladás valódi sűrűsége [kg/dm3]
A porozitás mértéke megfelelőnek mondható, viszont a magas nedvességtartalom miatt a prizmákban a pórusok döntő hányada valószínűleg vízzel van telítve, ezért a lebontást végző mikroorganizmusok nem jutnak kellő mennyiségű oxigénhez, ezért gondoskodnunk kell az oxigénszükséglet növelésére, amit a forgatások számának növelésével érhetünk el.
39
6.1.
A félüzemi kísérletek során fellépő problémák
Ahogyan a fenti számításokból is kiderül, hogy a félüzemi kísérlet során a legnagyobb problémát a beérkező iszap rendkívül magas nedvességtartalma jelentette, mivel ez nagymértékben csökkenti a prizmákban a szabad levegő porozitást, ugyanis a magas nedvességtartalom kiszorítja az oxigént a pórusok közül, az anaerob körülményeket teremtve ez által. Így aerob mikroorganizmusok nem jutnak kellő mennyiségű oxigénhez és anaerob rothadási folyamatok kerülnek előtérbe, így a prizmákban előfordulhatnak anaerob gócok is. A magas nedvességtartalom csökkentése érdekében és fűrészport adagolnék a nedves iszaphoz csökkentve ezzel nedvességtartalmát. Azonban ennek folyamatos beszerzése elég magas költségekkel járhat, ezért alternatív megoldásként azt javasolnám, hogy a továbbiakban a magas nedvességtartalmú iszapot a komposztálást megelőzően vízteleníteném a telephelyen meglévő szalag szűrőprésekkel. A félüzemi kísérlet során további gondot az okozott, hogy a csurgalékvizet a betonaljzat lejtésének köszönhetően tudtuk csak tartályokba gyűjteni, majd ezt a csurgalékvizet visszapermetezhettük volna a prizmára, de ezt nem tette szükségesség a komposzt magas nedvességtartalma miatt. Ezen probléma kijavítására az lenne a javaslatom, hogy egy csurgalékvíz elevező rendszert építsünk ki, amivel a csurgalékvizet visszajuttatnám a szennyvíztisztító telepre és ott további kezelésnek vetném alá. Felmerült problémák közé sorolnám a célgépek használatát, ugyanis ez nem volt teljesen optimális a keverék átforgatásához, illetve annak homogenizálására, így ennek orvoslására én erre kialakított célgépeket alkalmaznék a továbbiakban. A meglévő gondokat tovább fokozta a forgatások csekély száma, aminek következtében a prizma levegőellátottsága nem volt optimális az intenzív biológiai lebontáshoz. Ennek értelmében a javaslatom lenne, hogy a forgatások számát optimalizálnám a gyors és hatékonyabb komposztálási folyamat eléréséhez. További
problémákat
vetett
fel
a
kiindulási
alapanyagok összetétele és
mennyiségének a helytelen megválasztása, aminek következtében a fenti számítások is bizonyítják, hogy nem volt megfelelő a C/N arány a komposztban, vagyis a lebomlás gyorsaságát nagymértékben akadályozta.
40
6.1.1. Javaslat a komposztáló tér kialakítására A komposztáláshoz szükséges terület meghatározásánál a következőket vettük alapul:
A naponta keletkező, komposztálni kívánt fermentációs maradékanyag mennyisége, 8,4 t →8,4 m3
A fermentációs maradékanyag térfogat sűrűsége; 1000 kg/m3.
A komposztálás alkalmával a plusz lignocellulóz bevitele első sorban a szárazanyag tartalom függvénye
A tervezés során, a maradékanyag keletkezés ütemét folyamatosnak vettük.
A kialakítani kívánt prizma paraméterei (a gépészeti állomány függvényében) jelen esetben a következők: talpszélesség 4 m, koronaszélesség 2 m, magasság 1,7 m.
A komposztáló téren 6 db prizma kerül kialakításra, melynek egyenkénti térfogata 117 m3.
A teleptervezés a gépek mozgásához szükséges helyigényt is tartalmazza.
1 folyóméteren (később: fm) 5,1 m3 maradék anyag kezelhető.
.
A komposztálás ciklus idejét tekintve, 2 hónapot vettünk figyelembe. Ez a környezeti tényezők és egyéb külső hatások következtében minimálisan bár, de változhat!
A komposztáló téren, a folyamat során 30 %-os térfogatcsökkenés megy végbe. A térfogatcsökkenéssel számolva 490 m3 lesz az utóérlelésre kerülő mennyiség.
