Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Zahradnická fakulta
„VÝROBA ZAHRADNICKÝCH KOMPOSTŮ A JEJÍ EKONOMIKA“
Diplomová práce
Vedoucí práce:
Vypracovala:
Doc. Ing. Pavel Zemánek, Ph.D.
Bc. Hana Jurášová
Lednice 2009 1
Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: „Výroba zahradnických kompostů a její ekonomika“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana ZF MZLU v Lednici.
dne: 11. 5. 2009 podpis diplomanta: …………………..
2
Poděkování: Děkuji za vedení a usměrnění při vypracování diplomové práce doc. Ing. Pavlu Zemánkovi, Ph.D., za cenné odborné rady Ing. Petru Plívovi, CSc., Bc. Iloně Gerndtové a v neposlední řadě své rodině za všestrannou podporu.
3
Obsah
1.
ÚVOD
6
2.
CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE
7
3.
LITERÁRNÍ ČÁST
7
3.1
Produkce odpadů v ČR
7
3.2
METODY ZPRACOVÁNÍ BIOODPADU
8
3.2.1
Skládkování
9
3.2.2
Anaerobní vyhnívání odpadu rostlinného původu
9
3.2.3
Spalování
9
3.2.4
Kompostování
10
3.3
CHARAKTERISTIKA KOMPONOVACÍCH PROVOZŮ
14
3.4
HODNOCENÍ KVALITY KOMPOSTU
16
3.5
ODPADY Z ÚDRŽBY ZELENĚ
18
3.6
TECHNOLOGIE VÝROBY KOMPOSTU
23
3.7
PRACOVNÍ OPERACE NA KOMPOSTÁRNĚ
25
3.8
TECHNICKÉ VYBAVENÍ KOMPOSTÁRNY
27
3.9
EKONOMICKÉ HODNOCENÍ KOMPOSTOVACÍCH PROVOZŮ
28
4.
METODIKA
30
4.1
Výběr kompostárny
30
4.2
Technické prostředky na kompostárně
30
4.3
Sledování parametrů komponovacího procesu
30
4
4.4
Ekonomické hodnocení
31
5.
VÝSLEDKY
32
5.1
CHARAKTERISTIKA KOMPOSTÁRNY VYŠEHRAD
5.2
32
Technické prostředky pro kompostování na kompostárně Vyšehrad
33
5.3
Výsledky měření parametrů komponovacího procesu
41
5.4
Ekonomické hodnocení kompostárny
44
6.
DISKUSE
49
7.
ZÁVĚR
51
8.
RESUME
52
9.
LITERATURA
54
5
1. ÚVOD
Nevyhovující stav životního prostředí je v současné době palčivým problémem charakteristickým pro řadu měst a obcí v České republice. Veškerá výrobní i nevýrobní činnost dnešní společnosti je doprovázena vznikem odpadů, z nichž část má vlastnosti odpadů zvláštních nebo dokonce nebezpečných. Míra zátěže je tak vysoká, že stav životního prostředí limituje další ekonomický a sociální rozvoj daného území. Omezení vzniku odpadů a jejich bezpečné,
ekologicky
a
ekonomicky
výhodné
zneškodnění
patří
k nejpalčivějším
hospodářským i politickým problémům na celém světě. Stoupající znečistění vody, půdy a ovzduší tuhým, kapalným a plynným odpadem na straně jedné a hrozící zmenšování rezerv některých surovin na straně druhé, jsou vlastní hnací silou pro hospodaření s odpadem. Směrnice ES č. 31/1999 o skládkách odpadu. Tato Směrnice ukládá členským státům omezit množství biodegradabilního komunálního odpadu ukládaného na skládky. Ke splnění těchto cílů jsou členské státy povinny připravit národní strategie pro omezení ukládání biologicky rozložitelného odpadu na skládky. Nejpozději v roce 2009 má být množství biologicky rozložitelného komunálního odpadu ukládaného na skládky, sníženo na 50 % celkového produkovaného množství a v r. 2016 na 35 %. Omezit skládkování odpadu z údržby veřejné zeleně je z důvodu homogenity a množství tohoto odpadu prakticky nejvhodnější a nejlevnější ze všech druhů biologicky rozložitelných odpadů. Zbývá rozhodnout pouze o způsobu zpracování. Významnou součástí odpadů je odpad z údržby veřejné zeleně. Na rozdíl od směsného odpadu ho není třeba třídit. Jeho množství je relativně velké a dodávky jsou více méně rovnoměrně rozložené po celou dobu ročního vegetačního období. Kompostování je nejšetrnější a nejjednodušší způsob zpracování tzv. „zeleného odpadu“ za pomoci půdních mikroorganismů, které humus využívají jako substrát. Je to organické hnojivo, které obsahuje veškeré druhy živin pro správný růst a vývoj rostlin včetně půdotvorných a humusových látek. Kompostování je ekologický způsob likvidace odpadu a jedna z nejstarších recyklačních technologií na světě.
6
2. CÍL DIPLOMOVÉ PRÁCE Cílem práce je zpracovat bilanci kompostovatelných odpadů z údržby zeleně a pro kompostovací
provoz
s využitím
CMC
(kontrolované
mikrobiální
kompostování)
zpracovatelsko - ekonomické hodnocení vybrané kompostárny.
3. LITERÁRNÍ ČÁST
3.1 PRODUKCE ODPADŮ V ČR
Ve srovnání s vyspělými průmyslovými zeměmi je v ČR spotřeba energie a surovin včetně práce na jednotku výroby dvojnásobná i vyšší. To se promítá i v nadměrné produkci odpadů. Odpady jsou často nedostatečně využívány a nevhodným způsobem zneškodňovány. Odhaduje se, že se u nás využívá zhruba 40 až 45 % průmyslových odpadů a méně než 5 % komunálních odpadů. Důležitým nástrojem pro prosazování státní ekologické politiky se staly programy odpadového hospodářství; v jejich rámci byly zjišťovány údaje o odpadech za rok 1991. Podle těchto údajů celková roční produkce na území ČR v roce 1991 byla 188,2 mil. t odpadů. Měrná celková produkce odpadů na jednoho obyvatele činí 17,4 t za rok. Jak se na této situaci podílejí jednotlivé obory je uvedeno v tab.1 (KURAŠ, 1994).
7
Tab. 1: Obory s největší produkcí odpadů Obor
mil./rok
Výroba a rozvod elektřiny a plynu
55,95
Zemědělství
37,20
Dobývání uhlí a rašeliny
13,27
Výroba kovů
10,94
Výroba chemických výrobků
2,32
Koksování a rafinérské zpracování
1,09
V polovině roku 1994 obsahoval registr podniků vedený Českým statistickým úřadem více než
900 podnikatelských
subjektů,
jejichž
předmětem
podnikání
jsou
činnosti,
charakteristické pro odpadový průmysl. Tyto podniky se seskupují do profesních dobrovolných sdružení rozdílného typu (KURAŠ, 1994).
3.2 METODY ZPRACOVÁNÍ BIOODPADU
V metodách zpracovávání bioodpadu z údržby veřejné zeleně se nabízí několik možností využití, je možné je rozdělit na: • skládkování, • anaerobním vyhnívání odpadů rostlinného původu, • energetické využití spalováním, • kompostování.
8
3.2.1 Skládkování
Skládkování je nejméně vhodný způsob a neměl by se používat při zpracování rostlinného odpadu. Je rozšířen celosvětový trend ve snižování odpadů skládkováním. Obecně je skládka náročná na prostor, zabírá velkou plochu půdy a má negativní vliv na životní prostředí. V dnešní době se skládky používají zejména pro komunální odpad. Povoleny jsou skládky pouze dobře technologicky řešené, avšak jejich výstavba je velmi nákladná.
3.2.2 Anaerobním vyhnívání odpadů rostlinného původu
Anaerobní způsob biodegradace probíhá bez přístupu kyslíku. Za anaerobní způsob zpracování bioodpadu se považuje výroba chlévského hnoje za studena, anaerobní vyhnívání odpadů rostlinného původu spojeného s produkcí bioplynu. Tento způsob zpracování odpadu se využívá na skládkách. Při tomto rozkladu vzniká skládkový plyn s vysokým podílem metanu. Zůstávají-li organické látky bez přístupu vzduchu (jsou rozkládány bakteriemi, organické látky se rozkládají pomaleji a vytváří se bioplyn. Omezení ztrát na dusíkatých a uhlíkatých látkách se provádí zakrýváním zeminou (LÖBL, 1992). Bioplyn se skládá z metanu (CH4) a oxidu uhličitého (CO2) v poměru 6 : 4 a dalších látek. Například oxidu siřičitého (SO2), vodíku, kyslíku, dusíku.
3.2.3 Spalování
Spalování je zpracování odpadů za určitých teplot. Do tohoto způsobu zpracování náleží i pyrolýza a zplyňování. Spalování je proces, jehož cílem je snížit množství organických kontaminentů, omezit celkové množství odpadů a získat jako vedlejší efekt, teplo. Získávání tepla by nemělo být hlavním důvodem pro spalování. Tato možnost má jistě mnoho výhod. Je to metoda, která v poslední době zažívá velký rozvoj. Pokud se používají moderní kotle se spalováním dřevoplynu, lze tuto technologii považovat za ekologickou a pokud jsou využívány peletky, dá se hovořit o plně automatizovaném provozu.
9
3.2.4 Kompostování
Kompostování je aerobní biologický rozkladný proces, jehož účelem je co nejrychleji a nejhospodárněji rozložit původní organické látky v kompostovaných surovinách a odpadech a převést je na stabilní humusové látky, které jsou základem půdní úrodnosti. Mikroorganismy v půdě využívají humus jako substrát. Humus napomáhá v půdě tvorbě drobtovité struktury, jejímž důsledkem je její příznivý vodní, vzdušný a tepelný režim (AMBROŽ, 1983). Kompostování je nejjednodušší a nejlevnější technologií pro zpracování odpadní biomasy. Nejdůležitější přínosy kompostování jsou efektivní využití odpadní biomasy, zabezpečení koloběhu uhlíku v přírodě, upevnění vazby dusíku, proces obnovy a zlepšení půdní úrodnosti, hygienizace prostředí. V dnešní době nelze omezovat kompostování na technologii používanou jen v zemědělství, tato technologie splňuje veškeré předpoklady pro její využití i v odpadovém hospodářství. Pro kompostování jsou tedy vhodné takové suroviny, které obsahují rozložitelné organické látky a rostlinné živiny. Při tomto procesu organické látky postupně zetlejí do forem vhodných pro přímou aplikaci do půdy jako zdroj hmoty a energie pro růst rostlin. Jde o stejný proces, který spontánně probíhá se všemi organickými odpady v přírodě. Na tento způsob likvidace odpadů je příroda zvyklá a umí ho. Při kompostování jde jen o to, vhodné odpady ve vhodné formě přírodě podstrčit a pak ji nechat pracovat samotnou, jen se snažit její činnost všemožně podpořit. Při kompostování za přístupu kyslíku aerobní mikroorganismy zhodnocují organickou hmotu v odpadu, přičemž kyslík je jak živinou, tak i zdrojem energie. Probíhá zde hydrolýza vyšších organických látek, bílkovin, sacharidů, tuků a vznikají nižší organické látky, aminokyseliny, monosacharidy, alifatické alkoholy. Další proces vede ke vzniku organických kyselin např. octové a může též vznikat oxid uhličitý. Z bílkovin se uvolňuje amoniak a energie ve formě tepla. Samoohřevem může teplota uvnitř zrajícího kompostu dosáhnout až 70°C. Při této teplotě se mohou zničit některé bakterie a také semena plevelů.
