Гид по компосту в домашних условиях
Качественный компост — настоящая находка для фермера. Так как же превратить органические отходы на массу необходимых питательных веществ почти бесплатно?
Польза, которую дает компост, трудно переоценить. Он содержит все необходимые микроэлементы, как губка впитывает воду и хорошо пропускает воздух. Компост обладает высоким содержанием гумуса и питательных веществ, которые определяют плодородие почвы и здоровье растений. Компостирование позволяет довольно дешево и эффективно превращать отходы кухни и приусадебного участка в ценный материал, обогащающий почву питательными веществами. Вот несколько советов, как сделать идеальный компост.
1. Научитесь различать зеленый и коричневый компост
Компост состоит из компонентов, которые или богаты углеродом, или азотом. Углеродные ингредиенты часто ассоциируются с коричневым цветом, к ним относится солома, сухая трава и листья. Богатые на азот компоненты включают в себя растительные отходы, свежые листья и траву, поэтому такой компост называют зеленым.
Совет: Всегда начинайте новою компостную кучу со слоя углеродной органики на дне для дренажа и вентиляции. Микробы и бактерии, которые работают над образованием компоста, относятся к аэробным и для жизнедеятельности им требуется воздух.
2. Создайте рецепт правильного углеродно-азотного баланса
Весь секрет компостирования — правильное взаимодействие углеродных и азотных соединений. Когда отношение углерода к азоту в компостной куче приблизительно 30 к 1, то процесс разложения быстро ускоряется, так как термофильные бактерии двигаются и температура поднимается до более чем 70 градусов по Цельсию.
Совет: Для того, чтобы получить общее представление о том, в каком соотношении использовать углерод и азот для вашего удобрения, используйте этот удобный список.
3. Соблюдайте пропорции
Нет необходимости использовать калькулятор, чтобы узнать поддерживаете ли вы правильный баланс углерода и азота. При этом, если будет слишком много азота, то куча станет скользкой и с отвратительным запахом.
А когда углерод в избытке — сухой и будет очень медленно разлагаться. В этом случае нужно добавить азотные ингредиенты.
В общем, богатые углеродом материалы должны составлять основную часть компоста. Хорошее правило заключается в том, что каждый раз когда вы добавляете компоненты богатые азотом, доложите примерно в четыре раза больше углеродных ингредиентов.
Совет: Всегда добавляйте источники азота (навоз, кухонные отходы) тонкими слоями. Чередование “зеленых” и “коричневых” слоев обеспечивает проникновение воздуха, равномерное и сбалансированное созревание компоста в емкости. Никогда не заталкивайте и не уплотняйте содержимое — это нарушит циркуляцию воздуха.
4. Держите удобрение под слоем углерода
Лучше ошибиться с большим количеством углеродных добавок в компостной куче, чем с азотными. Самое худшее, что может произойти — это долгое разложение. Дополнительные листья, солома и трава при добавлении на внешней стороне кучи — уменьшат запах и улучшат эстетику.
Каждый раз когда вы делаете новый слой компоста, закладывайте по крайней мере 7-10 сантиметров углеродного покрытия.
Совет: Этот внешний слой углерода не будет разлагаться, поэтому как только внутренняя часть кучи превратилась в темный, рассыпчатый компост его сразу можно использовать. А верхний коричневый слой берем в качестве ингредиента для следующего удобрения.
5. Старайтесь обеспечить идеальный климат
До того как заложить компостную кучу на даче, надо помнить, что в ней будут жить миллионы разных организмов, и им в равной мере нужны вода и воздух. Это значит, что компост не должен быть слишком плотным и переувлажненным, а также слишком рыхлым и сухим.
Вам необходимо поддерживать толстый внешний слой из богатого углеродом материала, который помогает защитить от дождя и от избыточного испарения влаги. В таком случае будут благоприятные условия для дозревания.
Компостный ящик. Источник: vseoteplicah.ru
Совет: Всегда устанавливайте компостные кучи вдали от прямого попадания солнечных лучей и от мест, где собирается дождевая вода.