Kezelendő mennyiség: Naponta keletkező fermentációs maradékanyag mennyiség 8,4 m3. Az ehhez szükséges oltóanyag igénnyel számolva (teljes mennyiség 5 V/V %-a) az éves előkeverék mennyisége 4200 m3. Mivel a nyílt prizmás komposztálási technológia 2 hónapos ciklusidőt vesz igénybe, így 2 havi fermentációs maradékanyag kezeléséről kell gondoskodni a kezelő téren egy időben figyelembe véve a hozzáadott oltóanyag mennyiségét. Ez 700 m3.
41
A kezelni kívánt mennyiség területigénye: A 34 m-es oldallal párhuzamosan 28 fm prizma képezhető. Ennek össztérfogata soronként 176,4 m3 lehet. Két hónap alatt 705,6 m3előkeverék képződik, mely 4 sor kialakításával komposztálható. Egy sor prizma ~15 nap alatt alakítható ki, melynek köszönhetően az egyes prizmák érése időben eltolódik. Az érés időbeni eltolódásának eredménye, hogy a korábban képzett prizmák előbb „beérnek” így azok eltávolíthatók a komposztáló térről helyet adva a következő elő keverék mennyiségének. Az irányított nyílt prizmás komposztálás esetében – a folyamat végére, vagyis a 6… 7. hét végére 30… 35 %-os térfogatcsökkenéssel is számolni kell, mely további plusz hely felszabadulását teszi lehetővé. Összegezve tehát elmondható, hogy a komposztálás folyamatait és az éves kezelendő mennyiséget figyelembe ~ 1122 m2 (33 m x 34 m) területáll rendelkezésünkre a képződő fermentációs maradékanyag komposztálásához. A kész komposzt mennyisége várhatóan ~ 2800 – 3000 m3. Továbbá a betonalap csurgalékvíz-csatornákkal kell, hogy rendelkezzen.
19. ábra. Komposztáló tér kialakítása 42
A rendelkezésre álló komposztáló téren 4 db prizma elhelyezését javasolnám, ami a 19. ábrán látható. A prizmák eltérő időben való lerakásával tudnám megvalósítani az 1 hónapos utókezelést. Látható az ábrán a prizmák térfogatának csökkenése, ami a prizmák megrövidülésével jár, 30%-os térfogatcsökkenéssel számoltam a komposztálási folyamat végére. A prizmák között 1,5 m-es távolságot biztosítottam, ami elegendő egy önjáró gép helyigényének, a prizmák végén 6 métert hagyva a közlekedősávnak. Számolva az esetleges helyhiánnyal az érlelést egy másik területen kell biztosítani.
6.1.2. Javaslattétel az adalékanyagok optimalizálásához A próbaüzemi vizsgálatok során a komposztálási folyamat optimalizálásához, illetve a kész komposzt minőségének javítására a micélium-iszaphoz adalékanyagokat kevertek. A nyers iszaphoz lignocellulóz adalékanyagot és hamut adtak hozzá. Ugyanakkor a felhasznált iszap biológiai bonthatósága, összetétele nagyon alacsonynak mondható, így magas szerves anyag-és széntartalmú adalékanyagok hozzáadásával érhetjük el az optimális C/N arányt illetve ezek beállításával a nedvességtartalom optimalizálása is elérhetővé válik. Azon túlmenően, a lignocellulóz szigorúan véve nem is adalékanyag, mivel nem bomlik le a komposztálás végére, és külön szitálási műveletet igényli a leválasztása. Javaslatom a fellépő probléma megoldására tehát, egy új adalékanyag hozzáadása a micélium-iszaphoz, amivel növelni tudjuk a C/N arányt, valamit a szárazanyag-tartalmat is egyaránt. Fűrészport javaslom az adalékanyagnak. Mindig az iszap minőségi paraméterei (nedvesség-tartalom, pH, toxikus elem tartalom) határozzák meg a bekeverendő adalékanyag mennyiségét. Természetesen minél hatékonyabb, ha a komposztálási ciklusban jelen lévő baktériumok életfeltételeinek biztosításához optimálisabb adalékanyag (szén-forrás) áll a rendelkezésükre (fűrészpor, faforgácsa stb.) A fűrészpor hozzáadásával a nedvességtartalmat lehet szabályozni a nedvszívó képességének köszönhetően. Az adalékanyagok homogenitása, szemcseeloszlása, oxigénháztartása illetve C/N aránya is befolyásolja a végtermék minőségét. A lebomlás során a C/N arány csökkenhet, így ebben az esetben célszerű a komposztot magas széntartalmú anyaggal (fűrészpor) frissíteni. Továbbá a hulladék anyagok szemcsemérete is befolyásolólag hat a levegőellátottságra és a lebontó képességre.
