Komposztálás, biogáztermelés
Dr. Kocsis István (2011)
Szent István Egyetem
Bevezetés
A települési szilárd hulladék 30-40%-ban tartalmazza a szerves hulladékokat, amelyeket leggyakrabban szemétlerakókban helyeznek el. A szerves hulladékok hasznosítására megoldás lehet a komposztálási technológiák fejlesztése, alkalmazása. A komposztálást már évszázadokkal ezelőtt felismerték, a módszer azóta kisebb-nagyobb fejlődésen ment keresztül.
A komposztálás az emberiség egyik legősibb “recycilnig” eljárása, amelynek alkalmazása a kémiai ipar fejődésével párhuzamosan háttérbe szorult. A Bibliában, vagy akár a négyezer évvel ezelőtti Kínában is ugyanúgy fellelhetőek erre utaló adatok (”forró erjesztés”). A mi európai kultúrákban is számos utalást találhatunk kezdve az ókori Rómától, a középkoron át napjainkig. A X. században Kitub al Falakab arab tudós „A mezőgazdaság kézikönyve” című művében részletesen tárgyalja a komposzt készítését és használatát.
Az angol apátságok már a XIII. században, szabályzataikban írták elő a komposzt használatát a talaj termőerejének megőrzése érdekében. Az 1850-es években indult el egy nagyobb léptékű műtrágyázási hullám az európai országokban, ebből adódóan a szerves trágyák, ezen belül a komposzt használat is rohamosan lecsökkent. 1859-ben Johnson leírja a különböző anyagokból kiinduló komposzt nyerését.
Magát a komposztálás módszerét végül több kutató együttesen dolgozta ki. King (1927) az összegyűjtött keleti országok tapasztalataiból indult ki. Az angol R. Howard a majd harminc éves indiai Indorei Növénykutató Intézetben eltöltött évei alatt kifejlesztette az Indore-módszert, azaz amikor az állati és növényi anyagokat váltakozva, rétegesen rakják halomba, forgatják és szennyvízzel pótolják a hiányzó nedvesség tartalmat. A módszer maga egyszerűségében és használhatóságában volt kiváló. Fontos megjegyezni, hogy ez volt az első modern kori rendszerbe foglalt komposztálási forma.
A módszer gyakorlatiasságát az is bizonyítja, hogy a brit gazdák a gazdaságukban felhalmozódott mellékterméket ezek után nem elégették, hanem komposztáltak. Roolale 1950- ben megjelent „A komposztálás Nagy Könyve” c művében írja le tapasztalatait és tanácsait. Magyarországon Herke S. (1923) foglalkozott az istállótrágya kisebb N-veszteséget eredményező kezelésével.
Zucker F. (1928) a Krautz-féle trágyakezelési eljárást vizsgálja és összehasonlítja a hagyományos trágyakezelési eljárással. Módszerének lényege, hogy először aerob, majd taposással anaerob viszonyokat teremt a kazalban. A kiszáradás megakadályozására a kazal magasságához igazodó deszkapalánkot alkalmaz.
Követelmények:
Ismerje a komposztálás fogalmát!
Tudjon felsorolni néhányat a komposztálás definíciói közül!
Tudja megfogalmazni a komposztálás célját!
Ismertesse a komposzt hatását a talajra!
Tudja felsorolni a házi (kerti), közösségi komposztálható anyagokat, térjen ki a felhasználhatóság lényegi tulajdonságaira!
Ismertesse azokat a háztartásokban található anyagokat, melyek komposztálásra nem alkalmasak! Térjen ki arra is, miért kell mellőzni ezeket a házi (kerti), közösségi komposztálás során!
A komposzt és a komposztálás fogalma
A komposzt szó a "compositus" latin eredetű szóból származik, jelentése "összetett". A komposztálás az emberiség egyik legrégebbi hulladékhasznosítási eljárása, már az ókorban is ismert volt. Később, a műtrágyák iparszerű használatával kissé háttérbe szorult.
A talaj termőképességét elsősorban humusztartalma befolyásolja. A komposzt tulajdonképpen mesterséges humusz, ami a növények számára nélkülözhetetlen tápanyagokat tartalmaz.
Komposzt az a morzsalékos, sötétbarna színű földszerű, magas szerves anyag tartalmú anyag, amely szerves hulladékokból, maradványokból, mikro- és makroorganizmusok tevékenységének hatására jön létre, megfelelő hatások mellett (oxigén, nedvesség, szén/nitrogén arány, pH, hőmérséklet).
Napjainkban szerencsére ismét reneszánszát éli. A lehulló levelek, ágnyesedék, fűkaszálék, konyhai hulladék jelentős szervesanyag- és tápanyag-mennyiséget képvisel. A területről betakarított terméssel, lehordott zöldtömeggel tápanyagot vonunk el a talajból, amit a növények megfelelő fejlődéséhez vissza kell pótolni. Ezt tehetjük műtrágyákkal is, ám ezekkel szemben a komposzt előnye, hogy gyakorlatilag ingyen van, és nem csak a növények fejlődéséhez elengedhetetlen tápanyagokkal gazdagítja a talajt, hanem a jelentős szerves anyag mennyiségnek köszönhetően javítja annak szerkezetét és vízháztartását.
A komposztálásnak számos definícióját ismerjük.
A komposztálás a kerti- és háztartási szerves hulladékok hasznosítása.
A komposztálás olyan biológiai folyamat, amely a hulladékok, melléktermékek szerves anyagait humuszszerű termékké alakítja át. A mezőgazdaságban, különösen a kertészetekben régóta ismert és alkalmazott módszer.
A komposztálás ellenőrzött körülmények között, a szelektíven gyűjtött biohulladék, oxigén jelenlétében történő autotermikus és termofil biológiai lebomlása természetes folyamatának és a szerves anyagok újrahasznosításának ötvözete, amely során humuszban gazdag, feldúsított földet kapunk: ezt nevezik komposztnak.
A komposztálás levegős, hőtermelő szerveshulladék-lebontás. A folyamat vegyes mikroorganizmus populációval zajlik le szabályozott körülmények között, a végeredmény stabilizált maradék szerves anyag, amely lassan lebomlik a talajban, ha a feltételek ismét kedvezővé válnak mikrobiológiai tevékenységre.
A komposztálás olyan mikrobiológiai folyamat, amely a baktériumok, aktinomycetesek és gombák vegyes populációjának növekedésétől és aktivitásától függ a lebontandó szerves anyagban. Ha a hőmérséklet, nedvesség és az oxigénszint kedvező, ezek a mikroorganizmusok szaporodnak és levegős – aerob – lebomlás megy végbe.
A komposztálás a legősibb szerves hulladék újrahasznosító eljárás, de alkalmazása az ipari fejlődés és a mezőgazdaság iparszerűvé válásával a XX. században egészen a 80-as évekig teljesen háttérbe szorult. A viszonylag olcsó és végtelennek gondolt tápanyag-utánpótoló szer a műtrágya megjelenése nem tette szükségszerűvé a mezőgazdaságban, az élelmiszeriparban és a kommunális szférában keletkező szerves hulladékok újrahasznosítását.
A korszerű mezőgazdálkodást folytató termelők gazdálkodásának célja többek között az, hogy a termékek és a belőlük keletkező hulladékok a termelési folyamatokba kerülő külső anyagok és energiák minimalizálásával zárt körfolyamatot alkossanak, ezért számukra különös jelentősége van a jó minőségű komposzt előállításának.
A komposztálás „reneszánszát” egyrészről az idézte elő, hogy az utóbbi évtizedekben kezd bebizonyosodni, az iparszerű mezőgazdaság hosszútávon csak a talajok termékenységének csökkenésével, szerkezetleromlásával és a környezet tönkretételével tartható fenn, másrészről a hulladékkérdés egyre nehezebben kezelhető. Az EU országokban a "körforgás-gazdálkodás" törvényi szinten szabályozzák, megtiltják a szerves melléktermékek hulladéklerakókba helyezését, és kötelezően előírják azok komposztálását.
A komposztálás célja
A hulladékmennyiség csökkentése;
a talaj javítása a szerves anyagok visszajuttatásával;
a környezet szerves anyag terhelésének csökkentése, mineralizáció: CO2 és víz;
C megkötése, C-raktár a karbon ciklushoz;
veszélyes hulladék ártalmatlanítása:
a fitotoxikus es patogén szervezetek (csíra, tojás, lárva, rovar, baktérium, vírus) elölése;
humifikáció: a talaj szerkezetjavítása, tápanyagfelvétel javítása, szerves trágya.
A komposzt haszna a talaj számára
A komposzt humusztartalmában a tápanyagok olyan formában vannak jelen, hogy a növények könnyen fel tudják venni azokat;
javul a talaj szerkezete, ami elősegíti levegőzését;
sötét színe segíti a talaj felmelegedését;
a komposzt jelentős vízmegkötő képessége következtében javul a talaj vízháztartása;
nő a talaj biológiai aktivitása;
a komposztban található hormonhatású anyagok serkentik a növények fejlődését;
nagyobb lesz a növények ellenálló képessége a kórokozókkal és növényi kártevőkkel szemben;
a talaj tápanyagtároló képessége növekszik;
lassú a tápanyag feltáródása, kicsi a kimosódás veszélye.
A házi (kerti) és a közösségi komposztálás alapanyagai
Aki a kertjében fűnyírás és sövénynyírás során keletkezett kerti nyesedéket sajnálja a kukába dobni, és ehelyett a bokrok, fák alatt, árnyékában szétteríti, talajtakarásra használja (mulcsozás) az már majdnem felületi komposztálást végez.
A házi (kerti) komposztálás mellett meg kell említeni egy újabb fogalmat is, a „közösségi komposztálást”. Ez annyiban tér el a házi (kerti) komposztálástól, hogy nem egy háztartás szerves hulladékait használják a komposzt készítésére, hanem egy lakóközösség összefogásával létesítenek komposztáló helyeket (pl. társasházak, többgenerációs családi házak, stb.), majd a kész komposztot közösen, vagy ki-ki a szükségleteinek megfelelően használja fel. Természetesen ez feltételezi a lakóközösség együttműködését a komposzt előállítása során, a különböző műveletekben való részvételt. Szükség van egy olyan elkötelezett személyre is, aki koordinálja a feladatokat, figyelemmel kíséri a komposztálás folyamatát.
Komposztálási eljárások
Nagyüzemi komposzttelepeken (városi parkok, lakossági zöldhulladék és mezőgazdasági hulladék komposztálása) – prizmás;
a kisebb-nagyobb kertészetekben – prizmás;
kiskertekben – prizmás vagy silós;
lakóközösségekben – prizmás vagy silós.
A házi (kerti), közösségi komposztálás alapanyagai
mezőgazdasági,
kerti,
háztartási szerves hulladékok.
Mi kerülhet a házi (kerti), közösségi komposztálóba?
A konyhából és a háztartásból: a zöldségtisztítás hulladékai, krumpli-, gyümölcs- és tojáshéj, káposzta- és salátalevél, kávé- és teazacc, hervadt virág, szobanövények elszáradt levelei, virágföld, fahamu (max. 2-3 kg/m3), növényevő kisállatok ürüléke a forgácsalommal együtt, toll, szőr, papír (selyempapír, tojásdoboz feldarabolva, de újságpapír nem!) kis mennyiségben, gyapjú-, pamut és lenvászon jól feldarabolva, szintén kis mennyiségben.
A kertből: lenyírt fű, kerti gyomok (virágzás előtt), falevél, szalma, összeaprított ágak, gallyak, elszáradt virágok, palánták, lehullott gyümölcsök, faforgács, fűrészpor.
1. ábra. Nehezen és könnyen lebomló falevelek
Mi nem kerülhet a házi (kerti), közösségi komposztálóba?
Festék-, lakk-, olaj- és zsírmaradék;
szintetikus, illetve nem lebomló anyagok (műanyag, üveg, cserép, fémek);
az ételmaradék, hús, csont – bár ezek lebomlanak, ne kerüljenek a komposztálóba a kóbor állatok, rágcsálók és a fertőzést terjesztő legyek miatt;
fertőzött, beteg növények;
húsevő állatok alma – szintén a fertőzés veszélye miatt;
veszélyes, magas nehézfémtartalmú anyagok (nagy forgalmú utak mellől származó növényi hulladék; fű, falevél, stb.), elem, akkumulátor, porszívó gyűjtőzsákja.
Az alapanyagok tápanyagtartalma is nagyon fontos a végtermék szempontjából.
A komposztok elsősorban a nitrogén- és a foszforutánpótlás szempontjából jelentősek, de tartalmaznak különböző mennyiségű káliumot, kalciumot, magnéziumot, mikroelemeket is. A növényi nyersanyagok kémiai összetételüket tekintve igen eltérőek. A különböző felépítő elemek bomlási sebessége más és más.
Magas nitrogéntartalmú anyagok:
konyhai hulladék,
zöldségmaradvány,
fűnyesedék,
hígtrágya.
Magas széntartalmú anyagok:
fakéreg,
faforgács,
fűrészpor,
avar,
kartonpapír.
Leegyszerűsítve elmondhatjuk, minél zöldebb, nedvdúsabb a nyersanyagunk, annál nagyobb a nitrogén- és annál kisebb a széntartalma. Minél többféle anyagot keverünk össze, annál biztosabb, hogy jó minőségű komposztot kapunk végtermékként.
A házi (kerti), közösségi komposztálás adalék-, vagy segédanyagai
Dúsító anyagok
A komposzt tápanyagtartalmát növelhetjük adalékanyagokkal. Például van, aki a helyes szén/nitrogén arányt műtrágya hozzáadásával éri el. Erre igazából nincsen szükség, a dúsítást el lehet érni a komposztálandó anyagok kedvező összeválogatásával.
Töltő vagy kiegyenlítő anyagok
Azért van rájuk szükség, mert alapanyagaink általában sok szerves anyagot, de kevés ásványi anyagot tartalmaznak. A töltőanyagokkal tudjuk a komposzt kedvezőbb ásványi anyag tartalmát biztosítani. A legegyszerűbb töltőanyag az agyagos talaj, továbbá a bentonit, alginit, zeolit stb.
Serkentőanyagok
Szerepük abban van, hogy a komposztálás folyamatát gyorsítják. A talaj betöltheti ezt a szerepet is, de igen jól bevált maga az érett komposzt. A cél a mikroorganizmusok tevékenységének „beindítása".
Stabilizáló anyagok
Szerepük kettős: egyrészt megakadályozzák az anyagveszteséget, másrészt lehetőséget biztosítanak a humuszkolloidok kialakulására. Ilyenek a kőporok, pl. zeolit, riolittufa, bentonit. Ezek a porok segítenek a keletkező kellemetlen szagok megkötésében is.
Takaróanyagok
A képződött hő visszatartására, a kiszáradás és a nitrogénveszteség megelőzésére használják őket. Takaróanyagként természetes anyagok is használhatók, például szalma, lomb, vékony földréteg, de jó a kimustrált szőnyeg, a zsákvászon is.
Meszezés
Ha a kiindulási anyagunk savanyú (pl. magas csersavtartalmú falevél), vagy ha savanyú talajnál használjuk a komposztunkat, akkor célszerű meszezni a komposzthalmot. Meszezésre akkor is sor kerülhet, ha a komposztba túl nagy mennyiségű zöld anyag, például fűnyesedék kerül, és a levegőztetést nem sikerül kielégítően biztosítani. Ilyenkor mészkőtartalmú (CaCO3) anyagásványt, márgát vagy dolomitot használhatunk őrölt formában.
Fahamu
Vegyszerrel nem kezelt fa illetve beteg növények égetésénél visszamaradt hamu értékes anyagokat (pl.: kálium, foszfor, kalcium) tartalmaz. Ez felhasználható kis mennyiségben, sószerűen adagolva (2-3 kg/m3).
Összefoglalás
A komposztálás a legősibb hulladék-újrahasznosító eljárás. Hazánkban egy átlagos állampolgár évente körülbelül 300 kg hulladékot termel. Ennek a háztartási hulladéknak jelentős hányada, kb. 30%-a komposztálható szerves anyag.
2. ábra. A háztartási hulladék összetétele
A kommunális hulladékszállító cégeknek az elszállítandó hulladék mennyisége alapján fizet a lakosság. 30%-kal csökkenthetők tehát az ilyen jellegű költségek, amennyiben a szerves anyagokat eleve külön gyűjtik, s komposztálják.
A komposztálás lehetőséget ad arra, hogy a háztartásban és a kerti munkák során keletkező szerves hulladékokban lévő tápanyagok visszakerüljenek a talajba.
Ezek között megtalálhatók a magas nitrogéntartalmú és magas széntartalmú anyagok, melyeket adalék- és segédanyagokkal keverhetők a jobb minőségű komposzt (mesterséges humusz) előállítása érdekében.
Ellenőrző kérdések, feladatok
Jelölje meg az igaz válaszokat!
A komposztálás nagyon bonyolult tevékenység.
A komposzt mesterséges humusz.
A komposztot a termés növelésére alkalmazzák.
A komposztálás csak a kerti hulladékok hasznosítását jelenti.
A komposztba nem kerülhet toxikus anyag.
A komposztba nem tehet magas széntartalmú anyagokat.
Az adalék- és segédanyagok elősegítik a jobb minőségű komposzt létrejöttét.
A háztartási hulladék kb. 30%-a komposztálható szerves anyagot tartalmaz.
Minden fafajta levele nagyon jó komposzt-alapanyag.
A komposztálás egyik célja a hulladékmennyiség csökkentése.