6. Не бойтесь экспериментировать
Успех компостирования зависит от правильного соотношения количества зеленого и коричневого слоя. Вам не нужны книги, термометры или микробные биопрепараты, просто нужно немного времени, чтобы поэкспериментировать и увидеть, что же нужно вашему удобрению.
К примеру, если переворачивать кучу вилами, то вы выпустите кислород, который помогает бактериям размножаться и предотвращает неприятный запах. Тем не менее вы можете пропустить этот трудоемкий процесс, использовав сухие листья, траву и солому.
Совет: Перед тем как делать компостную кучу можно добавить немного ранее сделанного компоста или плодородной земли в качестве затравки.
7.Выбирайте оптимальное место
На самом деле, компост можно сделать как дома, так и на даче. Например, если у вас мало места, то сделайте контейнер с красными компостными червями, которые собственно и занимаются приготовлением компоста, перерабатывая органические вещества. Вы можете поставить этот контейнер на балконе, на кухне или даже в гостинной.
Не волнуйтесь, черви не будут покидать свое место обитания, и если вы все сделали правильно, то неприятного запаха быть не должно. Делать контейнер самостоятельно лучше всего с дерева, или можете купить его в магазине. Если же у вас нет червей, то их можно заказать через Интернет (от 150 грн за 1000 шт.)
Для небольшого дачного участка подойдут компостные тумблеры, с помощью которых можно быстро сделать удобрение. Они бывают разных размеров, поэтому выбирайте тот, который подходит именно вам. Избегайте тумблеров, в которых контейнеры установлены вертикально, так как их трудно поворачивать, когда они полностью заполнены. При этом старайтесь держать ваше удобрение в тени.
Компостный тумблер. Источник: amazon.com
Если у вас много места, то можете сделать три резервуара. Это дает достаточно места для хранения дополнительных листьев и других компостных материалов, а также позволяет иметь несколько куч. Особенно удобно, если у вас много кухонных отходов и садовых обрезков.
Вы можете сделать сами такие контейнеры или же найти их в магазине.
Совет: В каких условиях вы бы не изготовляли компост, позаботьтесь о том, чтобы в удобрение поступало много свежего воздуха, а для того чтобы не подпустить к нему домашних животных достаточно наверх положить проволочную сетку.
8. Будьте терпеливы
Технически возможно сделать большую компостную кучу и превратить ее в “черное золото” в течении нескольких недель, если ваша цель количество, а не качество, и вы хотите зарабатывать на этом. Но даже после того, как удобрение превращается в темное, рассыпчатое и почвоподобное вещество, проходит еще много времени для того, чтобы компост созрел (от шести месяцев до года).
Совет: Не беспокоиться о том, что вы делаете правильно, а что нет. Просто добавьте больше углерода в случае сомнений.
Via
Компост состав
Компост, полученный из твердых бытовых отходов, является полным всесторонне действующим удобрением, так как в его состав входят все необходимые для роста и развития растений элементы.
В этом основное преимущество органических удобрений перед минеральными.[ …]
Компост из бытового мусора представляет собой сыпучую, землистую, довольно однородную по внешнему виду грубодисперсную массу, имеющую следующий фракционный состав (табл. 65).[ …]
Состав компоста варьирует в широких пределах и в основном отражает состав использованного органического сырья.[ …]
Состав готового компоста варьирует в зависимости от исходного сырья и усредненно содержит следующие компоненты: органическое вещество 75-80%; углерод 8-50; азот 0,4-3,5; фосфор 0,1-1,6; калий 0,4-1,6; кальций (в виде СаО) — 0,7-1,5. Важным результатом является практически полная непатогенность компоста, внесение которого рекомендуется, в зависимости от климатических условий, осуществлять 1 раз в 3-4 года из расчета 8-15 т/га.[ …]
| 75 |
За рубежом состав компоста из бытового мусора также позволяет специалистам считать его ценным органическим удобрением (табл.
