Počítačový program pro optimalizaci surovinové skladby kompostu

Úvod

Při implementaci článku 5 Směrnice Rady 1999/31/ES z 26. dubna 1999 o skládkách odpadu v podmínkách ČR bude nutné realizovat řadu opatření, která výrazně ovlivní dosavadní způsoby nakládání s komunálním odpadem. Směrnicí Rady 1999/31/ES článek 5 "Odpady a způsoby úpravy nezpůsobilé k přijetí na skládku" je členským státům mimo jiné ukládáno (Kotoulová, 2000):

• vypracovat národní strategii opatření k recyklaci, kompostování, produkci bioplynu nebo zhodnocení surovin a energie, jejíž realizace povede k omezení množství biologicky rozložitelného odpadu odcházejícího na skládky,
• tato strategie má zabezpečit snížení množství biologicky rozložitelného odpadu odcházejícího na skládky v roce 2006 na 75%, v roce 2009 na 50% a v roce 2016 na 35% množství vzniklého v roce 1995.

Podíl biologického odpadu v komunálním odpadu z městské zástavby je zhruba 40% . Na vesnici je tento podíl ještě vyšší díky velkému množství odpadů ze zahrad (Slejška, 2000). Dále je nutné zmínit fakt, že podíl zemědělského odpadu na celkové produkci odpadů v ČR činí asi 25,7%, tj. z celkové produkce odpadů 188,2 mil.t činí zemědělský odpad 48,3 mil.t a z toho pak využitelný zemědělský odpad 43,6 mil.t (Váňa, 1997).

Z výše uvedeného vyplývá, že do budoucna se budeme muset vážně zabývat otázkou nakládání s odpady a jejich likvidací, se zřetelem na organickou složku. Způsobů nakládání s organickými odpady je celá řada, avšak zde se podrobněji zaměříme na jeden z nejznámějších, kterým je kompostování. Při kompostování probíhá přeměna organických látek stejným způsobem jako v půdě, ale jsme schopni ji technologicky ovládat a získat co největší množství humusu v co nejkratším čase. Technologie výroby kompostu by měla zabezpečovat podmínky pro rozvoj mikroorganismů, které přeměňují organickou hmotu na trvalé humusové látky (Váňa, 1994).

Účel kompostování (Lampkin, 1990):

• zlepšení hygienických podmínek,
• redukce klíčivosti plevelů,
• údržba a zlepšení hnojivé hodnoty,
• zvyšování biologické aktivity v půdě,
• pozitivní vliv na kvalitu rostlin,
• minimální ztráty dusíku během aplikace,
• minimalizace dodatečných investic,
• minimální potřeba vnější energie vzhledem ke zpracování a použití.

O perspektivnosti kompostování již nemá cenu dále debatovat a není to ani cílem tohoto projektu. U zrodu myšlenky vytvořit počítačový program pro optimalizaci surovinové skladby kompostu byla počáteční úvaha, jakým způsobem více rozšířit povědomí o této možnosti zpracování organického odpadu a zároveň usnadnit práci při sestavování optimálních surovinových skladeb kompostů.

Charakteristika vývojového prostředí programu

Program je vytvářen v programovacím jazyce Java. Java je objektově orientovaný programovací jazyk, který byl poprvé představen veřejnosti v roce 1995 firmou Sun Microsystems. Hlavní zásluhu na vzniku Javy měl pan J. Gosling (Herout, 2000).

Mezi hlavní výhody programovacího jazyku Java patří důraz kladený na bezpečnost programů, což je velmi důležité při spouštění programů na WWW, kde je možná ochrana toho, kdo program spouští. Další zvláštností Javy je, že překlad neprobíhá do jazyku relativních adres (tj. do .OBJ), který je v podstatě totéž, co strojový jazyk počítače, ale do pseudojazyku nazývaného byte-code. Tento jazyk je nezávislý na cílovém počítači, což znamená, že programátora nemusí vůbec zajímat, na jakém počítači jeho program poběží (Herout, 2000). Programy v Javě se podle cílového použití dělí na dvě velké skupiny. První jsou aplikace, které si můžeme představit jako běžné programy známé z jiných programovacích jazyků. Druhou skupinou jsou aplety, které se používají na WWW stránkách a jimiž je možné vytvořit program s příjemným uživatelským prostředím. Další výhodou je, že všechny potřebné programy pro plnohodnotnou práci s Javou jsou k dispozici zdarma na www.javasoft.com. Z výše uvedeného je zřejmé, proč padl výběr právě na Javu.

