Kompostování travní fytomasy

Anotace

Při kompostování travní fytomasy je třeba zabezpečit přídavkem vhodných lignocelulózových hmot a zeminy porézní substrát obsahující vhodnou mikroflóru. Přeměna organické hmoty travní fytomasy na kompost je provázena vysokou objemovou redukcí substrátu. Rychlost přeměny závisí na intenzitě aerace a lze ji významně urychlit použitím mikrobiologicko-enzymatického preparátu Oxygenator.

Summary

Composting of grass phytomass

For composting of grass phytomass is important to ensure porous substrate containing appropriate microflora by addition of suitable ligno-cellulosic materials. Grass phytomass decreases its volume significantly during its transformation into compost. The rate and speed of transformation depends on intensity of aeration. It is possible to speed up the transformation by use of microbial-enzymatic preparation "Oxygenator".

1. Úvod

Travní fytomasa, která neslouží jako krmivo by měla být přednostně využívána jako zdroj energie a to zejména technologií anaerobní digesce a to kofermentací se zvířecími fekáliemi (Váňa, Slejška 1998). Tento způsob využití je často používán ve Švýcarsku a ve SRN. Konečnými produkty tohoto zpracování je elektrická energie, teplo a anaerobně stabilizované organické hnojivo. Senážováním travní fytomasy je možno zabezpečit energeticky bohatý substrát pro biozplynování v zimním období. Tento způsob zpracování vyžaduje značné investiční náklady na vybudování bioplynové stanice, ale je ho možno považovat za perspektivní i v podmínkách ČR.

Při kompostování travní fytomasy přistupujeme k travní fytomase jako k biodegradabilnímu odpadu, který chceme přeměnit na aerobně stabilizovaný kompost (Váňa 1999). Travní fytomasa se při kompostování chová odlišněji než jiné biodegradabilní odpady. Úspěšné kompostování větších objemů trávy předpokládá správně sestavenou surovinovou skladbu a správně projektovaný technologický postup (Váňa 1997).

Zájem o optimalizovanou technologii kompostování travní fytomasy je v současnosti zejména na příměstských kompostárnách zpracovávajících odpady z veřejné zeleně. Vzhledem k relativně nízké objemové váze travní fytomasy není možno efektivně využívat diskontinuální fermentory a v úvahu připadá především kompostování klasickým způsobem na překopávaných kompostových zakládkách. Technologie je nutno s ohledem na vyhl. č. 6/76 Sb. realizovat na vodohospodářsky zabezpečených plochách. Pro tento účel je možno doporučit silážní žlaby, hnojiště a zemědělská složiště.

2. Optimalizace surovinové skladby kompostu na bázi travní fytomasy

Travní fytomasa má většinou optimální chemické složení pro kompostování. Je to zejména poměr uhlíku a dusíku (C:N), který se pohybuje v rozmezí 18 - 35. Užší poměr je u sečí mladé trávy, vyšší hodnoty poměru C:N u trav vysemeněných, u vytrvalých porostů a u stařiny. Pro kompostování jsou nepříznivé fyzikální vlastnosti travní fytomasy, zejména redukovaná objemová hmotnost trávy (přepočtená na sušinu). Tato vlastnost způsobuje obtížné míchání trávy s dalšími přídavky a v průběhu zrání velkou objemovou redukci zrajícího kompostu. Travní fytomasa neobsahuje vhodnou mikroflóru pro vlastní kompostování. Při nedostatečné homogenizaci trávy s dalšími přídavky vznikají ve spodních vrstvách anaerobní zóny stlačené fytomasy, kde probíhá hnití trávy, provázené zápachem.

Vhodným přídavkem do surovinové skladby kompostu ke travní fytomase je zemina, zejména orniční skrývka, a to z důvodu zabezpečení vhodné mikroflóry. Při dobré homogenizaci dostačuje přídavek 5% hmotnosti, při horší homogenizaci 10% přídavku. Zeminu je možné nahradit přídavkem již vyzrálého kompostu.