Rychlokompostování
U klasického kompostování v pásových hromadách je běžná doba zrání kompostu 3 6 – 12 měsíců, kdy o délce rozhoduje skladba vstupních surovin, homogenita a kvalita překopávek a i roční období (ZEMÁNEK, 2001). 10
Urychlení celého procesu kompostování lze dosáhnout: 1) Optimalizací surovinové skladby, 2) Sledováním teploty, vlhkosti, stupněm provzdušnění, 3) Mechanizací rozhodujících operací v technologickém procesu, 4) Zakrýváním hromad geotextilií. Toto je tzv. řízené kompostování, kdy každý úkon je přesně načasován. Řízené kompostování výrazně urychlí celý proces (ZEMÁNEK, 2001).
Faktory ovlivňující proces kompostování
1. vzájemný poměr C : N u vstupních surovin, 2. vlhkost, 3. zrnitost a homogenita, 4. provzdušnění substrátu, 5. teplota, 6. pH, 7. minimální přítomnost fosforu, 8. další přídavné látky.
Surovinová skladba
Surovinová skladby zakládky zásadním způsobem ovlivňuje volbu technologie, délku procesu i kvalitu výsledného kompostu. U moderních kompostovacích technologií se optimalizuje tak, že jsou dodržovány následující zásady (VÁŇA, 1993; PLÍVA, 2006): • výběr odpadů, které budou kompostovány a určení jejich předpokládané hmotnosti; • odhad vlhkosti, obsahu organických látek a P2O5 jednotlivých odpadů a to na základě tabulkových hodnot či využitím chemických rozborů, propočet složení kompostované zakládky; • provedení korelací surovinové skladby tak, aby u čerstvého kompostu byla optimální vlhkost 55 – 65 %, C : N 30 – 35 : 1 a minimální obsah P2O5 aby byl kolem 0,2 % v sušině. Vlhkost se koriguje přidáním tekutin, při širokém poměru C :N se přidávají 11
hmoty bohaté na N neb přímo síran amonný, močovina. Nedostatek P2O5 je korigován přídavkem superfosfátu. • odhadnout ztráty cca 25 % a z toho je asi dvě třetiny ztráta vody a jedna třetina je ztráta organických látek. • výpočet předpokládaného množství a kvality kompostu
Při optimalizaci surovinové skladby kompostu z hlediska C : N, vlhkosti a zabezpečení minima fosforu se vychází ze skutečných chemických rozborů surovin či z tabulkových odhadů ( tabulka č. 2) vlhkost (%), organická hmota a živiny (% sušiny) v surovinách vhodných pro kompostování (KOTOULOVÁ, VÁŇA, 2001).
Skladba zakládky kompostu se přizpůsobuje surovinám dostupným v okolí a jejich obsah uhlíku a dusíku tak, aby bylo dosaženo požadovaného poměru C : N. V případě, že v daných surovinách není dostatek dusíku, je možné přidat minerální dusík k úpravě C : N.
12
Tab. 2: Vlhkost (%), organická hmota a živiny (% sušiny) v surovinách vhodných pro kompostování
Surovina
Vlhkost [%]
Org. hmota
N [%
[% sušiny] sušiny] 1-2,9
P2O5
K2O
CaO
MgO
[%
[%
[%
[%
sušiny] sušiny] sušiny] sušiny]
Tráva, seno
10-80
85-92
0,4-0,9 0,9-2,5
Listí
15-40
88-94
0,9-1,5 0,1-0,2 0,2-0,5 1,7-3,0 0,1-0,2
Odpad zeleniny
80-90
85-90
1,5-2,5 0,8-1,3 1,0-2,0 0,8-2,0 0,2-0,4
Stařina z luk
10-30
88-95
0,8-1,0 0,4-0,6 1,0-1,8 0,9-1,7 0,1-0,2
Kuchyň. odpad
65-80
75-88
1,2-2,3 0,3-0,7 0,4-0,8 1,9-3,0 0,3-0,6
Výlisky z ovoce
65-87
78-92
0,1-0,6 0,1-0,3 0,3-0,6 0,1-0,3 0,0-0,1
Piliny
40-70
97-99
0,0-0,2 0,0-0,1 0,0-0,1 0,1-0,2
0,0
Stromová kůra
40-70
94-98
0,2-0,4 0,0-0,2 0,0-0,3 0,1-0,3
0,0
Šáma cukrovar.
15-50
3-12
0,2-0,5 0,7-1,0 0,1-0,4
Kanalizační kal
55-96
27-45
2,0-4,5 0,6-1,3 0,3-0,8 2,5-10, 0,4-1,0
Jímkový kal
91-98
30-48
2,2-4,0 0,5-1,2 0,3-0,8 1,5-6,0 0,2-0,4
Popel ze dřeva
5-40
4-10
0,0-0,1 2,0-4,0
Rybniční bahno
25-80
8-25
0,3-0,6 0,2-0,3 0,4-0,6 2,5-3,5 0,1-0,5
Rašelina
60-80
55-90
1,2-3,0 0,1-0,2 0,1-0,3 0,5-1,0 0,1-0,3
6,0-10
0,6-1
48-52,
33-35
0,2-0,3
3,0-4,5
4,0-7,0
Hmotnostní bilance
Hmotnostní bilanci a schematické znázornění procesu přeměny při kompostování ukazuje Sankeyův diagram obr.1 (JELÍNEK, 2002).
Pokles objemu je ještě ve skutečnosti větší, protože dojde ke zhutnění materiálu. Bylali původní objemová hmotnost zakládaného materiálu 400-600 kg.m-3, je objemová hmotnost kompostu okolo 700 kg.m-3. 13
Obr. 1: Sankeyův diagram- hmotnostní bilance kompostování
3.3 CHARAKTERISTIKA KOMPOSTOVACÍCH PROVOZŮ
Z hlediska množství zpracovávaných surovin můžeme kompostování rozdělit na tři typy: • zahradní kompostování, • komunitní kompostování, • velkokapacitní kompostování.
Zahradní kompostování (kompostování v domácnostech) se realizuje především v rodinné zástavbě a na venkově. Nevyžaduje vysoké pořizovací náklady a je relativně jednoduché. 14
Tento druh kompostování je relativně snadný způsob jak omezit podíl odpadu ze zahrad a kuchyňského bioodpadu ve směsném komunálním odpadu. Tento způsob kompostování by měl být podporován prostřednictvím informačních akcí a finančními výhodami v podobě nižších poplatků za odvoz směsného odpadu. Je důležité občany motivovat a informovat. Informační letáky pro občany by měly názorně vysvětlit hlavní ekologický význam kompostování, nejdůležitější technologické zásady kompostování. Důležité je objasnit, co lze kompostovat a upozornit na nebezpečné a problematické suroviny pro kompostování. Domácí kompostování lze provádět v kompostových hromadách, v boxech nebo v kompostérech.
Komunitní kompostování (místní kompostování) se používá především v zahrádkářských koloniích, chatových a rekreačních oblastech. Při komunitním kompostování sami občané třídí své odpady a svůj vytříděný bioodpad přinášejí na kompostoviště, které je společným zařízením příslušné komunity. Komunitní kompostování je vhodné pro sídliště, ve kterých občané nemají své vlastní zahrady, ale jsou zde zelené plochy nebo společná zahrada, např. v uzavřených domovních blocích. Další příležitostí jak komunitně kompostovat jsou zahrádkářské kolonie nebo společné kompostování několika majitelů zahrad. Komunitní kompostování v ČR organizují různé ekologické organizace, případně zahrádkářské svazy. Obdobná organizační forma přichází též v úvahu u základních škol a ekologických středisek pro mládež jako součást ekologické výchovy. Vhodnou formou podpory jsou granty místních úřadů pro organizátory komunitního kompostování. Aby komunitní kompostování probíhalo bez problémů, je předpokladem úspěchu dobrá informovanost účastníků o vytříděných bioodpadech a závazný provozní řád. Komunitní kompostoviště by mělo být uzavřeno dalším subjektům mimo účastníků, v opačném případě se stane samoobslužným sběrným dvorem. Výhodou pro společné kompostování několika majitelů zahrad může být zakoupený štěpkovač, případně překopávač kompostů a tato forma kompostování poskytuje i možnosti trvalé výměny zkušeností občanů při zabezpečování technologie. O vyrobený kompost se dělí účastníci komunitního kompostování. Jedná se o roční výrobu kompostu v rozsahu 100 – 200 t i více. O společné zařízení ke komunitnímu kompostování v obcích se starají obyvatelé domů, nebo správci domů. Vyrobený kompost je používán pro vlastní potřebu - pro zelené plochy a květinové záhony a z části kompostu je účelné připravit substrát pro truhlíkové nebo hrnkové květiny. Z technologického hlediska se při komunitním kompostování mohou využívat kompostové 15
hromady, obdobně jako na centrální kompostárně, vhodné je i kompostování v otevřených boxech. Jako mechanizační prostředek k překopávání slouží nakladač, v menším rozsahu může jít o překopávání manuální. Při kompostování u škol je možno použít velkého kompostéru nebo biofermentoru.
Velkokapacitní kompostování se využívá ve velkokapacitních kompostárnách. Jsou to výrobní závody, které jsou schopné zpracovávat velké množství rozličného odpadu. Produkce kompostu je od 1 000 t ročně, běžně jsou provozovány kompostárny s produkcí 10 000 – 25 000 t kompostu ročně. Kompostování se zde provádí většinou v kompostových hromadách a v biofermentorech. U těchto provozů lze předpokládat používání nejprogresivnějších metod, při kterých se efektivně využije i bioodpad z komunální sféry.
3.4 HODNOCENÍ KVALITY KOMPOSTU
Dobře vyzrálý kompost nesmí obsahovat větší množství amoniakálního dusíku ani produktů anaerobního rozkladu. Kompost má „lesní vůni“, tmavě hnědou barvu, struktura jednotlivých původních surovin je téměř neznatelná. Na hodnocení kvality kompostu se využívá několik ukazatelů: •
hodnocení zralosti a stability kompostu,
•
test fytotoxicity,
•
mikrobiologické hodnocení kompostu,
•
agrochemické hodnocení kompostu,
•
senzorické hodnocení kompostu.