43
Az aprított anyagot nagyobb felületen bontják a mikroorganizmusok. A komposztálásra kerülő feladás- keverék optimális szemcsemérete átlagosan 25… 75 mmben adható meg [11]. Az általam tanácsolt alap-és adalékanyagok megoszlás a prizmában:
50 m3 micélium-iszap
753 m3fűrészpor
10 m3 hamu
10 m3 oltóanyag (5tf%)
Feladás sűrűsége: 50 m3 iszap tömege: 50 tonna→ Xi 753 m3 fűrészpor tömege: 140 tonna→Xfp 10 m3 hamu tömege: 4,52 tonna→ Xhamu
1 m3 iszapra vonatkoztatva: 3
1 m3 iszap+15,06 m3 fűrészpor+0,2 m3 hamu=16,26m 15,06m3 fűrészpor tömege:2,8 t 0,2 m3 hamu tömege:0,0904 t 1 t+2,8 t+0,0904 t=3,8904 t
Feladás tömegárama:
Prizma C/N arányának számítása:
44
Tehát a prizma C/N aránya 27, ami az optimális értéket kielégíti. (25…30).
A prizma szárazanyag tartalmának meghatározása:
Így a kapott érték megfelel az elvárt értéknek, ami 40… 50 % közé esik.
Prizma porozitásának meghatározása:
A prizma porozitása megfelel az optimális elvárásnak. A kísérleti technológia és a javaslattétel során alkalmazott paraméterek az 5. sz. mellékletben láthatóak.
45
6.1.3. Optimális célgépre javaslattétel A komposzt prizma hatékonyabb levegőztetéséhez vízszintes tengelyű szerves trágyaszórót és homlokrakodót vagy nagyobb keverendő mennyiség (15-20.000 m3) esetén önjáró Top Turn komposzt forgatógépet javasolnék, amelyet a 20. ábra. illusztrál. A halom belsejében lévő magas hőmérséklet miatt pára távozik a prizmából. A forgatás eredményeként meggyorsul a lebomlási folyamat, hiszen az eddig a prizma belsejében lévő hulladék is érintkezik oxigénnel, amelyre a baktériumoknak „munkájukhoz” szükségük van.
20. ábra. Top-Turn célgép alkalmazása a prizma agitálásához [4].
Véleményem szerint e célgép alkalmazásával a komposztálás hatékonyságát is növelni tudnánk, azáltal hogy így a komposztálandó anyagok homogenizálása, levegőellátottsága is optimálisabb körülmények között zajlana, így a komposztálási idő az előzőekhez képest (2… 3) hónapról akár 3… 4 hétre is redukálódhatna. Ezzel együtt még a hatékonyabb komposztálás elérése érdekében javasolnám a kísérleti előkeverék többszöri átforgatását, aminek következtében tovább javíthatnánk a prizma oxigénellátottságát.
46
6.1.4. Az iszap nedvességtartalmának a csökkentése Ahogyan azt már említettem az egyik legnagyobb problémát okozta a micéliumiszap feladásának a magas nedvességtartalma,amit számításokkal is igazoltam, hogy ahhoz, hogy a komposztáláshoz optimális értékre csökkentsük az iszap nedvességtartalmát, nagy mennyiségű adalékanyag hozzáadása szükséges. Ennek elkerülése érdekében az én javaslatom az lenne, hogy a kiindulási iszap nedvességtartalmát csökkentsük egy szalagszűrő prés segítségével, ami a 21. ábrán látható [1]:
21. ábra. Szalagszűrő prés vázlata [1].
1. iszapfeladás; 2. gravitációs szűrőzóna; 3. iszaplepény; 4. ékzóna; 5. T-dob a szűrlet optimális eltávolítására; 6. növekvő nyomás a hengerátmérők csökkentésével; 7. intenzív gyúrási zóna; 8. az iszap kivezetése az utóvíztelenítő fokozatra. A szalagprés működési elve: a nedves iszapot két vagy több egymással fedésben lévő, leggyakrabban vízszintes elrendezésű mozgó szűrőszalag közé vezetik, ahol az előzetesen hozzákevert vegyszer hatására a kapilláris vizet statikus erőhatással távolítják el. A nyomóerők nagysága a beépített hengerek nagyságától függ [1]. Ezzel a technológiával csökkenteni tudnánk az iszap nedvességtartalmát, így a feladásra kerülő víztelenített iszap nem hátráltatná a lebontási folyamatokat a komposztálás során.
47
6.1.5. Csurgalékvíz elvezető rendszer kiépítése A kísérleti komposztálás során a csurgalékvizet tartályokba gyűjtöttük és ezt permeteztük vissza a prizmába, viszont ennek a technológiának az alkalmazása az ipari méretű komposztálás során nem javasolt. Javasolnám a csurgalékvíz elvezetésére szolgáló rendszer kiépítését, amit úgy valósítanék meg, hogy a keletkező vizet nagyobb medencékben gyűjteném, így abból oldanám meg a visszapermetezést a prizmákra, valamint egyszerre nagyobb mennyiségű csurgalékvizet vezetnék vissza ÉMK Kft. területén üzemelő szennyvíztisztítóba, ahol további kezeléseknek vetném alá.
