Organic matter + O2. Compost + CO 2 + H 2 O + NO 3 + SO 4. + heat

Transcript

1 Η Κομποστοποίηση είναι μία διεργασία ελεγχόμενης αερόβιας βιολογικής αποδόμησης (σταθεροποίησης) οργανικών βιοαποδομήσιμων στερεών Κατά την διάρκεια της κομποστοποίησης η οργανική ύλη διασπάται από μικροοργανισμούς σε διοξείδιο του άνθρακα, νερό, θερμότητα και compost: Organic matter + O2 Compost + CO 2 + H 2 O + NO SO heat

2 Υλικά για κομποστοποίηση: Απόβλητα βιομηχανιών τροφίμων; Χαρτί και βιοαποδομήσιμα οργανικάστερεά; Οικιακά απορρίμματα; Οργανικές λάσπες; Αγροτικά απόβλητα. : Στα οικιακά απορρίμματα δεν πρέπει να περιέχονται κρέατα, γαλακτοκομικά προϊόντα, βρώσιμα λάδια και αυγά διότι:

3 Κύριοι αποδομητές της κομποστοποίησης Οι μικροοργανισμοί είναι το κλειδί της κομποστοποίησης! I. Μικροοργανισμοί 1.1. Κατάταξη σύμφωνα με την απαίτηση παρουσίας οξυγόνου: Αερόβιοι χρησιμοποιούν το οξυγόνο για τον μεταβολισμό τους Αναερόβιοι είναι ενεργοί σε περιβάλλοντα που απουσιάζει το οξυγόνο

4 1.2. Κατάταξη σύμφωνα με την θερμοκρασία λειτουργίας τους Μικροοργανισμοί Θερμοκρασιακή περιοχή ενεργότητας, о С Ψυχρόφιλα Μεσόφιλα Θερμόφιλα

5 1.3. Μικροοργανισμοί που αναπτύσσονται κατά την κομποστοποίηση Μικροοργανισμοί Πληθυσμοί <40 о С о С ΒΑΚΤΗΡΙΑ Μεσόφιλα Θεμόφιλα ΑΚΤΙΝΟΜΥΚΗΤΕΣ Θερμόφιλα ΜΥΚΗΤΕΣ Μεσόφιλα Θερμόφιλα

6 A. Βακτήρια Ετερότροφα Αυτότροφα Αερόβια Αναερόβια αναπτύσσονται σε υγρά περιβάλλοντα έχουν μεγάλο φάσμα ενεργότητας ενεργά σε όλο το φάσμα του ph δυσκολία προσαρμογής σε όξινο περιβάλλον

7 B. Μύκητες Ζυμωτικοί μύκητες Ζύμες έχουν την ικανότητα να αναπτύσσονται σε χαμηλή υγρασία είναι ανταγωνιστικά των ετερότροφων βακτηρίων είναι ενεργά σε μεγάλο εύρος ph: 2 9; χαμηλές απαιτήσεις σε άζωτο

8 C. Ακτινομύκητες Βακτήρια θερμόφιλα και αερόβια; Είναι αφομοιώσιμα από βακτήρια και μύκητες Χρησιμοποιούν οργανικό άζωτο; Ενεργοποιούνται σε ουδέτερο και ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον; Δρούν στη τελική φάση της κομποστοποίησης.

9 II. Άλλοι παράγοντες: Φύκια Κυανόφυτα Πρωτόζωα Ένζυμα

10 I. Πρώτο στάδιο: θερμόφιλο διεκπεραιώνεται από αερόβιους μικροοργανισμούς; η οργανική ύλη διασπάται σε οργανικά οξέα, αμίνοξέα και σάκχαρα απορροφούν οξυγόνο και παράγουν διοξείδιο του άνθρακα και θερμότητα είναι ταχύρυθμη διαδικασία; διεξάγεται σε θερμοκρασία С.