Zralost a stabilita kompostu
Stabilita je jednou ze základních charakteristik kompostů, norma neudává, jakou metodou by se měla stabilita měřit a neudává ani jakých hodnot by měla stabilita dosahovat. Biologicky rozložitelné suroviny mají obvykle velmi nízkou stabilitu. V průběhu biologické úpravy – kompostováním – se postupně stabilita suroviny zvyšuje až je zralá (stabilní). Stabilitu lze rozlišovat jako dočasnou (způsobenou nedostatkem
16
vody v surovině) anebo trvalou (biologicky snadno rozložitelné látky jsou transformovány do formy složitých komplexů humusových látek). Stabilní (zralé) komposty mají tyto vlastnosti: 1) živiny uvolňují pozvolna, působí i v dalších letech po aplikaci do půdy, 2) díky obsahu humusových látek mají výraznější pozitivní vliv na kvalitu půdy a obsah organické hmoty 3) jsou schopny sorbovat jiné látky a tak optimalizovat složení půdního roztoku, 4) i při dlouhodobém skladování bez přístupu vzduchu nezapáchají. V tabulce č. 3 jsou uvedeny hodnoty, kterými lze provést vyhodnocení samozáhřevného testu. Tab. 3 Určení výsledku samozáhřevného testu.
Rozdíl mezi teplotou
Popis stupně vyzrálosti
Charakteristika
kompostu a teplotou okolí
kompostu (stability)
< 10
Velmi vyzrálý a stabilní
Stabilní
10 – 20
Průměrně vyzrálý
Stabilní
20 – 30
Stále mírně v rozkladu,
aktivní
aktivní kompost 30 - 40
Nevyzrálý, čerstvý nebo
aktivní
velmi aktivní 40
Čerstvý kompost - právě
nestabilní
smíchané suroviny
Test fytotoxicity (řeřichový test)
Je to metoda vyhodnocování intenzity rozkladu organických surovin a zralosti výsledného kompostu, která byla vypracována ve VÚRV pro použití v kompostárenské praxi. Jde o biologickou metodu hodnocení fytotoxicity výluhu vzorku indexem klíčivosti citlivé rostliny řeřichy seté. Tato metoda je založena na výpočtu indexu klíčivosti citlivé rostliny v prostředí vodního výluhu kompostu.
17
Mikrobiologické hodnocení kompostu
Pro hodnocení kompostů se používá hodnocení na základě přítomnosti indikátorových organismů. V České republice jsou jako indikátorové organismy stanoveny termotolerantní koliformní bakterie, bakterie rodu Salmonella a enterokoky. Enterokoky (fekální streptokoky) jsou součástí střevní mikroflóry a jejich přítomnost svědčí o čerstvém fekálním znečištění prostředí. Salmonely se vyskytují v zažívacím traktu člověka a zvířat. Tyto bakterie jsou nenáročné a mohou se rozmnožovat i mimo tělo živočichů především v potravinách živočišného původu a organických materiálech. Bioodpady, protože obsahují velké množství organických a minerálních látek jsou domovem mnoha organismů, které se podílejí na jejich rozkladu. Mnohé tyto organismy mohou přinášet riziko pro člověka, zvířata nebo rostliny, protože jsou patogenní, mohou se šiřit do okolí a mohou způsobit vážná onemocnění. Nejčastější úpravou je kompostování a následná aplikace na půdu. Je třeba omezit výskyt a šíření takovýchto mikroorganismů do životního prostředí a zabránit jejich vstupu do potravního řetězce a ochránit pracovníky, kteří s bioodpady a potencionálními patogeny přijdou do styku při sběru odpadu (MATĚJŮ; ZIMOVÁ, 2008).
3.5 ODPADY Z ÚDRŽBY ZELENĚ
Veřejná zeleň se ve většině případů nalézá na pozemcích náležejících státu, městům, vesnicím nebo jiným státním nebo veřejným organizacím. Biomasa na nich produkovaná je pěstována za účelem okrasy, omezení hluku, oslnění atd. Z tohoto důvodu je po splnění své funkce na příslušných pozemcích považována za zbytkovou. Obsah odpadu z údržby veřejné zeleně lze považovat za standardní a nezávislý na místě vzniku. V dnešní době se nejvíce dbá na to, aby se zamezovalo vzniku odpadů a aby docházelo k největšímu materiálovému využití. To znamená, aby docházelo k omezení skládkování a spalování odpadů a naopak abychom se snažili co nejvíce odpadů recyklovat. Kompostování je jednou z možností jak toho dosáhnout, protože v dnešní době se množství biologicky rozložitelných komunálních odpadů spaluje ve spalovnách nebo ukládá na skládky komunálních odpadů
18
Odpad z údržby zeleně obsahuje: • listí, • trávu z údržby trávníkových ploch, • odpadní dřevo, • dřevní štěpka ze zeleně, • odpad z květinových záhonů. Listí je tradiční zahradnický odpad, který se využívá ke kompostování. Výhodné je kompostovací hromadu složit smícháním více druhů podrceného listí. Některé druhy listí se rozkládají hůře (např. dub, jírovec, topol, bříza, akát). Vlhkost směsi listí se pohybuje v rozmezí 14-40 %, poměr C : N je 38-41 : 1. Jiná literatura uvádí C:N až 40 – 60 : 1. Je tedy obecně nutné přidat složky, které tento poměr sníží (kejda, hnůj, kuchyňský odpad, tráva). Před zakládáním hromady můžeme třeba promíchat listí s půdou, hnojem nebo kompostem v poměru 2 : 1. Listí se sbírá speciálními stroji. Tyto stroje jsou opatřeny nasávacím zařízením umožňující zmenšení objemu sbíraného listí. Tímto systémem snížíme počet jízd a ušetříme náklady na provoz. Redukce může být až 5 : 1. Navíc nedochází k úletu listí. Pro sběr také můžeme použít vaky, které mohou být z biodegradovatelného materiálu. Dalším sezónně vyskytujícím se odpadem z veřejné zeleně je odpad listí. Ideální příprava pro kompostovací zakládku představuje smíchání rozdrceného listí z více druhů rostlin. Veškeré listí ze stromů je kompostovatelné včetně listí kaštanu a ořešáků, které je odolnější mikrobiologickému rozkladu. Hůře rozkládající je také listí dubu, topolu, břízy a akátu. Poměr C : N u listí je (40 – 60) : 1, obsah dusíku 0,8 – 1 % sušiny.
Travní hmota - se v průměru seče 3x až 20x za sezónu. V dnešní době se na sečení používají žací stroje, které jsou vybavené sběracím košem. Tráva se tak stává nežádoucím odpadem. Posekaná hmota obsahuje ústřižky trávy o délce 15-20 mm. Takto posekaná hmota má vyšší obsah vody, která se uvolnila z pletiv při přerušení stébla. Travní hmotu nelze zkrmovat protože její vlhkost je v rozmezí 50 - 70 %. Poměr C : N je 22 – 30 : 1. Tento poměr je vhodný pro kompostování. Objem této hmoty závisí na stavu porostu a udává se v rozsahu 20 - 25 m3 hmoty z 1 ha ošetřené trávníkové hmoty ročně. Tento výčet se týká trávy z nízko sečených okrasných trávníků parkového typu. U trávníků komunikačních (okraje komunikací, zátěžové svahy dálnic) a rekreačních je poměr C : N vyšší okolo 30 – 40 : 1. Stařina 19
z prohrabování listů má poměr C : N 40 – 60 : 1. Chemické složení trávy z nízko sečených okrasných trávníků parkového typu je závislé na používané travní směsi a také na způsobu hnojení. Chemické složení trávy z nízko sečených trávníku parkového typu je závislé na používané travní směsi a způsobu hnojení. Obsah dusíku (N) v sušině trávy je v rozmezí 1,6 – 2,9 %, draslíku (K2O) 1,5 – 2,5 %, fosforu (P2P5) 0,6 – 0,9 %, vápníku (CaO) 0,8 – 1 %, hořčíku (MgO) 0,3 – 0,4 %. Poměr uhlíku a dusíku (C : N), který u tohoto odpadu představuje rozmezí (22 – 30) : 1, je zcela optimální pro zpracování kompostováním, ale jde i o vhodný odpad pro případnou výrobu bioplynu. Odpad travní fytomasy z extenzivních travních ploch, zejména trávníků při pozemních komunikacích (okraje silničních komunikací, zářezové svahy dálnic) případně trávníků rekreačních, je tvořen travními rostlinami po odkvětu s vyšším stupněm lignifikace pletiv a s větší délkou seče. Obsah dusíku v sušině je v rozmezí 1 – 1,8 % a poměr C : N je podstatně vyšší než u krátkých sečí parkových trávníků a může dosáhnout i hodnot v rozmezí (30 – 40) : 1. Méně se vyskytujícím odpadem travní fytomasy je tzv. stařina z vyhrabování trávníků. Většinou jde o odpad ze soukromé zeleně. Stařina obsahuje minimum dusíku a poměr C : N je (40 – 60) : 1. Krátké seče trávy z parkových trávníků s ohledem na vyšší vlhkost a užší poměr C : N jsou schopny rychlé mikrobiologické přeměny a v hromadách trávy nastupují rychle hydrolýzní procesy provázené nepříjemným zápachem. Proto by tento odpad měl být zpracován co nejdřív. Tráva ze starších porostů je po mikrobiologické přeměně podstatně odolnější a rozkládá se až ve zrajícím kompostu. . Odpadní dřevo z ovocných stromů - ze sadů je na zpracování náročné. Vyžaduje podrcení a výkonné stroje. Vlhkost se pohybuje v rozmezí 30-35 %, poměr C : N je velký a činí 100 - 120 : 1. Tento materiál kompostuje obtížně. Dřevní štěpka z ovocných stromů je spolu se slámou, pilinami výborný nasávací materiál pro kejdu. Mísením dosáhneme dobrý poměr C : N. Při kompostování dřevní štěpky dosáhneme snížení C : N také přídavkem dusíkatých látek na požadovaný poměr 30 : 1.