Popis programu pro optimalizaci surovinové skladby kompostu

V současné době se vyvíjí první verze programu a teprve po úplném dokončení bude program dále aktualizován a hlavně rozšířen o další vstupní suroviny případně i o další výsledné hodnoty. První verze programu bude pracovat s optimalizací surovinové skladby nezralého kompostu na základě vybraných surovin, kde hlavním kritériem pro optimalizaci je hodnota C:N. Dále počítá program optimální vlhkost surové zakládky.

Obsluha programu je následující:

Nejdříve se na obrazovce počítače objeví okno, kde budou vypsány suroviny vhodné pro kompostování. Uživatel si vybere ty, které bude chtít kompostovat. Učiní tak kliknutím levým tlačítkem myši. Vybrané suroviny se zvýrazní viz obr.1. Tento výběr pak potvrdí tlačítkem OK.

Pak následuje druhý krok, ve kterém se objeví nové okno rozdělené do horní a dolní části (obr.2 a obr.3). V horním okně se zobrazí uživatelem vybrané suroviny (viz obr.2).

Uživatel bude nyní posouvat jezdcem (1), čímž se bude automaticky nastavovat požadované množství vstupní suroviny v tunách. Současně se změnou hodnoty hmotnosti suroviny na obr.2 bude možné v dolním okně (obr.3) sledovat hodnotu C:N. Optimální surovinové skladby se dosáhne umístěním kurzoru do optimálního pole, jež je vyznačeno červenou barvou (viz obr.3).

To samé platí i pro optimální vlhkost. Budou-li oba kurzory na obr.3 v polích optimálních hodnot, může uživatel zjistit jaké množství jednotlivých komponentů bude třeba pro dosažení optimální surovinové skladby kompostu tím, že si tyto hodnoty odečte ze stupnice (2) na obr.2.

Výhodou tohoto systému je, že si uživatel může předem určit konstantní množství některých surovin nastavením jezdce na danou hodnotu v horním okně (obr.2), se kterou již dále nebude manipulovat, a optimální skladby se bude snažit dosáhnout pomocí ostatních surovin.

V první verzi programu bude v databázi použito přibližně 40 základních surovin vhodných pro kompostování. U každé suroviny se zadávají údaje o vlhkosti v %, sušině v %, obsahu organických látek v % sušiny a obsahu N v % sušiny. Z těchto vstupních dat je program schopen stanovit optimální množství jednotlivých komponent pro kompostování.

V rámci další aktualizace bude nutné, aby program uváděl minimální obsah P₂O₅, případně maximální přípustné obsahy těžkých kovů. Kromě toho se do budoucna počítá s podstatným rozšířením databáze vstupních surovin, tak aby bylo možno sestavovat komposty ze surovin pocházejících z oblastí tropů a subtropů. Důvodem proto je skutečnost, že program se vyvíjí na katedře Technického a ekonomického rozvoje venkova Institutu tropického a subtropického zemědělství ČZU v rámci disertační práce.

Závěr

Celý program je řešen graficky, což velice usnadňuje jeho ovládání. Jednoduchost ovládání a názornost programu byly jedny z hlavních cílů projektu. Dalším cílem je co možná největší dostupnost programu pro zemědělce, výrobce kompostu i pro širší veřejnost, což bude především zajištěno jeho prezentací na WWW stránkách. Tyto faktory by měly pozitivně ovlivnit zájem ze strany uživatelů programu.

Literatura

1. Herout, P. : Učebnice jazyka Java, nakladatelství Kopp, České Budějovice, 2000
2. Kotoulová, Z.: Omezení skladování biologicky rozložitelných odpadů. Sleeko, Praha, 2000
3. Lampkin, N.: Organic Farming, Farming press books, UK, 1990
4. Slejška, A.: Bioodpad - Sběr a využití, www.vurv.cz/czbiom, 2000
5. Váňa, J.: Problematika úpravy, využití a zneškodňování zem. odpadů, Bijo TC a.s., Praha, 1997
6. Váňa, V.: Výroba a využití kompostů v zemědělství, Institut výchovy a vzdělávání Mze ČR, Praha, 1994

 

PC Software for optimizing of raw material composition for compost

Abstract:

This paper describes the PC software, which can be used for optimizing of compost operational parameters such as C:N ratio or moisture. The software will be created by Java. Java is programming language, which was developed in 1995 mainly for programming of www pages. The software will work like an applet. This solution gives a big advantage in case of massive software presentation which can be done by internet. Massive presentation and simple manageability of software were one of the main targets of the project.

Obr 2: Nastavení množství jednotlivých materiálů v surovinové skladbě kompostu
Obr. 3: Zobrazení parametrů surovinové skladby

Tweet

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu

Biometan se vyplatí a má budoucnost