Dalším vhodným přídavkem je lignocelulózový substrát zlepšující fyzikální vlastnosti a zabezpečující především pórovitost a přirozenou ventilaci zrajícího kompostu. Zde je možno využít dřevní štěpku z průřezů při údržbě a likvidaci veřejné zeleně včetně štěpky z vánočních stromků (na příměstských kompostárnách), drcenou stromovou kůru, odpady ze dřevozpracujících závodů nebo řezanou slámu obilnin nebo olejnin. Tyto hmoty mají široký poměr C:N v rozmezí 80 - 100 a je nezbytné k podpoře jejich přeměny v kompostu zabezpečit ještě přídavek dusíku ve formě zvířecích fekálií, biologických kalů (s omezeným množstvím těžkých kovů) nebo s přídavkem močoviny tak, aby výsledný poměr C:N v čerstvém kompostu nepřekročil hodnotu 35.

Při vylepšování fyzikálních vlastností čerstvého kompostu stromovou kůrou nebo dřevní štěpkou při hmotnostním podílu 20 - 30% v surovinové skladbě kompostu je nezbytné technologicky vyřešit problém spočívající v rychlé přeměně travní hmoty (při intenzivní aeraci cca 1 měsíc) a v pomalé přeměně lignocelulozových substrátů (3 - 6 měsíců).

3. Experimentální ověřování účinnosti intenzifikačních opatření při kompostování travní fytomasy

Intenzifikace kompostování travní fytomasy byla prověřována v soustavě modelových aerovaných 50-litrových biofermentorů při sledování teploty zrání a stupně stabilizace (zrání substrátu). Tímto způsobem je možno velice levně modelovat technologie kompostáren s překopávanými kompostovými zakládkami, optimalizovat surovinové skladby kompostů a ověřovat možnost kompostování nových druhů bioodpadů (Váňa 1996). Na tomto modelovém zařízení byla navržena nebo zdokonalena technologie celé řady českých nebo zahraničních kompostáren. Z důvodů snížení pracnosti většinou neprovádíme pokusy v kompostových zakládkách a řadu mikrobiologických a biochemických a chemických testů, kterými jsme dříve zjišťovali probíhající proměnu organické hmoty jsme nahradili biozkouškou vodního výluhu kompostu (Reichlová et. al. 1996) při klíčení semen řeřichy seté ve srovnání s destilovanou vodou, jejíž účinek je považován za 100%. Cílem experimentů bylo prověřit následující intenzifikační opatření:

1. zvýšení aerace,
2. aplikace mikrobiologicko enzymatického preparátu,
3. rafinace kompostu (odstranění nerozložených podílů).

K experimentu byla použita krátká seč parkové trávy (park VÚRV Ruzyně) a to do všech biofermentorů se surovinovou skladbou v % hmotnosti:

• travní fytomasa 75%,
• kůrodřevní hmota 10%,
• kejda prasat 10%,
• zemina pařeništní 5%.

Čerstvý kompost namíchaný dle surovinové skladby měl vlhkost 63,5%, obsah spalitelných látek 89,7% v sušině, obsah N 1,6% v sušině, C:N 28,0 a do každého biofermentoru bylo uloženo 15 kg. Aerace byla provedena ovlhčeným vzduchem o teplotě 30°C podle pokusných kombinací v rozmezí 0,2 - 4,0 l . h^-1.

Ve vybraných pokusných kombinacích byl aplikován podle návodu výrobce biopreparát Oxygenátor. Tento preparát  podporuje vhodnými mikroorganismy a enzymy především hydrolýzní bázi rozkladu a umožňuje rychlou objemovou redukci travní fytomasy (Váňa 1998).

Schéma pokusu:

Číslo kombinace	1	2	3	4	5
aerace l . h-1	2	4	2	0,2	0,2
aplikace biopreparátu	-	-	+	-	+

4. Dosažené výsledky

Na základě průběhu teploty kompostu v biofermentorech je možno konstatovat prudký nástup termofilní báze kompostování v důsledku aplikace biopreparátu oxygenátoru u kombinace č. 3. Rovněž dvojnásobná aerace u kombinace č. 2 způsobila vyšší teploty již v počátku zrání. Oproti tomu semiaerobní průběh fermentace u kombinací č. 4 a 5 umožnil pouze teploty v intervalu 30 - 31°C. U kombinace č. 3 bylo dosaženo maximální teploty 57°C již třetí den po zahájení pokusu, u kombinace č. 2 byla dosažena maximální teplota 47°C 8. den fermentace. Úplný pokles teplot na teplotu termostatu charakterizuje stav stabilizace během sledovaných 28 dní fermentace dosáhla pouze kombinace č. 3.