64).[ …]
Чаще всего компост состоит из двух главных компонентов, неодинаковых по устойчивости к разложению микроорганизмами. Один из них (торф, дерновая земля) играет преимущественно роль поглотителя влаги и аммиака и без компостирования слабо разлагается, другой богат микрофлорой, содержит достаточное количество легкораспадающихся азотистых органических соединений (фекалии, навозная жижа и т. п.). В таких ком-постах преобладает первый компонент. Второго берут меньше (иногда 10—15% общей массы компоста) и лишь для того, чтобы вызвать вспышку микробиологических процессов разложения органических веществ. Такое компостирование называется биологическим. Оно обеспечивает накопление большого количеств высококачественного органического удобрения за счет менее ценных и более инертных материалов, которые сами по себе представляют невысокую удобрительную ценность.[ …]
Химический состав отбросов позволяет перерабатывать их ускоренным механизированным способом в ценный продукт — компост, который можно успешно использовать в качестве биотоплива и органического удобрения в пригодном сельском хозяйстве и городском озеленении.
[ …]
Химический состав. Хотя компосты состоят из сходных элементов, количественные колебания последних могут быть очень значительными, так как они определяются типами материалов, которые подвергаются компостированию. В одном случае материал может содержать большое количество азота (низкое С/N), а в другом —« очень ограниченное. Смешанные городские отходы содержат большее количество разнообразных микропримесей металлов, чем сельскохозяйственные отходы или навоз. К сожалению, в большой массе металлов, содержащихся в городских отходах, могут находиться токсические вещества, влияющие на здоровье людей. Некоторое представление о химическом составе типичного компоста можно получить из сведений, приводимых в табл. 7.2.[ …]
Изготовленный компост может быть обозначен общим термином «перегной». При внесении в почву он улучшает ее состав. Органические кислоты, получаемые при метаболическом разложении органического материала, образуют комплекс с неорганическим фосфором. В такой форме фосфор более доступен для высших растений.
Благодаря перегною лучше накапливаются фосфор и азот. Подавляется осаждение фосфора, и азот, превращаясь в протоплазму бактерий, становится нерастворимым и доступным для растений после гибели и разложения бактерий. Постепенное разложение нерастворимых органических веществ микроорганизмами приводит к непрерывному освобождению азота в виде аммиака, который затем окисляется в нитриты и нитраты.[ …]
Изготовленный компост может быть обозначен термином «перегной» (отмершие и частично разложившиеся растительные и животные остатки — по Н.Ф. Реймерсу). При внесении в почву он улучшает ее состав: органические кислоты образуют комплексы с почвенным фосфором, более доступные для высших растений; вносятся азотные соединения и микроорганизмы, разлагающие нерастворимые почвенные органические соединения с выделением аммиака; аммиак окисляется в нитриты и нитраты. Все это справедливо для чистого компоста. Компост, загрязненный вредными веществами, может привести к потери почвой плодородных качеств.
[ …]
Смешанный сборный компост. Различные бытовые отбросы и отходы сельскохозяйственного производства, компостированные с торфом, получили название смешанного или сборного компоста. В состав смешанного компоста могут входить разнообразные материалы: сорные травы, ботва картофеля, листья овощей, испорченные корма, кухонные отбросы, дворовый мусор, уличный смет, зола, мыльная вода, отбросы кожевенного, овчинного производства и др. Все эти материалы равномерно перемешиваются или с дерновой землей, или с торфом, или со старым перепревшим навозом.[ …]
Средний химический состав компоста, получаемого на ленинградском и московском мусороперерабатывающих заводах, представлен в табл. 61.[ …]
Что же касается роли компоста как полноценного удобрения, то в обычном смысле он им не является. Об этом свидетельствует его химический состав, %: до 40 С; 0,6-1,6 N1; 0,2-0,4 К; 0,25-0,4 Р. Из него следует, что компост имеет недостаточное для удобрений содержание азота, фосфора и калия.
[ …]
| 5.6 |
| 65 |
В странах Восточной Азии перегнойная земля входит в состав почти всех видов компостов при; закладке компостного штабеля. Здесь широко распространено одновременное переслаивание навоза, земли, сидеральной массы (или другого растительного материала) и фекалий. Такие компосты содержат и различные отбросы. За 2—3 месяца компостирования всю массу перелопачивают один или два раза.[ …]
Для ускорения процесса компостирования и обогащения компоста элементами питания растений в его состав вводят минеральные удобрения, в первую очередь азотные, причем целесообразно использовать удобрения, содержащие азот в аммонийной форме (карбамид, аммиак), так как в этом случае нейтрализуется кислотность коры.[ …]
Биохимическая очистка применяется для очистки газов, состав которых слабо меняется. Этот процесс происходит в биофильтрах или биоскрубберах, где микроорганизмы находятся в фильтрующей насадке из почвы, торфа, компоста и т.
