KOMPOSTOVÁNÍ
Kompostování je přirozená biochemická přeměna, při které vzniká z organických látek za
přístupu vzduchu (aerobních podmínek) a vlivu živých organismů stabilní organický produkt
– hnojivý substrát. Výsledkem tohoto procesu je přeměna nestabilních přírodních surovin na
stabilní hnojivo, tento proces doprovází snížení objemu, hmotnosti, obsahu vody, za zvýšené
teploty. Jednoduché vyjádření procesu je znázorněno:
organické látky + O2 + mikroorganismy → kompost + CO2 + H2O + teplo
Biochemickou degradaci mohou doprovázet kromě účinku aerobních mikroorganismů i
některé další reakce, např. oxidace nebo hydrolýza. Složení organismů podílejících se na
tomto procesu není konstantní, ale je závislé na složení vstupního produktu a stupni
humifikace. Pro efektivnost a rychlost aerobního procesu je důležité zajistit přívod vzduchu,
což je základní podmínkou procesu.
Při kompostování probíhá přeměna organických látek stejným způsobem jako v půdě, ale lze
ji technologicky ovládat. Proto lze kompostování definovat jako řízený proces, který
zabezpečuje optimální podmínky potřebné pro rozvoj žádoucích mikroorganismů a lze
získat humusové látky rychleji a produktivněji proti polním podmínkám.
Při tomto procesu dochází k poklesu hmotnosti kompostovaného materiálu. Ze Sankeyova
diagramu je patrno, že celkový pokles hmotnosti od začátku kompostování je asi 50 %
(vztaženo na původní hmotnost zakládané hmoty). Pokles objemu je ještě ve skutečnosti větší,
protože dojde ke zhutnění materiálu. Byla-li původní sypná hmotnost zakládaného materiálu
400-600 kg.m-3, je sypná hmotnost kompostu podle druhu technologie okolo 700 kg.m-3.
Kompost - konečný produkt kompostovacího procesu - univerzální statkové hnojivo, které
obsahuje všechny druhy rostlinných živin, humusové složky a půdotvorné látky oživené
edafonem. Zralost kompostu lze rozeznat dle tmavé drobovité hmoty bez zápachu, ve které
nelze identifikovat strukturu původních částic.
Složení a použití kompostu - parametry kvalitního kompostu: vlhkost 40-65 %, acidobazická
reakce 6,0-8,5, spalitelné látky v sušině vzorku min 25 % hm., celkový dusík jako N
přepočtený na vysušený vzorek min. 0,6 % hm., poměr C:N min. 20, max. 30, nerozložitelné
příměsi max. 2,0 % hm. (vyhláška č. 341/2008 Sb.)
Použití kompostu je vhodné ke všem plodinám náročným na organické hnojení. Dávkování
20-100 t/ha, průměrná dávka je 30-40 t/ha shodně jako u hnoje. Cykly hnojení na lehčích
půdách jsou 2-3 roky a 3-4 roky na půdách těžších. Aplikace se provádí převážně na podzim,
na jaře pouze v lehčích půdách. Zapravuje se do půdy orbou a nejlépe ihned po aplikaci
z důvodu uvolňování dusíku.
Sankeyův digram
Bi
oo
dp
a
d6
0–
80
%
Os
iál
ter
ma %
í
n 40
tat
20
–
Základka
Rozkladná fáze
- mineralizace
Hmotnostní ztráta
30%
Hmotnostní
ztráta 20%
Fáze přeměny
Hmotnostní ztráta
10%, ztráty
zpracováním 10 %
Hotový kompost
cca 40 %
Dozrávací
fáze
Základní fáze kompostování:
I. fáze rozkladu - mineralizace
je specifická rychlým nárůstem teploty. Teplota v zakládce dosahuje 60-65°C a následně
relativně rychle klesá. Tato fáze je specifická pro termofilní organismy, které se podílejí na
rozkladu složitých organických sloučenin na sloučeniny jednodušší anorganického charakteru.