S průběhem teplot koresponduje index zralosti kompostu. Komposty s indexem 50% jsou považovány za nevyzrálé a mírně fytotoxické, index 60% označuje zralost kompostů vhodného pro aplikaci kompostu v podzimním období, index 70-80% je u kompostů dokonale stabilizovaných.

Tab.č. 1 Index zralosti kompostu v průběhu zrání (v %)

x - rafinace nebyla provedena

Index zralosti kompostu (tab.č. 1) klesá v období termofilní fáze na minimum v důsledku tvorby fytotoxických produktů, zejména organických kyselin. Po 28 dnech zrání je nejvyšší stupeň vyzrání u kombinace č. 3 - 65,9%, pak následuje kombinace č. 2 - 55,1% se zvýšenou aerací a pak kombinace č. 1 - 55,3%. U vyzrálých kompostů u kombinací č. 1 - 3 byla provedena rafinace na sítu 35 mm, při které byla odstraněna nadsítná frakce obsahující málo rozloženou kůrodřevní hmotu a u podsítné frakce bylo opět provedeno zjištění indexem zralosti. Ve sledovaných případech se index zralosti zvýšil na hodnoty v rozmezí 55,3 - 69,4%.

Semianaerobní kombinace 4 a 5 nedosáhly uspokojivého stupně stabilizace. Travní fytomasa v kombinace č. 4 se postupně proměnila v páchnoucí zvodněnou hmotu a dosažený produkt byl silně fytotoxický s indexem zralosti jen 15,0. V kombinaci č. 5 se i v nepříznivých aeračních podmínkách projevil účinek aplikovaného biopreparátu Oxygenátor, který úspěšně kompenzoval nedostatek kyslíku v biofermentoru.

Z dosažených výsledků vyplývá, že při kompostování travní fytomasy dochází k urychlení zrání zvýšením aerace a aplikací biopreparátu Oxygenátor. Tento biopreparát překvapivě pozitivně působil i v semianaerobních podmínkách.

5. Závěr

Na základě dřívějších zkušeností z interpretace výsledků modelového pokusu v biofermentorech do technologie výroby je možno optimalizovanou surovinovou skladbu čerstvého kompostu na bázi travní fytomasy založit na zakládce o šířce 10 - 12 m a výšce 2,5 - 3 m a provést v 21 denních intervalech homogenizaci a dvě aerační překopávky nakladačem.

Po 63 dnech zrání se provede rafinace kompostu na rotačním sítu 50 mm a nadsítná frakce se použije jako očkovací materiál do nově založené zakládky. Při zakládání kompostu doporučujeme aplikovat biopreparát Oxygenátor, při čemž je nutné uvažovat o zvýšených nákladech na biopreparát ve výši 17 Kč na m³ vstupních surovin do kompostu.

6. Literatura

Reichlová E., Váňa J., Janovský J.: Hodnocení testu zralosti kompostu. Rostlinná výroba, roč. 42, 1996, č. 2, str. 79-82.

Váňa J.: Optimalizace kompostování odpadů. In: Sborník vědeckého semináře "Zpracování odpadů v zemědělství a ochrana životního prostředí" Země živitelka České Budějovice, 1996, str. 64-69.

Váňa J.: Výroba a využití kompostů v zemědělství. Vydal Institut výchovy a vzdělávání MZe ČR. 1997, 38 stran.

Váňa J.: Užitečné mikroorganismy z jižní Afriky. Biom, 1998, č. 3, str. 3.

Váňa J. Slejška A.: Bioplyn z rostlinné biomasy. Studijní informace ÚZPI, Rostlinná výroba č. 5/1998, 40 stran.

Váňa J.: Kompostování odpadů z veřejné zeleně. Zahrada, park, krajina, 1999, č. 6, str. 8-9

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