Dřevní odpad vznikající z prořezů stromů, z probírky dřevin v lesoparcích, kůrodřevní hmota z průřezů stromů a z odstranění stromů při obnově parků a po polomech tvoří významnou skupinu odpadů při údržbě zeleně. Ošetřováním 1 ha městské zeleně vzniká v průměru 10 – 13 t odpadů za rok (KOTOULOVÁ, VÁŇA 2001). Obsah dusíku v dřevní nebo kůrodřevní hmotě je minimální (0,2 – 0,4 % v sušině), obsah dalších rostlinných živin je 20
zanedbatelný a poměr C : N je v rozmezí (90 – 120) : 1. Dřevní odpady je nutno před kompostováním zpracovat štěpkováním nebo drcením. Nejlepší zrnitost štěpky pro kompostování je 2 – 5 cm. Při kompostování dřevní štěpky je třeba zabezpečit optimální vlhkost a poměr C : N snížit přídavkem dusíkatých látek na 30 : 1. Mikrobiologická přeměna dřevní štěpky při kompostování je ve srovnání s travní fytomasou dlouhodobějším procesem. To platí zejména pro tzv. zelenou štěpku větví a vršků jehličnatých dřevin, obsahující pryskyřičné látky. Na kompostárnách je tato štěpka zpracovávána většinou sezónně např. v období zpracování vánočních stromků.
Dřevní štěpka ze zeleně je důležitým doplňkem surovinové skladby kompostů při kompostování trávy zabezpečujícím pórovitost kompostu. Její nedostatek je při kompostování trávy nutno nahradit řezanou slámou řepkovou nebo obilnou nebo drcenou dřevní hmotou z obalů nebo odpadního dřeva ze staveb.
Odpad z květinových záhonů - zahrnuje likvidované květiny a odpad z odplevelení. Odpad nevysemeněných plevelů se zeminou zachycenou na koříncích rostlin obsahuje velmi vhodné půdní mikroorganismy, a proto je velmi vhodným materiálem do kompostu. Naopak je problematický odpad z odplevelení, který obsahuje vyzrálé plevele s klíčivými semeny, případně oddenky pýru či bršlice .
Pro optimalizaci surovinové skladby vycházíme z poměru C : N. Rozbor obsahu organických látek a živin (v % sušiny), vlhkosti v odpadech z údržby veřejné zeleně je v tabulce (4 a 5 ). Rozbor obsahu organických látek a živin v odpadech z údržby zeleně. (VÁŇA, J.: PEVNÉ ODPADY ČZU v Praze, 2004).
21
Tab.4 : Poměr C : N v kompostovatelných bioodpadech (VÁŇA,J.2004) Odpady
Poměr C : N
Tráva mladá (krátká seč)
22 – 30 : 1
Tráva z extenzivních ploch
30 – 40 : 1
Stařina
40 – 60 : 1
Listí
40 – 60 : 1
Zelená štěpka
70 – 90 : 1
Štěpka z průřezů
90 – 120 : 1
Štěpka z kmenů
100 – 200 : 1
Kůra jehličnatých stromů
100 – 120 : 1
Kuchyňské odpady
20 – 30 : 1
Papír
150 – 200 : 1
Piliny, hobliny
120 – 200 : 1
Králičí trus
15 : 1
Zvířecí fekálie, drůbeží trus
8 – 10 : 1
Koňský hnůj
15 – 25 : 1
Sláma
100 – 120 : 1
Čistírenské kaly
5–8:1
Obsah kuchyňských lapolů
180 – 200 : 1
22
Tab. 5: Rozbor obsahu organických látek, živin (v % sušiny) a vlhkosti v odpadech z údržby veřejné zeleně (VÁŇA, J.: PEVNÉ ODPADY ČZU v Praze, 2004).
Odpad
Vlhkost
Organ.
N
P
K
Ca
Mg
látky Tráva
10 – 80
85 – 92
1,0 – 2,9
0,2 – 0,4
0,7 – 2,1
0,4 – 0,7
0,1 - 02
15 – 40
88 - 94
0,9 – 1,5
Menší než 0,2 – 0,4
1,2 – 2.1
Menší
seno Listí
0,1 Stařina
10 - 30
88 - 95
0,8 – 1,0
0,2 – 0,3
než 0,1 0,8 – 1,5
0,6 – 1,2
z luk
Menší než 0,1
Piliny
40 - 70
Stromová
40 - 70
97 - 99
94 - 98
0,0 – 0,2
stopy
0,2 – 0,4
Menší
Menší
než 0,1
než 0,1
Menší než 0,0 – 0,2
kůra
stopy
0,1 – 0,2
Stopy
0,1
Popel ze
5 - 40
4 – 10
dřeva
Menší než 0,9 – 1,8
5,0 – 8,3
0,1
23,4
- 2,4 -4,2
24,9
3.6 TECHNOLOGIE VÝROBY KOMPOSTU
Kompostování může probíhat v anaerobním či aerobním prostředí. Podle prostředí se liší složení přítomných mikroorganismů, průběh procesu a produkty metabolizmu. Každý z režimů má své přednosti i nedostatky. Aerobní proces kompostování je rychlejší, lépe řiditelný s výsledkem stabilizovaného kompostu. Každá technologie, která využívá aerobní kompostování musí zabezpečovat vhodné podmínky pro činnost aerobních mikroorganizmů a tím dosahovat optimálního průběhu kompostování (PLÍVA A KOL., 2005). Technologie výroby kompostu rozlišuje tyto základní způsoby výroby: • kompostování v hromadách: a) plošných, b) pásových (dříve zvané krechtové zakládky). Příčný profil těchto zakládek je: - trojúhelníkový, 23
- lichoběžníkový, • intenzivní kompostování, • vermikompostování (výroba biohumusu za pomoci žížal). Intenzivní kompostování je kompostování v kompostovacích zařízeních. Pro technologii používanou v těchto zařízeních platí, že zintenzivnění prvé rozkladné fáze vede ke zkrácení celého procesu kompostování. Pro tento způsob kompostování používáme: • bioreaktory (jsou to uzavřená kompostovací zařízení), • boxy nebo žlaby ( jsou to polouzavřená kompostovací zařízení), • Ag Bag ( kompostovací vaky), • vermikompostování ( kompostování s pomocí žížal. Protože tyto způsoby kompostování jsou zatím pro malé kompostárny drahé, byla vybrána technologie kompostování v pásových hromadách: Při kompostování v hromadách rozlišujeme dva druhy hromad a to: • plošné hromady, • pásové hromady. Kompostování v plošných hromadách je z dnešního hlediska
nejstarší technologie.
V minulosti se používala z důvodů nedostatku vhodné mechanizace. Nejčastěji se zakládaly na souvratích. Kompostování v pásových hromadách je nejrozšířenější způsob kompostování, proto se jím budu zabývat podrobně i v dalších navazujících odstavcích a posléze ve své práci. Touto metodou se kompostované suroviny vrství do pásových hromad trojúhelníkového nebo lichoběžníkového průřezu. Pásová hromada s trojúhelníkovým profilem Minimální doporučená šířka základny zakládky je 2 m. V praxi se tato šířka volí v rozmezí 2,5 – 4 m. odpovídající výška profilu je dána charakterem kompostovaných surovin (sypný úhel, zrnitost, vlhkost). V praxi se osvědčilo používat poměr šířky hromady k výšce 1 : 0,55 - 0,6. 24
Pásová hromada s lichoběžníkovým profilem Umožňuje podélné navážení traktorovými přívěsy a úpravu hromad nakladačem. Šíře hromady při tomto profilu hromady bývá 3 – 6 m. Doporučená výška 1,5 – 2,5 m. Kompostování v pásových hromadách předpokládá vysoký stupeň mechanizace. Nejlépe se v této technologii uplatňují překopávače pracující kontinuálně. Nasazení překopávačů vyžaduje pečlivou úpravu profilu hromady před prvním překopáváním. Úprava se provádí zpravidla nakladačem nebo traktorem s čelní shrnovací lopatou. Vermikompostování – výroba biohumusu Kompost, který se získá s pomocí žížal má vyšší stupeň přeměny organické hmoty odpadů než komposty běžné. Nejcennější částice vyrobeného vermikompostu jsou žížalí výkaly. Výkaly můžeme oddělit po usušení vermikompostu na sítu cca 3 mm. Tato frakce dosahuje až 35 % humusových látek. V ČR se pro výrobu vermikompostu využívají druh Eisenia Foetida – kalifornský červený hybrid s vysokou produktivností a plodností. Hybrid pohlavně dospívá ve stáří 3 měsíců a dva hermafroditní jedinci vyprodukují ročně 1500 potomků a to po dobu 16 let. Dospělý jedinec spotřebuje denně množství krmiva, které odpovídá jeho hmotnosti. Vyrobí z něj 60 % humusu a zbytek využije pro vlastní mechanizmus. U nás se tento způsob využívá především pro domácí kompostování. Nasazení kalifornského hybrida do kompostovací zakládky při kompostování odpadů z veřejné zeleně není v této době moc úspěšné, protože žížaly potřebují vlhčí prostředí a vyšší teploty kompostových zakládek. Zvýšení kyselosti zrajícího kompostu může žížaly vypudit.
3.7 PRACOVNÍ OPERACE NA KOMPOSTÁRNĚ Příprava surovin před založením kompostu Biomasa a většina ostatních surovin, které se ukládají do kompostovacích hromad, musí být v zájmu snadné homogenizace rozmělněná či rozdrcená. Z velké části se jedná 25
o drcení dřevních odpadů z údržby zeleně, révy, kůry apod. Požadovaná velikost částic je dána charakterem suroviny. Obecně z hlediska kompostování platí tyto zásady: •
čím menší jsou částice surovin, tím větší je oxidační a styčná plocha částic a biodegradabilní proces probíhá účinněji,
•
čím surovina lépe degraduje, tím větší mohou být jeho částice v hromadě,
•
čím menší částice jsou používané do hromady, tím větší jsou ekonomické náklady na jejich rozmělňování. Pro tyto účely kompostování se využívají stroje drtiče a štěpkovače.
Způsob navážení surovin a úprava hromad v zakládce Kompostované suroviny se při kompostování na volné ploše vrství do pásových hromad trojúhelníkového nebo lichoběžníkového průřezu kompostovací zakládky. Délka hromad je omezena délkou – tvarem kompostovací plochy, která musí splňovat nezbytné požadavky (zamezit ohrožení povrchových a podzemních vod, umožnit otáčení mechanizačních prostředků při navážení, manipulaci a překopávání apod.). Při navážení surovin do zakládky je nutno dodržovat alespoň přibližný tvar budoucí hromady. Po navrstvení surovin je vhodné pomocí čelního nakladače provést naformování figury hromady do požadovaného tvaru překopávače. Následně je nutné provést první překopání překopávačem, při kterém dojde k homogenizaci hromady a zahájení kompostovacího procesu.
Překopávání hromad v zakládce Překopávání kompostu je nejdůležitější pracovní operací v celém technologickém postupu při kompostování. Jeho účelem je provzdušnit kompost a tím dosáhnout řízené mikrobionální činnosti. Složky jednotlivých surovin v kompostovací hromadě musí na sebe co nejúčinněji působit, a proto musí být dokonale rozmělněny a promíchány.