S touto biodegradací probíhá také chemická degradační reakce. V prvopočátku se rozkládají
škroby, cukry, bílkoviny a později celulóza a další dřevní hmoty. Konečnými produkty tohoto
rozkladu jsou voda, CO2 a nitrátový iont NO3- . Pokud je přebytek dusíku v kompostu, může
se uvolňovat ve formě amoniaku. Objem hmoty relativně rychle klesá, což je zapříčiněno
nejen zhutňováním hmoty, ale zejména bilančním poklesem celkové hmotnosti z produkce
oxidu uhličitého a jiných plynných zplodin. Hmotnost hmoty je až 30 %. Vzhledem k tomu,
že mikroorganismy nepřeměňují organické kyseliny, roste jejich zastoupení a dochází
k poklesu pH. Kompost v této fázi není schopen aplikace do půdy, protože nemá vlastnosti
humusu. Dokonce může vykazovat náznaky fytotoxicity. Vzhledem k vysoké teplotě v I. fázi
dochází k zániku hnilobných patogenních bakterií a ničí klíčivost semen - hygienizace
kompostu. Pokud teplota dlouhodoběji nevystoupí nad 40°C, může být považována za
ukončenou.
II. fáze – přeměnná
zde nastává pozvolný pokles teploty ze 40°C na 25°C. Termofilní bakterie jsou nahrazeny
jinou skupinou mikroorganismů a plísní či nižší formou hmyzu. Mění se původní struktura,
pach, vzhled a její jednotlivé částice se rozpadají. Hmotnost se snižuje o 10 %. Sotva lze
rozeznat původ skladby kompostu, který nejeví známky fytotoxicity a výluhy jsou hygienicky
nezávadné. Na konci tohoto procesu lze kompost použít jako hnojivo.
III. fáze – dozrávání kompostu
má za následky vyrovnávání teploty s okolím, obsahuje malé živočichy a hmyz (sviňky,
stonožky, žížaly). Vznikají vazby mezi anorganickými a organickými látkami a vytváří se
kvalitní a stabilní humus. Hmotnost hmoty v této fázi klesá jen zanedbatelně.
Při kompostování dochází k přirozené recyklaci, kdy se biologický materiál vrací opět na
začátek biologického řetězce.
 do 12 dnů se teplota musí pohybovat v rozmezí 60 – 65 °C. Znamená to, že při
překročení teploty 65°C (v 1. fázi) se musí zakládka provzdušnit v podstatě každý den
 později ve 2. fázi postačí již každý druhý den
 Do 21 dnů nesmí teplota klesnout pod 55 °C
 Po 21.dnu se zakládka postupně ochlazuje pod 55 °C
 Ve 3. fázi již postačí překopávání pravidelně jednou za 5 – 7 dní
 Ve fázi dozrávání se teplota stabilizuje
Dále je pro tento proces charakteristický průběh teplot v jednotlivých fázích, který znázorňuje
následující obrázek:
Teplota °C
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
fáze rozkladu
3
4
5
fáze přeměny
6
7
8
9
10
11
fáze syntézy
Průběh teploty v jednotlivých fázích kompostování, osa x = časový interval, týdny
(Hejátková et al., 2003)
Zásady při kompostovacím procesu:
Stejná rychlost biodegradace - upřednostňování mísení látek, které mají stejnou, nebo
podobnou dobu rozkladu z hlediska stejnoměrného zrání kompostu.
Vhodné chemické složení - pro zachování vhodných podmínek pro proces kompostování, je
třeba, aby byl zachován vhodný poměr mezi organickými a anorganickými látkami. Obsah
lehce odbouratelných látek (cukry, bílkoviny) v organických složkách je důležitý pro průběh
humifikace. Pokud je větší obsah anorganických látek, průběh humifikace je zpomalen.
Vhodná vlhkost směsi - kompostovatelný materiál obsahuje v průměru cca 40 % vody. Pro
daný proces je lepší nižší než vyšší vlhkost, vzhledem k úpravě materiálu. Při zvýšené se
prodlužuje doba kompostování, časem se ale tato vlhkost spontánně upraví volným odparem.
Nedostatek vlhkosti - působí negativně na život mikroflóry a na důležité hydrolytické
reakce. Zahřívání materiálu na teplotu, která může vyvolat pyrolýzu a suchá destilace
materiálu až následné samovznícení. Tyto procesy nejsou vhodné pro kvalitu
kompostu, vzhledem k tomu, že podporují nadměrnou mineralizaci na úkor
humifikace.
Nadbytek vlhkosti - působí negativně, protože odpařovaná voda odvádí větší podíl
energie vlivem výparného tepla. Tím se kompost ochlazuje a neprobíhá činnost
termofilních organismů. Biologické procesy se mohou měnit na procesy kvasné.
