Studie variantního řešení faremní kompostárny

Úvod

V České republice, stejně tak jako v celosvětovém měřítku vzrůstá význam hospodaření v systému kontrolovaného ekologického zemědělství. Z hlediska výživy rostlin a hnojení hraje v systému ekologického zemědělství klíčovou roli využití statkových, biologicky rozložitelných odpadů jako zdroje potřebných živin.

Ekologicky hospodařící zemědělské podniky mají mimo jiné za povinnost nepoužívat průmyslově vyrobená dusíkatá hnojiva. V systému ekologického zemědělství je stěžejní správné hospodaření s dusíkem v půdě, spočívající jednak v pěstování ve správných osevních postupech a zejména ve správném nakládání s organickou hmotou, což má pozitivní dopady na celkovou půdní úrodnost. Statková hnojiva, produkovaná prostřednictvím živočišné produkce z chovů hospodářských zvířat jsou ideálním zdrojem živin pro rostlinnou výrobu, protože uzavírají koloběhy prvků a vrací je zpět do půdy k jejich dalšímu využití plodinami. Organická hnojiva mají vliv na fyzikální i chemické vlastnosti půdy a jsou důležitým zdrojem energie a živin pro půdní ekosystém. V systému ekologického zemědělství je za optimální způsob zpracování a ošetření faremních, biologicky rozložitelných odpadů, považováno kompostování. Při kompostování dochází k aerobní dekompozici zpracovávaných odpadů, napodobující podmínky v přirozených ekosystémech. Při použití takto zpracovaného, stabilizovaného kompostu na půdě je minimalizováno narušení půdní rovnováhy.

V rámci studie farmy ekologického zemědělství je mimo jiné řešena také problematika vybudování a provozu faremní kompostárny. Cílem studie bylo, na základě analýzy vstupních údajů z výroby, provést návrh základního provozního a technického řešení faremní kompostárny pro dvě varianty. V rámci procesu kompostování je uvažováno se zpracováním všech faremních biologicky rozložitelných odpadů (jak z příslušné živočišné výroby – chlévská mrva, močůvka apod., tak i ostatního organického odpadu - např. z údržby zeleně, znehodnocená krmiva atd.).

Materiál a metodika

Základními vstupními materiály jsou informační zdroje o řešené problematice, souhrn technických a technologických podkladů o provozu farmy. Získané údaje jsou analyzovány a následně aplikovány s určením návrhových charakteristik a jejich využitím při samotném návrhu kompostárny.

Metodika se skládá z návrhu provozního řešení a technologických výpočtů parametrů kompostárny. Dalším krokem je návrh dispozičního a technického řešení včetně vhodného umístění objektu kompostárny v rámci variantní koncepce zastavovací situace farmy. Metodika řešení je uplatněna u obou variant.

Výsledky

Návrh kompostárny je řešen ve dvou variantách, dle produkčního zaměření farmy. Řešení objektu kompostárny má tyto společné charakteristiky:

1. výroba kompostu bude probíhat v kompostovacích zakládkách (krechtech) s trojúhelníkovým průřezem krechtu se šířkou základny 2,5 m a výškou krechtu 1,5 m
2. kompostovací plocha přímo navazuje na objekty živočišné produkce (krátká dopravní vzdálenost od objektů) a je řešena jako zpevněná, izolovaná, s revizním systémem a se spádem povrchu 2 % směrem ke sběrné jímce
3. faremní kompostárna je navržena na okraji areálu farmy. Směr převládajících větrů směřuje do volné zemědělské krajiny, v ochranném pásmu farmy se nenachází obytná zástavba sídel (farma je situována mimo urbanizované území)
4. nasávací vrstva bude tvořena slámou v tl. 200 mm, s následným horizontálním vrstvením kompostovaného materiálu, krecht bude zakryt ochrannou netkanou textilií
5. je navržena mechanická - strojní homogenizace kompostovacích krechtů s jejich pravidelným překopáváním mobilními mechanizačními prostředky
6. figury jednotlivých krechtů jsou na kompostovací ploše navrženy tak, aby byly zajištěny manipulační cesty pro pohyb mechanizace

Varianta B

Tato varianta je výrobně zaměřena na masnou produkci s realizací hlavního chovu masného plemene skotu (základ stáda tvořen 80 ks matek) a doplňkově chovu masného plemene ovcí (základ stáda tvořen 40 ks bahnic). Pro účely agroturistiky je realizován rovněž chov jezdeckých koní (10 ks). Chov skotu bude probíhat v objektu samostatné stáje s navazujícími výběhy. Ustájení je řešeno jako volné, na plochém stelivovém loži. Linka krmení i odklizu odpadů je řešena jako mobilní (traktor s návěsnou krmnou jednotkou a malý nakladač s čelní radlicí pro odkliz mrvy). Chov ovcí a koní je navržen do objektu samostatné stáje. Konírna i ovčín jsou provozně odděleny, aby nedocházelo k negativnímu ovlivňování. Ovce jsou ustájeny v samostatném ovčínu volně, na stelivové podestýlce. Koně jsou ustájeny volně, v samostatných boxech na stelivové podestýlce.