п. или в водной суспензии активного ила.[ …]
К органическим удобрениям относятся навоз, навозная жижа, птичий помет, компосты, торф, зеленые удобрения, ил (сапропель), фекалии, сточные воды и осадки сточных вод, промышленные и хозяйственные отходы, мусор городской и др. В состав органических удобрений входят в небольшом количестве все основные элементы питания растений (азот, фосфор, калий и др.) и микроэлементы (бор, марганец, цинк, кобальт, сера, железо и др.). С органическими удобрениями вносятся в почву микроорганизмы, которые ускоряют разложение удобрений и корневых остатков и тем самым переводят содержащиеся в них питательные вещества в доступную для растений форму. Из-за большого процента влаги органические удобрения не перевозят на большие расстояния, а применяют на месте получения (т. е. в тех же хозяйствах). Поэтому они называются местными удобрениями.[ …]
Обработка фосфоробактерином и азотобактерином органо-минеральных смесей, компостов производится следующим образом: на одну тонну органического вещества, входящего в состав органо-минеральных смесей и компостов, берут 1—2 бутылки азотобактерина и 50— 100 г жидкого фосфоробактерина, разведенных в 8— 10 л воды.
Лучше всего бактеризацию органо-минергль-ных смесей и компостов производить за 3—4 дня до их применения, но можно обрабатывать эти смеси и ком-посты бактериальными удобрениями и в день внесения в почву. После бактеризации органо-минеральные смеси и компосты следует предохранять от пересыхания.[ …]
Опыты проводили на тяжелом суглинке Центральной опытной станции ВИУА в Барыбино. При первом опыте компост испытывали в дозах 30 и 40 т/га на фоне и без фона фосфатно-калийного удобрения на картофеле, овсяно-гороховой мешанке, идущей на зеленый корм, и озимой пшенице. Состав компоста (% на абсолютно сухое вещество): общий азот—1,06, общий фосфор — 0,6 и общий калий — 0,7. Полученные результаты показали, что действие компоста не ограничивается одним годом (табл. 69).[ …]
В зависимости от исходного мусора, способа приготовления, времени хранения и других условий физикохимический состав компоста колеблется в широких пределах. В табл. 63 приведены физико-химические показатели компоста и для сравнения навоза как лучшего органического удобрения, возможность получения которого постоянно уменьшается.
[ …]
Торф в овощеводстве используют для приготовления питательных рассадных кубиков и горшочков. В состав смесей, применяемых для их изготовления, входят различные органические и землистые материалы (торф, компосты, перегной, птичий помет, дерновая земля, ил), минеральные удобрения (азотные, фосфорные, калийные и микроудобрения) и нейтрализующие добавки.[ …]
Первые испытания по получению органических удобрений из отходов древесины с использованием С. domesticus были проведены в СССР в 1966 г. и дали положительные результаты. Компост из опилок, полученный при участии гриба и внесенный в почву, в 3 раза повысил урожай салата. В ряде работ показано, что виды рода Coprinus входят в состав микофлоры, обусловливающей разложение растительных остатков некоторых сельскохозяйственных культур (капусты и др.), и принимают участие в разложении органических веществ в окультуренных почвах.[ …]
Эффективность фосфоритования при наличии указанных условий возрастает в тех случаях, когда используют фосфоритную муку тонкого помола и вносят ее с аммиачными азотными удобрениями или вводят в состав навозно-фосфо-ритных компостов.