6.1.6. Javaslat a komposzt felhasználására A komposzt szerepe kiemelkedő jelentőségű a talajjavításban (pl. homoktalajoknál, eróziócsökkentésre, agyagos talajoknál), valamint a rekultivációk során (hulladéklerakók, régi meddőhányók), amelyekre inkább a gyengébb minőségű komposztok használata a javasolt [13]. Komposztálás megvalósítás esetén a termelt komposztanyag a rekultivációhoz felhasználható, de a rekultivációt elsősorban a depóniára beszállított építési törmelék és földanyagból, valamint a depónia építése során nyert termőföldből kell megvalósítani [13].
48
7. Összefoglalás A hazai és nemzetközi jogszabályi szigorodásnak megfelelően csökkenteni kell a biológiailag bontható, szerves anyagban gazdag hulladékok depóniákban történő elhelyezését. A jogszabályi elvárásoknak eleget téve a keletkező szerves hulladékokat a mezőgazdaságban,
biogáz-termelés
során,
vagy
komposzt-előállításra
érdemes
felhasználni. A gyógyszer-fermentációs folyamat hulladékaként jelentkező micélium-iszap közvetlen felhasználását a kedvezőtlen tulajdonságai korlátozhatja. Az ÉMK Kft-ben folyó gyógyszer-fermentációs micélium kísérleti komposztálásába bekapcsolódva, lehetőségem nyílt a folyamat egészének a végigkísérésére. Dolgozatomban kritikailag értékeltem a telephelyen végzett kísérleti komposztálási eredményeket. A kísérleti komposztálás folyamatát nem értékeltem optimálisként, túl hosszú tartózkodási idő mellett sikerült csak relatíve jó minőségű komposztot előállítani. A munkám során különböző keverési arányokat határoztam meg, ezáltal hatékonyabbá téve a meglévő technológiát. Elmondható, hogy a kísérletben kapott végtermék viszonylag állandó tulajdonsággal rendelkezik a felhasznált adalékanyagoktól függetlenül, azaz kijuttatása jól tervezhető. A nyílt prizmás technológia során a micéliumiszap mellett fűrészport javaslom alkalmazni adalékanyagként, valamint oltóanyagot is felhasználtam technológia során. Az egyes keverékek anyagmérlegeit egymással és az iszap anyagmérlegével hasonlítottam össze. A komposztálás során megfigyeltem a hőmérsékletváltozásokat. A hőmérséklet mérése kazalhőmérővel történt. A nyílt prizmás technológia esetében a prizma keresztszelvénye három zónára osztható: egy külső kéregzónára, az intenzív lebomlás zónájára, illetve egy alacsonyabb hőmérsékletű magzónára. Továbbá vizsgáltam az eltérő hőmérsékletű pontok kialakulásának okait is. Az eltérő hőmérsékletet közvetlenül az izzítási veszteség, közvetlen módon pedig a relatív nedvességtartalom és a C/N arány befolyásolta. Az általam elvégzett elemzések alapját az anyagkeverékben felhasznált iszap és fűrészpor eltérő tulajdonsága adja. A technológiai javaslattételem a célgépek optimalizálás és a forgatások számának növelése a kísérleti komposztálás során,amivel hatékonyabbá válik a folyamat egésze.
49
8. Summary According to the national and international laws the biological wastes, which are rich in organic, biodegradable compounds, should be treated before landfilling. In order to satisfy this kind of new laws, biological wastes should be used in the following industries: agriculture, biogas production or composting. Mycelia sludge, which is a waste material from the medicine-fermentation process, can be utilized only with some limitations. I had the opportunity to join the pilot composting process of mycelia sludge at ÉMK Ltd. In my thesis, I evaluate critically the results of the experiments. The process was not optimal because very long time was necessary to produce compost with relatively good quality. During my project I investigated different mixing ratios in order to optimize the currently used technology. It was found, the final product had almost the same quality and it did not depend on the additional materials. For the open-prism technology, I would recommend to use saw dust, as additive, with the mycelia sludge. Furthermore, inoculum was also applied for the technology. I compared the material balance of mixes and the sludge. The variation of the temperature was also investigated during the process. In case of the open-prism technology, the cross-section of the prism can be separated into three different zones, namely: outer cover zone, intense degradation zone and a core zone with lower temperature. I investigated the reasons of the different temperatures in different places. This differences caused by ignition loss, relative humidity and the C/N ratio. My proposals related to this technology are that, other special machines should be used and the number of rotations should be increased during the composting process, thereby an effective process can be achieved.
