Kompostování odpadů

Kompostování je způsob využití biodegradabilních odpadů k výrobě organického hnojiva - kompostu. Přeměnu organické hmoty odpadů na humusové složky při kompostování zabezpečují převážně aerobní mikroorganismy. Jde o analogické procesy jako při přeměně organické hmoty v přírodním prostředí. Úvodní fáze rozkladu polysacharidů, bílkovin a tuků obsažených v odpadech je provázena uvolňováním tepla a zahříváním zrajícího kompostu na teplotu 50 - 65°C. V této fázi se uplatňují též termofilní houby, rozkládající lignocelulózové hmoty. Při těchto hydrolýzních procesech se výrazně zvyšuje kyselost substrátu hromaděním organických kyselin. Tato fáze trvá zpravidla 2 - 3 týdny, ale u kompostu s velkým podílem dřevní štěpky až 2 měsíce.

V následující fázi přeměny teplota klesá na 40 - 45°C, mění se složení mikroorganismů, vznikají humusové látky a ve zrajícím kompostu nelze již poznat původní odpady. V následující fázi dozrávání kompost získává hnědou barvu, molekulární váha humusových látek se zvyšuje a kyselost substrátu klesá. Kompost dosahuje zralosti a přestává být fytotoxický.

Proces kompostování probíhá intenzivně v podmínkách provzdušňování. Provzdušňování se provádí nejčastěji překopáváním kompostu, ale též tlakovou aerací nebo odsáváním vzduchu nasyceného oxidem uhličitým z kompostu zpravidla přes vzdušný filtr. Se stoupající intenzitou provzdušňování dochází k rychlejšímu uzrání kompostu. Při nedostatečném provzdušňování zrajícího kompostu nastupují anaerobní procesy (hnití) a kompost tzv. "kysne". Největší potřeba provzdušňování zrajícího kompostu je v hydrolýzní fázi zrání.

Pro vytvoření optimálních podmínek pro rozvoj mikroorganismů je třeba zabezpečit zejména správný poměr uhlíku a dusíku (C:N) vhodnou surovinovou skladbou čerstvého kompostu. Poměr C:N by měl být v čerstvém kompostu v rozmezí 30-35:1 a ve zralém kompostu 25-30:1. Příliš široký poměr C:N prodlužuje zrání kompostu. Při příliš úzkém poměru C:N v čerstvém kompostu převyšuje obsah dusíku metabolickou přeměnu mikroorganismů, vznikají ztráty čpavkového dusíku a klesá produktivita tvorby humusových látek.

Vlhkost čerstvého kompostu optimalizujeme na hodnotu, při níž je cca 70% objemu pórovitosti kompostu zaplněno vodou. Nedostatečná vlhkost způsobuje vývoj nevhodné mikroflóry s převahou plísní a aktinomycet. Při nadbytečné vlhkosti dochází rychle k nedostatku kyslíku v kompostu a k vývoji anaerobní mikroflóry. Komposty zemité vyžadují optimální vlhkost 50 - 55% a komposty s převahou dřevní štěpky nebo stromové kůry vlhkost 65-70%.

Požadavek na minimální přítomnost fosforu v kompostu je 0,2% P₂O₅ v sušině. Surovinová skladba kompostu musí zabezpečovat přítomnost lehce rozložitelných organických látek pro počáteční rozvoj mikroorganismů a zároveň vhodnou mikroflóru. Doplnění mikroflóry inokulací se při praktickém kompostování jeví jako značně problematické a zpravidla méně účinné. Výhodnější je očkování čerstvého kompostu zrajícím kompostem, nebo zeminou.

Tradice kompostování odpadů v České republice v minulosti a očekávaný význam kompostování odpadů v budoucnosti.

Kompostování na území České republiky má téměř nejstarší tradici v Evropě, neboť první kompostárna s řízenou technologií u nás byla uvedena do provozu v r. 1912. Od té doby byl nepřetržitý rozvoj kompostování až do r. 1987, kdy se na území České republiky vyrobilo téměř 2,5 mil. t kompostu s významným zastoupením komunálních a průmyslových bioodpadů a čistírenských kalů v surovinové skladbě kompostů. Teprve po roce 1989, kdy kompostování odpadů ztrácí státní dotační podporu, se výroba kompostů minimalizuje na 200 - 400 tis. t . r^-1. Vyráběné komposty v tomto období jsou využívány především při rekultivacích a při zakládání a údržbě zeleně. K dočasnému zvýšení zájmu zemědělců o vyrobené komposty došlo v r. 2000, kdy byla zemědělcům poskytnuta podpora ze státního rozpočtu na hnojení zemědělské půdy registrovanými komposty. Ukončením této podpory byla v r. 2001 řada kompostárenských kapacit opět zastavena.