Vysoký obsah vody může způsobovat její vytlačování ze spodních vrstev, která po
extrahování látek ze zpracovaných materiálů může zapáchat a ohrožovat spodní vody.
Vhodný poměr C:N – poměr důležitý pro vytvoření optimálních podmínek pro rozvoj
mikroorganismů, při kterém musí být obsah dusíku v rovnováze s obsahem uhlíku. Zdroj
uhlíku a dusíku je nutný pro syntézu bílkovin, které jsou součástí buněk mikroorganismů, kde
se zúčastňují jejich metabolismu jako enzymy. Tento poměr udává rychlost rozkladu
kompostovatelného materiálu. Ideální hodnota je u čerstvého kompostu 30-35 : 1 ve zralém
20-30 : 1. Je-li poměr C:N menší než 15:1 je rozklad rychlý a N se ztrácí ve formě amoniaku,
klesá produktivita tvorby humusových látek. Naopak při poměru nad 50:1 se hmota rozkládá
déle a dochází i k delšímu zrání. V tabulce jsou uvedeny údaje poměru C:N u různých
materiálů, které se využívají ke kompostování.
Hodnoty poměru C : N u materiálů používaných při kompostování
Eq
Materiál
C:N
Materiál
C:N
Kůra
120:1
Drůbeží trus
10:1
Piliny
500:1
Močůvka
2:1
Odpad ze zahrad
40:1
Kejda skotu
10:1
Listí
50:1
Hnůj skotu
25:1
Posečená tráva
20:1
Sláma (žito, oves)
60:1
Seno
35:1
Sláma (pšenice, ječmen)
100:1
Pozn.: základní pravidlo: čím je starší, tmavší a dřevnatější materiál, tím je v něm obsaženo více uhlíku.
Čím je materiál čerstvější a zelenější, tím obsahuje více dusíku.
Obsah cizorodých látek – vyhláška č. 341/2008 Sb
Vhodná struktura materiálu - je důležité, aby složky kompostu byly důkladně podrceny a
promíseny. Těžko provzdušnitelná struktura, kterou tvoří velmi jemné složky brání růstu
mikroorganismů.
Dostatečný přívod vzduchu - vzhledem k tomu, že se jedná o aerobní proces, je důležité
dokonalé provzdušnění materiálu. Organismy totiž vyžadují dostatečné množství kyslíku pro
svůj metabolismus.
SLOŽENÍ KOMPOSTU
Kvalitní kompost by měl vykazovat tyto parametry:
vlhkost 40 – 60 %, pH 6,0 – 6,5
minimální obsah organické hmoty 20 %
obsah organických látek v sušině 50 – 82 %
dusík nad 2 %
fosfor nad 0,65 %
draslík nad 1,25 %
vápník + hořčík nad 4,5 %
ROZDĚLENÍ KOMPOSTŮ:
1. podle místa, kde jsou vyrobeny – statkové a průmyslové
2. podle doby – krátkodobé a dlouhodobé
3. podle tvarování – krechtové, na přeorávku
Velmi důležitým kriteriem pro použití odpadů je obsah těžkých kovů v nich. Mezi nejčastěji
se vyskytující patří As, Cd, Pb, Cr a jiné. Proto odpady, které mohou obsahovat tyto prvky,
používáme pro přípravu kompostů kaly, kaly z čistíren odpadních vod, rybniční bahno aj.
Kvalitu kompostů je možno zlepšovat minerálními hnojivy, různými průmyslovými odpady
apod. Během zrání je nezbytné komposty ošetřovat, prokalovat a přehazovat, aby se urychlit
průběh humifikace. Nesmí dojít dlouhotrvající anaerobiózou k poškození mikroflóry.
Komposty statkové
Plní funkci při obohacování půdy organickou hmotou vyrobenou v zemědělském podniku a
při recyklaci živin (znovunavrácení do koloběhu). Zakládají se v zemědělském provozu ve
formě krechtů, jejichž šířka základny je 3 – 4 m a výška 160 – 180 cm. Zakládají se obvykle
na okraji pole, na místě přístupném i v době špatného počasí. Zdrojem organické hmoty
mohou být všechny organické odpady ze zemědělské výroby (sláma, makovina, řepkovina,
bramborová nať, plevy, poškozená krmiva, listí ze stromů, stařina luk, drn apod.) k nim se
přidávají různé anorganické hmoty (zemina, kal z ČOV, rybniční bahno, zemina po prací
cukrovky, odpadní vápna, popely ap.). Jako mikrobní substrát používáme kejdu, močůvku,
případně hnůj. K vápnění se používá 1 – 3 %ního podílu CaCO3.