50
9. Köszönetnyilvánítás Legelőször is szeretném megköszönni tanáraimnak, illetve konzulenseimnek Dr. Bokányi Ljudmillának és Varga Terézia Erzsébetnek, hogy a Szakdolgozatom megírása alatt sok jó tanáccsal és bátorító szavakkal látott el. Emellett a leadás utolsó pillanatáig tartó folyamatos konzultációt, és erre fordított rengeteg időt. Elsősorban türelmének, bátorításának hála olyan tudásnak kerültem birtokába és olyan tudományos munkát adhatok ki a kezemből, amire büszke lehetek. Külön köszönet illeti Leskó Gábor konzulensemet is, az ÉMK Kft. Szennyvíztisztító üzemvezetője, aki, lehetőséget adott számomra kísérleti komposztálás folyamatának végigkísérésére illetve segítségemre volt a kérdéseim megválaszolásában. Konzulenseim után köszönetet mondanék az Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet dolgozóinak, barátaimnak, szüleimnek és mindazoknak, akik bátorítottak, segítettek e dolgozat megírásában, átolvasták és véleményt mondtak a munkámról, amellyel tovább tökéletesíthettem azt.
51
10.
Irodalomjegyzék
[1] Dr. Kárpáti Árpád és Társai: Komposztálás, http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0021_Komposztalas/index.html
2004.
[2] http://net.jogtar.hu/jr/gen/hjegy_doc.cgi? docid=A0100050. kormányrendelet [3] Környezetvédelmi és Vízügyi www.emla.hu/alapitvany/02-03/szviszap.pdf
Minisztérium,
2013,
Tanulmány.
[4] Emolight Kft által kiadott anyagok,2013 [5] Barótfi István: Környezettechnika, Mezőgazda Kiadó, 2000; készült az Oktatási Minisztérium támogatásával. [6] Kocsis István, Komposztálás, Szaktudás Kiadó Ház, Budapest, 2005. [7] Csőke Barnabás, Bokányi Ljudmilla: Technológiák kapcsolódási lehetőségeinek bemutatása; Megújuló mezőgazdaság; Magyar Katolikus Rádió Zrt. 2008; ISBN 978- 96306-4971-1. Nyomtatta és kötötte: Mesterprint Kft. [8] Ilyés Tímea, Tömöri László: Komposztálás a családban - gyakorlati útmutató; Magician Grafikai Stúdió Kft Öko-Fórum Alapítvány kiadványaiból szerkesztve kiadta a Környezeti Tanácsadó Irodák Hálózata (Kötháló) www.kothalo.hu [9] Alexa László és Dér Sándor, Szakszerű komposztálás, Elmélet és gyakorlat, Profikomp Könyvek, 2001.Gödöllő,ISBN 963 00 5809 x [10] Alexa László – Dér Sándor, A komposztálás elméleti és gyakorlati alapjai,BioSzaktanácsadóBt,1998 [11] Petróczki Ferenc: Kommunális szennyvíziszapból készült komposzt hatása a növényi fejlődésre és beltartalomra, Doktori értekezés,2004, Keszthely [12] Dr. Bokányi Ljudmilla: Biológiai eljárások - Aerob lebontás komposztálással TÁMOP- 4.2.1-08/1-2008-0006 http://hulladekonline.hu/files/175/ [13] Zöld és Biohulladékok Komposztálása Hulladékgazdálkodási Szakmai Füzetek 9. www.kvvm.hu/szakmai/hulladekgazd/oktatas/szakmaifuzetek.html
52
[14] Dr. Bokányi Ljudmilla, Emmer János, Leskó Gábor, Varga Terézia Investigation of theremoval of drugs and theirmetabolitesfromwastewater In: Bikfalvi Péter (szerk.) microCAD 2012: XXVI. International ScientificConferenceKonferencia helye, ideje: Miskolc, Magyarország, 2012.03.292012.03.30. Miskolc: Miskolci Egyetem Innovációs és Technológia Transzfer Centrum, 2012. Paper S. A, 3. (ISBN:978-963-661-773-8) [15] Dr. Bokányi Ljudmilla, Emmer János, Leskó Gábor, Varga Terézia Gyógyszerek és metabolitjaik eltávolíthatóságának vizsgálata szennyvízből HULLADÉK ONLINE 3. évfolyam:(1. szám) Paper 4.2. 7 p. (2012) [16] Richard, T. L.: 1992. Municipalsolidwastecomposting: biologicalprocessing. Biomass and Bioenergy
Physical
and
[17] Dér S: 2008. Komposztot a szennyvíziszapból! – új beruházás a Délkomp Kft-nél Biohulladék. [18] ÉMK Kft. által kiadott dokumentumok,2013 [19] http://hu.wikipedia.org/wiki/Cellul%C3%B3z Letöltés ideje: 2013.11.18. [20] http://www.agroline.hu/hir/a-fahamu-hasznositasa Letöltés ideje: 2013.11.19.
53
11.