V minulosti bylo kompostování považováno za důležité z hlediska udržení úrodnosti zemědělské půdy s cílem dosažení soběstačnosti státu ve výrobě potravin. V podmínkách restrukturalizace zemědělství a současné agrární politiky není zájem zemědělského resortu o podporu kompostování. Kompostování však zůstává významným nástrojem v odpadovém hospodářství a při uplatňování nové legislativy odpadů jeho význam a podpora z resortu životního prostředí bude stoupat.

Nová právní úprava odpadového hospodářství (zákon č. 185/2001 Sb.) aproximuje Směrnici rady 99/31/EC "o skládkování odpadů". Jedním z požadavků této směrnice je omezení množství biologicky rozložitelných komunálních odpadů ukládaných na skládky. V roce 2010 musí být v České republice množství biologicky rozložitelných odpadů ukládaných na skládky sníženo na 75% celkového vzniklého množství těchto odpadů v roce 1995, tj. 1,046 mil. t a vzniká problém odstranění nebo využití cca 2 mil. t těchto odpadů jiným způsobem než skládkováním. I když se zatím uvažuje s převahou spalování těchto odpadů a s významným nárůstem recyklace papíru, bude nezbytné zabezpečit kompostování minimálně 750 000 t těchto odpadů ročně.

Další potřeba kompostování minimálně 100 tis. t ročně vzniká v oblasti nakládání s čistírenskými kaly, kde kompostování zabezpečuje především hygienizaci. Je tedy možno očekávat stoupající význam kompostování s nutností budování dalších kompostáren s nárůstem stávající kapacity o cca 0,5 mil. t roční produkce.

Při kompostování komunálních bioodpadů je nutno se zaměřit především na odpady ze zeleně, na kuchyňské odpady z restaurací a jídelen a na živnostenský odpad ze skladování a prodeje zeleniny a tržišť. Další komunální bioodpady bude nutné získávat odděleným sběrem tuhého domovního odpadu, což si vyžádá dalších investičních a provozních nákladů, ale též intenzivní osvětu a výchovu obyvatelstva.

Organizace a technologie kompostování bioodpadů

Kompostování odpadů ze zeleně a dalších bioodpadů se z organizačního hlediska může provádět na následujících úrovních:

• domácí kompostování (v rodinných zahradách),
• komunitní kompostování (na sídlištích, u škol, v zahrádkářských koloniích),
• centrální kompostování (průmyslové kompostování).

Domácí kompostování je jednoduchý způsob jak omezit podíl odpadů ze zahrad a kuchyňského bioodpadu v směsném tuhém domovním odpadu. Podpora tohoto způsobu kompostování by měla být prostřednictvím informačních akcí a finančními výhodami vyplývajícími z nižších poplatků za odvoz odpadu. Informační letáky pro občany by měly vysvětlit ekologický význam kompostování, hlavní technologické zásady kompostování, objasnit, co lze kompostovat a upozornit na nebezpečné a problematické materiály pro kompostování. Je výhodné spojit domácí kompostování odpadů ze zahrady s kompostováním odděleně sbíraného domovního bioodpadu. Domácí kompostování je možno organizovat v kompostových zakládkách v boxech nebo v kompostérech. Domácímu kompostování občané zemí Evropské unie věnují stejnou péči jako ostatním zahrádkářským činnostem. Při tom úspěšně uplatňují nejrůznější podpůrné prostředky zejména kompostové startéry pro urychlení kompostování, nebo různé dynamické postřikové substance pro zintenzivnění fermentačního procesu a zvýšení agronomické účinnosti kompostu.

Při komunitním kompostování občané třídí své odpady a 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, na příklad v uzavřených domovních blocích. Další příležitostí pro komunitní kompostování jsou zahrádkářské kolonie nebo společné kompostování několika majitelů zahrad.

Komunitní kompostování se u nás pokoušejí organizovat aktivisté ekologických organizací, případně zahrádkářské svazy. Obdobná organizační forma přichází též v úvahu u základních škol a ekologických středisek pro mládež jako součást ekologické výchovy. Zpravidla jde o roční výrobu kompostu v rozsahu 10 - 20 t. Vhodnou formou podpory jsou granty místních úřadů pro organizátory komunitního kompostování.

Z technologického hlediska se při komunitním kompostování využívají kompostové zakládky 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 s řízenou aerací.