Более высокое действие фосфоритная мука оказывает при внесении под гречиху, люпин и другие бобовые культуры.[ …]
Завод МПБО расположен на юго-западной границе города недалеко от пригородных теплично-овощных совхозов и занимает территорию около 7 га, в том числе площадь производственного комплекса — 4 га, складов готовой продукции — 3 га. В состав завода входят следующие основные производственные корпуса: приемный, главный и отделение контрольной сортировки и дробления компоста, кроме того, 26 га отведено под площадку дозревания компоста.[ …]
В 1998 г. в Амьене (Франция) вошел в строй завод производительностью 110 тыс. т/год твердых бытовых отходов, работающий по системе «Уа га». Технология включает следующие операции: сортировку исходных ТБО (выделение металлов, удаление крупногабаритных частиц инертных отходов), анаэробное сбраживание органических веществ в ферментационных баках (дижестерах) с получением биогаза и специфической массы «С е51а1.». После очистки последней от примесей (стекло, текстиль, дерево, пластмасса и др.
) и ее сортировки получают новый вид удобрения. Он существенно отличается от компоста (более сходен с перегноем), продается в виде гранул размером около 10 мм и используется как дополнение к минеральным удобрениям. Его состав, %: 30-35 органического вещества; 10-12 углерода; 0,8-0,9 азота; 1,3 оксида калия; 5,3 кальция; по 0,3 магния и пентаоксида фосфора при влажности 40-65%. Из 100 т отходов, используя технологию «Уа га», можно получить 13-15 т газа, 35-40 т удобрений. Остаток отходов составляет 10-20% от их исходной массы (Концепция… № 6).[ …]
Химия компоста – Компостирование Корнелла
Химия компоста – Компостирование Корнелла
Отношение C/N
Из многих элементов, необходимых для микробного разложения, углерод и азот являются наиболее важными. Углерод обеспечивает как источник энергии, так и основной строительный блок, составляющий около 50 процентов массы микробных клеток. Азот является важнейшим компонентом белков, нуклеиновых кислот, аминокислот, ферментов и коферментов, необходимых для роста и функционирования клеток.
Чтобы обеспечить оптимальное количество этих двух важнейших элементов, вы можете использовать соотношение углерода и азота (C/N) для каждого из ингредиентов вашего компоста. Идеальным соотношением C/N для компостирования обычно считается около 30:1, или 30 частей углерода на каждую часть азота по весу. Почему 30:1? При более низких соотношениях азот будет подаваться в избытке и будет теряться в виде газообразного аммиака, вызывая нежелательные запахи. Более высокие соотношения означают, что азота недостаточно для оптимального роста микробных популяций, поэтому компост будет оставаться относительно прохладным, а разложение будет происходить медленнее.
Типичные соотношения C/N для обычных компостных материалов можно найти в опубликованных таблицах, таких как Приложение A (стр. 106), Справочник по компостированию на ферме. Как правило, зеленые и влажные материалы, как правило, содержат много азота, а коричневые и сухие – с высоким содержанием углерода. Материалы с высоким содержанием азота включают скошенную траву, обрезки растений, а также отходы фруктов и овощей.
| Материалы с высоким содержанием углерода | С/Н* |
|---|---|
| осенние листья | 30-80:1 |
| солома | 40-100:1 |
| древесная щепа или опилки | 100-500:1 |
| кора | 100-130:1 |
| смешанная бумага | 150-200:1 |
| газета или гофрированный картон | 560:1 |
| Материалы с высоким содержанием азота | К:Н* |
| обрезки овощей | 15-20:1 |
| кофейная гуща | 20:1 |
| скошенная трава | 15-25:1 |
| навоз | 5-25:1 |
, Т. Ричард и Р. Козловски. 1991. Компостирование для сокращения потока отходов: Руководство по компостированию мелких пищевых и дворовых отходов. Также можно приобрести в Северо-восточной региональной службе сельскохозяйственной инженерии (PALS) Корнельского университета .По мере компостирования соотношение C/N постепенно снижается с 30:1 до 10-15:1. для готового продукта. Это происходит потому, что каждый раз, когда органические соединения потребляются микроорганизмами, две трети углерода выделяется в виде углерода диоксид. Оставшаяся треть включается вместе с азотом в микробные клетки, а затем высвобождаются для дальнейшего использования после того, как эти клетки умирают.