11 Συγκριτική μεταβολή θερμοκρασίας μεταξύ υψηλόρυθμης και χαμηλόρυθμης κομποστοποίησης

12 II. Δεύτερο στάδιο: μεσόφιλο Διασπόνται περισσότερο σύνθετα οργανικά μόρια Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί πεθαίνουν από έλλειψη τροφής Χαμηλότεροι ρυθμοί αποδόμησης; Θερμοκρασία μέχρι С; Διάρκεια μερικές εβδομάδες : Χουμοποίηση Εμφάνιση υποστρώματος πριν και μετά την κομποστοποίηση

13 III. Τρίτο στάδιο: ωρίμανση Η θερμοκρασία πέφτει στη θερμοκρασία περιβάλλοντος; Παράγεται ένα τελικό προϊόν απολύτως αποστειρωμένο, από παθογόνους μικροοργανισμούς,υψηλής ποιότητας κόμποστ

14 αράμετροι που ελέγχουν την κομποστοποίσηση 1. Πορώδες του υλικού που ορίζεται από τον όγκο του αέρα και του νερού που περιέχονται στη βιομάζα Γενικά πορώδες Pg αναφέρεται ο λόγος του κενού χώρου Vv ως προς τον ολικό όγκο της βιομάζας Vt: Pg = Vv / Vt, % 1.2. Free air space (FAS), Vf ορίζεται ο όγκος που καταλαμβάνει ο αέρας εντός της βιομάζας: (Vv Va) / Vt Όπου Va ο όγκος που καταλαμβάνεται από το νερό Το πορώδες εξαρτάται από: το μέγεθος των σωματιδίων από την υγρασία ; Ύψος του σωρού.

15 1. Η κατανομή των σωματιδίων, η φαινομένη πυκνότητα, και το πορώδες του υλικού μπορεί να οδηγήσει σε αναερόβιες συνθήκες. 2. Αυτά τα φυσικά χαρακτηριστικά όταν συσχετιστούν και με υψηλή υγρασία δημιουργούν συνθήκες αδυναμίας μεταφοράς του οξυγόνου. Η ενεργός κάθετος τομή μιας κομποστοποίησης είναι συνάρτηση της κατανομής μεγέθους των σωματιδίων του σχήματός τους και της φαινόμενη πυκνότητά τους,

16 2. Υγρασία Το νερό είναι μία από τις σπουδαιότερες παραμέτρους για την ενεργότητα των μικροοργανισμών : είναι απαραίτητο για την μεταφορ ύλης δια μέσου της κυτταρικής μεμβράνης αποτελεί το μέσο μεταφοράς των ενζύμων που παράγονται στο κύτταρο; είναι το μέσο διαλυτοποίησης των ενώσεων; είναι απαραίτητο για την διεξαγωγή των χημικών αντιδράσεων < 40% υγρασία μετατρέπει την διεργασία σε χαμηλού ρυθμού (κάτω από 25-30% σταματά); > 65% υγρασία δυσκολεύεται η μεταφορά οξυγόνου О 2 και δημιουργούνται προϋποθέσεις για αναερόβιες συνθήκες

17 Επίδραση της στοιβάδας νερού στη δημιουργία αναερόβιων συνθηκών

18 Με μία σωστή υγρασία τα σωματίδια καλύπτονται από ένα λεπτό στρώμα νερού αλλά επιτρέπουν την ύπαρξη αέρα στους πόρους του υλικού Η υπερβολική υγρασία δεν επιτρέπει την ύπαρξη χώρων αέρα δυσκολεύοντας την μεταφορά οξυγόνου

19 3. Ποσότητα οξυγόνου C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O KJ/mol Για επεξεργασία 1kg οργανικής ύλης απαιτούνται 1,6 kg O 2 Απαιτήσεις συγκέντρωσης οξυγόνου εντός του σωρού: πρώτο στάδιο 5-15% δεύτερο στάδιο 1-5% Το O 2 τροφοδοτείται: Μηχανική μίξη; Με ενφύσηση αέρα Αέρας: N.m 3 /h Αποτέλεσμα: Πλήρη ανοργανοποίηση? Χουμοποίηση?