Centrální kompostování (průmyslové kompostování) organizují obce, jejich technické služby a další většinou soukromé podnikatelské subjekty. Jde o náročnou činnost, která musí splňovat řadu předpisů vodohospodářských, hygienických a z legislativy odpadů. Další požadavky jsou kladeny na kompostárny, jestliže se vyrobený kompost uvádí do oběhu prodejem.

Centrální kompostování se zajišťuje na kompostovišti (s roční produkcí kompostu 50 - 500 t) nebo na průmyslové kompostárně (s roční produkcí kompostu minimálně 500 t). Na těchto zařízeních se provádí kompostování většinou na kompostových zakládkách nebo v biofermentorech. Tyto centrální zařízení bývají tradičně označovány jako průmyslové kompostárny a způsob výroby kompostu je usměrněn platnou ČSN 465735 "Průmyslové komposty". Při kompostování je třeba dodržovat vyhl. č. 6/1977 Sb. "o ochraně jakosti povrchových a podzemních vod, podle které jsou aerobně stabilizované komposty některé kompostované odpady považovány za látky ohrožující jakost nebo zdravotní nezávadnost vod. Kompostoviště nebo kompostárny musí být zabezpečeny nepropustnou úpravou proti riziku úniku závadných látek do půdy nebo do vod a zároveň musí zabraňovat nežádoucímu smísení látek se srážkovými vodami. Výrobní plochy kompostárny musí být nepropustné a musí být chráněny proti vniknutí přívalových srážkových vod obrubníky a musí být konstrukčně řešeny tak, aby umožnily odvod srážkových vod a splachů z kompostů do podzemní nebo nadzemní jímky odpovídající kapacity. Jelikož vodohospodářsky zabezpečená kompostárna je investičně nákladná (1 m² cca 3000 Kč), tak se dnes pro kompostování odpadů často využívají vodohospodářsky zabezpečené silážní žlaby, hnojiště a zemědělská složiště a ve městech též areály bývalých uhelných skladů. Rekonstrukce těchto zařízení na kompostárnu probíhá s minimálními úpravami.

Na základě zkušeností ze SRN je možné doporučit, aby průmyslové kompostárny byly doplněny malým sběrným dvorem, neboť pro občany je výhodné, aby při dovážení odpadů ze zahrad na kompostárnu zároveň dováželi i vyřazené zařízení z domácnosti včetně odděleně shromažďovaných nebezpečných složek komunálního odpadu a nazpět přiváželi komposty a substráty pro svou zahradu.

Průmyslové kompostování je finančně náročné s ohledem na investiční náklady vodohospodářsky zabezpečených kompostáren. Výkonná mechanizace, zabezpečující jednotlivé operace při kompostování odpadů je soustava většinou jednoúčelových strojů, které na velké kompostárně nebývají dostatečně využity a finanční odpisy těchto prostředků vytvářejí neúměrnou režii. V případě použití univerzálních mechanizačních prostředků - nakladačů, není možno zabezpečit takovou kvalitu prováděných technologických operací jako u použití jednoúčelových strojů a jednotkové náklady mzdové a na pohonné hmoty jsou u nakladačů značně vyšší než u jednoúčelové výkonné mechanizace. Tento problém je u zahraničních kompostáren řešen půjčovnami výkonných strojů na krátké období. V České republice spíše připadají v úvahu mobilní technologické linky, které jezdí v dohodnutých intervalech od kompostárny ke kompostárně a formou placené služby provádějí technologické operace, většinou štěpkování, překopávání a prosévání vyrobeného kompostu. Z ekonomického hlediska je tento způsob výhodnější, než zabezpečení vlastní mechanizace. Další možností využívání mobilních linek je sdružování několika provozovatelů kompostáren v daném regionu, nebo provozování několika kompostáren jedním subjektem.

Technické vybavení kompostáren

Základním vybavením pro kompostování na zakládkách jsou drtiče a štěpkovače pro úpravu rostlinného odpadu, překopávače kompostu a prosévače kompostu (nejčastěji rotační síta).

Kompostovací biofermentory zajišťují zrání čerstvého kompostu v řízených podmínkách intenzivní aerace při dodržování spolehlivých hygienizačních teplot 65 - 75°C. Jde o mobilní, tepelně izolované kontejnery o rozměru 8 x 4 x 3,5 m s předním nebo horním plněním (firma AGROFUTURE) a se zabudovanou vzduchotechnikou napojenou na aktivní biologický filtr. Soustava těchto kontejnerových fermentorů je většinou řízena výpočetní technikou.

Další tuzemské biofermentory jsou stavebně budované o výšce cca 4 m s aerací zajištěnou dvěma ventilátory (firma AGRONOM).