Mellékletek 1. melléklet: Alapanyagok jellemzői Anyag
Az érték típusa
%N
C:Narány
(sz.a.)
%
Nedvességtartalom Térfogatsűrűség % (n.a.)
kg/m3
TERMÉSMARADVÁNYOKÉSZÖLDSÉG/GYÜMÖLCSTERMESZTÉSHULLADÉKAI Alma szűrletpogácsa Almaseprő Alma feldolgozásiszapja Kukoricacsutka
Általános
1.2
13
60
543,0
Általános
1.1
48
88
707,2
Általános
2.8
7
59
640,0
Tartomány Átlagosan Gabonaszár Általános Selejtburgonya Általános Gyümölcshulladék Tartomány Átlagosan Burgonyafeldolgozá Általános siszapja Paradicsomfeldolgo Általános zásiszapja Zöldségtermesztés Általános Zöldséghulladék Általános
0.4-0.8 0.6 0.6-0.8 0.9-2.6 1.4
56-123 98 60-73 a 18 20-49 40
9-18 15 12 78 62-88 80
252,7 14,5 698,5 -
-
28
75
323,1
4.5
11 a
62
-
2.7 2.5-4
19 11-13
87 -
719,0 -
Broileralom
Tartomány Átlagosan
1.6-3.9 2.7
12-15 a 14 a
22-46 37
342,9 – 465,4 391,9
Szarvasmarha
Tartomány Átlagosan
1.5-4.2 2.4
11-30 19
67-87 81
600,1 – 759,3 661,4
2.7
18
79
-
3.7
13
83
-
Kötötttartásútehenés Általános zet Szabadtartású Általános
54
Lótrágya-általános
Tartomány Átlagosan
1.4-2.3 1.6
22-50 30
59-79 72
551,1 – 734,8 625,5
Tojóstyúk
Tartomány Átlagosan
4-10 8.0
3-10 6
62-75 69
624,6 – 734,8 670,8
Birkatrágya
Tartomány Átlagosan
1.3-3.9 2.7
13-20 16
60-75 69
-
Disznótrágya
Tartomány Average
1.9-4.3 3.1
9-19 14
65-91 80
-
Pulykaalom
Átlagosan
2.6
16 a
26
355,2
Élelmiszerhulladék Általános
1.9-2.9
14-16
69
-
Pöcegödör tartalma Általános
5.5-6.5
6-10
-
-
Házipapírhulladék
Általános
0.2-0.25
127-178
18-20
-
Gyógyszerészeti hulladék
Általános
2.6
19
-
-
Házihulladék( kevertételéspa pír)
Általános
0.6-1.3
34-80
-
-
Szennyvíziszap Aktiváltiszap Lebontott iszap
Tartomány Általános Általános
2-6.9 5.6 1.9
5-16 6 16
72-84 -
487,6 – 793,8 -
Gabonaszilázs
Általános
1.2-1.4
38-43 a
65-68
-
Széna-általános
Tartomány Átlagosan
0.7-3.6 2.10
15-32 -
8-10 -
-
Hüvelyesekszénája Tartomány Átlagosan
1.8-3.6 2.5
15-19 16
-
-
55
Egyébszéna
Tartomány Átlagosan
0.7-2.5 1.3
32
-
-
Szalma-általános
Tartomány Átlagosan
0.3-1.1 0.7
48-150 80
4-27 12
26,3 – 171,5 103,0
Zabszalma
Tartomány Átlagosan
0.6-1.1 0.9
48-98 60
-
-
Búzaszalma
Tartomány Átlagosan
0.3-0.5 0.4
100-150 127
-
-
Keményfaháncsa
Tartomány 0.10-0.41 116-436 Átlagosan 0.241 223 Tartomány 0.04 -0.39 131-1,285 Átlagosan 0.14 496
-
-
Általános
0.10
563
8
117,5
Általános
0.13
170
-
-
Általános Tartomány Átlagosan Általános Tartomány Átlagosan
0.06-0.14 0.06-0.8 0.24 0.06-0.11 0.09
398-852 200-750 442 451-819 560
3-8 19-65 39 -
88,5 – 109,8 158,8 – 204,12 186,0 201,9 – 281,2 -
Tartomány Átlagosan
0.04-0.23 0.09
212-1,313 641
-
-
2.0-6.0 3.4 0.5-1.3 0.9 1.0 3.1
9-25 17 40-80 54 53 16
82 38 15 70
136,1 – 181,4 226,8 – 362,9 45,4 – 136,1 181,4 – 226,8 194,6 587,9
Puhafaháncsa Hullámossá vált kartonlemez Fűrésztelepi hulladék Újságpapír Fűrészpor Faapríték Keményfaapríték
Puhafaapríték
Fűnyesedék
Tartomány Átlagosan Laza Általános Tömörített Általános Levél Tartomány Átlagosan Száraz,laza Általános Nedves,tömörödött Általános Vágottcserje Általános Vágottfa Általános
56
2. melléklet: Alapanyagok jellemzői EWC Kódszám 02 00 00 02 01 020101 02 01 02 02 01 03 02 01 06 02 01 07 02 02 020201 02 02 02 02 02 03 02 02 04 02 02 99 02 03 02 03 01 02 03 04 02 03 05 02 03 99 02 04 020402 02 04 03 02 05 02 05 01 02 05 02 02 05 99 02 06 02 06 01 02 06 03 02 07