20 4. θερμοκρασία Η θερμοκρασία είναι το κλειδί για τον έλεγχο μιας κομποστοποίησης! Η παραγωγή θερμότητας είναι παραπροϊόν της διάσπασης των οργανικών ενώσεων Ορίζει το θερμόφιλο στάδιο της κομποστοποίησης; Είναι εύκολο να καταγραφεί Δημιουργεί κατάλληλες συνθήκες για την αποστείρωση του υποστρώματος; Εξοντώνει τα παθογόνα και τα σπόρια τους στους 65 C : t > 70 C εξοντώνει τα βακτήρια που ευθύνονται για την κομποστοποίηση! Πρώτο στάδιο: C Δεύτερο στάδιο: C t< 25 C τέλος της κομποστοποίησης Παραγωγή θερμότητας: Υδατάνθρακες Λιπίδια Πρωτεϊνες 19 kj/g 39 kj/g 23 kj/g

21 Μεταβολή της θερμοκρασίας και του ph κατά την διάρκεια της κομποστοποίησης

22 5. Αναλογία C/N, C/P και C/S προϋπάρχουν σε κάθε βιομάζα 4.1. C/N: 30 άτομα C : 1 άτομο N C πηγή ενέργειας για τους ετερότροφους μικροοργανισμούς; N σπουδαίο για την σύνθεση των πρωτεϊνών C 1/3 χρησιμοποιείται για τους μικροοργανισμούς και 2/3 converted to CO 2 ΠερίσσειαN οδηγεί σε παραγωγή NH 3 NH 3 χαρακτηρίζεται από t, N, ph C/N < 30 C/N > 30 Άριστος λόγος C/N: Ο λόγος C/Ν πρέπει συνεχώς να ελέγχεται και να προσαρμόζεται Στην αρχή Στο τέλος < 20 (10:1) 4.2. C/P: P δρά σαν καταλύτης των βιοαντιδράσεων 4.3. C/S: Άριστος λόγος: 100 < C/S< 300 Άριστος λόγος: 100 < C/P< 200

23 Τυπικοί λόγοι C/N για συνηθισμένα υποστρώματα κομποστοποίησης Υλικά υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα C/N* Φύλλα φθινοπώρου 30-80:1 στάχια :1 Chips ξύλου :1 φλοιός :1 Μίγμα χαρτιών :1 Εφημερίδες και χαρτοκυβώτια 560:1 Υλικά υψηλής περιεκτικότητας σε άζωτο C:N* Υπολείμματα λαχανικών 15-20:1 Υπολείμματα καφέ 20:1 χόρτο 15-25:1 κοπριά 5-25:1 Πηγή: Dickson, N., T. Richard, and R. Kozlowski Composting to Reduce the Waste Stream: A Guide to Small Scale Food and Yard Waste Composting

24 6. ph ph I II 0 Time 1 η περίοδος: το ph ελαττώνεται Η αιτία: παραγωγή CO 2 και VFA I2η περίοδος: το ph αυξάνεται σε τιμές 8-9 Η αιτία: η παραγωγή της NH 3 Οι μικροοργανισμοί της κομποστοποίησης λειτουργούν καλύτερα σε ουδέτερο με ελαφρώς όξινο περιβάλλον ph max 8.5 Άριστες τιμές ph είναι: στο ξεκίνημα ph στο τέλος: ph 7

25 Παράγοντες που οδηγούν σε αναερόβιες συνθήκες 1. Μη ικανό πορώδες Το οξυγόνο δεν διαχέεται στον σωρό the correct pile size balances the heat generated by microbial decomposition 2. Υπερβολικό μέγεθος σωρού 3. Υπερβολική υγρασία Ελαττώνει την δυείσδηση του οξυγόνου Αυξάνεται η απαίτηση του οξυγόνου ταχύτατα 4. Ταχύτατη αποδόμηση του υποστρώματος

26 Η Κομπόστα είναι το υπόλειμμα μιας αερόβιας σταθεροποησης με κομποστοποίηση Η κομπόστα χρησιμοποιείται: στους κήπους σαν εδαφοβελτιωτικό; σαν αποτρεπτικό στη διάβρωση των εδαφών σαν μέσο συγκράτησης του νερού στο έδαφος

27 Υπάρχουν διάφοροι τρόποι προσδιορισμού του βαθμού σταθεροποίησης μιάς κομπόστας: Ρυθμός απορρόφησης οξυγόνου. Ρυθμός παραγωγής θερμότητας Οργανικό περιεχόμενο της κομπόστας. Παρουσία νιτρικών και απουσία αμμωνιακών. ΤΕΛΕΙΩΜΕΝΟ ΠΡΟΪΟΝ ΚΟΜΠΟΣΤΑΣ Humification index (HI): Indexes of compost stability: Germination index (GI): Δείχνει την παρουσία φυτοτοξικών ουσιών στην κομπόστα: Η κομπόστα είναι φυτοτοξική εάν GI < 67% και φυτοθρεπτική εάν GI > 100% Nitrogen mineralization index (NMI): Βασίζεται στην περιεκτικότητα σε οργανικό άζωτο Για ώριμη κομπόστα NMI < 3.5%! Respiration index (RI): Βασίζεται στην απαίτηση σε οξυγόνο O2: Όσο μεγαλύτερο το RI τόσο ανώριμη είναι η κομπόστα HI = NH/ (HA+FA) NH- μη χουμοποιημένο ποσοστό; HA χουμικά οξέα; FA φουλβικά οξέα

28 Organic matter A B C Grinding Mixing First stage -active composting Second stage - cool composting Maturation Packing Separation

29 1. Σύμφωνα με τον ρυθμό κομποστοποίησης: A. Ταχύρυθμη B. Αργόρυθμη Βασίζεται σε θερμόφιλα βακτήρια εξοντώνει όλα τα παθογόνα και τα σπόρια τους Εκπέμπει λιγότερες δυσοσμίες και αέρια θερμοκηπίου Η θερμοκρασία ανέρχεται πάνω από 55 C (131 F) Βασίζεται σε όλα τα είδη μικροοργανισμών Πολλά παθογόνα παραμένουν και μετά την κομποστοποίηση γίνεται φυσιολογικά σε όλους του κήπους; Η θερμοκρασία δεν ξεπερνά τους 30 C (86 F) 2. Σύμφωνα με την τεχνική οξυγόνωσης και ανάδευσης : A. κλειστά: B. Ανοικτοί σωροί Οικιακοί κομποστοποιητές; Βιομηχανικοί in vessel κομποτοποιητές Βιομηχανικοί «windrow» κομποστοποιητές

30 Industrial In-vessel composting Types of in-vessel composting reactors: κάθετοι εμβολικής ροής vertical plug-flow οριζόντιοι εμβολικής ροής horizontal plug-flow δοχεία ανάδευσης Διάγραμμα ροής ενός τυπικούl in-vessel αντιδραστήρα κομποστοποίησης

31 Οριζόντιος αντιδραστήρας «in vessel» εμβολικής ροής BioChamber

32 Κάθετος αντιδραστήρας «in vessel» εμβολικής ροής BioTower

33 in-vessel drum compost systems (Willcam Inc., USA)

34 Πλεονεκτήματα Είναι πιο ελεγχόμενη διαδικασία. Δεν επηρεάζεται από τις καιρικές συνθήκες Χρειάζεται λιγότερη ποσότητα στερεού υποστρώματος Το τελικό προϊόν έχει πιο σταθερή ποιότητα. χρειάζονται λιγότερα εργατικάl. Είναι πιο εύκολος και αποτελεσματικός ο αερισμός καθώς επίσης και οι εκπομπές αέριων ρύπων είναι λιγότερες Απαιτείται λιγότερος χώρος. Είναι κοινωνικά πιο αποδεκτός.? Μειονεκτήματα Κοστίζει περισσότερο Απαιτείται μεγαλύτερο κόστος συντήρησης Υπάρχουν ευνοϊκότερες συνθήκες για δημιουργία πυρκαγιάς

35 Βιομηχανική κομποστοποίηση σε σειράδες Πλεονεκτήματα: Ελαττώνει τον όγκο των προς διάθεση στερεών. Εύκολο στη λειτουργία. Μπορεί να διαχειριστεί μεγάλο όγκο στερεών. Είναι χαμηλού κόστους. απαιτεί χαμηλό Η/Μ εξοπλισμό με χαμηλό κόστος συντήρησης. Μειονεκτήματα: Απαιτεί μεγάλη έκταση. Εκπέμπονται δυσοσμίες. Η εγκατάσταση πρέπει να είναι μακριά από κατοικημένες περιοχές. Η βροχή επηρεάζει την διεργασία. Η υψηλή υγρασία εύκολα μπορεί να δημιουργήσει αναερόβιες συνθήκες. WT-3000 Water Trailer (Midwest Bio-Systems, USA) PT foot Pull-type Compost Turner (Midwest Bio-Systems, USA)

36 Άσκηση Σχεδιάστε μονάδα κομποστοποίησης για οργανικά βιομηχανικά στερεά απόβλητα μαζικής παροχής 2000 kg/d με μέση υγρασία 55% και ζυμώσιμα (πτητικά στερεά) 78,50% του ξηρού. Tο στερεό απόβλητο θα οδηγείται σε αντιδραστήρα κομποστοποίησης τύπου σειραδίων με τριγωνική διατομή, ύψους 1 m και μήκος βάσεως 2 m. Η θερμοκρασία της κομποστοποίησης θα συντηρείται στους 65oC και ο χρόνος παραμονής των αποβλήτων στην διαδικασία της κομποστοποίησης καθορίζεται στις 18 ημέρες (SRT=18d). Να προσδιορισθούν: 1. Ο συνολικός όγκος των σειραδίων 2. Οι απαιτήσεις σε αερισμό 3. Η ενεργειακή αυτοδυναμία της μονάδας, 4. Το ισοζύγιο της υγρασίας με δεδομένο ότι το περιεχόμενο του αντιδραστήρα πρέπει να συντηρείται σε υγρασία 45%. 5. Ο συγκέντρωση και ο μοριακός τύπος του οργανικού περιεχομένου του τελικού προϊόντος καθώς η φαινόμενη πυκνότητά του και ο ελεύθερος χώρος του αέρα. 6. Η εκπεμπόμενη θερμότητα, η υγρασία και το CO 2 στο περιβάλλον 7. Εξετάστε εάν απαιτείται πρόσθεση οργανικού αζώτου

37 Δίδονται: Σχεδιαστικά δεδομένα 1 Μαζική παροχή στερεών αποβλήτων Q w = 2000 kg/d 2 Μέση υγρασία Μ w = 55 % 3 Βιοαποδομήσιμα οργανικά VM w = 78,5 % of TS 4 Μη βιοαποδομήσιμα οργανικά nvm w = 5 % of TS 5 Υγρασία ώριμου προϊόντος M m = 30 % 6 Υγρασία λειτουργίας της κομποστοποίησης M c = 45 % 7 Θερμοκρασία κομποστοποίησης T c = 65 oc Δεδομένα κινητικής 1 Ρυθμός αφομοίωσης βιοαποδομήσιμων οργανικών k= 0,072 kg C/kg C/d 2 Χρόνος παραμονής στην κομποστοποίηση SRT= 18 d 3 Συντελεστής παραγωγής κυτταρικής μάζας Υ= 0,4 g/g C r

38 Φυσικοχημικά δεδομένα 1 πορώδες οργανικού κλάσματος p vm = 60 % 2 πορώδες ανοργάνου κλάσματος p nvm = 25 % 3 απόδοση οξυγόνου Ox ef = 15 % 4 ειδικό βάρος οργανικών ρ vm = 1,1 g/cm3 5 ειδικό βάρος ανοργάνων ρ nvm = 1,6 g/cm3 6 μοριακός τύπος οργανικών αποβλήτου C 16 H 27 O 8 N C vm = (192/361) =53,186 % TKN vm =(14/361) = 3,878 % 7 μοριακός τύπος μικροοργανισμώνc 5 H 7 O 2 N TOC x = (60/113) =53,097 % TKN x = (14/113) =12,389 % 8 Θερμοκρασία περιβάλλοντος T a = 15 oc 9 Ειδική θερμότητα εξάτμισης νερού q water = 540 cal/g 10 Παραγωγή θερμότητας από την αφομοίωση των q vm = 5500 cal/g C r οργανικών (όπου C r = ο άνθρακας που αφομοιώνεται) 11 Θερμοχωρητικότητα του σωρού c balk = 0,25 cal/g/ o C 12 Υγρασία κορεσμού αέρα στους 60οC H a = 0,137 g νερού/g αέρα 13 Ειδικό βάρος αέρα ρ a = 1,28 kg/m3 Θεωρείται ότι το κάθε σειράδι είναι ένας αντιδραστήρας κομποστοποίησης πλήρους ανάμιξης. Με κόκκινο σημειώνονται οι παράμετροι σχεδιασμού. Η σχετική υγρασία του ατμοσφαιρικού αέρα είναι Η%=60% του σημείου κορεσμού

39 ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ βιοαποδομήσιμα οργανικά 1012 kg/d μη βιοαποδομήσιμα οργανικά ανόργανα υγρασία ελεύθερος χώρος (FAS) 64,5 kg/d 212 kg/d 709 kg/d 608 lt/d 25% 2000 kg/d 2430 lt/d

40 - Υγρασία: M in = Q w *Μ w /(100+Μ w )= = 2000*55/(100+55)= 709,6 kg/d - Ολικά στερεά = TS in = Q w -M in = = ,6 = 1290,4 kg/d - Βιοαποδομήσιμα οργανικά = bvm in = = TS in *VM w /100 = 1290,4*78,5/100 = =1012,9 kg/d - Μη βιοαποδομήσιμα οργανικά = nvm in = = TS in *nvm w /100 = 1290,4*5/100 = = 64,5 kg/d - Ανόργανα = FM in = TS in -bvm in -nbvm in = = 1290,4 1012,9 64,5 = 212 kg/d - Πορώδες τροφοδοσίας = POR in = =(bvm in +nbvm in )*p vm +FM in *p nvm )/( bvm in +nbvm in +FM in ) = 54,2% - Όγκος στερεών = V p = = (bvm in +nbvm in )/ρ vm +FM in /ρ nvm = 1112,5 lt - Ελεύθερος Χώρος Αέρα = FAS in = = V p *(POR in /100/(1-POR in /100))-M in = 608,2 lt/d FAS out = 608,2/(1112,5+608,2) =25% - Συνολικός όγκος τροφοδοσίας =V in =V p +FAS in +M in = = 2430,4 lt/d - Φαινόμενη πυκνότητα = Ad in = Q w /V m =0,82 g/cm 3 - Περιεκτικότητα σε οργανικό άζωτο = TKN in = = (bvm in +nbvm in )*TKN vm /100 = 41,8 kg/d

41

42 - Βιοαποδομήσιμα οργανικά = bvm out = = bvmin/(1+k*srt)= 441 kg/d - Μη βιοαποδομήσιμα οργανικά = nbvm out = = nbvm in = 64,5 kg/d - Ανόργανα = FM out = FM in = 212 kg/d - Κυτταρική μάζα = X out = 228,4 kg/d - Ολικά στερεά = TS out = bvm out +nbvm out +FM out +X out = = 947,28 kg/d - Υγρασία: M out = TS out *M c /(M c +100) = = 947,28*45/(100+45)= 294 kg/d - Πορώδες προϊόντος = POR out = ((bvm out +nbvm out +X out )*p vm +FM out *p nvm )/ /(bvm out +nbvm out +X out +FM out )= 52,1% - Όγκος στερεών = V pout = = ((bvm out +nbvm out )/ρ vm +FM out /ρ nvm )= 592,8 lt - Ελεύθερος Χώρος Αέρα = FAS out = = V pout *((POR out /100)/(1-(POR out /100)))-M out = 351,7 lt/d FAS out = 351,7/(592,8+351,7) =28,4% - Συνολικός όγκος ημερήσιας εξαγωγής =V out = - =FAS out +V pout +M out = 1238,3 lt/d - Φαινόμενη πυκνότητα = Ad out = = Q out /(V pout +FAS out +M out )=1,0 g/cm 3 - Περιεκτικότητα σε οργανικό άζωτο = TKN out = = (bvm out +nbvm out )*TKN vm /100+X out *TKN x /100= = 47,9 kg/d