Oba dva tyto typy diskontinuálních fermentorů se uplatňují při kompostování hygienicky rizikových odpadů, zejména čistírenských kalů a zvířecích fekálií s přídavkem vhodných strukturních materiálů a s možností zpracování odpadů ze zeleně. Nezbytným předpokladem je další dozrání kompostu, který prošel intenzivní fermentací po dobu 2 - 7 dnů ještě klasickým způsobem v zakládce při zabezpečování aerobních podmínek.

Další tuzemský výrobce kontinuálních kompostovacích biofermentorů je VÚCHZ Brno. Kompostovací linka je instalována na kompostárně komunálních bioodpadů v Nové Pace, kde se kompostují zelené odpady a separovaný domovní bioodpad (80% hm.) a zbytek surovinové skladby tvoří drcená stromová kůra a směs hoblin a pilin. Vyrobený kompost je registrován a prodáván jako organické hnojivo.

Klíčovým aparátem kompostovací technologie VÚCHZ je tepelně izolovaný ležatý bioreaktor. Má tvar uzavřeného boxu a je vybaven mechanizmem na lineární posun materiálu. Průřez reaktoru je obdélníkový, jeho dno je opatřeno systémem kanálů a otvorů pro přívod vzduchu do reakčního prostoru. Do objemu 50 m³ se reaktory dodávají v celokovovém provedení, větší až do objemu 200 m³ se stavějí betonové s kovovými vestavbami. Obě verze reaktorů je možné skládat vedle sebe do baterií. Kromě jednoho či více reaktorů tvoří kompostovací linku zpravidla zásobníky, drtič, mísič a dopravníky, příp. manipulační a nakládací mechanizmus. Skladba celé linky a její uspořádání je závislé na druhu zpracovávaných odpadů a na požadavcích na mechanizaci celé technologie.

Svážené odpady se vysypávají do příjmových zásobníků, odkud se dopravují do mísiče, příp. i drtiče a z něho pak do násypného otvoru reaktoru. V reaktoru se před každým založením další dávky odpadů nejprve lineárně posune celý objem vsádky o určitou délku směrem k výstupním vratům a část zkompostované hmoty se tak vysype. Do uvolněného prostoru pod násypným otvorem se poté vsype připravená směs odpadů. Tento úkon se provádí několikrát denně, jinak je po celou ostatní dobu reaktor uzavřen. Založený materiál se začne působením chemických a biochemických pochodů rychle zahřívat, přestože se do reaktoru vhání pouze studený vzduch. Teplotního maxima 55 - 70°C se dosáhne v přední části reaktoru. Čím více se postupným posouváním blíží reagující hmota k výstupnímu otvoru, tím termofilní reakce ztrácí na intenzitě. Po dokončení této intenzivní biodegradační fáze, která u snadno kompostujících látek činí pouze 5 - 10 dní, se materiál dopraví na dozrávací plochu, kde chladne a nadále se zbavuje vody. Přitom v něm probíhají další procesy, na nichž se podílejí mezofilní bakterie a vyšší organizmy. Dozrávání trvá obvykle 5 - 6 týdnů.

Kompostové reaktory s lineárním posunem se vyrábějí s reakčním objemem 10 - 50 m³ a jsou schopny zpracovat 2 - 10 m³ odpadů denně.

V budoucí kompostárně v městě Kyjov je instalováno modulární kompostovací zařízení systému KNEER. Kompost bude vyráběn z čistírenských kalů a z odpadů ze zeleně. Kontejnery, které se plní čerstvým kompostem jsou uzavřeny, mobilní a připojitelné na přívod čerstvého vzduchu a odvod odplynu a na potrubí odvádějící přebytečnou vlhkost.

Legislativa kompostování a uvádění kompostu do oběhu

Kompostárnu lze jako zařízení k využívání odpadů provozovat pouze se souhlasem příslušného krajského úřadu, který současně obsahuje i souhlas s provozním řádem kompostárny. Udělení souhlasu může úřad vázat na podmínky. Obsah provozního řádu je stanoven vyhláškou (Podrobnosti nakládání s odpady).

Z pohledu vyhlášky 6/1977 Sb. "o ochraně jakosti povrchových a podzemních vod" jsou aerobně stabilizované komposty "závadnou látkou" ohrožující jakost a zdravotní nezávadnost vod. Lze tedy provozovat jen vodohospodářsky zabezpečené kompostárny.

Uvádění kompostů do oběhu prodejem a užívání kompostů na zemědělskou půdu spadá pod zákon č. 308/2000 Sb. "o hnojivech".