Hulladékmegnevezése Mezőgazdasági,kertészeti,vadászati,halászati,tógazdasági,valamint élelmiszeripari termelői és feldolgozói hulladékok Mezőgazdasági,kertészeti,vadászati,halászati,tógazdasági hulladékok Mosásból és tisztításból származó iszap Hulladékállati szövetek Hulladéknövényi szövetek Állati fekália,vizelet,trágya(beleértve a bomló szalmát is),elkülönítve gyűjtött és nem agyűjtés helyén kezelt folyékonyhulladék Fakitermelési hulladékok Hús,hal,és egyéb állatieredetű élelmiszerek előállításából és feldolgozásából származó hulladékok Mosásból és tisztításból származó iszapok Állati szövetekből álló hulladék Fogyasztásra vagy feldolgozásra alkalmatlan anyagok Folyékonyhulladékoknak a keletkezési helyén történő kezeléséből származói szapok Egyéb,közelebbről nem meghatározott hulladékok Gyümölcs,zöldség,gabonafélék,étolaj,kakaó,kávé,tea és dohány előállításából és feldolgozásából; konzervgyártásból; élesztőésélesztőkivonatok gyártásából, valamint melaszok előállításából származó hulladékok Mosásból,tisztításból,hámozásból,centrifugálásbólésegyébszétválasztásbólszár mazóiszapok Fogyasztásra vagy feldolgozásra alkalmatlan anyagok Folyékony hulladékoknak a keletkezésihelyén történő kezeléséből származó iszapok Egyéb,közelebbről nem meghatározott hulladékok Cukorgyártási hulladékok Cukorgyári mésziszap Folyékony hulladékoknak a keletkezési helyén történő kezeléséből származó iszapok Tejipari hulladékok Fogyasztásra vagy feldolgozásra alkalmatlan anyagok Folyékony hulladékoknak a keletkezési helyén történő kezeléséből származó iszapok Egyéb,közelebbről nem meghatározott hulladékok Sütő-és cukrászipari hulladékok Fogyasztásra vagy feldolgozásra alkalmatlan anyagok Folyékonyhulladékoknak a keletkezési helyén történő kezeléséből származó iszapok Alkoholtartalmú és alkoholmentes italok előállításából származó hulladékok (kivéveakávé,ateaésakakaó)
57
02 07 01 02 07 02 02 07 04 02 07 05 02 07 99 03 00 00 03 01 03 01 05 03 03 030301 03 03 02 03 03 05 03 03 07 03 03 08 030309 03 03 10 03 03 11 04 00 00 04 01 04 01 06 04 01 07 0402 04 02 20 040221 04 02 22 15 00 00 15 01 15 01 01 15 01 03 19 00 00 1906 190604 19 06 06 19 08 19 08 05 190812
A nyersanyagok mosásából, tisztításából és mechanikus aprításából származó hulladékok Szeszfőzés hulladéka Fogyasztásra vagy feldolgozásra alkalmatlan anyagok Folyékony hulladékoknak a keletkezési helyén történő kezeléséből származó iszapok Egyéb,közelebbről nem meghatározott hulladékok Fafeldolgozásból,illetve papír-,karton-,cellulóz-,falemez-,és bútorgyártásból származó hulladékok Fafeldolgozásból,falemez-és bútorgyártásból származó hulladékok Fűrészpor,faforgács,darabos nyesedék,forgácslemez, furnér lemezhulladék ,kivéve 030104 kategóriába tartozókat Cellulóz,papír,kartonpapír-gyártásiés-feldolgozási hulladékok Fakéreg Szulfitiszapok (főzőlúg visszanyeréséből) Papír újrafeldolgozásából származó festék eltávolítási(de-inking)maradék Mechanikusan leválasztot tpapír és karton újrafeldolgozási maradék Papír és karton válogatásából származó hulladékok Mésziszap hulladék A mechanikai leválasztá ssorán keletkező rostok, rosthulladékok,töltelék-és bevonó iszapok Folyékony hulladékoknak a keletkezés ihelyén történő kezelésébő származó iszapok Bőr-éstextiliparihulladékok Bőripari hulladékok Krómtartalmú iszapok,különös tekintettel a kezelés helyén keletkező származó iszapokra Krómmentes iszapok,különös tekintettel a kezelés helyén keletkező származó