Na základě vstupních údajů byl proveden výpočet faremní kompostárny (dle metodiky stanovené v příslušné odborné literatuře) s těmito parametry:

1. max. roční produkce kompostovaného materiálu Mc= 1309,5 t
2. výsledná objemová hmotnost vstupních surovin ρ= 0,85 t * m^-3
3. rozměrové parametry hromad trojúhelníkového profilu šířka b= 2,5m; výška h= 1,5m; plocha průřezu A= 1,875 m²
4. doba trvání kompostovacího cyklu T= 20 týdnů
5. počet týdnů kompostování 42 týdnů
6. objem kompostu na 1m² kompostovací plochy P= 0,75 m³ * m^-2 navržený objem skladovací jímky V= 471,23 m³
7. potřebná velikost kompostovací plochy S= 978,151 m²
8. celková potřebná plocha Sc= 1075,96 m²
9. navržená kompostovací plocha 27,5 m × 40 m = 1100 m²
10. navržený objem přečerpávací jímky V= 14 m³

Varianta C

Tato varianta je výrobně zaměřena na produkci ovčího mléka a skopového masa (základ stáda tvořen 80 ks bahnic) a doplňkově na chov masného plemene skotu (základ stáda tvořen 40 ks matek). Pro účely agroturistiky je realizován rovněž chov jezdeckých koní (10 ks). Chov skotu bude probíhat v objektu samostatné stáje s řešení obdobným jako u varianty B. Chov ovcí a koní je navržen do objektu samostatné stáje. Řešení objektu je obdobné jako u Varianty B.

Na základě vstupních údajů byl proveden výpočet faremní kompostárny s těmito parametry:

1. max. roční produkce kompostovaného materiálu Mc= 1309,5 t
2. výsledná objemová hmotnost vstupních surovin ρ= 0,85 t * m^-3
3. rozměrové parametry hromad trojúhelníkového profilu šířka b= 2,5 m; výška h= 1,5 m; plocha průřezu A= 1,875 m²
4. doba trvání kompostovacího cyklu T= 20 týdnů
5. počet týdnů kompostování 42 týdnů
6. objem kompostu na 1m² kompostovací plochy P= 0,75 m³ * m^-2
7. potřebná velikost kompostovací plochy S= 978,151 m²
8. celková potřebná plocha Sc= 1075,96 m² navržená kompostovací plocha 27,5 m × 40 m = 1100 m²
9. navržená přečerpávací jímka V= 14 m³
10. navržený skladovací objem jímka V= 471,23 m³

Závěr

Kompostování faremních biologicky rozložitelných odpadů je ideálním řešením v rámci plnění legislativních podmínek ekologicky hospodařícího podniku. Studie prokázala, že provedení faremní kompostárny je realizovatelné v obou koncepčních variantách. Provozní, technické a konstrukční řešení zajišťuje bezpečný provoz s minimálním negativním dopadem na životní prostředí. Mechanizační zajištění je řešeno s důrazem na univerzálnost využití faremních mechanizačních prostředků. Technologické řešení zajišťuje produkci kvalitního, stabilizovaného kompostu využitelného k výživě rostlin v rostlinné produkci.

Literatura

• [1] URBAN, J. ŠARAPATKA, B. a kol. Ekologické zemědělství I. díl. 1. vyd. Praha: MŽP ČR a PRO-BIO, 2003. 280 s. ISBN 80-7212-274-6.
• [2] FILIP, J. Odpadové hospodářství. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2002. 116 s. ISBN 80-7157-608-5.
• [3] LIBRA, J. Stavby pro odpadové hospodářství. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2005. 116 s. ISBN 80-7157-861-4.
• [4] KALINA, M. Kompostování a péče o půdu. 1. vyd. Praha : Grada Publishing, 1999. 109 s. ISBN 80-7169-697-8.
• [5] VÁŇA, J. Výroba a využití kompostů v zemědělství. 2.vyd. Praha : VaV MZe ČR v Praze, 1997. 38 s. ISBN 80-7105-144-6

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