Хотя достижение отношения C/N примерно 30:1 является полезной целью при планировании компостирования, это соотношение может потребоваться скорректировать в соответствии с биодоступностью рассматриваемых материалов. Большая часть азота в компостируемых материалах легкодоступна.
Однако некоторая часть углерода может быть связана в соединениях, обладающих высокой устойчивостью к биологическому разложению. Газета, например, разрушается медленнее, чем другие виды бумаги, потому что она состоит из волокон целлюлозы, покрытых лигнином, высокостойким соединением, содержащимся в древесине. Кукурузные стебли и солома также медленно разлагаются, потому что они состоят из устойчивой формы целлюлозы. Хотя все эти материалы все еще можно компостировать, их относительно низкие скорости разложения означают, что не весь их углерод будет легко доступен для микроорганизмов, поэтому можно запланировать более высокое начальное отношение C/N. Размер частиц также является важным фактором; хотя одинаковое количество углерода содержится в сопоставимых массах древесной щепы и опилок, большая площадь поверхности опилок делает их углерод более доступным для использования микробами.
Кислород
Еще одним важным компонентом успешного компостирования является кислород.
Итак, сколько кислорода достаточно для поддержания аэробных условий? Хотя атмосфера на 21% состоит из кислорода, аэробные микробы могут выжить даже при таких низких концентрациях, как 5%. Концентрация кислорода выше 10% считается оптимальной для поддержания аэробного компостирования. Некоторые компостные системы способны пассивно поддерживать достаточное количество кислорода за счет естественной диффузии и конвекции. Другие системы требуют активной аэрации, обеспечиваемой воздуходувками, переворачиванием или перемешиванием компонентов компоста.
Питательный баланс
Достаточное количество фосфора, калия и микроэлементов (кальций, железо, бор, медь и т. д.) необходимы для микробного метаболизма.
рН
pH от 5,5 до 8,5 оптимален для компостных микроорганизмов. Когда бактерии и грибы переваривают органические вещества, они выделяют органические кислоты. На ранних стадиях компостирования эти кислоты часто накапливаются. Результирующее падение pH способствует росту грибков и разрушению лигнина и целлюлозы. Обычно органические кислоты подвергаются дальнейшему разложению в процессе компостирования. Однако, если система становится анаэробной, накопление кислоты может снизить рН до 4,5, что резко ограничивает микробную активность. В таких случаях аэрации обычно достаточно, чтобы вернуть pH компоста в допустимые пределы.
Кредиты
Наверх
Корнельский институт управления отходами © 1996
Корнельский университет
Итака, Нью-Йорк 14853
607-255-1187
cwmi@cornell.
eduКомпост: Ваш мусор, сокровище природы!
Но отправка органических отходов — хаотичной мешанины дворового материала и выброшенной еды — на свалку занимает много места. Однако более неприятным является то, что при захоронении органических отходов они разлагаются в бескислородных или анаэробных условиях с образованием газов, загрязняющих атмосферу. Разложение вызывают микробы, которые растут в отсутствие кислорода. Итак, как лучше всего решить проблему утилизации пищевых отходов?
Гниющая пища
Органические отходы в основном состоят из углерода, водорода, кислорода и азота с небольшими количествами фосфора, серы, калия и других микроэлементов. Когда анаэробные микробы разлагают отходы, высвобождается энергия, и микробы превращают отходы в соединения, поддерживающие их рост и размножение. Образуются вредные парниковые газы, такие как метан (CH 4 ) и двуокись углерода (CO 2 ), а также органические кислоты и аммиак (NH 3 ).
Хотя существуют естественные источники метана, большая часть его выбросов в мире приходится на деятельность человека. Метан, который используется для заправки таких предметов, как электростанции и кухонные плиты, является мощным парниковым газом — даже в большей степени, чем CO 2 Полигоны твердых бытовых отходов являются третьим по величине источником выбросов метана, связанных с деятельностью человека, в США, , на долю которых приходится 15,4% этих выбросов в 2015 году. Часть метана, произведенного на свалках, утилизируется и используется для выработки энергии. Альтернативой сокращению выбросов метана является использование более эффективного процесса компостирования, основанного на микробном разложении органического вещества.
Компостирование
Компостирование – это микробное расщепление органического материала на более простые компоненты, которые используются для удобрения почвы без использования потенциально вредных химических веществ.
Вообще говоря, органические отходы можно компостировать двумя способами: 1) анаэробно, не требующим кислорода; и 2) аэробно, что требует кислорода.
Анаэробное компостирование похоже на разложение органических отходов на свалке, но оно более контролируемо и выбрасывает в атмосферу меньше загрязняющих веществ. Во-первых, отходы измельчаются, потому что мелкие куски разрушаются быстрее, чем крупные. Затем эти куски загружаются в закрытый контейнер, называемый варочным котлом. Там анаэробные микробы потребляют органический материал для производства метана и продукта, который выглядит как суспензия, называемая 9.0010 дигестат . Основное использование дигестата в качестве кондиционера почвы . Этот органический материал может далее разлагаться (аэробно) в почве. Поскольку метан представляет собой закрытую систему, метан можно улавливать, хранить и впоследствии использовать в качестве источника энергии — в отличие от свалки, метан не может улетучиваться. При правильном выполнении анаэробное компостирование требует дорогостоящего оборудования для улавливания метана.
Напротив, аэробное компостирование происходит в открытой системе и, следовательно, в присутствии кислорода. Во время этого процесса бактерии, являющиеся разновидностью микробов, используют кислород и соединения углерода для своего роста. Конечным результатом аэробного компостирования является углекислый газ, водяной пар и темно-коричневый или черный органический материал. Этот материал, называемый компостом, составляет примерно половину объема исходного материала и может использоваться для обогащения почвы на фермах и в садах.
Аэробное компостирование не требует дорогостоящего оборудования, в отличие от анаэробного компостирования. Он включает в себя сушку отходов и их перемешивание для максимального воздействия на них кислорода — это довольно низкотехнологичный процесс.
Поиск правильного баланса
Решение о том, какой тип компостирования использовать, зависит от типа органических отходов, доступных для системы. Пищевые отходы быстро разлагаются и производят значительное количество метана и углекислого газа, поэтому предпочтительным вариантом обычно является анаэробный ферментер.
Анаэробный метантенк относительно прост в использовании. Для этого требуются только отходы, источник тепла и вода. Микробы быстро работают в жаркой среде, а побочные продукты одного вида микробов могут использоваться в качестве топлива для другого. Но, как упоминалось ранее, оборудование может быть дорогим.
Напротив, дворовые отходы, листья и сорняки разлагаются медленно и не производят достаточного количества метана и углекислого газа, чтобы оправдать затраты на систему анаэробного компостирования, поэтому аэробное компостирование имеет больше смысла, если это ваш основной тип отходов.
Аэробная система требует много работы, но более практична, потому что сырье не заключено в устройство — вы создаете кучу компостируемых отходов на открытом воздухе. Бактерии в процессе аэробного компостирования работают так же, как бактерии в анаэробном компостировании. Бактерии используют углеродсодержащие соединения для высвобождения энергии в результате химических реакций, а азот они используют для управления своим ростом, метаболизмом и размножением с помощью белков и нуклеиновых кислот.
Однако, в отличие от анаэробных микробов, аэробные микробы имеют более четкие потребности и нуждаются в кислороде. Поскольку аэробное компостирование более практично для отдельного человека, семьи или небольшой группы, давайте рассмотрим его подробнее.
Аэробное компостирование
В органических отходах обычно присутствуют два типа бактерий, называемые мезофильными и термофильными. Мезофильные бактерии лучше всего растут при умеренных температурах, обычно от 20 °C (68 °F) до 45 °C (113 °F), в то время как термофильные бактерии лучше всего растут при более высоких температурах, обычно от 40 °C (104 °F) до 65 °C. ° С (150 ° F).
В начале процесса преобладают мезофильные бактерии. Расщепляя химические соединения в отходах, они выделяют тепло, и компостная куча становится все теплее. Одной из реакций, происходящих во время аэробного компостирования, является окисление глюкозы (C 6 H 12 O 6 ), простого сахара, присутствующего в растениях, следующим образом:
C 6 H 12 O 6 + 6 O2 ➞ 6 CO 2 + 6 H 2 O + тепловая энергия
Термофильные бактерии вступают во владение, когда температура компоста превышает 40 °C (104 °F).