Úprava tvaru hromad - k úpravě tvaru hromad je využíván čelní nakladač jako energetický zdroj pokud lze k němu mechanicky připojit další pracovní zařízení. Nakladač bývá vybaven hydraulickým pohonem pojezdu a tím je vyřešen energetický prostředek s nízkou pojezdovou rychlostí, která je potřebná pro práci překopávače kompostu.
26
Vlhčení hromad – vlhkost kompostovaných surovin je základní podmínka pro správnou činnost a aktivitu mikroorganismů. Nedostatečná vlhkost snižuje životní funkce mikroorganismů (jejich aktivitu) a tím narušuje a brzdí související biochemické děje. Nejjednodušší způsob vlhčení kompostu je napojení hadice přímo na pojíždějící překopávač kompostu, který je vybaven rozvodem k jednotlivým tryskám zabezpečujícím postřik hromad během překopávání.
Kontrola procesních podmínek – měření teploty kompostu je nejsnáze zjistitelný ukazatel zrání kompostu korespondující s činností mikroorganismů. Pokud po založení kompostu a první překopávce teplota nestoupá, jsou podmínky pro mikroorganismy nepříznivé. Příčina může být ve špatné surovinové skladbě, nadměrné vlhkosti surovin, v omezeném obsahu kyslíku atd. Teplota je měřena kontaktními elektronickými zapichovacími teploměry s digitálním či analogovým ukazatelem. Vlhkost kompostu je měřena přenosnými vlhkoměry nebo orientační zkouškou (pěstní zkouškou vlhkosti).
3.8 TECHNICKÉ VYBAVENÍ KOMPOSTÁRNY Nejčastější technické vybavení kompostárny pro kompostování v pásových hromadách uvádí např. ZEMÁNEK, 2001, KOLLÁROVÁ, 2007, PLÍVA, 2008 a další: • Kolový traktor s plazivou rychlostí, • Překopávač kompostu, rotorový návěsný, záběr 2,5 -3,0 m, • Traktorový nakladač, nebo traktor s nakládací lopatou, • Drtič, • Štěpkovač, • Plachty na přikrývání hromad kompostu, • Dávkovací zařízení (adaptér pro překopávač kompostu). Podle charakteru výsledného produktu bývá kompostárna vybavena prosévacím zařízením, někdy separačním zařízením (válcové síto, prosévací lopata, vzduchový třídič apod).
27
3.9 EKONOMICKÉ HODNOCENÍ KOMPOSTOVACÍCH PROVOZŮ
Při volbě kompostovací technologie většinou převažují ekonomická hlediska. Obecně lze říci, že technicky není velký problém vyřešit jakoukoliv kompostovací technologii. Problémem je výše investic, která se promítá do ceny vyrobeného kompostu. Nejnižší náklady na výrobu kompostu jsou při technologii kompostování na zpevněné ploše nezastřešené, následuje zpevněná plocha zastřešená, pak jsou kompostovací žlaby a boxy, vyšší náklady jsou u kompostovacích tunelů a nejvyšší u uzavřených kompostovacích zařízení. Při volbě kompostovací technologie většinou převažují ekonomická hlediska. Obecně lze říci, že technicky není velký problém vyřešit jakoukoliv kompostovací technologii. Problémem je výše investic, která se promítá do ceny za 1 t vyrobeného kompostu a cena 1 t kompostu na trhu. Aby byla technologie ekonomicky efektivní, je třeba vzít v úvahu celou řadu faktorů. Výši nákladů na kompostování ovlivňuje: • náklady na pořízení či pronájem plochy na kompostování, • pořizovací náklady strojů v kompostovací lince (ve formě odpisů), • provozní náklady strojů na kompostárně, • vstupní náklady na suroviny a jejich dopravu, • náklady mzdy pracovníků, • náklady na obohacovací mikroprvky, stimulační a protizápachové látky.
Základním faktorem, který ovlivňuje výši investic je kompostovací technologie (ta je dána její efektivitou, kdy rozhodující je doba trvání aktivní fáze komponovacího cyklu). Další faktor je typ monitorovacího systému, úroveň kontroly pachů, pracovní síla a ostatní zařízení. Snížení nákladů lze dosáhnout v případě, kdy není potřeba investovat do nákupu mechanizačních prostředků, naopak nejvyšší náklady jsou na vybudování plochy pro kompostování (PLÍVA a KOL., 2008). Náklady na pořízení plochy se promítají do nákladů na výrobu 1 t kompostu formou ročních odpisů kdy odpisová sazba zpevněné plochy může 28
dosáhnout 3 – 4 % (30 let životnosti plochy) (ZEMÁNEK, 2001). Vyšší náklady jsou u systému s uzavřeným cyklem kompostování (PLÍVA a KOL., 2008) Nejnižší náklady na výrobu kompostu jsou tedy při technologii kompostování na zpevněné ploše nezastřešené, následuje zpevněná plocha zastřešená, dále kompostovací žlaby a boxy, vyšší náklady jsou u komponovacích tunelů a nejvyšší u uzavřených kompostovacích zařízení.
V grafu č. 1 (RUNGE, 2000), je uvedeno srovnání výrobních nákladů na l t kompostu vyrobeného různými technologiemi v podmínkách SRN.
cena výroby 1 t kompostu [Euro.t-1]
Srovnání výrobních nákladů na 1 tunu kompostu vyrobeného různými technologiemi
160 140 120 100 80 60 40 20 0 0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
vyrobené množství [t.rok-1]
zpevněná plocha nezastřešená kompostovací boxy
zpevněná plocha zastřešená kompostovací tunely
29
kompostovací žlaby uzavřená kompostovací zařízení
4. METODIKA 4.1 Výběr kompostárny
Pro sledování parametrů byla vybrána kompostárna na Vyšehradě s produkcí 120 t odpadu ročně a s rozlohou 150 m2. Suroviny do zakládek kompostu pocházejí z údržby ploch parku Vyšehrad, jedná se o travní hmotu, padané listí dřevní odpad.
4.2 Technické prostředky na kompostárně
V této části budou charakterizovány technické prostředky na vybrané kompostárně NKP Vyšehrad. Používané stroje jsou určeny jednotlivými potřebnými technologickými kroky v kompostovacím procesu: •
Traktor CARRARO HTS 4400TTR,
•
Nakládací lopata PC 615,
•
Překopávač kompostu Ostratický NKP 150,
•
Štěpkovač dřevního odpadu PEZZOLATO PZ 110,
•
Vibrační síto deskové Nover VSD – 01,
•
Plachty na přikrytí hromad.
4.3 Sledování parametrů kompostovacího procesu
Na kompostárně NKP Vyšehrad byly v r. 2008 měřeny tyto parametry. 1) teplota kompostu. Teplota se měřila elektronickým teploměrem TRV od výrobce METRA Blansko se zapichovací sondou. Měření se provádělo v jednom, předem stanoveném, bodě v 1/3 a 2/3 výšky, 2) vlhkost kompostu se zjišťovala ve vstupní surovinové skladbě hromady tzv. pěstní zkouškou,
30
3) po ukončení kompostovacího procesu bylo provedeno porovnání naměřených hodnot jakostních znaků kompostu s požadovanými hodnotami znaků jakosti podle ČSN 46 225735.
4.4 Ekonomické hodnocení
Základem ekonomického hodnocení je vyčíslení celkových provozních nákladů na výrobu 1 t kompostu za určité období.
Tyto náklady lze rozdělit na: • náklady na nakládání, vážení a dopravu (nepočítáme – jsou již zahrnuty do údržby veřejné zeleně), • náklady na provoz strojů na úpravu komponent, • náklady na provoz strojů na úpravu profilu a vrstvení, • náklady na překopávání, • náklady na vyskladnění (finalizace), náklady na kompostovině, • náklady na obsluhu kompostárny. Součtem těchto nákladů jsou určeny celkové náklady na provoz kompostárny. Z nich a z celkové produkce kompostárny za sledované období lze určit náklady na výrobu 1 t kompostu.
31
5. VÝSLEDKY 5.1 CHARAKTERISTIKA KOMPOSTÁRNY VYŠEHRAD
Kompostárna NKP Praha Vyšehrad – kompostárna se nachází v areálu Vyšehrad. Kompostovací plocha je umístěna v ohrazeném a oploceném prostoru o rozměru 15x10 m s nezpevněnou plochou. Kapacita kompostárny pro jeden kompostovací cyklus je přibližně 4 - 4,5 t surovin. Suroviny do zakládek kompostu pocházejí z údržby ploch parku Vyšehrad, jedná se o travní hmotu, spadané listí a dřevní odpad po průřezu zeleně. Vyrobený kompost je využíván pro hnojení travních ploch parku Vyšehrad. Vzhledem k požadavkům zadání je předložená práce zaměřena na realizaci experimentální zakládky kompostu z vybraných zahradnických odpadů s dodržením zásad CMC a navrhnutí kompostovacího provozu včetně ekonomického hodnocení navržené kompostárny s kapacitou 1 000 t BRO vznikajícího při údržbě veřejné zeleně. V současné době kompostárny s nižší kapacitou (cca do 1 500 tun materiálu za rok) vycházejí z různých kompostovacích postupů. Tyto postupy většinou nejsou dokonalé, postrádají systém řízení kompostovacího procesu a často trpí i nedokonalou homogenizací zakládky a zapravováním dostatečného množství kyslíku, které zajišťuje správný průběh kompostování.
V rámci řešení diplomové práce bylo provedeno hodnocení jednoho kompostovacího cyklu. Zpracovával se BRO z údržby veřejné zeleně z NKP Vyšehrad v pásových hromadách kontrolovaným mikrobionálmím kompostováním. Vlastní zpracování
suroviny se řídilo
podnikovou normou PN č.1/2004 „Faremní kompost VYŠEHRAD“. Využití kompostu z travní hmoty – uvádění do oběhu podle zákona č. 159/1998 Sb. o hnojivech v znění a doplnění pozdějších předpisů smějí vývozci, dovozci a dodavatelé uvádět do oběhu hnojiva, která jsou registrována podle tohoto zákona. Kompost vyrobený technologíí řízeného kompostování v pásových hromadách podle příslušné podnikové normy lze registrovat jako netypové organické hnojivo – faremní kompost. Registrovaný kompost lze uvádět do oběhu, přičemž uváděním do oběhu se rozumí nabízení k podeji, prodej a skladování za účelem prodeje. Kontrolu konečného produktu před jeho uvedením do oběhu a registraci kompostu provádí Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský, který má k této činnosti zmocnění ze zákona o hnojivech. 32
Využití pro vlastní potřebu – v tomto případě, kdy je využíván pro vlastní potřebu, darován či použit jako surovina k dalšímu zpracování (výroba rekultivačních substrátů, kde je kompost vstupní surovina), nemusí být registrován .Jakostní znaky kompostu by měly však splňovat požadavky normy ČSN 46 5735 „Průmyslové komposty“ (METODIKA PRO PRAXI, VÚZT 2008).