43 Υπολογισμός απαιτήσεων αερισμού για βιολογική οξείδωση Θεωρώντας ως μέσο εμπειρικό τύπο για την σύσταση του οργανικού κλάσματος των απορριμμάτων τον C 16 H 27 O 8 N, έχουμε την ακόλουθη στοιχειομετρία: C 16 H 27 O 8 N + 18 O 2 16 CO H 2 O + NH 3 Προκύπτει λοιπόν ότι απαιτούνται 3 g οξυγόνου ανά g αποδομούμενου οργανικού άνθρακα. Αν λάβουμε υπόψη την απόδοση της οξείδωσης (15%) τότε η απαίτηση αυτή ανέρχεται σε 3/0,15 =20 g οξυγόνου ανά g αποδομούμενου οργανικού άνθρακα. Επομένως η απαίτηση της βιο-οξείδωσης σε οξυγόνο είναι: Οξυγόνο= (bvm in -bvm out -X out )*20= 6868,7 kg O 2 /d Με δεδομένο ότι 1 m 3 αέρας περιέχει 0,3 kg οξυγόνου τότε απαιτούνται Q air = 6868/0,3 = m 3 αέρας/d Η παροχή αυτή του αέρα έχει την δυνατότητα να εξατμίσει: Q evap =(22895 m 3 )*1,28*0,137*(1-60/100)= 1606 kg νερού/d Με δεδομένο ότι 1 kg νερού εξατμιζόμενο απορροφά 540 kcal θερμότητας, η εξάτμιση αυτή μπορεί να απορροφήσει: ΔΗ w =1606*540= kcal/d (Δ)

44 Υπολογισμός ισοζυγίου θερμότητας Για κάθε kg οξειδούμενου άνθρακα παράγοντα 5500 kcal θερμότητας. Επομένως η συνολική ημερήσια παραγωγή θερμότητας ανέρχεται σε: ΔΗ pr = (C-CO2)*5500 = 183,3*5500 = kcal/d Η απορρόφηση θερμότητας λόγω θέρμανσης της τροφοδοσίας από την θερμοκρασία περιβάλλοντος στη θερμοκρασία των 65οC ΔΗ cons = Q w *c balk *(60-15) =(2000 kg/d)*0,25*45 =22500 kcal/d Το ισοζύγιο θερμότητας είναι: ΔΗ balance = ΔΗ pr ΔH cons ΔΗ w = = kcal/d Το ισοζύγιο είναι θετικό που σημαίνει ότι πρέπει να προστεθεί επί πλέον αέρας για την ψύξη της κομποστοποίησης και επειδή ο επί πλέον αέρας θα πρέπει να εξατμίσει και την ανάλογη ποσότητα νερού γι αυτό και πρέπει να προστίθεται. Δεδομένου ότι κάθε 1 m 3 αέρα κορεσμένο σε υγρασία μπορεί να απορροφήσει 37,88 kcal (=1,28*0,137*540*0,4) τότε η απαιτούμενη επί πλέον ποσότητα αέρα ανέρχεται σε: Q aex = /37,88 =3126 m 3 αέρα/d Και η επί πλέον ποσότητα νερού που θα εξατμίζεται ανέρχεται σε: Q wex = 3126*1,28*0,137*(1-60/100) = 219 kg νερού/d

45 CO 2 θερμότητα υγρασία 182 kg C/d Kcal/d 1814 kg /d ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ ΠΡΟΪΟΝ βιοαποδομήσιμα οργανικά μη βιοαποδομήσιμα οργανικά ανόργανα υγρασία ελεύθερος χώρος (FAS) 1012 kg/d 64,5 kg/d 212 kg/d 709 kg/d 608 lt/d 25% 2000 kg/d 2430 lt/d T=65 o C SRT=18 d ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ 206 kg/d V=22.28 m kg/d 228 kg/d 64,5 kg/d 212 kg/d 294 kg/d 290 lt/d 24,6% 1241 kg/d 1176 lt/d βιοαποδομήσιμα οργανικά κυτταρική μάζα μη βιοαποδομήσιμα οργανικά ανόργανα υγρασία ελεύθερος χώρος (FAS) TKN νερό 6.1 kg/d 1192 kg/d αέρας m 3