Poměr organické hmoty k zemině se volí nejčastěji 10 : 1 až 5 : 1. Užší poměr vede
k pomalejší humifikaci, nižší obsah v kompostu zhoršuje kvalitu. Poměr C : N má činit 20 –
30 : 1. Je-li poměr C : N v kompostovaném materiálu širší, je nutno dodat chybějící dusík ve
formě močůvky nebo kejdy.
Kompost se zakládá na utužené a urovnané ploše. První vrstvu tvoří savý materiál, nejčastěji
sláma (20 – 30 cm vrstva), na kterou vrstvíme další komponenty. Důkladné promíchání org.
hmoty se zeminou se provádí buď ihned při zakládání kompostu (náročné na ruční práci),
nebo po předchozím uložení do vrstev pomocí mechanizačních prostředků. Před vyschnutím
chráníme kompost zálivkou (kejdou, močůvkou, vodou) tak, aby zrání probíhalo při teplotě
zhruba 45 C uvnitř hromady (teplota by neměla překročit 60 C) – zálivka 3x – 4x během
zrání, které trvá obvykle 3 – 4 měsíce. Během této doby je materiál třeba alespoň 1 – 2x
překopat. Pokud použijeme těžce rozložitelnou org. hmotu, zrání trvá 1 – 2 roky.
Kompost je zralý, když tvoří tmavou, kyprou, drobtovitou hmotu bez zápachu, ve které nelze
rozeznat strukturu původních komponent.
Komposty průmyslové
Vyrábějí se průmyslovým způsobem ve speciálních závodech – kompostárnách – s využitím
různých druhů odpadních mimozemědělských hnojivých hmot. Cílem je nevrácení těchto
látek zpět do koloběhu v zemědělské výrobě a současně také péče o životní prostředí.
Surovinami jsou jednak přírodní zdroje (rašelina, kapucín, rybniční bahno ap.) a různé
městské a průmyslové odpadní látky s dostatečným obsahem org. látek a živin. Jedná se
zejména o tuhé domovní nebo průmyslové odpady – z potravinářského, masného průmyslu,
odpady při zprac. vlny, saturační kaly, popílky, prosevy ap. Jako očkovací materiál slouží
nejčastěji vyhnilé kanalizační kaly.
Komunitní kompostování
V roce 2006 byla přijata novela zákona o odpadech 314/2006 Sb. V této novelizaci jsou
přítomny hned dvě možnosti, které mohou využít obce usilující o zřízení vlastní kompostárny.
Pro komunitní kompostování platí, že :
Není nijak omezena kapacita komunitních kompostáren.
Komunitní kompostování není nijak technologicky omezeno, což znamená, že zda a jaké
bude vodohospodářské zabezpečení, jaká budou opatření pro prevenci vzniku zápachu, jak
bude kompostárna vybavena, apod. rozhoduje především obec v rámci přípravy vyhlášky.
Pro komunitní kompostování není vyžadován provozní řád, evidenci přijímaných materiálů
a produkovaných kompostů, atd. (administrativní náročnost je tedy prakticky nulová).
U kompostů není nutné sledovat jejich kvalitativní parametry (živiny, nerozložitelné
příměsy, obsah dusíku a spalitelných látek, obsahy těžkých kovů, pH, atd.) ani procesní
parametry (teplotu, vlhkost, koncentraci oxidu uhličitého, apod.).
Jediným jasně formulovaným požadavkem je, že kompostovací proces musí být řízen tak,
aby se předešlo vzniku zápachu a emisím metanu.
TECHNOLOGIE KOMPOSTOVÁNÍ
Rozlišujeme:
Kla
ko sick
v z mpo é
ak sto
lád vá
ká ní
ch
ní
ziv vací
n
e
o
Int ost gie
p
m
olo
ko chn
te
Klasické kompostování v zakládkách
Pro kompostování zbytkové biomasy na hromadách je využívána řada strojů a zařízení, která
se sestavují do tzv. kompostovacích linek.