5.2 TECHNICKÉ PROSTŘEDKY PRO KOMPOSTOVÁNÍ NA KOMPOSTÁRNĚ NKP VYŠEHRAD
Energetická jednotka – traktor CARRARO HST 4400TTR (obr. 2) Vhodný zejména při údržbě zeleně, úklidu městských částí a obcí, dopravě a manipulaci s materiálem, provádění zemních prací a mnoha dalších aktivitách. Výrobce Itálie, dovozce fy. UNIMARCO a.s. ČR. Základní technické parametry: •
dieselový motor s výkonem 28 kW,
•
hydrostatický pojezd,
•
rychlost 0-30 km/h vpřed i vzad,
•
nastavení konstantní rychlosti pojezdu,
•
zadní tříbodový hydraulický závěs
•
systém otočného řízení (vynikající výhled a manipulace s nářadím, obousměrná jízda),
•
rozměry: 1125 x 2900 x 1900 mm (š x d x v), hmotnost: 1140-1340 kg,
•
počet válců 3,
•
výkon motoru 28 kW/38 PS,
•
otáčky motoru (ot./min.) 3000,
•
kroutící moment (Nm/g) 116/1800,
•
chlazení – vodní.
33
•
Obr. 2 Traktor CARRARO HST 4400TTR
Nakládací lopata PC 615 (obr.3 ) Nakládací lopata PC 615 firmy SIGMA 4 je přídavné zařízení na traktor CARRARO HST 4400 TTR, je určena pro nabírání a nakládání všech druhů hornin, půd, kompostů. Díky instalaci na tento traktor může pracovat ve velmi omezených prostorách.
Základní technické parametry: • šířka lopaty 1320 mm, • objem lopaty při navršeném materiálu 0,4 m3, • hodinový výkon 40 m3.hod-1, • ovládání dálkové jednopákové.
34
Obr.3 Nakládací lopata PC 615
Štěpkovač dřevního odpadu PEZZOLATO PZ 110 (obr. 4) Nesený štěpkovač PEZZOLATO PZ 110 je určen pro zpracovávání dřevních zbytků, pocházejících ze sezónní údržby stromů, živých plotů, pro drcení obalů a jiných dřevních materiálů. Je nesen a zároveň poháněn traktorem CARRARO HST 4400. To umožňuje štěpkovat v kompostárně nebo v případě zpracování větších objemu na jednom místě i přímo v místě kde dřevní zbytky vznikly.
Základní technické parametry: • tříbodový závěs, • pohon od vývodového hřídele traktoru, • požadovaný min. výkon 15 HP, • otáčky vývodového hřídele 540 ot. min.-1, • podávací válce jsou hydraulicky poháněné s možností regulace otáček, • max. průměr drceného materiálu 110 mm, • rozestup válců 155 mm, • průměr rotoru 520 mm, • tloušťka rotoru 30 mm, • počet nožů 2, • hodinový výkon 3-4 m3.hod-1, • rozměry stroje: Šířka
1080 mm, 35
Délka
1800 mm,
Výška
1950 mm,
Hmotnost 330 kg, • rozměry vstupního otvoru u podávacích válců 110 x 115 mm, • rozměry trychtýře 890 x 600 mm, • velikost štěpky 5 - 12 mm, • výfuková roura otočná o 360o, • verze s vlastním pohonem může být vybavena benzinovým, nebo dieslovým motorem, • mimoto může být doplněna podvozkem s konstrukční rychlostí do 80 km.h-1, • cena bez DPH 169 000,- Kč.
Obr. 4 Štěpkovač dřevního odpadu PEZZOLATO PZ 110
Nesený překopávač kompostu Ostratický NPK 150 (obr. 5) Je určen pro ekologickou likvidaci zelené hmoty z parků a veřejných prostranství, ale i ostatních biodegrabilních materiálů. Systém překopávání použitý u této řady překopávačů 36
nabírá překopávanou hmotu tak, že rotorem, který ji současně promíchává a sune vpravo, vytváří novou hromadu.
Tento princip má dvě zásadní výhody:
o mezery mezi pásovými hromadami jsou minimální. o umožňuje při sesedání překopávaného kompostu soustřeďovat více řad do jedné a tím vytvářet nové prostorové možnosti pro uskladnění čerstvého materiálu. o k další výhodě tohoto překopávače patří možnost instalace kropícího zařízení určeného ke kropení vodou nebo vodou obohacenou různými biotechnologickými přípravky.
Základní technické údaje: • pracovní prostor: Šířka 1 500 mm Výška 1 000 mm • rozměry stroje : (přepravní poloha)
Šířka
1 800 mm
Délka 1 500 mm Výška
800 mm
• průměr rotoru 600 mm • požadovaný příkon min. 20 kW • hodinový výkon 375 m3.hod.-1 • hmotnost 495 kg • cena bez DPH 151 000 Kč Příslušenství: • Kropicí zařízení: • Objem nádrže 200 l. • Cena bez DPH 39 918 Kč
37
Obr. 5: Nesený překopávač kompostu Ostratický (NPK 150)
Vibrační síto deskové NOVER VSD – 01 Obr.6 Toto vibrační síto je především určeno pro třídění v kompostovacích linkách využívající technologie kompostování v malých hromadách. Na rámu stroje, opatřeném dvojicí koleček a dvěma podpěrami, pro nastavení vibračního síta do stabilní polohy s požadovaným sklonem je na čtyřech pružinách uchycen vibrační rám se sítem. Na rámu stroje je uchycen závěs a žlab. Závěs slouží k přepravě stroje a je sklopný. Prosáté částice kompostu jsou usměrňovány plechy pod síto. Neprosáté částice jsou odváděny pomocí žlabu za síto. Vibračního účinku je dosaženo pomocí dvou excentrů uložených na společném hřídeli, který je poháněn elektromotorem pomocí klínových řemenů. Vibrační zařízení je spolu s elektromotorem uloženo na vibračním rámu. Nízká energetická náročnost a nízká pořizovací cena zvýhodňuje použít v tomto případě vlastní pohon.
Základní technické údaje: Dodavatel pro ČR: fy. NOVER s.r.o. Český Brod. Typ VSD - 01
38
Rozměry stroje (mm) •
Šířka
1 264
•
Délka
2 667
•
Výška 1 836
•
Hmotnost (kg)
•
Velikost ok síta (mm) 10 x10, 16 x 16, (20 x 20)
•
Vstup na síto - (1 360 x 750)mm
•
Výstup prosáté části . násypka dopravníku
•
Neprosáté části odváděny pomocí žlabu
•
Výkonnost stroje (m3.h-1) 8 - 15
•
Pohon elektromotor
•
Požadovaný příkon (kW) 0,25
•
Cena bez DPH 28 600,- Kč (dle vybavení)
• Poznámka: nastavitelný sklon síta, dva stupně vibrací, sklopná o rozměry stroje: • Šířka 1 264 mm, •
Délka
•
Výška 1 836 mm,
•
výkon stroje 5 – 15 m3.hod-1,
•
příkon elektromotoru 0,25 kW,
•
vstup na síto: Šířka 750 m, Délka 1 360 mm,
•
cena bez D
•
PH 38 000,- Kč.
2 667 mm,
39
Obr. 6: Vibrační síto deskové NOVER VSD – 01
Ostatní zařízení K těmto ostatním zařízením patří zejména ty, které jsou nutné pro správný chod kompostárny. Kompostárna NKP Vyšehrad využívá technické zázemí, skladovací prostory, prostory pro uskladnění strojů a surovin, sociální zařízení pro obsluhu jak pro kompostárnu tak pro údržbu veřejné zeleně. Toto je nejvhodnější způsob, jak ušetřit náklady.
Biotechnologické prostředky
Tyto prostředky se zde aplikují většinou kropicí konví. Kompostárna používá dle potřeby následující přípravky: •
Bio – Algen G40: hydrolyzát hnědé mořské řasy, který dále obsahuje aminokyseliny, peptidy, minerály a jiné. Omezuje odpar NH3 a H2S. Cena za 1 litr Kč 160,- Kč.
•
Kompostimul: je kombinací minerálních a organických látek, které podporují činnost mikroorganismů podílejících se na rozkladných procesech. Urychluje biodegradační procesy.
•
Amalgerol:
přípravek obsahuje rostlinné oleje, bylinné přípravky,výtažky
z mořských řas. Váže NH3 a tím snižuje obsah jeho produkce do ovzduší. Cena za litr dle velikosti balení je 175,- – 215,- Kč. •
Oxygenerátor: směs nepatogenních bakterií a enzymů. Urychluje zrání kompostu a tím zkracuje dobu zrání. Cena za l00 g je 174,- Kč. Na obrázku č. 7 jsou některé biotechnologické prostředky.
40
Obr.7 Biotechnologické prostředky)
Plachta na přikrývání pásových hromad kompostu
Firma používá plachtu Top Tex od firmy Sandberger v šířce 3 m. Tato plachta je recyklovatelná, biologicky a chemicky stabilní. Je odolná vůči mrazu, UV – rezistentní a propustná pro plyny. Cena se pohybuje za 1 běžný metr 300,- Kč v šířce 3 m.
5. 3 VÝSLEDKY MĚŘENÍ PARAMETRŮ KOMPOSTOVACÍHO PROCESU
Sledování parametrů kompostovacího procesu bylo prováděno na jedné pásové hromadě. Pásová hromada byla trojúhelníkového průřezu o základně 1,5 m a výšce 1 m (průřez byl 0,75 m2). Při vlastním procesu byla pásová hromada přikryta geotextilií a byl aplikován enzymatický přípravek Kompostimul. Za zahájení kompostovacího procesu bylo považováno prvé překopání naformované kompostované suroviny. V tomto okamžiku došlo k prvému měření.
Výsledné měřené hodnoty jsou shrnuty do následujících tabulek č. 11 a 12. 41
Tab.11: Druh a množství surovin přijatých do kompostování v hromadě Surovina
Objem
Množství
Vlhkost
Přípravek
[m]3
[t]
[%]
Travní hmota
4
0,8
Pěstní zkouška -
Listí
4
1,2
Optimální
Dřevní štěpky
1,4
0,5
vlhkost
Σ
9,4
2,5
Kompostimul
Tab. 12: Naměřené hodnoty teploty kompostu v sledované hromadě Datum
18.6.
19.6.
20.6.
21.6.
22.6.
23.6.
24.6.
25.6.
26.6.
27.6.
Bod měř.
48
60
63
71
70
62
55
50
46
31
48
66
73
70
69
68
62
58
54
51
Překopáno
ano
ano
ano
ano
Datum
30.6
2.7
3.7
4.7
7.7
11.7
14.7
18.7
23.7
-
Bod měř.