Způsob výroby kompostu na kompostárně je usměrněn platnou ČSN 465735 "Průmyslové komposty". Závaznost léto normy je jen v některých bodech.

Podle ČSN 465735 musí být průmyslový kompost hnědá, šedočerná až černá homogenní hmota, drobtovitá až hrudkovité struktury bez nerozpojitelných částic. Nesmí vykazovat pachy svědčící o přítomnosti nežádoucích látek.

Závazný je požadavek ČSN na nejvyšší přípustné množství sledovaných látek v kompostovatelných odpadech. Další ustanovení ČSN jsou závazné pouze při výrobě registrovaného průmyslového kompostu. Jde zejména o požadované jakostní znaky s výjimkou znaku homogenity (tab. č. 1).

Tabulka č. 3 Požadavky na jakost kompostu (ČSN 465735)

Požadavky na nejvyšší přípustné množství sledovaných látek v kompostu (tab č. 2) uváděných do oběhu upřesňuje vyhláška č. 474/2000 Sb. "o stanovení požadavků na hnojiva". Z této vyhlášky vyplývá, že registrované komposty musí splňovat požadavky podle třídy I.

Tabulka č. 2 Nejvyšší přípustná množství sledovaných látek v kompostu a v surovinách pro přípravu kompostu (ČSN 465735)

 

Pro registrované komposty doba zrání po ukončení homogenizace (homogenizační překopávka) trvá minimálně 60 dní. Během doby zrání je nutno kompost minimálně ještě jednou překopat. Interval mezi první a druhou překopávkou musí být větší než 21 dnů s výjimkou ověřených technologií, kde může být stanovena doba kratší. Výška kompostových zakládek musí být dle normy od 2 - 4 m. U kompostů vyráběných z tuhých domovních odpadů, čistírenských nebo farmaceutických kalů nebo z látek s důvodným podezřením na obsah patogenních zárodků musí kompost v procesu zrání dosáhnout minimální teploty 55°C po dobu 21 dnů a u ostatních kompostů teploty 45°C po dobu 5 dnů. Teplota kompostu se měří ve středu výšky zakládky v minimální hloubce 1 m od povrchu zakládky v intervalech umožňujících sledovat průběh zrání. Průmyslový kompost je možné expedovat nejdříve 14 dní po skončení druhé překopávky, jestliže je jeho teplota nižší než 45°C.

V provozních řádech kompostáren musí být zakotven způsob vedení technologické evidence o každé kompostové zakládce (vyráběné partii kompostu) podle ČSN 465735. Tato evidence musí minimálně obsahovat údaje o stanovišti zakládky, výsledky rozborů surovin, množství použitých surovin, údaje o technologii, zejména data technologických operací a výsledky měření teplot.

Komposty a pěstební substráty se uvádějí do oběhu prodejem podle zákona č. 308/2000 Sb. "o hnojivech". Podle tohoto zákona smějí výrobci a dodavatelé uvádět do oběhu pouze komposty, které jsou registrované podle tohoto zákona. O registraci hnojiva rozhoduje Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský na žádost výrobce, který je oprávněn k podnikání. Při podání žádosti je žadatel povinen poskytnout potřebné vzorky, nebo umožnit jejich odběr, uhradit správní poplatek (3000 Kč), uhradit náklady na rozbory vzorků a poskytnout další podklady a informace, nezbytné pro registrační řízení. Zpravidla je dostačující informací provozní řád kompostárny, schválený krajským úřadem a předložení dokladů o právní subjektivitě žadatele a o oprávnění k podnikání (živnost výroba hnojiv). Součástí registračního řízení je i předložení příbalového letáku, kde musí být uvedeny veškeré náležitosti požadované zákonem č. 308/2000 Sb. a především rozsah a způsob použití kompostu.

Vyhláška ministerstva zemědělství č. 474/2000 Sb. "o stanovení požadavků na hnojiva" uvádí rizikové prvky a jejich limitní hodnoty v hnojivech a substrátech a stanoví typy hnojiv. Podle této vyhlášky patří průmyslové komposty mezi organická hnojiva (číslo typu 18.1.a.). U balených kompostů a u kompostů, které jsou určeny ke hnojení rekreačních a sportovních ploch a dětských hřišť se vyžaduje hodnocení mikrobiologického znečištění.

V případě, že provozovatel kompostárny kompost neprodává a využívá ho při svých dalších činnostech (např. zakládání veřejné zeleně), nemusí kompost registrovat.

Tweet

Odpadové hospodářství: Pozitivní trendy a výzvy do budoucna

Novinky z Prodevalu: zkapalňování CO2, Valopur DFM a nová výrobní linka na jihu Francie

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky