ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑ ΙΑ

Transcript

1 ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΙΑ Οι μϋθοδοι βιολογικόσ επεξεργαςύασ βαςύζονται ςτην ελεγχόμενη ανϊπτυξη και δρϊςη μικροοργανιςμών, οι οπούοι αποδομούν τα βιοαποδομόςιμα οργανικϊ απόβλητα. Η αποτελεςματικότητα των μεθόδων εξαρτϊται από την επιλογό του κατϊλληλου μικροβιακού υποςτρώματοσ για τισ προσ αποδόμηςη ουςύεσ καθώσ και από την εξαςφϊλιςη των κατϊλληλων ςυνθηκών εντόσ τησ μονϊδασ οι οπούεσ θα ευνοούν το μϋγιςτο δυνατό ρυθμό αναπαραγωγόσ των μικροοργανιςμών και διϊςπαςησ των αποβλότων(π.χ. θρεπτικϊ ςυςτατικϊ, τιμϋσ ph και θερμοκραςύασ κλπ.) 1

2 ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΙΑ Οι βιολογικϋσ μϋθοδοι επεξεργαςύασ των οργανικών βιοαποδομόςιμων αποβλότων διακρύνονται ςε δύο κατηγορύεσ: την αερόβια επεξεργαςύα : κομποςτοπούηςη βιολογικό ξόρανςη την αναερόβια χώνευςη 2

3 ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΙΑ Η κομποςτοπούηςη οδηγεύ ςτην παραγωγό ενόσ ςταθεροποιημϋνου υλικού (κομπόςτ υψηλόσ ποιότητασ ό υλικό τύπου κομπόςτ) η βιολογικό ξόρανςη ςτην παραγωγό δευτερογενούσ καυςύμου εμπλουτιςμϋνου με βιοαποδομόςιμα υλικϊ (οργανικό, χαρτύ, πλαςτικό) υψηλόσ θερμογόνου δύναμησ η αναερόβια χώνευςη ςτην παραγωγό ενϋργειασ (βιοαϋριο) και ενόσ ςχετικϊ ςταθεροποιημϋνου, υδαρούσ υπολεύμματοσ. 3

4 4 ΑΕΡΟΒΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΙΑ ή ΚΟΜΠΟΣΟΠΟΙΗΗ ή ΛΙΠΑΜΑΣΟΠΟΙΗΗ

5 ΚΟΜΠΟΣΟΠΟΙΗΗ (ι ΛΙΠΑΜΑΣΟΠΟΙΗΗ) 5 Ο όροσ κομποςτοπούηςη (composting) αναφϋρεται ςτη βιολογικό διαδικαςύα αποδόμηςησ και ςταθεροπούηςησ οργανικών υλικών υπό ελεγχόμενεσ ςυνθόκεσ (θερμοκραςύασ, υγραςύασ, αεριςμού). Σο τελικό προώόν (compost) εύναι ςταθεροποιημϋνο και κατϊλληλο για γεωργικϋσ (π.χ. εδαφοβελτιωτικό) και ϊλλεσ χρόςεισ (π.χ. βιόφιλτρο). Εύναι μύγμα οργανικόσ ουςύασ, θρεπτικών υλικών (ϊζωτο, φωςφόροσ, κϊλιο) και ιχνοςτοιχεύων. Πρώτεσ ύλεσ εύναι κϊθε εύδουσ οργανικϊ απορρύμματα (οικιακϊ απορρύμματα, γεωργικϊ κατϊλοιπα, κτηνοτροφικϊ, πτηνοτροφικϊ απόβλητα, ιλύεσ από την επεξεργαςύα αςτικών λυμϊτων)

6 Κνκπνζηνπνίεζε Αεξόβηα επεμεξγαζία ηνπ νξγαληθνύ θιάζκαηνο ησλ απνξξηκκάησλ Μεηαηξνπή ηνπ νξγαληθνύ πιηθνύ ζε ζηαζεξνπνηεκέλν ηειηθό πξντόλ, θαηάιιειν γηα γεσξγηθέο (π.ρ. εδαθνβειηησηηθό) θαη άιιεο ρξήζεηο (π.ρ. βηόθηιηξν). Σπλεπεμεξγαζία κε άιια βηναπνδνκήζηκα νξγαληθά απόβιεηα, π.ρ.: γεσξγηθά απόβιεηα θηελνηξνθηθά απόβιεηα ηιύο από Μ.Δ.Λ Οξγαληθό Κιάζκα Μηθξννξγαληζκνί Αέξαο Σηαζεξνπνηεκέλν νξγαληθό

7 7 Καηά ηελ αεξόβηα επεμεξγαζία, ηα βηναπνδνκήζηκα αζηηθά απνξξίκκαηα απνδνκνύληαη ζε δηνμείδην ηνπ άλζξαθα (CO 2 ) θαη λεξό (H 2 O) θαη ζεξκόηεηα κέζω ηεο δηαδηθαζίαο κηθξνβηαθήο αλαπλνήο παξνπζία νμπγόλνπ. Σν ηειηθό πξνϊόλ είλαη έλα ζηαζεξνπνηεκέλν ζηεξεό πιηθό, ην θνκπόζη.

8 8

9 ΑΡΧΕ ΜΕΘΟΔΟΤ ΚΟΜΠΟΣΟΠΟΙΗΗ Η μϋθοδοσ κομποςτοπούηςησ περιλαμβϊνει: I. Ανϊκτηςη και προετοιμαςύα των υλικών που εύναι κατϊλληλα για βιοςταθεροπούηςη II. III. Βιοςταθεροπούηςη Υϊςη προςαρμογόσ (λανθϊνουςα φϊςη) Υϊςη ταχεύασ βιοαποδόμηςησ Υϊςη μϋςου ρυθμού βιοδιϊςπαςησ-ςταθεροπούηςησ Υϊςη χαμηλού ρυθμού (ωρύμανςη) Ραφινϊριςμα 9

10 Βιολογικι επεξεργαςία ΑΑ Ι. Ανάκτθςθ και προετοιμαςία Πριν την εύςοδό τουσ ςτην βιολογικό επεξεργαςύα, τα αςτικϊ ςτερεϊ απόβλητα (ΑΑ) πρϋπει να υποβληθούν ςε προεπεξεργαςύα. Οι απαιτούμενεσ διεργαςύεσ εύναι ϊμεςα ςυνδεδεμϋνεσ με το ςύςτημα αποκομιδόσ τουσ. ε περύπτωςη αποκομιδόσ ςύμμεικτων ΑΑ, απαιτεύται η πολύπλοκη διαδικαςύα μηχανικόσ διαλογόσ, για τον διαχωριςμό των ΑΑ κατϊ εύδοσ. την περύπτωςη που το οργανικό κλϊςμα των ΑΑ ςυλλϋγεται χωριςτϊ, με διαλογό ςτην πηγό, απαιτεύται πϊλι μια προεπεξεργαςύα, ο βαθμόσ τησ οπούασ εξαρτϊται από την καθαρότητα του ςυλλεγόμενου υλικού. 10

11 Προετοιμαςία του οργανικοφ κλάςματοσ Για να εξαςφαλιςθεύ ικανοποιητικό προετοιμαςύα πρϋπει να ληφθούν υπόψη οι εξόσ παρϊγοντεσ: Η ςταθερότητα τησ κατανομήσ των διάφορων ςυςτατικών- (Η οργανικό μϊζα που προορύζεται για κομποςτοπούηςη ςυνύςταται από ςτερεϊ ουςύα, νερό και αϋρια (οξυγόνο και διοξεύδιο του ϊνθρακα), ςε ςχετικϊ ςταθερό κατανομό) το μέγεθοσ των κόκκων του υλικού-(η μεύωςη του μεγϋθουσ των κόκκων του υλικού ϋχει ωσ αποτϋλεςμα αυτό να αποτελεύ καλύτερο και πιο ομοιογενϋσ υπόςτρωμα για την μικροβιακό δρϊςη) οι τιμέσ τησ περιεχόμενησ υγραςίασ ( το υλικό θα πρϋπει να αναμιγνύεται με νερό ώςτε να διαςφαλύζονται ομοιόμορφεσ ςυνθόκεσ για αποδόμηςη και αύξηςη του επιπϋδου υγραςύασ ςε 45-60% κατϊ βϊροσ. 11

12 ΙΙ.Βιοςτακεροποίθςθ Η βιοςταθεροπούηςη επιδρϊ ςε μύα ετερογενό οργανικό μϊζα ςε ςτερεϊ μορφό (απορρύμματα) και οδηγεύ ςτην παραγωγό διοξειδύου του ϊνθρακα, νερού και ςταθεροποιημϋνησ οργανικόσ ύλησ («φρϋςκο» compost). ξεκινϊ μϋςω μύασ φϊςησ προςαρμογόσ εξελύςςεται μϋςω μύασ αρχικόσ ςύντομησ μεςόφιλησ ςε μύα παρατεταμϋνη θερμόφιλη φϊςη ωσ αποτϋλεςμα βιολογικόσ παραγωγόσ θερμότητασ. Ακολουθεύ μύα μεςόφιλη φϊςη και ολοκληρώνεται με θερμοκραςύα μικρότερη τησ μεςόφιλησ προσ ψυχρόφιλη. 12

13 13

14 ΙΙ.Βιοςτακεροποίθςθ κοπόσ τησ βιοςταθεροπούηςησ εύναι: να παραχθεύ φρϋςκο κόμποςτ από οργανικό υλικό, να μειωθεύ το βϊροσ, ο όγκοσ και το περιεχόμενο ςε νερό, να καταςτραφούν τα πτητικϊ οργανικϊ που προκαλούν δυςοςμύα, να αυτοδιαςπαςτούν τοξικϊ οργανικϊ υλικϊ και να νεκρωθούν οι διϊφοροι παθογόνοι οργανιςμού μϋςω τησ μερικόσ αποδόμηςησ του προετοιμαςμϋνου ετερογενούσ οργανικού υλικού 14

15 Μικροοργανιςμοί-Φάςεισ ηφμωςθσ Λανθάνουςα Υάςη: αντιςτοιχεύ ςτο χρόνο που χρειϊζεται για να γύνουν οι αποικύεσ των μικροοργανιςμών Μεςόφιλη Υάςη: το ςτϊδιο αυτό οι θερμοκραςύεσ αυξϊνονται από το επύπεδο των θερμοκραςιών του περιβϊλλοντοσ προσ το θερμόφιλο επύπεδο, κυριαρχούν τα μεςόφιλα βακτόρια τα οπούα πολλαπλαςιϊζονται γρόγορα, χρηςιμοποιούν το διαθϋςιμο οξυγόνο για να μετατρϋψουν τον οργανικό ϊνθρακα του υποςτρώματοσ, ςε διοξεύδιο του ϊνθρακα και νερό και παρϊλληλα παρϊγεται ενϋργεια ςε μορφό θερμότητασ. Η θερμότητα ςυςςωρεύεται ςτα εςωτερικϊ ςτρώματα του υποςτρώματοσ αυξϊνεται πϊνω από τα όρια ανοχόσ των μεςόφιλων οργανιςμών. Όταν η θερμοκραςύα φτϊςει τουσ 45 ο C οι μεςόφιλοι πληθυςμού πεθαύνουν και κυριαρχούν τα θερμόφιλα βακτόρια. 15

16 Μικροοργανιςμοί-Φάςεισ ηφμωςθσ Θερμόφιλη φάςη: ενεργοποιούνται οι θερμόφιλοι οργανιςμού οι οπούοι προτιμούν θερμοκραςύεσ μεταξύ 45 ο C και 70 ο C και παρϊγουν ακόμα μεγαλύτερεσ ποςότητεσ θερμότητασ από ότι οι μεςόφιλοι, ϋτςι ώςτε η θερμοκραςύα που παρατηρεύται αρκεύ για να ςκοτώςει την πλειοψηφύα των παθογόνων οργανιςμών. Όςο υπϊρχουν πηγϋσ θρεπτικών και ενϋργειασ οι μικροοργανιςμού ςυνεχύζουν τη δρϊςη τησ αποδόμηςησ του υποςτρώματοσ. Όταν όμωσ αρχύζουν να εξαντλούνται, οι θερμόφιλοι οργανιςμού πεθαύνουν και η θερμοκραςύα του μειώνεται. τη φϊςη αυτό, οι ενώςεισ του αζώτου αποδομούνται ςχεδόν πλόρωσ και ταχύτατα. Σο γεγονόσ αυτό οδηγεύ ςτην παραγωγό ςημαντικών ποςών αμμωνύασ που ανεβϊζουν τισ τιμϋσ του ph ςε αρκετϊ υψηλϊ επύπεδα. 16

17 Μικροοργανιςμοί-Φάςεισ ηφμωςθσ Δεύτερη Μεςόφιλη Υάςη: Καθώσ μειώνεται η θερμοκραςύα ακολουθεύ ϋνασ δεύτεροσ κύκλοσ μικροβιακόσ δραςτηριότητασ ςτον οπούο επικρατούν οι μεςόφιλοι μικροοργανιςμού, κυρύωσ μύκητεσ που βρύςκονται ςτα επιφανειακϊ ςτρώματα, οι οπούοι χρηςιμοποιούν την κυτταρύνη που ϋχει απομεύνει από το ςτϊδιο τησ θερμόφιλησ φϊςησ καθώσ και την λιγνύνη. Σα ςυςτατικϊ αυτϊ χρηςιμοποιούνται με βραδύ ρυθμό και οι παραγόμενεσ ποςότητεσ θερμότητασ δεν μπορούν να αναπληρώςουν τισ απώλειεσ. Κατϊ ςυνϋπεια, η θερμοκραςύα τησ διεργαςύασ εξακολουθεύ να μειώνεται. 17

18 Μικροοργανιςμοί-Φάςεισ ηφμωςθσ Υάςη Ωρίμανςησ: ταδιακϊ, ο πληθυςμόσ των ακτινομυκότων αυξϊνεται όςο η θερμοκραςύα πϋφτει και οι εναπομϋνουςεσ πιο πολύπλοκεσ ενώςεισ μπορούν να διαςπαςθούν από εξωκυτταρικϊ ϋνζυμα. Oι ακτινομύκητεσ προτιμούν ςυνόθωσ τη χαμηλό υγραςύα, τισ ϋντονα αερόβιεσ ςυνθόκεσ και το ουδϋτερο ϋωσ ελαφρϊ αλκαλικό ph. O πληθυςμόσ των ακτινομυκότων οριςμϋνεσ φορϋσ εύναι τόςο μεγϊλοσ ώςτε γύνονται ορατού ςτην επιφϊνεια του κομπόςτ (ελαφρώσ ωχροκύτρινο χρώμα). Καθώσ η θερμοκραςύα πϋφτει κϊτω από τουσ 35 ο C, οι ενώςεισ που δεν ϋχουν όδη διαςπαςθεύ εμφανύζουν μια αντοχό ςτην αποςύνθεςη, ενώ κυριαρχούν οι μύκητεσ με την ικανότητϊ τουσ, μϋςω των ενζύμων, να αποικοδομούν τισ πιο δύςκολεσ ενώςεισ. Η ςυνολικό μικροβιακό δραςτηριότητα μειώνεται ςταδιακϊ με πολύ αργούσ ρυθμούσ όταν οι ενώςεισ που απομϋνουν εύναι ανθεκτικϋσ ςτην αποςύνθεςη. 18

19 19 Σα ζεξκηθά ζηάδηα θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θνκπνζηνπνίεζεο

20 Παράμετροι που επθρεάηουν τθν πορεία τθσ κομποςτοποίθςθσ Η αρχικό ςύςταςη του προσ κομποςτοπούηςη οργανικού κλϊςματοσ Ο αεριςμόσ τησ μϊζασ Η θερμοκραςύα Η υγραςύα Ο λόγοσ C/N Οι τιμϋσ ph 20

21 21 Αρχικι ςφςταςθ του προσ κομποςτοποίθςθ οργανικοφ κλάςματοσ Η οργανικό μϊζα που προορύζεται για κομποςτοπούηςη ςυνύςταται από ςτερεϊ ουςύα, νερό και αϋρια (οξυγόνο και διοξεύδιο του ϊνθρακα) ςε ςχετικϊ ςταθερό κατανομό. Η ςταθερότητα τησ κατανομόσ των διϊφορων ςυςτατικών εύναι πολύ ςημαντικό για την εξϋλιξη τησ διεργαςύασ και την ποιότητα του προώόντοσ. Άλλη παρϊμετροσ που επηρεϊζει την κομποςτοπούηςη εύναι το μϋγεθοσ των κόκκων του υλικού (μεύωςη του μεγϋθουσ των κόκκων του υλικού ϋχει ωσ αποτϋλεςμα αυτό να αποτελεύ καλύτερο και πιο ομοιογενϋσ υπόςτρωμα για την μικροβιακό δρϊςη..

22 Ο αεριςμόσ τθσ μάηασ 22 ημαντικόσ παρϊγοντασ για την επιτυχύα τησ διαδικαςύασ τησ κομποςτοπούηςησ αποτελεύ ο αεριςμόσ τησ μϊζασ του οργανικού υλικού για τρεισ βαςικούσ λόγουσ: 1. παρϋχει ςτο υλικό το απαραύτητο οξυγόνο για την ανϊπτυξη των βιοχημικών δρϊςεων διϊςπαςησ και ςταθεροπούηςησ των οργανικών ςυςτατικών (ςτοιχειομετρικό απαύτηςη). 2. βοηθϊ ςτην απομϊκρυνςη τησ περύςςειασ υγραςύασ από υγρϊ οργανικϊ υποςτρώματα και επομϋνωσ ςτη ρύθμιςη τησ υγραςύασ του υλικού ςτα επιθυμητϊ επύπεδα. 3. βοηθϊ ςτην απομϊκρυνςη τησ θερμότητασ που παρϊγεται κατϊ τισ δρϊςεισ βιοαποδόμηςησ των οργανικών ςυςτατικών και επομϋνωσ ςτον ϋλεγχο τησ θερμοκραςύασ τησ διεργαςύασ.

23 Ο αεριςμόσ τθσ μάηασ/ απαραίτθτο οξυγόνο Σο οξυγόνο δεν εύναι απαραύτητο μόνο για τον αερόβιο μεταβολιςμό και αναπνοό των μικροοργανιςμών, αλλϊ και για την οξεύδωςη των διαφόρων οργανικών μορύων που περιϋχονται ςτη μϊζα του υλικού. Η ςτοιχειομετρικό απαύτηςη αεριςμού εξαρτϊται από τη χημικό ςύςταςη των οργανικών υλικών. Η κατανϊλωςη του οξυγόνου κατϊ τη διϊρκεια τησ κομποςτοπούηςησ εύναι ευθϋωσ ανϊλογη με την αναπτυςςόμενη μικροβιακό δραςτηριότητα. Αποτϋλεςμα του γεγονότοσ αυτού εύναι η ύπαρξη ϊμεςησ ςχϋςησ μεταξύ κατανϊλωςησ οξυγόνου και θερμοκραςύασ. 23

24 Ο αεριςμόσ τθσ μάηασ/ ζλεγχοσ τθσ κερμοκραςίασ Η θερμοκραςύα που προϊγει τη μικροβιακό δραςτηριότητα κυμαύνεται μεταξύ C, ςυνδυαζόμενη με τη μϋγιςτη κατανϊλωςη οξυγόνου. Αν δεν ελεγχθούν, οι θερμοκραςύεσ τησ διεργαςύασ εύναι δυνατόν να φτϊςουν ςε τόςο υψηλϊ επύπεδα που πλϋον παρεμποδύζουν την βιολογικό δραςτηριότητα. Έτςι, ο ρυθμόσ αεριςμού μπορεύ να χρηςιμοποιηθεύ για τον ϋλεγχο του ρυθμού απομϊκρυνςησ θερμότητασ και ϊρα την ρύθμιςη τησ θερμοκραςύασ του ςυςτόματοσ. 24

25 Ο αεριςμόσ τθσ μάηασ/ ρφκμιςθ τθσ υγραςίασ Η περιεκτικότητα υγραςύασ και ο αεριςμόσ του υλικού ςυςχετύζονται ςτενϊ. Όταν ο αϋρασ εκτοπύζεται από νερό μϋςα ςτουσ πόρουσ του υλικού, ευνοεύται η δημιουργύα ςυςςωματωμϊτων και μειώνεται η δομικό ςταθερότητα του υλικού. ο αεριςμόσ απαιτεύται και για την απομϊκρυνςη τησ υγραςύασ, ιδιαύτερα ςτην περύπτωςη υγρών οργανικών υποςτρωμϊτων (π.χ. ιλύοσ). Καθώσ ο αϋρασ θερμαύνεται από το υλικό, απορροφϊ υγραςύα και κατϊ ςυνϋπεια ξηραύνει το υλικό. 25

26 Θερμοκραςία υχνϊ, θεωρεύται ότι η υψηλό θερμοκραςύα αποτελεύ απαιτούμενη ςυνθόκη για την επιτυχό ανϊπτυξη τησ μεθόδου τησ κομποςτοπούηςησ. Οι υψηλϋσ θερμοκραςύεσ προκύπτουν από τη βιολογικό δραςτηριότητα. Η θερμότητα που απελευθερώνεται λόγω τησ δρϊςησ των μικροοργανιςμών που διαςπούν την οργανικό ύλη ςταδιακϊ αυξϊνεται μϋςα ςτη μϊζα. Πολύ υψηλϋσ θερμοκραςύεσ όμωσ αποτρϋπουν την ανϊπτυξη των περιςςότερων μικροοργανιςμών και ωσ εκ τούτου οδηγούν ςε επιβρϊδυνςη τησ βιοαποδόμηςησ τησ οργανικόσ ύλησ. 26

27 Θερμοκραςία 27 Για την επύτευξη κομποςτοπούηςησ, θα πρϋπει να αποφεύγονται υψηλϋσ θερμοκραςύεσ για μεγϊλα χρονικϊ διαςτόματα. Ωςτόςο μύα αρχικό θερμοφιλικό φϊςη εύναι χρόςιμη και απαραύτητη για τον περιοριςμό και τη θανϊτωςη ευαύςθητων ςτη θερμοκραςύα παθογόνων μικροοργανιςμών. Θερμοκραςύα o C επιθυμητό για ϋνα χρονικό διϊςτημα για μερικό αποςτεύρωςη. Βϋλτιςτη θερμοκραςύα ςτη μεςόφιλη περιοχό o C. Κϊτω από 20 o C η αποδόμηςη επιβραδύνεται Ο ϋλεγχοσ τησ θερμοκραςύασ αντιμετωπύζεται ςυνόθωσ με ςυςτόματα δυναμικού αεριςμού καθ' όλη τη διϊρκεια τησ διεργαςύασ. Η παρακολούθηςη τησ θερμοκραςύασ όμωσ πρϋπει να εύναι ςυνεχόσ και ενδεύκνυται η χρόςη διϊταξησ ςυνεχούσ ελϋγχου τησ θερμοκραςύασ με ανιχνευτϋσ.

28 Τγραςία Η βϋλτιςτη υγραςύα κατϊ την κομποςτοπούηςη ποικύλει και εξαρτϊται από τη φύςη και το μϋγεθοσ των κόκκων του υλικού καθώσ και από τη μϋθοδο κομποςτοπούηςησ που εφαρμόζεται. υνόθωσ το ποςοςτό υγραςύασ θα πρϋπει να κυμαύνεται από 40%-65% Φαμηλϋσ τιμϋσ περιεχόμενησ υγραςύασ εύναι ενδεικτικϋσ τησ πρόωρησ αφυδϊτωςησ του υλικού, γεγονόσ που επιβραδύνει τη βιολογικό διεργαςύα. Αντύθετα, αυξημϋνη υγραςύα παρεμποδύζει τον αποτελεςματικό αεριςμό, φρϊςςοντασ τουσ πόρουσ του υλικού, με αποτϋλεςμα την επικρϊτηςη αναερόβιων ςυνθηκών. 28

29 Λόγοσ Άνκρακα / Άηωτο (C/N) 29 Για την ανϊπτυξη των μικροοργανιςμών και την επύτευξη του βϋλτιςτου βαθμού βιοςταθεροπούηςησ, εύναι απαραύτητο να υπϊρχουν τα θρεπτικϊ ςυςτατικϊ ςτισ κατϊλληλεσ αναλογύεσ. Σα βακτόρια χρηςιμοποιούν τον ϊνθρακα (C) ωσ πηγό ενϋργειασ και το ϊζωτο (N) για την ανϊπτυξό τουσ Έτςι, η ςχϋςη επηρεϊζει αποφαςιςτικϊ τη ταχύτητα βιολογικόσ αποδόμηςησ. Σο οργανικό κλϊςμα των ΑΑ ϋχει ςυνόθωσ λόγο C/N κυμαινόμενο από 20:1 μϋχρι 60:1 (μεγϊλοσ λόγοσ ςημαύνει π.χ. αυξημϋνη ποςότητα χαρτιού που προςφϋρει C, ϋναντι υπολειμμϊτων τροφών που προςφϋρουν Ν). Η βϋλτιςτη τιμό του λόγου C/N κυμαύνεται περύπου ςτο 25:1

30 Λόγοσ Άνκρακα / Άηωτο (C/N) Τψηλότερεσ τιμϋσ επιβραδύνουν την βιοαποδόμηςη, ενώ χαμηλότερεσ οδηγούν ςε απώλειεσ θρεπτικού αζώτου (μϋςω απαερύωςησ αμμωνύασ, ειδικϊ υπό ςυνθόκεσ υψηλών τιμών ph και θερμοκραςύασ)με ϊμεςη επύπτωςη ςτο ρυθμό ανϊπτυξησ των μικροοργανιςμών. Όταν οι αρχικϋσ τιμϋσ του λόγου C/N εύναι ιδιαύτερα υψηλϋσ (μεγαλύτερεσ από 35), τότε απαιτούνται πολλού βιοχημικού κύκλοι (οι μικροοργανιςμού οξειδώνουν κϊθε φορϊ την περύςςεια του ϊνθρακα), ϋωσ ότου επιτευχθεύ ικανοποιητικόσ λόγοσ C/N. Όταν το κλϊςμα C/N εύναι υψηλό, ενδεύκνυται η προςθόκη ιλύοσ από βιολογικούσ καθαριςμούσ που ϋχουν χαμηλό C/N=12:1, ενώ ςτην αντύθετη περύπτωςη χαμηλού κλϊςματοσ C/N ενδεύκνυται η προςθόκη πρϊςινων αποβλότων που ϋχουν υψηλϊ επύπεδα ϊνθρακα. 30

31 Τλικά πλοφςια ςε Άνκρακα (C) (αντιπροςωπευτικζσ-ενδεικτικζσ τιμζσ) 31 τα φυλλώματα (C/N: 40/1-80/1), το πριονύδι (C/N: 200/1-750/1), τα υπολεύμματα κομμϋνου ξύλου-ςκληρό ξύλο (C/N: 450/1-800/1), τα υπολεύμματα κομμϋνου ξύλου-μαλακό ξύλο (C/N: 200/1-1300/1), οι φλοιού δϋντρων-ςκληρό ξύλο (C/N: 100/1-400/1) οι φλοιού δϋντρων-μαλακό ξύλο (C/N: 100/1-1200/1), το ϊχυρο (C/N: 50/1-150/1), τα ανϊμεικτα χαρτιϊ (π.χ. χαρτύ κουζύνασ, χαρτοπετςϋτεσ κ.ϊ.) (C/N: 100/1-200/1), οι εφημερύδεσ (C/N: 400/1-900/1).

32 Τλικά πλοφςια ςε Άηωτο (N) (αντιπροςωπευτικζσ-ενδεικτικζσ τιμζσ) τα υπολεύμματα λαχανικών (C/N: 10/1-20/1), τα υπολεύμματα φρούτων (C/N: 20/1-50/1), τα κατακϊθια του καφϋ (C/N: 20/1), τα υπολεύμματα χλοοκοπόσ (C/N: 10/1-25/1), το γραςύδι (C/N: 12/1-15/1), η κοπριϊ των αλόγων (C/N: 20/1-50/1), τα υπολεύμματα τροφών (C/N: 15/1). 32

33 Σιμζσ ph Γενικϊ, μπορεύ να υποςτεύ κομποςτοπούηςη, οργανικό ύλη με μεγϊλο εύροσ τιμών ph. Οι βϋλτιςτεσ τιμϋσ ph κυμαύνονται από 5,5-8,5. Γενικϊ, η τιμό του ph αρχύζει να μειώνεται με την ϋναρξη τησ κομποςτοπούηςησ, ωσ αποτϋλεςμα τησ δραςτηριότητασ οξυγενών βακτηρύων τα οπούα διαςπούν το ςύνθετο οργανικό υλικό ςε παρϊγωγα οργανικών οξϋων, ενώ ςτη ςυνϋχεια οδηγεύται ςταδιακϊ προσ ςταθερϋσ τιμϋσ. 33

34 34

35 Ποιότητα παραγόμενου προϊόντοσ Πότε το κόμποςτ εύναι ϋτοιμο ; Η απϊντηςη εύναι ότι δεν υπϊρχει ςυγκεκριμϋνοσ χρόνοσ για να παραχθεύ ϋτοιμο και ώριμο κόμποςτ. Η διϊρκεια εξαρτϊται από την πρώτη ύλη και τη μϋθοδο που χρηςιμοποιόθηκε. Ωσ ώριμο κόμποςτ, μπορούμε να θεωρόςουμε το υλικό εκεύνο ςτο οπούο η βιολογικό δραςτηριότητα εύναι πολύ αργό. Όλα τα εύκολα αποικοδομούμενα υλικϊ ϋχουν διαςπαςθεύ αφόνοντασ μόνο τισ πολύπλοκεσ οργανικϋσ ουςύεσ που δεν αποδομούνται εύκολα. H «ωρύμανςη» και η «ςταθερότητα» του κόμποςτ αποτελούν δυο διαφορετικϋσ ιδιότητεσ αν και η διαφορϊ εύναι πολύ λεπτό 35

36 Ποιότητα παραγόμενου προϊόντοσ H ςταθερότητα (stability) ορύζεται με βϊςη την βιοδιαθεςιμότητα του οργανικού υλικού. Αυτό ςημαύνει ότι ςυνδϋεται με το ρυθμό τησ αποςύνθεςησ, δηλαδό το ρυθμό τησ μικροβιακόσ δραςτηριότητασ. Η ωρύμανςη (maturity) του κόμποςτ ϋχει ςχϋςη με την καταλληλότητα του για την ανϊπτυξη των φυτών. Σο ανώριμο κόμποςτ εύναι ςυνόθωσ φυτοτοξικό και δεν ευνοεύ την ανϊπτυξη των φυτών. 36

37 Ωρίμανςθ κοπόσ εύναι να παραχθεύ ώριμο κόμποςτ και για το ςκοπό αυτό απαιτούνται: Η υγραςύα να διατηρεύται μεταξύ 40% και 50% κατϊ βϊροσ ομοιόμορφα κατανεμημϋνη Φρειϊζεται προςοχό ώςτε να επιτρϋπεται η απώλεια θερμότητασ (ςτατικούσ ςωρούσ) Σο ςτϊδιο τησ ωρύμανςησ μπορεύ να διαρκϋςει από 3-6 μόνεσ Η οργανικό ύλη ςτο αρχικό υλικό θα ϋχει ελαττωθεύ κατϊ 65% μετϊ από παρατεταμϋνη ωρύμανςη. 37

38 Ωρίμανςθ 38 Η παρατεταμϋνη ωρύμανςη βοηθϊ: τη διϊςπαςη και των πλϋον ανθεκτικών οργανικών υλικών την επανεμφϊνιςη μικροβιακών πληθυςμών που αναπτύςςονται ςε χαμηλϋσ θερμοκραςύεσ και οι οπούοι εύναι χρόςιμοι για την περαιτϋρω ςταθεροπούηςη του οργανικού προώόντοσ καθώσ μεταβολύζουν πιθανϊ φυτοτοξικϊ ςυςτατικϊ και περιορύζουν την πιθανότητα δημιουργύασ προβλημϊτων ςτην ανϊπτυξη των φυτών, κατϊ τη χρόςη του κόμποςτ. Σο παραγόμενο κόμποςτ εύναι βϋλτιςτησ ποιότητασ όταν περιϋχει υψηλόσ ποιότητασ χουμικϊ οξϋα που εύναι επιθυμητϊ για τισ γεωργικϋσ εφαρμογϋσ, λόγω του γεγονότοσ ότι δεςμεύουν με προςρόφηςη θρεπτικϊ ςυςτατικϊ, όπωσ ϊζωτο, οργανικϊ νιτρικϊ, φωςφορικϊ, καθώσ και τα υλικϊ που προςτύθενται με τη μορφό χημικόσ λύπανςησ, όπωσ Κ, Mg και ιχνοςτοιχεύα. Σα ςτοιχεύα αυτϊ δεςμεύονται αρχικϊ από τα χουμικϊ οξϋα του κόμποςτ και ςτη ςυνϋχεια αποδύδονται ςταδιακϊ ςτο φυτικό ριζικό ςύςτημα.

39 39 III. Εξευγενιςμόσ (ραφινάριςμα) του τελικοφ προϊόντοσ τόχοσ εύναι να παραχθεύ κόμποςτ με φυςικϋσ ιδιότητεσ που ικανοποιούν τισ απαιτόςεισ τησ αγορϊσ. Σο παραγόμενο προώόν, μετϊ την ολοκλόρωςη τησ διεργαςύασ τησ κομποςτοπούηςησ οδηγεύται προσ εξευγενιςμό, ο οπούοσ αποςκοπεύ ςτο διαχωριςμό του παραχθϋντοσ οργανικού υλικού από προςμύξεισ κυρύωσ γυαλύ, ςκληρϊ πλαςτικϊ, χαλύκι που ελαττώνουν την εμπορικό του αξύα. Σα κύρια ρεύματα που προκύπτουν από τισ διαδικαςύεσ διαχωριςμού εύναι το εξευγενιςμένο compost, τα άχρηςτα υλικά, που προκύπτουν από τουσ διαχωριςμούσ και οδηγούνται προσ υγειονομικό ταφό και οργανικϊ ςυςτατικϊ που δεν ϋχουν ςταθεροποιηθεύ πλόρωσ. Σα μη επαρκώσ ςταθεροποιημένα οργανικά επανατροφοδοτούνται ςτη μονϊδα κομποςτοπούηςησ. Μόνο ραφιναριςμϋνο και ώριμο κόμποςτ μπαύνει ςε ςακκούλεσ, όπου θα πρϋπει να αναγρϊφεται η ςύνθεςό του και να ϋχει ετικϋτα, ικανοποιόντασ νομοθετικϋσ απαιτόςεισ και απαιτόςεισ τησ αγορϊσ.

40 40

41 Ποιότητα παραγόμενου προϊόντοσ 41 Τπϊρχουν πολλϊ κριτόρια ςύμφωνα με τα οπούα μπορούν να ταξινομηθούν οι διϊφορεσ μϋθοδοι που αξιολογούν τον βαθμό ωρύμανςησ του κόμποςτ. Ανϊλογα με το εύδοσ τησ παραμϋτρου που προςδιορύζεται μπορούν να ταξινομηθούν ωσ εξόσ: Υπζηθοχημικϋσ ηδηόηητεσ Μηθξνβηνινγηθέο δνθηκέο Βηνδνθηκέο κε θπηά Οι πιο γνωςτϋσ μϋθοδοι μετρούν τη διακύμανςη τησ θερμοκραςύασ, και του ph, την αναλογύα C/N, ΝΗ 4+ /NO 3- καθώσ και την παραγωγό CΟ 2, ό κατανϊλωςη Ο 2 για δεδομϋνη περύοδο. Μϋχρι ςόμερα, δεν υπϊρχει μια διεθνώσ αποδεκτό μϋθοδοσ για την μϋτρηςη του βαθμού ωρύμανςησ. Πολλϋσ χώρεσ ϋχουν νομοθετόςει ό εθελοντικϊ θεςπύςει ςειρϊ μετρόςεων για τη διαςφϊλιςη τησ ωριμότητασ και ςταθερότητασ του κόμποςτ.

42 Φυτοτοξικότθτα 42 Με τον όρο φυτοτοξικότητα εννοεύται η παρουςύα ςτο compost τοξινών επιβλαβών για την ανϊπτυξη των φυτών οι φυτοτοξύνεσ αποτελούν μεταβολικϊ προώόντα τησ βιοαποδόμηςησ του οργανικού υλικού Κατϊ την κομποςτοπούηςη, η φυτοτοξικότητα εύναι μύα μεταβατικό κατϊςταςη, που ςυνδϋεται ωσ επύ το πλεύςτον με το ταχϋωσ βιοδιαςπώμενο υλικό ςτα αρχικϊ ςτϊδια τησ διεργαςύασ. Η παραγωγό φυτοτοξικών ουςιών διακόπτεται και οι τοξύνεσ καθύςτανται ανενεργϋσ ςτα επόμενα ςτϊδια τησ βιοαποδόμηςησ Ο προςδιοριςμόσ φυτοτοξικότητασ ςτο τελικό προώόν δεύχνει ότι αυτό δεν ϋχει ςταθεροποιηθεύ επαρκώσ (εύτε δεν ϋχουν ολοκληρωθεύ ακόμη οι διεργαςύεσ εύτε οι διεργαςύεσ δεν ϋχουν εξελιχθεύ ομαλϊ). Οι φυτοτοξύνεσ εύναι δυνατόν να προκαλϋςουν την καταςτροφό των ριζικών ςυςτημϊτων των φυτών, όταν μη ςταθεροποιημϋνο compost ϋρθει ϊμεςα ςε επαφό με το ϋδαφοσ

43 Βαρζα μζταλλα Σα επύπεδα ςυγκεντρώςεων των βαρϋων μετϊλλων ςτο προσ κομποςτοπούηςη υλικό εύναι κρύςιμησ ςημαςύασ για την εξϋλιξη τησ διεργαςύασ και την τελικό ποιότητα του προώόντοσ. Δεδομϋνου ότι κατϊ την κομποςτοπούηςη λαμβϊνει χώρα απώλεια μϊζασ, οι αρχικϋσ ςυγκεντρώςεισ βαρϋων μετϊλλων αυξϊνονται μετϊ το πϋρασ τησ διεργαςύασ. Όταν η περιεκτικότητα ςε βαρϋα μϋταλλα εύναι υψηλό παρεμποδύζονται ό και αναςτϋλλονται οι διεργαςύεσ κομποςτοπούηςησ Η παρουςύα βαρϋων μετϊλλων οφεύλεται τόςο ςτον μολύβδο ςτο τυπωμϋνο χαρτύ, όςο και ςτα μϋταλλα που υπϊρχουν ςτη δομό των ςυςκευαςιών. Μύα ςημαντικό δυνητικό πηγό βαρϋων μετϊλλων εύναι και η ιλύσ που πολλϋσ φορϋσ αναμιγνύεται και χρηςιμοποιεύται ωσ υλικό προσ κομποςτοπούηςη μαζύ με το οργανικό κλϊςμα των απορριμμϊτων (κυρύωσ ιλύσ που προϋρχεται από μονϊδεσ επεξεργαςύασ αςτικών λυμϊτων) 43

44 Οη ελδεηθηηθέο ηηκέο ηωλ θπζηθνρεκηθώλ ραξαθηεξηζηηθώλ πνπ πξέπεη λα δηαζέηεη ην ηειηθό ζηαζεξνπνηεκέλν ώξηκν compost Πίλαθαο 13: Φπζηθνρεκηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ compost Παράμετρος Οριακή τιμή Κάδμιο 10 mg/kg Ξηπού βάποςρ Φαλκόρ 500 mg/kg Ξηπού βάποςρ Νικέλιο 200 mg/kg Ξηπού βάποςρ Μόλςβδορ 500 mg/kg Ξηπού βάποςρ Τπιζθενέρ Φπώμιο 500 mg/kg Ξηπού βάποςρ Εξαζθενέρ Φπώμιο 10 mg/kg Ξηπού βάποςρ Χεςδάπγςπορ 2000 mg/kg Ξηπού βάποςρ Απζενικό 15 mg/kg Ξηπού βάποςρ Υδπάπγςπορ 5 mg/kg Ξηπού βάποςρ ph 6-8 Ενηεποβακηήπια Μηδέν Πεπιεκηικόηηηα ζε πλαζηικό < 0,3% Ξηπού βάποςρ Πεπιεκηικόηηηα ζε γςαλί < 0,5% Ξηπού βάποςρ Υγπαζία <40% Κοκκομεηπία Υλικού 10 mm (90 % κ.β.) 44

45 Δπηπιένλ, πθίζηαληαη αλώηαηεο επηηξεπόκελεο ηηκέο πνζόηεηαο βαξέωλ κεηάιιωλ πνπ πεξηέρνληαη ζην compost θαη εηζάγνληαη ζε θαιιηεξγήζηκα εδάθε Οξηαθέο ηηκέο γηα ηηο πνζόηεηεο βαξέωλ κεηάιιωλ πνπ κπνξνύλ λα εηζάγνληαη ζηα θαιιηεξγήζηκα εδάθε (kg/εθηάξην * έηνο) Παράμετρος Οριακές τιμές Κάδμιο 0,15 Φαλκόρ 12 Νικέλιο 3 Μόλςβδορ 15 Χεςδάπγςπορ 30 Φπώμιο 5 Υδπάπγςπορ 0,1 45

46 Σεχνολογίεσ κομποςτοποίηςησ Η αρχικό ταξινόμηςη των τεχνολογιών βαςύζεται ςτο βαςικό διαχωριςμό μεταξύ των ςυςτημϊτων εκεύνων ςτα οπούα το προσ κομποςτοπούηςη υλικό τοποθετεύται ςε αντιδραςτόρα ό όχι και τα μικτϊ ςυςτόματα. υςτόματα τα οπούα χρηςιμοποιούν αντιδραςτόρεσ ονομϊζονται «μηχανικϊ», «κλειςτϊ» ό «κλειςτού δοχεύου» ενώ εκεύνα που δεν χρηςιμοποιούν αντιδραςτόρεσ ονομϊζονται «ανοικτϊ» ςυςτόματα. Σα μικτϊ ςυςτόματα εύναι ςυνδυαςμόσ ανοιχτών και κλειςτών ςυςτημϊτων. τη ςυνϋχεια, τα διϊφορα ςυςτόματα ταξινομούνται ανϊλογα με το εύδοσ του αντιδραςτόρα, το μηχανιςμό τροφοδοςύασ των υλικών, τη διαςτρωμϊτωςη του υλικού ςτον αντιδραςτόρα και τη μϋθοδο παροχόσ αϋρα. Γενικϊ, οι εναλλακτικϋσ τεχνολογύεσ/ςυςτόματα κομποςτοπούηςησ μπορούν να ταξινομηθούν ωσ εξόσ: 46

47 Σεχνολογίεσ κομποςτοποίηςησ ΑΝΟΙΚΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ (ςειράδια) ΚΛΕΙΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ (βιοαντιδραςτήρεσ και κλειςτά κτίρια) Αναδευόμενοι ςωροί (windrows) Οριζόντιοι αντιδραςτήρεσ - ςτατικού - με κύνηςη του υλικού ταηηθνί ζσξνί (aerated static piles ASP) Κάθετοι αντιδραςτήρεσ - ςυνεχούσ ροόσ - αςυνεχούσ ροόσ 47

48 48 Σερληθέο βηνζηαζεξνπνίεζεο: ζύζηεκα ζεηξαδίωλ (a), ζύζηεκα αεξηδόκελνπ ζηαηηθνύ ζωξνύ (b), θιεηζηόο βηναληηδξαζηήξαο (c)

49 Σεχνολογίεσ κομποςτοποίηςησ Ι. ΑΝΟΙΚΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ Α. ΑΝΑΔΕΤΟΜΕΝΑ ΣΡΩΜΑΣΑ (agitated solids bed system) Με φυςικό αεριςμό Β. ΣΑΣΙΚΑ ΣΡΩΜΑΣΑ (static solids bed system) με απορρόφηςη αϋρα με εμφύςηςη αϋρα με μεταβαλλόμενο αεριςμό (απορρόφηςη και εμφύςηςη) με εμφύςηςη ό/και απορρόφηςη αϋρα ςε ςυνδυαςμό με ϋλεγχο θερμοκραςύασ 49

50 Σεχνολογίεσ κομποςτοποίηςησ ΑΝΟΙΚΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ τα ανοιχτϊ ςυςτόματα, η κομποςτοπούηςη πραγματοποιεύται ςε ανοιχτούσ χώρουσ, χωρύσ την χρόςη ςημαντικού μηχανολογικού εξοπλιςμού. τα ανοιχτϊ ςυςτόματα ςυγκαταλϋγονται τα ςειρϊδια και οι ςταθερού αεριζόμενοι ςωρού. Οι βαςικού μηχανιςμού που ακολουθούνται και ςτα δύο ςυςτόματα εύναι παρόμοιοι, ο εξοπλιςμόσ όμωσ που χρηςιμοποιεύται διαφϋρει ςημαντικϊ. την περύπτωςη των ςειραδύων το οξυγόνο ειςϋρχεται ςτη μϊζα του υλικού με φυςικό αεριςμό κατϊ το γύριςμϊ τουσ, ενώ ςτην περύπτωςη των ςταθερών ςωρών γύνεται εμφύςηςη ό αναρρόφηςη αϋρα με μηχανικούσ αεριςτόρεσ ό φυςητόρεσ. 50

51 ΑΝΟΙΚΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ Α.ΑΝΑΔΕΤΟΜΕΝΑ ΣΡΩΜΑΣΑ Σα αναδευόμενα ανοικτά ςυςτόματα (windrows) βαςύζουν την παροχό του απαραύτητου οξυγόνου για τισ διεργαςύεσ κυρύωσ ςτην τακτικό ανϊδευςη (αναςτροφό) του υλικού. Σα οργανικό υλικό τοποθετεύται ςε ςειρϊδια, που υπόκεινται ςε περιοδικό ανϊδευςη από ειδικϊ μηχανόματα. Η παροχό οξυγόνου λαμβϊνει χώρα κατϊ κύριο λόγο με φυςικό αεριςμό που προκαλεύται από τον θερμό και ελαφρύ αϋρα των ςειραδιών, αλλϊ και από εναλλαγό αϋρα κατϊ την ανϊδευςη. ε οριςμϋνα αναδευόμενα ςειρϊδια μπορεύ να προβλϋπεται παροχό αϋρα από το περιβϊλλον με ιδιαύτερο ςύςτημα αεριςμού. (με δυναμικό αεριςμό) η προςφορϊ οξυγόνου υποβοηθεύται από την εμφύςηςη ό απορρόφηςη αϋρα από ειδικό εξοπλιςμό. 51

52 52 ύζηεκα αλαζηξεθόκελωλ ζεηξαδίωλ κε ρξήζε απηνθηλνύκελνπ αλαζηξνθέα

53 ΑΝΟΙΚΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ Β. ΣΑΣΙΚΑ ΣΡΩΜΑΣΑ 53 Σα ςτατικά ανοικτά ςυςτήματα (static piles) επιτυγχϊνουν τον αεριςμό τησ μϊζασ με δυναμικό ειςαγωγό αϋρα από το περιβϊλλον, χωρύσ ανϊδευςη του υλικού. Σο οργανικό υπόςτρωμα ςυνόθωσ εμπλουτύζεται με κϊποιο διογκωτικό μϋςο-πρόςθετο (π.χ. πριονύδι), ώςτε να παρϋχεται δομικό ςταθερότητα, διαμορφώνεται ςε ςωρό και εγκαθύςταται ςύςτημα αεριςμού εμφύςηςησ ό απορρόφηςησ. Οι αεριζόμενοι ςταθερού ςωρού διακρύνονται ςε ατομικούσ ςωρούσ και ςε εκτεταμϋνουσ ςωρούσ. Η πρώτη μϋθοδοσ εύναι γνωςτό ςαν μϋθοδοσ Rudgers και η δεύτερη μϋθοδοσ ωσ μϋθοδοσ Beltsville.

54 54 Σηαζεξόο ζσξόο (ζύζηεκα Beltsville)

55 55 αηνκηθνί αεξηδόκελνη ζσξνί (ζύζηεκα Rudgers)

56 56 Σεχνολογίεσ κομποςτοποίηςησ ΚΛΕΙΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ ΙΙ. ΚΛΕΙΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ (ΑΝΣΙΔΡΑΣΗΡΕ) τα ςυςτόματα αυτϊ, η κομποςτοπούηςη πραγματοποιεύται μϋςα ςε κλειςτούσ αντιδραςτόρεσ, κατακόρυφουσ, οριζόντιουσ ό περιςτρεφόμενου τυμπάνου, όπου υπϊρχει η δυνατότητα καλύτερου ελϋγχου τησ παροχόσ αϋρα, τησ θερμοκραςύασ, του ph και τησ υγραςύασ. Α. ΚΑΣΑΚΟΡΤΥΟΙ ΑΝΣΙΔΡΑΣΗΡΕ 1. Προωθούμενα και αναδευόμενα ςτρώματα α. ςε πολλαπλϋσ κλύνεσ α. ςε πολλαπλϊ επύπεδα ό ζώνεσ 2. Προωθούμενα, μη αναδευόμενα, ςτρώματα α. Με ροό αϋρα αντύρροπη / ροό υλικού β. Με ροό αϋρα κϊθετη / ροό υλικού

57 Σεχνολογίεσ κομποςτοποίηςησ ΚΛΕΙΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ 57 ΙΙ. ΚΛΕΙΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ (ΑΝΣΙΔΡΑΣΗΡΕ) Β. ΟΡΙΖΟΝΣΙΟΙ ΚΑΙ ΚΕΚΛΙΜΕΝΟΙ ΑΝΣΙΔΡΑΣΗΡΕ 1.Περιςτρεφόμενα ςτρώματα (περιςτροφικϊ τύμπανα ό κλύνεσ) α. Με ροό διαςπορϊσ β. Με εν ςειρϊ τμόματα γ. Με πλόρη ανϊμιξη 2. Αναδευόμενα ςτρώματα (Αναδευόμενα τμόματα, ανοικτϊ κανϊλια) α. Κυκλικού ςχόματοσ β. Ορθογώνιου ςχόματοσ 3. τατικϊ ςτρώματα (ςχόμα τούνελ) α. Σύποσ πλϊκασ πύεςησ β. Σύποσ κυλιόμενου δαπϋδου Γ. ΑΝΣΙΔΡΑΣΗΡΕ ΑΤΝΕΦΟΤ ΛΕΙΣΟΤΡΓΙΑ

58 58 ΙΙ. ΚΛΕΙΣΑ ΤΣΗΜΑΣΑ ΚΑΣΑΚΟΡΤΦΟΙ ΑΝΣΙΔΡΑΣΗΡΕ Οι κατακόρυφοι αντιδραςτόρεσ ϋχουν ςυνόθωσ ύψοσ 4.0m ό μεγαλύτερο και καταςκευϊζονται με τη μορφό ςιλό. Η τροφοδοςύα του υλικού γύνεται από την κορυφό μϋςω ενόσ μηχανιςμού τροφοδοςύασ (ταινιόδρομοσ, κοχλιωτό αντλύα). την ςυνϋχεια το υλικό κινεύται με βαρύτητα προσ τον πυθμϋνα του ςιλό και εκφορτώνεται με ϋνα αντύςτοιχο μηχανιςμό. Οι κατακόρυφοι αντιδραςτήρεσ ταξινομούνται περαιτϋρω ςύμφωνα με τισ ςυνθόκεσ των ςτρωμϊτων του υλικού εντόσ του αντιδραςτόρα. Κϊποια ςυςτόματα επιτρϋπουν την ανϊδευςη του υλικού κατϊ την προώθηςό του κατϊ μόκοσ του αντιδραςτόρα και ονομϊζονται αντιδραςτόρεσ προωθούμενου και αναδευόμενου ςτρώματοσ. Αυτού ςυνόθωσ τροφοδοτούνται ςε ςυνεχό ό διαλεύπουςα βϊςη. ε ϊλλα ςυςτόματα, το υλικό δεν υπόκειται ςε ανϊδευςη κατϊ την προώθηςό του κατϊ μόκοσ του αντιδραςτόρα και ονομϊζονται αντιδραςτόρεσ προωθούμενου ςτρώματοσ και μπορεύ να τροφοδοτούνται ςε ςυνεχό, διαλεύπουςα ό αςυνεχό βϊςη. Ο ϋλεγχοσ τησ διαδικαςύασ γύνεται μϋςω τησ εμφύςηςησ αϋρα κατ αντιρροό προσ τα απορρύμματα. Εναλλακτικϊ ο αεριςμόσ επιτυγχϊνεται επύςησ με την πτώςη από το ϋνα επύπεδο ςτο ϊλλο, εύτε με την ςυνεχό ανϊμιξη από ειδικούσ αναμοχλευτόρεσ

59 59

60 60

61 ΟΡΙΖΟΝΣΙΟΙ ΚΑΙ ΚΕΚΛΙΜΕΝΟΙ ΑΝΣΙΔΡΑΣΗΡΕ 61 Οι οριζόντιοι κλειςτοί αντιδραςτήρεσ περιςτροφικού τύπου ϋχουν κυλινδρικό μορφό και επιτυγχϊνουν ανϊδευςη του υλικού με περιςτροφικό κύνηςη του κυλύνδρου. Διακρύνονται τουλϊχιςτον τρεισ διαφορετικού τύποι, με βϊςη τη μϋθοδο ροόσ των υλικών μϋςα ςτον αντιδραςτόρα. Οι οριζόντιοι κλειςτοί αντιδραςτήρεσ τύπου αναδευόμενου ςτρώματοσ ςε κανϊλια ό τμόματα, με δυναμικό αεριςμό και περιοδικό ανϊδευςη αποτελούν ςυνδυαςμό των τεχνικών των δυναμικϊ αεριζόμενων ανοικτών αναδευόμενων ςυςτημϊτων και των κλειςτών αντιδραςτόρων. Οι αντιδραςτόρεσ αυτού εύναι ςυνόθωσ ανοικτού, αλλϊ ςτεγαςμϋνοι εντόσ κτιρύων με ελεγχόμενεσ ςυνθόκεσ εξαεριςμού και απόςμηςησ και οι περιςςότεροι λειτουργούν με καθημερινό τροφοδοςύα. Οι οριζόντιοι αντιδραςτήρεσ ςτατικού ςτρώματοσ εύναι ουςιαςτικϊ κλειςτϊ ςυςτόματα εμβολικόσ ροόσ με ςχόμα τραπεζοειδϋσ ό ορθογωνικόσ διατομόσ και με ποικύλα μεγϋθη (από m 3 ) και υλικϊ καταςκευόσ (ςκυρόδεμα ό χϊλυβασ). Ένασ τύποσ χρηςιμοποιεύ πλϊκα πύεςησ ςτο ϊκρο τροφοδοςύασ του αντιδραςτόρα, η οπούα προωθούμενη πιϋζει και απομακρύνει το υλικό από το ϊκρο εξόδου του αντιδραςτόρα.

62 62

63 63 Παξαδείγκαηα θιεηζηώλ ζπζηεκάησλ θνκπνζηνπνίεζεο: (α) θαηαθόξπθνο θπιηλδξηθόο πύξγνο, (β) θαηαθόξπθνο νξζνγσληθόο πύξγνο, (γ) νξηδόληην ζύζηεκα ηύπνπ ηνύλει

64 64 Οξηδόληην ζύζηεκα ηύπνπ θαλαιηνύ

65 65 ύζηεκα θνκπνζηνπνίεζεο ζε πεξηζηξεθόκελα ηύκπαλα

66 Σπζηήκαηα Κνκπνζηνπνίεζεο Οηθηαθή Κνκπνζηνπνίεζε Κνκπνζηνπνίεζε ζε κηθξέο θνηλόηεηεο Κεληξηθέο Μνλάδεο Κνκπνζηνπνίεζεο

67 Οικιακή Κομποςτοποίηςη 67 Η οικιακό κομποςτοπούηςη αποτελεύ μια από τισ πιο αξιόπιςτεσ μεθόδουσ ανακύκλωςησ των οργανικών απορριμμϊτων που αποτελούν την πλειοψηφύα ςκουπιδιών για κϊθε νοικοκυριό. Με την οικιακό κομποςτοπούηςη ϋνα ςημαντικό ποςοςτό διαχωρύζεται από τον κύριο όγκο των απορριμμϊτων που ϋχουν ςα τελικό προοριςμό τουσ Φώρουσ Τγειονομικόσ Σαφόσ. Πολλού ιδιώτεσ παγκοςμύωσ εφαρμόζουν τη μϋθοδο τησ κομποςτοπούηςησ επιςτρϋφοντασ ϋτςι ςτο ϋδαφοσ όλα εκεύνα τα απαραύτητα ςυςτατικϊ (οργανικϊ και ανόργανα) που χρειϊζονται για την ανϊπτυξη των φυτών. Έτςι εκτόσ από την ανακύκλωςη των μετϊλλων, του χαρτιού, των γυαλιών και των ελαςτικών, που ςε κϊποιο ικανοποιητικό βαθμό μπορεύ να επιτευχθεύ, με τη διαδικαςύα τησ ανακύκλωςησ, ανακυκλώνεται ουςιαςτικϊ και το οργανικό κλϊςμα, επαναφϋροντϊσ το με περιβαλλοντικϊ ορθό τρόπο ςτο φυςικό αποδϋκτη του το χώμα για να μπορϋςει το τελευταύο διατηρώντασ την κανονικό δομό και γονιμότητϊ του να ςυνεχύςει να παρϊγει.

68 Οηθηαθή Κνκπνζηνπνίεζε Γηαινγή νξγαληθνύ θιάζκαηνο ζην ζπίηη πεγή (0,5θηιό/άηνκν/εκέξα)

69 Οφζλθ οικιακισ κομποςτοποίθςθσ (διαλογισ οργανικοφ ςτθ πθγι) 69 Μεύωςη των οχλόςεων κατϊ τη ςυλλογό και μεταφορϊ των οικιακών ςτερεών αποβλότων Μικρότερη επιβϊρυνςη των χώρων ταφόσ αποβλότων (τόςο ποςοτικϊ όςο και ωσ προσ το ρυπαντικό φορτύο) λόγω τησ μειωμϋνησ ποςότητασ ςτερεών αποβλότων που καταλόγουν ςτουσ χώρουσ αυτούσ, γεγονόσ που οδηγεύ ςε αύξηςη του χρόνου λειτουργύασ τουσ. Μειωμϋνη παραγωγό ςτραγγιςμϊτων ςτουσ χώρουσ ταφόσ αποβλότων τα οπούα επιπλϋον, περιϋχουν μικρότερο ρυπαντικό φορτύο. Μειωμϋνεσ αϋριεσ εκπομπϋσ από τουσ χώρουσ διϊθεςησ τόςο ποςοτικϊ όςο και ποιοτικϊ (διοξεύδιο του ϊνθρακα, μεθϊνιο, πτητικϋσ οργανικϋσ ενώςεισ κ.λπ.)

70 Οφζλθ οικιακισ κομποςτοποίθςθσ (διαλογισ οργανικοφ ςτθ πθγι) Παραγωγό προώόντοσ προςτιθϋμενησ αξύασ το οπούο μπορεύ να χρηςιμοποιηθεύ ςε πολλϋσ εφαρμογϋσ αποφυγό τησ χρόςησ ςυνθετικών λιπαςμϊτων Παραγωγό προώόντοσ υψηλόσ ποιότητασ λόγω του γεγονότοσ ότι προϋρχεται από τη χρόςη υλικών διαχωριςμϋνων ςτην πηγό (ςε αντύθεςη με το προώόν που προϋρχεται από οργανικό υλικό το οπούο διαχωρύζεται ςε κεντρικϋσ μονϊδεσ διαχωριςμού) Η χωριςτό ςυλλογό και αξιοπούηςη των βιοαποδομόςιμων οργανικών αποβλότων εντόσ τησ οικύασ ϋχει ωσ αποτϋλεςμα τη μεύωςη τησ απαιτούμενησ ςυχνότητασ για ςυλλογό των μικτών οικιακών αποβλότων που τοποθετούνται ςτουσ κϊδουσ. 70

71 Κνκπνζηνπνηεηέο γηα κηθξέο θνηλόηεηεο Γηαινγή νξγαληθνύ ζην ζπίηη Χσξεηηθόηεηα 2-10 ηόλνη

72 Κεληξηθέο Μνλάδεο Κνκπνζηνπνίεζεο

73 Δυνατότητεσ διάθεςησ του κόμποςτ Εύναι πλϋον ιςχυρϊ τεκμηριωμϋνο ότι η προςθόκη κομπόςτ ςτο ϋδαφοσ μπορεύ να ϋχει θετικό επύδραςη ςε μύα μακρϊ ςειρϊ χημικών, φυςικών και βιολογικών χαρακτόρων του. Η γεωργύα και οι διϊφορεσ ςυναφεύσ δραςτηριότητεσ ςυνιςτούν την κυριότερη οδό αξιοπούηςησ των διαφόρων υλικών κομπόςτ. Για την εδαφικό εφαρμογό του κομπόςτ ςτη γεωργύα, πρϋπει να λαμβϊνονται υπ όψη και να διενεργούνται λεπτομερεύσ ϋλεγχοι ςχετικϊ με τισ διϊφορεσ χρόςεισ και κατηγορύεσ ποιότητασ του κομπόςτ όπωσ ποςότητα εφαρμογόσ, περιεκτικότητα ςε θρεπτικϊ, ιχνοςτοιχεύα, βαρϋα μϋταλλα, επιβλαβεύσ οργανικϋσ ενώςεισ, παθογόνα κλπ., επύπεδο ωρύμανςησ κομπόςτ (φρϋςκο ό ώριμο κομπόςτ), χρονικό περύοδοσ εφαρμογόσ, ςυχνότητα εφαρμογόσ, βϊθοσ ενςωμϊτωςησ ςτο ϋδαφοσ, τύποσ εδϊφουσ και χαρακτόρεσ αυτού κ.ϊ. 73

74 Δυνατότητεσ διάθεςησ του κόμποςτ Οι ενδεικνυόμενεσ χρόςεισ του κομπόςτ, εξαρτώνται από τα ποιοτικϊ του χαρακτηριςτικϊ και ποικύλουν από τη χρόςη ςε βιολογικϊ καλλιεργούμενα τρόφιμα, και γενικότερα καλλιϋργειεσ παραγωγόσ τροφόσ και ζωοτροφών, ϋωσ τη χρόςη για αποκατϊςταςη εδαφών, ωσ κϊλυψη ςε ΦΤΣΑ και ωσ υλικό βιοφύλτρου για την απορρόφηςη δυςϊρεςτων οςμών. ε πολλϋσ περιπτώςεισ υπϊρχουν νομοθετικού περιοριςμού για τισ επιτρεπόμενεσ χρόςεισ με ςτόχο την προςταςύα τησ υγεύασ και του περιβϊλλοντοσ. 74

75 Περιβαλλοντικέσ επιπτώςεισ αερόβιασ επεξεργαςίασ 75 Επιπτώςεισ ςτον αέρα: Οι αϋριεσ εκπομπϋσ τησ αερόβιασ επεξεργαςύασ ϋχουν ςχϋςη με τον τύπο τησ τεχνολογύασ που χρηςιμοποιεύται. Σα ανοικτϊ ςυςτόματα να παρουςιϊζουν περιςςότερεσ εκπομπϋσ, που δεν εύναι εύκολο να ελεγχθούν. Σα κυριότερα προβλόματα εςτιϊζονται ςτισ εκπομπϋσ: βιοαερολυμϊτων (αιωρούμενα ςτον αϋρα ςωματύδια, βιολογικόσ προϋλευςησ και αποτελούνται από ζωντανούσ ό νεκρούσ μικροοργανιςμούσ), πτητικών οργανικών ενώςεων, οςμών (το πρόβλημα που προκαλεύ τισ περιςςότερεσ διαμαρτυρύεσ) ςκόνησ. Αντύθετα, τα κλειςτϊ ςυςτόματα κομποςτοπούηςησ, όπωσ και οι ςτατικού αεριζόμενοι ςωρού με απορρόφηςη αϋρα, επιτρϋπουν τη χρόςη ςυςτημϊτων για την επεξεργαςύα των οςμών

76 Περιβαλλοντικέσ επιπτώςεισ αερόβιασ επεξεργαςίασ Επιπτώςεισ ςτα νερά: Η απορροό του νερού τησ βροχόσ ςε ανοικτϊ ςυςτόματα καθώσ και τα ςτραγγύςματα που πιθανόν να δημιουργηθούν κατϊ τη διϊρκεια τησ κομποςτοπούηςησ μπορούν να ρυπϊνουν επιφανειακϊ και υπόγεια νερϊ, αν διαφύγουν ςτο περιβϊλλον χωρύσ επεξεργαςύα. τα ςτραγγύςματα που παρϊγονται ςυνόθωσ ςε περιοριςμϋνεσ ποςότητεσ μπορούν να χρηςιμοποιηθούν για τη διαβροχό των αποβλότων ςτα διϊφορα ςτϊδια τησ διεργαςύασ όπου απαιτεύται προςθόκη νερού, Όλεσ οι εγκαταςτϊςεισ αερόβιασ επεξεργαςύασ θα πρϋπει να διαθϋτουν μια αδιαπϋρατη επιφϊνεια, από ςκυρόδεμα ό ϊςφαλτο, πϊνω ςτην οπούα εκτελεύται η επεξεργαςύα (ιδιαύτερα ςε ανοιχτούσ χώρουσ). Η επιφϊνεια αυτό θα πρϋπει να διαθϋτει κατϊλληλη κλύςη και ςυςτόματα για τη ςυλλογό των ςτραγγιςμϊτων και τησ απορροόσ, τα οπούα θα πρϋπει κατόπιν να υφύςτανται κατϊλληλη επεξεργαςύα (ςυμπεριλαμβανομϋνησ τησ επαναχρηςιμοπούηςόσ τουσ για διαβροχό των αποβλότων). 76

77 Περιβαλλοντικέσ επιπτώςεισ αερόβιασ επεξεργαςίασ Επιπτώςεισ ςτο έδαφοσ: Οι περιβαλλοντικϋσ επιπτώςεισ τησ αερόβιασ επεξεργαςύασ ςτο ϋδαφοσ ϋχουν ςχϋςη με την εφαρμογό και τη ςύςταςη του παραγόμενου κόμποςτ. Σόςο ςτη νομοθεςύα των κρατών-μελών τησ ΕΕ, όςο και ςτην θεματικό ςτρατηγικό τησ ΕΕ για το ϋδαφοσ, προβλϋπονται κϊποια ανώτατα επιτρεπτϊ όρια για ανεπιθύμητεσ ουςύεσ όπωσ τα βαρϋα μϋταλλα, κϊποιεσ οργανικϋσ ενώςεισ και ξϋνεσ προςμύξεισ όπωσ το γυαλύ και το πλαςτικό, καθώσ και κατώτατα όρια για κϊποια επιθυμητϊ χαρακτηριςτικϊ, όπωσ η οργανικό ουςύα. 77

78 78 Αερόβια επεξεργαςία Βιολογική Ξήρανςη Εναλλακτικό τεχνικό τησ αερόβιασ κομποςτοπούηςησ εύναι η αερόβια ξόρανςη. Με τη μϋθοδο αυτό το νερό που βρύςκεται ςτα απόβλητα απομακρύνεται ςε μικρό χρονικό διϊςτημα με την ανϊπτυξη βιοθερμικόσ ενϋργειασ. Αποτελεύ τεχνικό επεξεργαςύασ των ΑΑ με ςτόχο την ενεργειακό αξιοπούηςό τουσ. Ειδικότερα ςτοχεύει ςτη μεύωςη τησ υγραςύασ των ΑΑ και κατϊ επϋκταςη του όγκου τουσ, ςτη διευκόλυνςη του μηχανικού διαχωριςμού των ϊχρηςτων υλικών και ςτην παραγωγό SRF (Solid Recovered Fuel). Οι ξηραντόρεσ εύναι εύτε κλειςτϋσ δεξαμενϋσ εντόσ βιομηχανικών κτιρύων εύτε κουτιϊ ορθογώνιου ςχόματοσ (bio-boxes) τα οπούα εύναι αεροςτεγώσ κλειςτϊ ώςτε να αποφεύγονται οι εκπομπϋσ οςμών και ϊλλων αερύων.

79 Η βιολογικό ξόρανςη μπορεύ να λϊβει χώρα εύτε πριν εύτε μετϊ την μηχανικό επεξεργαςύα. υνόθωσ ςυνοδεύεται από μηχανικό ανϊκτηςη μετϊλλων. 79 Σο τελικό προώόν τησ επεξεργαςύασ εύναι ϋνα ςταθεροποιημϋνο υλικό, το οπούο ανϊλογα με το βαθμό επεξεργαςύασ, μπορεύ να χρηςιμοποιηθεύ ωσ δευτερογενϋσ καύςιμο ό να οδηγηθεύ ςε ταφό.

80 Σεχνολογίεσ ανάκτηςησ υλικών - εναλλακτικών καυςίμων SRF Περιλαμβάνονται τεχνολογίεσ που ςτοχεύουν ςτην ανάκτηςη υλικών τα οποία έχουν θερμογόνο δύναμη, με ςκοπό την αξιοποίηςή τουσ για παραγωγή ενέργειασ: Σύποσ Α: Ανακτάται από τα μικτά απορρίμματα, μέςω τησ εφαρμογήσ ςυςτημάτων μηχανικήσ διαλογήσ Περιλαμβάνει κυρίωσ χαρτί και πλαςτικό Μπορεί να χρηςιμοποιηθεί ωσ δευτερογενέσ καύςιμο ςε μονάδεσ θερμικήσ επεξεργαςίασ αποβλήτων, μονάδεσ ςυμπαραγωγήσ ενέργειασ, βιομηχανικέσ μονάδεσ π.χ. τςιμεντοποιεία Σύποσ Β: Παράγεται μέςω τησ βιολογικήσ ξήρανςησ των αποβλήτων που ςτοχεύει ςτη μείωςη τησ περιεχόμενησ υγραςίασ τουσ (10%) αλλά ταυτόχρονα υπάρχει απώλεια τησ θερμογόνου δύναμησ του υλικού. Ακολουθεί επεξεργαςία µε ςκοπό την ανάκτηςη µετάλλων και άλλων υλικών προσ ανακύκλωςη. Σο δευτερογενέσ καύςιμο μπορεί να αξιοποιηθεί ενεργειακά Τύπνο Γ: Παράγεται με ξήρανςη του οργανικού κλάςματοσ ςε χαμηλή θερμοκραςία που ςτοχεύει ςτη μείωςη τησ περιεχόμενησ υγραςίασ τουσ χωρίσ μεγάλεσ απώλειεσ θερμογόνου δύναμησ του υλικού Σο δευτερογενέσ καύςιμο μπορεί να αξιοποιηθεί ενεργειακά Θεωρείται 100% πράςινο καύςιμο διότι δεν περιέχει πλαςτικά

81 81 ΑΝΑΕΡΟΒΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΙΑ

82 Αναερόβια βιολογική επεξεργαςία Κατϊ τη διϊρκεια τησ αναερόβιασ επεξεργαςύασ (χώνευςησ) πραγματοποιεύται βιοαποδόμηςη των οργανικών ουςιών απουςύα οξυγόνου μϋςα ςε κλειςτό ςύςτημα, που οδηγεύ τελικϊ ςτην παραγωγό βιοαερίου (μύγμα κυρύωσ μεθανύου και διοξειδύου του ϊνθρακα). Κατϊ την αναερόβια επεξεργαςύα, το βιοαποδομόςιμο κλϊςμα μετατρϋπεται ςε μεθϊνιο (CH 4 ), διοξεύδιο του ϊνθρακα (CO 2 ) και νερό (H 2 O) μϋςω τησ μικροβιακόσ ζύμωςησ απουςύα αϋρα, αφόνοντασ ϋνα μερικώσ ςταθεροποιημϋνο οργανικό υλικό. 82

83 Αλαεξόβηα ρώλεπζε ηνπ νξγαληθνύ θιάζκαηνο ησλ απνξξηκκάησλ Αλαεξόβηα επεμεξγαζία ησλ απνβιήησλ (ρσξίο παξνρή αέξα) Μεηαηξνπή ηνπ νξγαληθνύ πιηθνύ ζε ζηαζεξνπνηεκέλν ηειηθό πξντόλ, θαηάιιειν γηα γεσξγηθέο (π.ρ. εδαθνβειηησηηθό) θαη άιιεο ρξήζεηο (π.ρ. βηόθηιηξν). Σπλεπεμεξγαζία κε άιια βηναπνδνκήζηκα νξγαληθά απόβιεηα, π.ρ.: γεσξγηθά απόβιεηα θηελνηξνθηθά απόβιεηα ηιύο από Μ.Δ.Λ Παξαγσγή βηναεξίνπ ην νπνίν κπνξεί, κεηά από επεμεξγαζία, λα ρξεζηκνπνηεζεί σο αέξην θαύζηκν (ζέξκαλζε, ειεθηξηζκό) Αλαεξόβηεο Οξγαληθό Κιάζκα ζπλζήθεο Βηναέξην + Σηαζεξνπνηεκέλν νξγαληθό

84 Η βιοαποδόμηςη αναπτύςςεται ςε δύο διακριτϊ ςτϊδια, το οξυγενϋσ και το μεθανογενϋσ. το διϊγραμμα που ακολουθεύ φαύνονται τα βαςικϊ προώόντα των δύο ςταδύων τησ ςυνολικόσ διαδικαςύασ. ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΤΛΗ ΟΞΤΓΕΝΕ ΣΑΔΙΟ ph:4,5-6,5 Διοξεύδιο του ϊνθρακα, νερό, οργανικϊ οξϋα, ϊλλεσ ενδιϊμεςεσ οργανικϋσ ενώςεισ, βακτηριακϊ κύτταρα 84 ΜΕΘΑΝΟΓΕΝΕ ΣΑΔΙΟ ph:6,8 7,2 Μεθϊνιο, διοξεύδιο του ϊνθρακα, βακτηριακϊ κύταρρα, μεγαλομοριακϋσ οργανικϋσ ενώςεισ

85 Χεκηθέο δηεξγαζίεο αλαεξόβηαο απνδόκεζεο νξγαληθώλ ΠΡΩΣΔΪΝΔ ΤΓΑΣΑΝΘΡΑΚΔ ΛΙΠΙΓΙΑ ΑΜΙΝΟΞΔΑ ΑΠΛΑ ΑΚΥΑΡΑ ΓΛΤΚΔΡΙΝΗ ΛΙΠΑΡΑ ΟΞΔΑ ΝH 4 H 2 +CO 2 ΟΞΙΚΟ Τ ΟΞΤ ΠΡΟΠΙΟΝΙΚΟ, ΒΟΤΣΤΡΙΚΟ ΟΞΤ ΚΑΙ ΑΛΛΔ ΟΡΓΑΝΙΚΔ ΔΝΩΔΙ ΟΞΙΚΟ ΟΞΤ H 2 +CO 2 85 CH 4 CH 4 + CO 2 CH 4 CH 4