По мере протекания реакций и расходования органических материалов реакции замедляются, термофильные бактерии отмирают, и снова преобладают мезофильные бактерии. Наконец, отходы становятся стабильным конечным продуктом, называемым зрелым компостом .
Чтобы этот процесс происходил, компостная куча должна поддерживать рост и размножение обоих типов бактерий. В дополнение к правильному температурному диапазону для успешного компостирования необходим доступ кислорода. Чтобы обеспечить хорошее снабжение кислородом всего органического материала и предотвратить запуск анаэробных процессов, компостную кучу необходимо перевернуть и распушить, что также способствует выделению тепла. До определенной температуры тепло, выделяемое в результате бактериальной реакции, полезно, а при температуре около 55 ° C (131 ° F) оно достаточно интенсивно, чтобы убить болезнетворные бактерии.
При температуре 63 °C (145 °F) компостируемый материал достаточно горячий, чтобы уничтожить семена сорняков.
Выше этой температуры слишком жарко для выживания бактерий, и они либо умирают, либо превращаются в спящие споры, способные противостоять враждебным условиям. Высокие температуры вызывают более быстрое испарение воды из отходов, в результате чего куча остается сухой, поэтому она не может поддерживать рост бактерий, а также создает риск самовозгорания и пожара.
Другим важным фактором является правильное содержание углерода и азота в системе. В целом, биологическим организмам требуется примерно в 25 раз больше углерода (C), чем азота (N). Фруктовые отходы, такие как яблоко, имеют отношение углерода к азоту 35:1. В этом случае углерода гораздо больше, чем азота, и процесс компостирования замедляется. Чтобы ускорить процесс, необходимо компенсировать высокое соотношение C:N в яблоке. Например, кофейная гуща с соотношением C:N 20:1 может быть добавлена для снижения общего соотношения углерода.
Добавление слишком большого количества азота было бы ошибкой, поскольку это может привести к образованию аммиака и других продуктов, богатых азотом, что может вызвать неприятный запах компостируемого материала.
В идеале соотношение C:N должно быть в пределах от 20:1 до 25:1. Бактериальный рост не останавливается, если соотношение неточное; просто тормозит.
При росте бактерий, поддержанном соответствующим уровнем кислорода, при правильном соотношении углерода и азота и в разумном диапазоне температур органический материал для компостирования довольно быстро превращается в CO2, воду и зрелый компост. Летом теплые температуры стимулируют активность бактерий, поэтому при частом переворачивании компост может быть готов примерно через три месяца. Затем зрелый компост можно распределить по почве, чтобы растения могли расти, а почва могла удерживать углерод. Роль этой способности в смягчении последствий изменения климата недооценивается. Сокращение выбросов метана, парникового газа, часто считается критически важным, но это только одно преимущество, а удаление избыточного углерода из атмосферы — другое. Не говоря уже о сокращении количества органического материала, выбрасываемого на свалки!
Будущее компостирования
Пищевые отходы чаще всего используются в муниципальных программах компостирования.
Такие города, как Сан-Франциско, Калифорния; Портленд, штат Орегон; и Сиэтл, штат Вашингтон, внедрили программы по удалению органических отходов со свалок. В некоторых городах, например в Сиэтле, запрещено законом выбрасывать пищевые отходы в мусор. Другие города, такие как Мэдисон, используют анаэробное компостирование для улавливания метана и используют его для заправки автомобилей, грузовиков и автобусов.
«Каждый год мы вывозим на свалку 13 000 тонн пищевых отходов, и вместо того, чтобы платить за их захоронение, мы используем их для производства электроэнергии», — говорит Брайан Джонсон, директор по переработке отходов в Мэдисоне. Молодые люди, в частности, осознают необходимость защиты окружающей среды и берут на себя ответственность за продукты, которые они используют. Джонсон говорит: «Люди все больше осознают, что даже если это не ваш дом, это все равно ваша ответственность».
Избранные ссылки
Cornell Composting. Корнельский институт управления отходами, Корнельский университет: http://compost.