a) zabezpečení vhodných fyzikálních vlastností kompostovaných materiálů
- drcení
- mělnění
- řezání
b) zabezpečení důkladného promísení jednotlivých komponent zakládky
- promísení
- překopání
c) zabezpečení správného založení kompostu
- vrstvení
- nakládání
- urovnávání
- převážení
d) zabezpečení potřebných parametrů aerace, teploty, vlhkosti
- překopání
e) finalizace kompostu – ve většině případech je vyrobený kompost expedován v hrubé
podobě zpět do přírodního koloběhu, pokud ne, lze uvažovat o jeho dalším zpracování
- drcení popř. mísení
- prosévání
- pytlování
- expedice jemného kompostu
Z těchto uvedených pracovních procesů je pro zdárný průběh kompostování rozhodující
způsob, jakým je kompost překopáván. Tato činnost může být zabezpečována od
nejprimitivnějšího způsobu – pomocí nakladače, který je však pro zajištění homogenity
materiálu a dokonalé aerace naprosto nevyhovující, až po překopávání pomocí téměř
dokonalých samojízdných překopávačů.
Mezi těmito dvěma různými pracovními prostředky pro překopávání kompostů je široké
spektrum překopávačů, které jsou určeny pro nejrůznější formy provozování kompostování.
Základní rozdělení překopávačů kompostu podle tří základních kritérií – energetický
zdroj, výkonnost a druh pracovního ústrojí je patrný z obrázku.
PŘEKOPÁVAČE
KOMPOSTU
Výkonnost
Pracovní ústrojí
Malé
(do 800 m3/hod)
Bubnové
Pásové
Energetický zdroj
Střední
(do 1200 m3/hod)
Kotoučové
Kombinované
Velké
(nad 1200 m3/hod)
Přípojné
Samojízdné
(mechanizační prostředky mobilní)
(energetické prostředky mobilní)
Návěsné
(popřípadě nesené)
Závěsné
Vzadu
Elektromotor
Vpředu
Vznětový motor
Zážehový motor
Nejenom zmiňované překopávače kompostu, ale i ostatní stroje vhodné pro zabezpečování
jednotlivých pracovních operací technologického procesu kompostováním jsou zahrnuty do
vytvořené databáze, kterou je možno neustále doplňovat, rozšiřovat a aktualizovat novými
údaji. Její hlavní význam spočívá v tom, že pro každý stroj, zařazený do databáze (event. pro
soupravu strojů) je možné na základě uvedených informací určit provozně-ekonomické
ukazatele, které jsou výchozím údajem pro zpracování ekonomického hodnocení linky pro
zpracování zbytkové biomasy kompostováním.
Pro kompostování se využívají tyto stroje a zařízení:
1. Energetické prostředky mobilní – KOLOVÉ TRAKTORY
2. Mechanizační prostředky mobilní – PŘEKOPÁVAČE KOMPOSTU PŘIPOJITELNÉ
3. Energetické prostředky mobilní – PŘEKOPÁVAČE KOMPOSTU SAMOJÍZDNÉ
4. Energetické prostředky mobilní – NAKLADAČE SAMOJÍZDNÉ
5. Mechanizační prostředky stacionární – NAKLADAČE PŘIPOJITELNÉ
6. Mechanizační prostředky stacionární – DRTIČE
7. Mechanizační prostředky stacionární – TŘÍDIČE
Překopávač kompostu
Další užívanou technologií jsou bioreaktory, ve kterých probíhá proces kompostování
plynule. Bioreaktory jsou vertikální nebo horizontální. Vertikální bioreaktor tvoří věžové
zásobníky, ve kterých se kompostovaný materiál pohybuje působením gravitace a je současně
provzdušňován vzduchem přiváděným dnem reaktoru. V určitém pásmu bioreaktoru je teplota
70 C, která ničí přítomné pathogení bakterie a zárodky různých parazitů, popř. semen
plevelů. Nevýhodou je značná poruchovost nepřístupného vyprazdňovacího zařízení a ne
zcela rovnoměrné provzdušnění.
Horizontální bioreaktory jsou tunelové konstrukce s hydraulickým zařízením pro posuv
materiálu, který je provzdušňován stlačeným vzduchem přiváděným dnem tunelu. Výhodou je
lepší provzdušnění a přístupnost všech částí. Nevýhodou je nižší teplota reaktoru, kde je
materiál na dně tunelu chlazen.
Literatura
Hejátková K., Řešení bioodpadu v regionu, první vydání, Zemědělská a ekologická regionální
agentura, o.s., Náměšť nad Oslavou, 2008, str. 60, ISBN 80-903548-8-2.
Download

KOMPOSTOVÁNÍ