86 Αναερόβια βιολογική επεξεργαςία Κατϊ το ςτϊδιο τησ μεθανογϋνεςησ, ο ρυθμόσ μετατροπόσ/διϊςπαςησ τησ οργανικόσ ύλησ εύναι ανϊλογοσ με το ρυθμό παραγωγόσ μεθανύου. Η δρϊςη αναπτύςςεται παρουςύα τουλϊχιςτον δϋκα διαφορετικών ειδών βακτηρύων, το καθϋνα από τα οπούα ϋχει περιοριςμϋνη επύδραςη ςε ςυγκεκριμϋνεσ μόνο οργανικϋσ ουςύεσ. Παρϊλληλα, για αρκετϋσ πολύπλοκεσ οργανικϋσ ουςύεσ απαιτεύται η ςυνεργαςύα και δρϊςη πολλών διαφορετικών βακτηρύων για να επιτευχθεύ η αποδόμηςό τουσ και η παραγωγό μεθανύου. Επύςησ, μύα βαςικό παρϊμετροσ για την επιτυχό ανϊπτυξη τησ διεργαςύασ εύναι το γεγονόσ ότι ο ρυθμόσ αναπαραγωγόσ των μεθανογενών βακτηρύων εύναι μικρότεροσ από αυτό των οξυγενών. Κατϊ ςυνϋπεια, εϊν για κϊποιο λόγο διακοπεύ το ςτϊδιο τησ μεθανογϋνεςησ, τότε εύναι αρκετϊ δύςκολο να ξαναρχύςει. 86

87 Αναερόβια βιολογική επεξεργαςία 87 Σο οργανικό κλϊςμα των απορριμμϊτων, όπωσ ακριβώσ και ςτην περύπτωςη τησ αερόβιασ επεξεργαςύασ, θα πρϋπει να ϋχει διαχωριςθεύ από τα υπόλοιπα μικτϊ απορρύμματα. Ο διαχωριςμόσ αυτόσ μπορεύ να γύνει εύτε μϋςω πρακτικών διαλογόσ ςτην πηγό εύτε μϋςω μηχανικόσ διαλογόσ. Η διεργαςύα αναπτύςςεται ςε κλειςτούσ αντιδραςτόρεσ (χωνευτόρεσ) απουςύα οξυγόνου, με ανϊμιξη του υλικού, ρύθμιςη του ph (ςε τιμϋσ κοντϊ ςτην ουδϋτερη περιοχό) και θϋρμανςη μϋχρι τουσ o C. υνόθωσ απαιτεύται η προςθόκη θρεπτικών για την υποβοόθηςη τησ ανϊπτυξησ και του πολλαπλαςιαςμού των βακτηριακών πληθυςμών όπωσ και αύξηςη του ποςοςτού υγραςύασ. Μετϊ την ολοκλόρωςη τησ αναερόβιασ χώνευςησ, ςυλλϋγεται το παραγόμενο βιοαϋριο (το μεθϊνιο διαχωρύζεται από τα υπόλοιπα αϋρια) και μπορεύ να αξιοποιηθεύ ενεργειακϊ, ενώ παραμϋνει ϋνα μερικώσ ςταθεροποιημϋνο οργανικό υλικό.

88 88 Αναερόβια βιολογική επεξεργαςία Όπωσ και ςτην αερόβια επεξεργαςύα, ϋτςι και ςτην αναερόβια, ο λόγοσ C/N διαδραματύζει ςημαντικό ρόλο ςτο αποτϋλεςμα των διεργαςιών. Για ταχϋωσ ϋωσ μετρύωσ βιοαποδομόςιμα υποςτρώματα, ο βϋλτιςτοσ λόγοσ κυμαύνεται μεταξύ 25 και 30 (φαγητϊ, χαρτύ) ενώ για βραδϋωσ βιοαποδομόςιμα (π.χ. ξύλα), ο λόγοσ αυτόσ μπορεύ και να ανϋρχεται ςτο 40. Φαμηλϋσ τιμϋσ C/N γενικϊ ϋχουν ςαν αποτϋλεςμα την μεγαλύτερη εκπομπό αζώτου ςαν αϋρια αμμωνύα, η ςυγκϋντρωςη τησ οπούασ μπορεύ να αποβεύ τοξικό για τον μικροβιακό πληθυςμό. Οι βϋλτιςτεσ τιμϋσ C/N επιτυγχϊνονται με την κατϊλληλη μύξη ςυςτατικών των αποβλότων

89 Αναερόβια βιολογική επεξεργαςία Σο υλικό που απομϋνει μετϊ την αναερόβια επεξεργαςύα αποτελεύται από αιωρούμενα ςτερεϊ των μη διαςπώμενων υλικών, ανθεκτικϊ οργανικϊ, βιομϊζα και διϊφορα υπολεύμματα αποςύνθεςησ μικροοργανιςμών. Αυτό το υγρό, μερικώσ ςταθεροποιημϋνομύγμα ονομϊζεται digestate. Εύναι εφικτό η ξόρανςη του μύγματοσ αυτού. Δεδομϋνου ότι πληρού τισ απαραύτητεσ προδιαγραφϋσ, το ξηρό αυτό υλικό μπορεύ να χρηςιμοποιηθεύ ςτο ϋδαφοσ ωσ εδαφοβελτιωτικό εύτε απευθεύασ εύτε μετϊ από αερόβια επεξεργαςύα. Σο υγρό υπόλειμμα μπορεύ να ανακυκλοφορόςει ςτον αντιδραςτόρα προκειμϋνου να εξαςφαλύζεται η υγραςύα του υλικού ό να χρηςιμοποιηθεύ ωσ υγρό λύπαςμα δεδομϋνου ότι πληρού τα ςχετικϊ κριτόρια. 89

90 Βιοαζριο Σο βιοαϋριο που παρϊγεται κατϊ την αναερόβια επεξεργαςύα αποτελεύται κυρύωσ από μεθϊνιο (50%- 70%) και διοξεύδιο του ϊνθρακα. Η ποςότητα του βιοαερύου που παρϊγεται κατϊ την αναερόβια επεξεργαςύα, διαφοροποιεύται αναλόγωσ με το ςχεδιαςμό τησ μονϊδασ, το χρόνο παραμονόσ και τη θερμοκραςύα λειτουργύασ καθώσ και από τη ςύνθεςη του προσ επεξεργαςύα υλικού. Μετϊ την παραγωγό του, το βιοαϋριο φυλϊςςεται ςε μεγϊλεσ δεξαμενϋσ και όποτε χρειαςτεύ χρηςιμοποιεύται για την παραγωγό εύτε ηλεκτρικού ρεύματοσ εύτε θερμότητασ 90

91 υνδυαςμόσ αερόβιασ και αναερόβιασ επεξεργαςίασ Θερμότητα βιοαϋριο Humus κ Οο Οξγαληθό θιάζκα Αληηδξαζηήξαο αλαεξόβηαο ρώλεπζεο Αερόβια ςταθεροπούηςη ΚΚ Καύζηκν πιηθό 91

92 Περιβαλλοντικέσ επιπτώςεισ αναερόβιασ επεξεργαςίασ 92 Όταν διαδικαςύα τησ αναερόβιασ χώνευςησ διενεργεύται ςε κλειςτούσ χώρουσ και το παραγόμενο αϋριο ςυλλϋγεται προσ επεξεργαςύα και αξιοπούηςη, οι εκπομπϋσ αερύων ρύπων εύναι πολύ μικρϋσ. Αϋριεσ εκπομπϋσ παρατηρούνται κατϊ την καύςη του βιοαερύου και αφορούν κυρύωσ ςε οξεύδια του αζώτου και του θεύου και δευτερευόντωσ ςε ϊλλα προώόντα τησ καύςησ. την περύπτωςη που πριν την αναερόβια χώνευςη δεν ϋχει προηγηθεύ πρόγραμμα διαλογόσ ςτην πηγό, υπϊρχει το ενδεχόμενο να υπϊρχουν ουςύεσ υψηλότερησ τοξικότητασ ςτο βιοαϋριο Οςμϋσ παρϊγονται μόνο κατϊ την προετοιμαςύα του ρεύματοσ τροφοδοςύασ και την επεξεργαςύα τησ χωνεμϋνησ ιλύοσ, οι οπούεσ λαμβϊνουν χώρα εκτόσ του βιοαντιδραςτόρα. Αν αυτϋσ οι διεργαςύεσ πραγματοποιούνται εντόσ κτιρύων και ο αϋρασ υφύςταται επεξεργαςύα με βιόφιλτρα ό χημικό ϋκπλυςη οι οςμϋσ που απελευθερώνονται ςτο περιβϊλλον να εύναι πολύ χαμηλϋσ.

93 Κνκπνζηνπνίεζε & Αλαεξόβηα Χώλεπζε Δθηξνπή ζεκαληηθνύ ηκήκαηνο ησλ κηθηώλ απνβιήησλ (νξγαληθό θιάζκα) από ηηο δηαδηθαζίεο ηειηθήο δηάζεζεο κε ζπλέπεηα ηε κείσζε ηνπ θόζηνπο ζπιινγήο, κεηαθνξάο θαη ηειηθήο δηάζεζεο ησλ απνβιήησλ Μεηώλνληαη νη πεξηβαιινληηθέο επηπηώζεηο (π.ρ. αέξηεο εθπνκπέο απνξξηκαηνθόξσλ) θαη νριήζεηο από ηε ζπιινγή θαη κεηαθνξά ησλ απνβιήησλ Μεηώλεηαη ε επηβάξπλζε ησλ ρώξσλ ηειηθήο δηάζεζεο ζε πνζόηεηεο απνβιήησλ, κε ζπλέπεηα: (η) ηελ αύμεζε ηνπ ρξόλνπ δσήο ησλ ρώξσλ δηάζεζεο (ηη) ηε κεησκέλε εθπνκπή αεξίσλ π.ρ. CO 2 θαη CH 4 (αέξηα ζεξκνθεπίνπ) (ηηη) παξαγσγή ζηξαγγηζκάησλ κε κηθξόηεξν νξγαληθό θνξηίν Παξαγσγή CH 4 θαηά ηελ αλαεξόβηα ρώλεπζε, ην νπνίν κπνξεί λα αμηνπνηεζεί σο θαύζηκν, βνεζώληαο έηζη ζηελ θάιπςε ηκήκαηνο ησλ ελεξγεηαθώλ αλαγθώλ Σπκκόξθσζε κε ηηο απαηηήζεηο ηεο Δζληθήο θαη Δπξσπατθήο λνκνζεζίαο γηα ηε ζηαδηαθή απνκάθξπλζε ηνπ νξγαληθνύ θιάζκαηνο από ηνπο ρώξνπο ηαθήο