26
23
20
21
18
19
26
24
21
-
38
28
26
23
21
20
24
22
22
-
1/3 Bod měř. 2/3 ano
ano
1/3 Bod měř. 2/3 Překopáno
ano
Výsledky byly vyhodnoceny v agrolaboratoři ve VÚZT v Praze Ruzyni. Tabulka č. 13 ukazuje naměřené hodnoty.
42
Tab. 13: Vyhodnocení naměřených hodnot (Agrolaboratoř VÚZT Ukazatel
Zjištěná hodnota
ČSN
sušina v %
37,6
60 - 35
spalitelné látky v %
39,6
min. 25,0
vlhkost v %
62,4
40,0 - 65,0
1,13
min.0,60
poměr uhlíku a dusíku
17,5
max. 30
PH
7,93
nerozložitelné příměsi %
10,5
celkový dusík v % N v suš.
od 6,0 do 8,5 max. 2,0
Vzhledem k tomu, že metoda kompostování použitá v NKP Vyšehrad neodpovídá metodě postupu kompostování dle ČSN 46 5735 „Průmyslové odpady“, byla pro tuto kompostárnu zpracována podniková norma PN č. 1/2004 „Faremní kompost Vyšehrad“. Na základě porovnávání hodnot v tabulce č. 13 lze konstatovat, že vyrobený kompost na kompostárně NKP Vyšehrad odpovídá téměř ve všech hodnocených parametrech jakostním znakům průmyslového kompostu dle normy ČSN 46 5735. Pouze ve znaku jakosti nerozložitelných příměsí překračuje povolenou mez normy. Tuto odchylku lze odstranit např. provedením separace kompostu na prosévacím zařízení. Při zpracovávání surovin se postupuje podle výše uvedené normy. Vyrobený „Faremní kompost Vyšehrad“ je možné používat jako organické hnojivo na hnojení travních porostů v parcích, na loukách, na hnojení půd pro pěstování zeleniny, ovoce, květin a dřevin. Doporučená dávka je kolem 30 t.ha-1
43
5.4
EKONOMICKÉ ZHODNOCENÍ KOMPOSTÁRNY
Snížení nákladů na likvidaci BRO z údržby veřejné zeleně Výsledky porovnání výhod kompostování oproti skládkování je v následujících tabulkách č. 6 až 7.
Tab. 6: Náklady na zpracování BRO z údržby veřejné zeleně skládkováním Náklady na skládkování [1m3] zbytkové biomasy z údržby veřejné zeleně NKP Vyšehrad za období jednoho roku Celková roční produkce suroviny [m3] 350,Celkové roční poplatky za skládkování včetně odvozu na skládku [Kč] Náklady na skládkování 1 m3 BRO z údržby veřejné zeleně včetně odvozu [Kč.m-3]
119 000,340,-
Tab. 7: Náklady na zpracování BRO z údržby veřejné zeleně kompostováním Náklady na zpracování [1 m3] odpadu z údržby veřejné zeleně kompostováním -
1. Náklady na vstupní suroviny [Kč] Druh
Množství
Cena za jednotku
Cena
-
[m3]
[Kč.m-3]
[Kč]
Travní hmota
150
-
-
Listí
50
-
-
Štěpka
630
-
-
Vstupní suroviny byly produktem údržby veřejné zeleně, které bylo nutné zpracovat. Proto do nákladů nebyly započítány. 2. Náklady na nakládání, vážení a dopravu [Kč] Druh
Nakládání
Vážení
Doprava
Cena
-
[Kč]
[Kč]
[Kč]
[Kč]
Travní hmota
-
-
-
-
Listí
-
-
-
-
Štěpka
-
-
-
-
Vstupní suroviny byly produktem údržby veřejné zeleně, které bylo nutné zpracovat. Proto do nákladů nebyly započítány.
44
3. Náklady na úpravu vstupních surovin (drcení větví) [Kč]
26 000,--
Pracovní čas
Sazba
Cena
[h]
[Kč.h-1]
[Kč]
40
650,--
26 000,-9 750,-
4. Náklady na navážení, úpravu profilu a vrstvení [Kč] Pracovní čas
Sazba
Náklady
[h]
[Kč.h-1]
[Kč]
15
650,--
9 750,32 500,-
5. Náklady na překopávání [Kč] Pracovní čas
Sazba
Cena
-1
[h]
[Kč.h ]
[Kč]
50
650,-
32 500,-
Počet překopávek: 50 28 000,-
6. Náklady na vyskladnění [Kč] Pracovní čas
Sazba
Cena
[h]
[Kč.h-1]
[Kč]
52
650,-
28 000,-
Náklady na naložení hrubého kompostu na dopravní prostředek -
7. Náklady na kompostoviště [Kč] Druh
Pořizovací
Doba
Náklady
Náklady za
cena
obnovy
[Kč]
[r]
[Kč.r-1]
[Kč.r-1]
Nájemné, daň z pozemku
-
-
-
-
Odpisy a opravy stavební části
-
-
-
-
období
Kompostárna byla provozována v areálu NKP Vyšehrad jako polní, proto jsou náklady na kompostoviště nulové 15 000,8. Náklady na obsluhu kompostárny [Kč] Pracovní čas
Osobní náklady
Cena
[h]
[Kč.h-1]
[Kč]
100
150,--
15 000,--
Do těchto nákladů jsou zahrnuty osobní náklady jednoho pracovníka, který celý provoz kompostárny zajišťoval.
45
9. Náklady na zpracování zbytkové biomasy Zpracované množství bioodpadu
Celkové
Náklady na kompostování
náklady
[1 m3 ]zbytkové biomasy
[m3]-
[Kč]
[Kč.m-3]
350
96 250,-
275,-
Tab. 8: Porovnání nákladů na kompostování a skládkování
Porovnání nákladů na skládkování a kompostování zbytkové biomasy údržby veřejné zeleně NKP Vyšehrad Název
Cena
Skládkování [Kč.m-3]
340,-
Kompostování [Kč.m-3]
275,-
Rozdíl [Kč.m-3]
65,-
Strojem, který určuje objemovou možnost kompostovací linky je univerzální nosič nářadí TTR 4400 HST . V popisované lince je využíván pouze 157 hodin za rok. Za tuto dobu zpracuje celkem 350 m3 suroviny. Při využití univerzálního nosiče po celou osmiměsíční sezónu by na této lince bylo možné zpracovat celkem 2 800 m3 suroviny, to odpovídá 588 t. Z toho lze usuzovat, že i tato jednoduchá linka je dostatečně výkonná pro malé kompostárny. Stroje můžeme využít i na pronájem v případě, že je nevyužíváme celoročně.
46
Finanční přínos vzniklý zpracováním BRO kompostováním z údržby veřejné zeleně
Při výpočtech v minulé kapitole byly porovnávány pouze náklady spojené se zpracováním BRO z údržby veřejné zeleně. Uvážíme-li však skutečnost, že zpracováním BRO na kvalitní kompost podnik získá hnojivo, které nemusí kupovat. Tím ušetří za kompost a i za dopravu. Cena kompostu odpovídající množství vyrobeného z BRO z údržby veřejné zeleně se vypočte následujícím způsobem.
Celkové množství kompostu Gk [t] vyrobeného z BRO zpracovaného v kompostárně NKP Vyšehrad za rok činí: Gk = Qr .ρ s .z = 350.0,21.0,4 = 29,4 Qr = 350 [m3]
kde: ρs = 0,21
[t. m-3]
[t]
roční produkce BRO z údržby veřejné zeleně
průměrná objemová hmotnost kompostovaných surovin
z
= 0,4
[-]
zredukované množství kompostovaného BRO vlivem kompostovacího procesu (dle Sankeyova diagramu)
Odpovídající množství kompostu koupené od firmy JENA s.r.o. by při ceně 1 180,Kč.t-1 stálo:
29,4 . 1 180 = 34 692,- Kč
47
Tab.9: Porovnání nákladů na skládkování s náklady na kompostování a příjmem z vyrobeného kompostu Porovnání nákladů na skládkování s náklady na kompostování a příjem z kompostu vyrobeného BRO údržby veřejné zeleně NKP Vyšehrad Celkové roční poplatky za skládkování včetně odvozu na skládku [Kč]
119 000,-
Nákup 29,4 t kompostu vypočtený dle ceníku podniku JENA s.r.o. [Kč]
34 692,-
Celkové roční náklady na zpracování BRO z údržby veřejné zeleně
96 250,-
kompostováním [Kč] 57 442,-
3
Čistý zisk z výroby 350 m BRO z údržby veřejné zeleně [Kč] Čistý zisk z úspory 1 m3 BRO z údržby veřejné zeleně [Kč.m-3]
164,-
Rozdíl při zpracování BRO z údržby veřejné zeleně na Vyšehradě kompostováním a skládkováním je 65 Kč.m-3 ve prospěch kompostování. Do tohoto výpočtu nejsou zahrnuty ještě další vlivy. Zejména je to hledisko ekologické, které je prozatím velmi obtížně vyčíslitelné a úspora prostředků vynaložených na vyhnojování udržovaných ploch. Toto se týká pouze metody zpracování. Při použití metody skládkováním a následném nákupu kompostu u podniku JENA s.r.o je další úspora 164 Kč.m-3 ve prospěch kompostování. Náklady na pořízení strojního vybavení Náklady na strojní vybavení kompostárny jsou v tabulce 14. Tab.10: Náklady na strojní vybavení kompostárny Cena bez DPH [Kč] 830 000,-
Název Univerzální nosič nářadí TTR 4400 HST Štěpkovač dřevního odpadu PEZZOLATO PZ 110
169 000,-
Čelní nakladač PC 615
167 000,-
Nesený překopávač kompostu Ostratický NPK 150
151 000,-
Vibrační síto deskové NOVER VSD – 01
38 000,-
Celková cena
1 355 000,-
K financování můžeme použít hotovost nebo bankovní úvěr. 48
Z tabulky je patrné že investice do strojního vybavení z velké části představuje univerzální nosič nářadí, který lze využít celoročně a nejen na kompostování ale i na vlastní údržbu veřejné zeleně. Štěpkovač se také uplatňuje při péči o údržbu, protože se materiál musí objemově zmenšit. Další náklady vzniknou na zpevnění kompostovací plochy. Náklady do zpevněné plochy se pohybují od 200 – 800 Kč.m-2. Záleží na původní ploše, na které bude dočasná či trvalá kompostárna stát. Vyšší náklady se týkají zabezpečení ploch hromad a skladů, aby se zabránilo kontaminaci okolí šťávami. Pro druh zvolené metody kompostování postačí zpevněná plocha. Náklady na plachtu jsou v průměru za 1 běžný metr 300,- Kč v šířce 3 m. Cena biotechnologického přípravku dle druhu se pohybuje okolo 160,- Kč na 1 litr.