iszapokra Textilipari hulladékok Folyékony hulladékoknak a keletkezési helyén történő kezeléséből származó iszapok,kivéve a 040219 kategóriába soroltakat Kezeletlen textilrostokbó lszármazó hulladékok Feldolgozott textilrostokból származó hulladékok Csomagolóanyagok,felitatóanyagok,törlőkendők,szűrőanyagok és védőruházat Csomagolóanyagok (szelektíven gyűjtött kommunális csomagolóanyagok is) Papír és kartoncsomagoló anyagok Fa csomagolóanyagok Hulladékkezelő létesítményekből,telephelyen kívüli szennyvíztisztítóművekből és a vízszolgáltató iparból származó hulladékok Hulladékok anaerob kezeléséből származó hulladékok Települési hulladékok erjesztési maradékából származó iszapok Állati és növényi eredetű hulladékok erjesztési maradékából származó iszapok Szennyvíztisztító művekből származó,közelebbről nem meghatározott hulladékok Kommunális szennyvíztisztításból származó iszapok Ipari szennyvizek biológiai kezeléséből származó hulladékok
58
19 08 14 1909 19 09 01 19 09 02 19 09 03 20 00 00 2001 20 01 01 200108 20 01 25 20 01 38 20 02 20 02 01 20 03 20 03 01 20 03 02 20 03 04
Ipari szennyvizek egyéb kezeléséből származó hulladékok kivéve a 190803 kategóriába sorolt hulladékok Ivóvíz vagy ipari vízelőkészítő kezeléséből származó hulladékok Szűrésből származó szilárd hulladékok Vízderítéséből származó iszapok Karbonát eltávolításából származó iszapok Települési hulladékok(és a települési jellegű,a kereskedelem,az ipar és az intézmények hulladékai,aszelektíven gyűjtött hulladékokat is beleértve) Szelektíven gyűjtött hulladékok Papír és karton Biológiai úton lebontható konyhai hulladékok sütőolaj és zsír Fa,a 200137 kategóriába tartozók kivételével Kerti és parkfenntartási hulladékok (temetői hulladékokat is beleértve) Komposztálható hulladékok Egyéb települési hulladékok Vegyes települési hulladékok Piaci hulladékok Emésztő gödrökből származó iszap
59
3. melléklet: Hamu összetétele Hamu A minta jelzése
Mérték-egység Égetési maradékany ag
Vizsgálat neve
Szárazanyag-tartalom
m/m %
pH-H2O Térfogattömeg
100 12,67
kg/dm ³
Szemcseméret <20mm
0,452 100
Vízoldható összes só
m/m%sza
53,2
Szervesanyag-tartalom 600 °C
m/m%sza
1,7
Összes N
m/m%sza
0,06
Összes foszfor
m/m%sza
6,73
Összes kálium
m/m%sza
25,7
Összes arzén
mg/kg sza
5,47
Összes kadmium
mg/kg sza
1,07
Összes kobalt
mg/kg sza
1,85
Összes króm
mg/kg sza
10,9
Összes réz
mg/kg sza
219
Összes higany
mg/kg sza
<0,01
Összes nikkel
mg/kg sza
44,4
Összes ólom
mg/kg sza
5,72
Összes szelén
mg/kg sza
2,13
60
4. melléklet: A kész komposzt beltartalmi és kémiai összetétele
61
5. melléklet: A kísérleti komposztálás és a javasolt technológia paraméterei Kísérlet
C/N arány
C - tartalom
N - tartalom
Szárazanyagtartalom
Térfogat sűrűség
Javaslat
M-iszap
6,6:1
6,6:1
Faapríték
150:1
-
Hamu
-
-
Fűrészpor
-
500:1
M-iszap
44.8 %
44,8%
Faapríték
37,5 %
-
Hamu
-
-
Fűrészpor
-
54,78 %
M iszap
6,8 m/m %
6,8 m/m %
Faapríték
0,38 m/m %
-
Hamu
0,06 m/m %
0,06 m/m %
Fűrészpor
-
0,24 m/m %
M-iszap
14,2 %
14,2 %
Faapríték
60%
-
Hamu
100 %
101 %
Fűrészpor
-
60%
M-iszap
1t/m³
1t/m³
Faapríték
0,25 t/m³
-
Hamu
0,452 t/m³
0,452 t/m³
Fűrészpor
-
0,186 t/m³
62
12.
Mellékletek jegyzéke 1) Alapanyagok jellemzői 2) Az ipari komposztálás lehetséges alapanyagai 3) Hamu összetétele 4) A kész komposzt beltartalmi és kémiai összetétele 5) A kísérleti komposztálás és a javasolt technológia paraméterei
63