6. DISKUSE Kompostování je biologický proces přeměny rostlinných částí na kompost, tj. organickou hmotu využitelnou jako kvalitní ekologické hnojivo. Kompostování v plošných hromadách s technologií kontrolovaného mikrobionálního kompostování se jeví jako velice účinný způsob zpracování surovin, které vznikají údržbou veřejné zeleně. Tento proces můžeme urychlit vhodnou optimalizací surovinové zakládky, sledováním procesních podmínek (teplo, vlhkost, stupeň provzdušnění), mechanizací rozhodujících operací v technologickém procesu, zakrýváním kompostovacích hromad kompostovací folií. Navíc lze kompostárnu provozovat jako dočasnou s charakterem polní a tím snížit investiční náklady a umístit kompostárnu tam, kde je to výhodné. Výhodou této technologie je, že se proces kompostování velice urychlí. Hotový kompost lze vyrobit za 4 - 8 týdnů. Metoda není časově náročná. Na obsluhu linky nám stačí 1 pracovník. Největší položka u této technologie jsou stroje. Je proto velice výhodné, aby podnik, který se stará o údržbu veřejné zeleně sám kompostoval. Kombinace jediný energetický zdroj a návěsné nářadí má výhodu v tom, že navržený stroj TTR 4400 HST je celoročně využitelný. Lze ho využít jak při kompostování, tak při vlastní údržbě zeleně v létě (sečení, úprava živých plotů apod.) i v zimě při údržbě cest jako sněžní frézu nebo pluh. Při výběru vhodného stroje musíme největší pečlivost věnovat výběru překopávače. Na překopávači závisí kvalitní překopání. Po prostudování získaných 49
materiálů mohu říci, že na trhu je k dispozici řada zařízení pro kompostování v pásových hromadách. Kompostováním místních produktů získaných při péči o zeleň, jako jsou posečená tráva, vypleté plevelné rostliny, shrabané listí a nadrcené větve, získáváme cennou "potravu" pro vyšehradské rostliny. Je nejen hodnotnou výživou, ale působí také jako homeopatický lék: informace o nemocech a škůdcích jsou opět předány v oslabené formě do půdy. Rostliny jejich přijímáním posilují svou přirozenou obranyschopnost. V tom vidím velkou výhodu neboť vyrobený kompost je použit na ploše NKP Vyšehrad.
Z kompostárny se nejdříve vozily suroviny z údržby NKP Vyšehrad na skládku. Při výrobě vlastního kompostu přinesla firmě mnoho výhod, které ušetří finanční prostředky, ale mají také kladný vliv na životní prostředí.
Mezi ně patří zejména: omezení přejezdů nákladních aut, která odvážela suroviny z odpadů veřejné zeleně na skládky, v důsledku toho omezení prašnosti, hlučnosti a znečištění vzduchu na NKP Vyšehradě, omezení zátěže cest, úspora ze skládkování surovin, posuzovaných dříve jako odpad, získání vlastního čistého, přírodního kvalitního hnojiva a tím omezení nákladů na nákup průmyslových hnojiv a výrazné snížení užívání umělých hnojiv. Celkové roční náklady na kompostování činily 96 250,- Kč. V případě skládkování by se celkové roční náklady vyšplhaly ještě výše a to na 119 000,- Kč. Finanční úspora vzniklá vlastním kompostováním byla 22 750,- Kč. Náklady na zpracování odpadu z údržby veřejné zeleně [1 m3] BRO kompostováním činily 275,- Kč.m-3 a skládkováním 340,- Kč.m-3. To znamená, že úspora při kompostování oproti skládkování vyšla na 65,- Kč.m-3. Protože podnik tímto svým vlastním kompostem nahradí jinak nakupované hnojivo, bude úspora na nákladech ještě vyšší. V případě nákupu kompostu od firmy JENA s.r.o. by celková úspora v přepočtu na [1 m3] BRO činila 164,- Kč.m-3.
Kompostárna má čistý zisk vyšší z důvodů neplacení nájemného a daně z pozemku, protože je provozována jako polní přímo na pozemcích NKP Vyšehrad. Také nemá náklady na nakládání, vážení, dopravu a vstupní suroviny, protože vstupní suroviny byly produktem údržby veřejné zeleně, které bylo stejně nutno zpracovat i při odvozu na skládku. Kompostárna může získat tržbu za prodej přebytečného „Faremního kompostu Vyšehrad“, který splňuje podnikovou normu pro výrobu netypového hnojiva. 50
7. ZÁVĚR Práce se zabývá bilancí BDO vznikajících při údržbě veřejné zeleně a hodnocením nejvýznamnějšího způsobu jejího zpracování na kompost. Na vybrané kompostárně byla provedena sledování procesních parametrů při kompostování uvedených odpadů a byla shromážděna data potřebná pro ekonomické zhodnocení provozu kompostárny. Technicko-ekonomické údaje byly zjištěny pro traktor CARRARO HTS 4400 TTR, nakládací lopatu PC 615, překopávač kompostu Ostratický NKP 150, štěpkovač dřevního odpadu PEZZOLATO PZ 110, vibrační síto deskové Nover VSD–01. Náklady na kompostování [1 m3] zbytkové biomasy byly kalkulovány v celkové výši 275,- Kč. Celkové roční náklady na kompostováním byly vyčísleny na 96 250,- Kč. V případě skládkování by celkové roční náklady tvořily částku 119 000,- Kč. Finanční úspora vzniklá vlastním kompostováním činí 22 750,- Kč.
51
8 . Re s u me Diplomová práce se zabývá problematikou zpracování odpadů z údržby veřejné zeleně, výrobou kompostu a její ekonomikou. Cílem mé práce je navrhnout nejvhodnější způsob zpracování těchto biologicky rozložitelných odpadů (BRO) s využitím (CMC) řízeného mikrobiálního kompostování. Jako nejméně náročný způsob jsem si vybrala technologii kompostování v pásových hromadách. Metodu jsem si ověřila na kompostárně NPK Vyšehrad v Praze.
Klíčová slova: biologicky rozložitelný odpad (BRO), veřejná zeleň, řízené kompostování, zbytková biomasa
52
mikrobionální
S u mma r y My dissertation is focused on the issue of waste from public greenery maintanance, production of compost and its economy. Goal of my work is to suggest the most suitable way of processing this biologically decompostable waste (BDW) while using controlled microbiological composting (CMC). As the least demanding way I have chosen the technology of composting in band loads. I have attest my method in compostery NPK Vyšehrad in Prague.
Keywords: Biologically decompostable waste (BDW), public greenery, controlled microbional composting, remaining biomass
53
9. LITERATURA Abraham, Z, a kol.:Využití a obnova zemědělské techniky. VÚZT Praha, 2002, ISBN 80-238-9954-6 Filip, J. a kol.: Odpadové hospodářství- Vyd. 1, Brno,MZLU, 2002, 116 s., ISBN 7157-608-5.Jelínek, A. a kol.: Hospodaření a manipulace s odpady ze zemědělství a venkovských sídel. Praha, Agrospoj, 2001, Jelínek, A. a kol.: Faremní kompost. Praha, VÚZT, 2003, 63 s. ISBN 80-238 9779-7. Kolektiv: Protokol o výsledcích kompostování na malých hromadách na kompostárně NKP Vyšehrad v letech 2001 – 2003. Kotoulová, Z. a Váňa, J.: Příručka pro nakládádní s komunálním bioodpadem. Praha, MŽP a ČZÚ, 2001. Plíva, P,a kol: Příručka o právních aspektech problematiky související s kompostováním zbytkové biomasy. Praha, VÚZT, 2004, ISBN: 80-903271-6-8 Plíva, P. a kol.:Technika pro kompostování v pásových hromadách.VÚZT Praha 2005,72 s. ISBN 80 – 86884-02-3 Plíva, P. a kol.: Přeměna zbytkové biomasy zejména z oblasti zemědělství na naturální bezzátěžové produkty, využitelné v přírodním prostředí ve smyslu programu harmonizace legislativy ČR a EU, Redakčně upravená roční zpráva za řešení projektu č. QF3148 za rok 2004, Praha, VÚZT, 2005. Petr Plíva: Malá mechanizace pro kompostování, Plíva,P. a kol.:Příručka „Zásady pro zpracování zbytkové biomasy z údržby TTP“ Mária Kollárová, P. Plíva.:Metodika pro praxi 2008, Kompostování travní hmoty z údržby TTP Váňa, J.:Pevné odpady.ČZU v Praze, 2004,178 s. ISBN 80-213-1273-4 ZIMOVÁ, M.; MATĚJŮ, L.: Přístupy k hodnocení zdravotních rizik při nakládání s biodegradabilními odpady, Sborník z mezinárodní konference „Biologicky rozložitelné 54
odpady, jejich zpracování a využití v zemědělské a komunální praxi“, ZERA, Náměšť nad Oslavou, 2005, s. 13 – 19 Zemánek, P.: Speciální mechanizace, mechanizační prostředky pro kompostování. ČSN 46 5735 Průmyslové komposty. ČSN 83 8001 Názvosloví odpadů PEKASS Praha, www.pekass-cr.cz CRS MARKETING, Čížkovice 83, www.crs-marketing.cz SOME Jindřichův Hradec s.r.o., Jarošovská 1267/II, Jindřichův Hradec, OSLAVAN, a.s., Masarykovo nám. 939 Náměšť nad Oslavou, www.oslavan.cz NOVER s.r.o., Liblice 229, Český Brod, www.edg.cz/nover Faremní kompost VYŠEHRAD, PN č.1/2004, NKP Vyšehrad, Antonín Pechek, JENA s.r.o. Ceník materiálů - kompostárny Malešice, http://www.jena.cz/main.php?page=ceniky http://www.biomonitor.cz-kompostovani/ http://biom.cz/index.shtml?x=108176 Michal Macourek: Optimalizace surovinové skladby při kompostování zbytkové biomasy, http://www.biom.cz/index.shtml?x=108429 http://biom.cz/index.shtml?x=110711 skladby kompostu http://biom.cz/index.shtml?x=111676 Antonín Jelínek: Omezení emisí amoniaku a metanu procesem rychlokompostování Petr Plíva, Antonín Jelínek, Mária Kollárová: Využití technických prostředků pro technologii zpracování
bioodpadu
kontrolovaným
kompostováním
na
malých
hromadách
http://biom.cz/index.shtml?x=231679 Petr Plíva, Antonín Jelínek, Květuše Hejátková: Obecná podoba podnikové normy pro faremní kompost vyrobený kontrolovaným mikrobiálním procesem, Směrnice Rady 1999/31/ES z 26. dubna 1999 o skládkách odpadů, Stavební slovník,.
55
