Kompostowanie to proces biologiczny tlenowych konwersji i odzysku materiałów organicznych ( produktów ubocznych w rolnictwie , biomasy , odpadów organicznych pochodzenia domowych, itd ) w stabilizowanej i higienicznego wyrobu, jak gleb bogatych humusowych i mineralnych związków , kompostu.
Kompostowanie można prowadzić w kompostownikach na skalę jednego gospodarstwa domowego, kilku gospodarstw domowych; na szerszą skalę można ją uprawiać na działkach rolnych do przeróbki obornika lub na platformach do przeróbki odpadów z gospodarstw domowych i biomasy. Kompostowanie może być sposobem przetwarzania całości lub części bioodpadów w miastach, zwłaszcza w krajach rozwijających się .
Kompostowanie to operacja, podczas której odpady organiczne są rozkładane w kontrolowanych warunkach, w obecności tlenu z powietrza i wilgoci (wody), poprzez połączone działanie bakterii, grzybów, mikroorganizmów i makroorganizmów. Produkt przekształca się w próchnicę bogatą w składniki odżywcze, którą można wprowadzić do gleby w celu jej wzbogacenia.
Kompost powstaje w wyniku procesu transformacji pochodzącej od człowieka, natomiast próchnica jest wynikiem naturalnej przemiany. Z drugiej strony humus ma wiele właściwości z kompostem, w tym zdolność zatrzymywania wody i składników odżywczych .
Wszystkie rodzaje produktów ubocznych i odpadów organicznych mogą być kompostowane (mniej więcej): odpady z gotowania , produkty uboczne z ogrodu , odpady domowe , ale także niektóre odpady i produkty uboczne przemysłu spożywczego , osady ściekowe , obornik lub ścieki od zwierząt gospodarskich , poferment z biogazu .
W procesie kompostowania następuje kilka faz. Przy dużych ilościach stosowanego materiału zmiana temperatury pryzmy umożliwia śledzenie postępu kompostowania, a monitoring temperatury kompostu pozwala na wyodrębnienie kilku faz. Ta stosunkowo wysoka temperatura jest poszukiwana w hodowli, aby przerwać cykl reprodukcyjny organizmów żywych ze szkodą dla zdrowia zwierząt gospodarskich. Pierwsza prowadzi materiały do stanu świeżego kompostu; jest to intensywna degradacja tlenowa . Druga faza to mniej trwała degradacja, przekształci świeży kompost w dojrzały kompost bogaty w próchnicę .
Jeśli stos jest mały, ciepło wytwarzane przez mikroorganizmy biorące udział w kompostowaniu jest łatwo usuwane, a temperatura zmienia się nieznacznie.
DegradacjaPodczas fazy degradacji temperatura wzrasta, ponieważ występuje silna aktywność biologiczna. W pierwszej kolejności konsumowane są najbardziej degradowalne związki, takie jak cukry , wolne aminokwasy i skrobia . Rozkładu świeżego substancji organicznej odbywa się pod działaniem bakterii i grzybów, których aktywność zwiększa się temperaturę do 50 do 70 ° C . Temperatura gwałtownie wzrasta do 40 do 45 ° C w wyniku oddychania drobnoustrojów mezofilnych tlenowych. Oddychania stopniowo podnosząc temperaturę do 60 do 70 ° C , która prowadzi do wymiany drobnoustrojów mezofilnych po termofilnych i termicznego uszkodzenia. W fazie degradacji masa kompostu spada w wyniku mineralizacji materii organicznej zawartej w CO 2oraz przez znaczne straty wody w wyniku parowania.
Degradacja jest często nazywana „fermentacją” (na przykład we francuskich przepisach); ale ta nazwa nie jest poprawna naukowo, ponieważ fermentacje w ścisłym tego słowa znaczeniu odbywają się w środowisku beztlenowym.
DojrzewanieW fazie dojrzewania temperatura spada. Po fazie degradacji ilość materiału łatwo przyswajalnego przez mikroflorę już się zmniejszyła . Następnie jesteśmy świadkami zaniku mikroorganizmów ciepłolubnych na rzecz bardziej pospolitych gatunków i nowych gatunków mezofilnych. Wraz ze spadkiem temperatury i długim okresem dojrzewania, aby ustabilizować się w temperaturze pokojowej. Kompost wchodzi w fazę konstruktywnego dojrzewania, podczas której powoli pojawiają się prekursorowe elementy próchnicy.
Przejście pomiędzy każdą z wyżej wymienionych faz wynika z ciągłej ewolucji. Nie ma wyraźnej granicy między gatunkami mezofilnymi i ciepłolubnymi. Każdy gatunek ma zakres temperatur życiowych z optimum pośrodku.
Na proces wpływają różne mikroorganizmy:
Bakteria o różnych rozmiarach i kształtach, często nitkowate, są obecne w odpadach organicznych od początku procesu. Pozostają aktywne przez cały proces kompostowania, a szczególnie w wysokiej temperaturze. W garści kompostu znajduje się 5-7 miliardów bakterii. Grzyby działają na materiały odporne na bakterie. Ale oni nie przetrwać poza 50 ° C . Dlatego znajdują się głównie na obrzeżach kompostu, gdzie temperatura jest niższa. Jako jedyni mogą pracować w bardziej suchym kompoście. Actinomycetes działają później niż bakterie i grzyby i rozmnażają się wolniej. Specjalizują się w bardziej odpornych strukturach, takich jak celuloza , hemiceluloza i lignina (które są składnikami drewna).W robaki kompostu działać na początku procesu w niskich rozłożony elementów po fazie termofilnych . Jest to przede wszystkim gatunek Eisenia andrei (lub Eisenia Fetida) ", gatunek epigeal, a nie dżdżownice (gatunek anecic).
Te czerwone robaki integrują mieszankę organicznych szczątków i ich odchodów, tworząc idealne środowisko dla mikrobiologicznej aktywności kompostu. które prowadzą do rozwoju dojrzałego kompostu. Idealnie żyją w temperaturze od 15 do 25 ° C , co odpowiada przechowywaniu pojemnika wermikompostującego w domach.
Czasami używa się innych gatunków: Eisenia Hortensis, Eudrillus Eugeniae , Lumbricus Rubellus, ale rozmnażają się one wolniej niż gatunek Eisenia andrei .
Owady, roztocza itp.W kompoście można znaleźć białe larwy melolontoidalne . Często są to larwy złotej ketonii , chrząszcza o metalicznie zielonym wyglądzie. Przetwarzają materię organiczną w taki sam sposób jak czerwone robaki i pomagają ulepszyć kompost. Larwy nie atakują korzeni roślin, w przeciwieństwie do larw fartucha , dlatego nie stanowią zagrożenia dla stosowania kompostu w ogrodzie.
Ślimaki , myriapody , woodlice Myszy, norniki, myszy polne itp.Kompost może być używany lub nawet kucany przez myszy , norniki , myszy polne lub ryjówki , jeśli w kompostowniku nie ma dolnej kratki lub pokrywa pozostaje otwarta.
Ważne jest, aby kompost był dojrzały do jego użycia, ponieważ niedojrzały kompost można stosować tylko u podnóża dorosłych drzew, a zwłaszcza nie na poletkach warzywnych, młodych drzewach lub krzewach, gdyż mógłby on „spalić” młode rośliny.
Ostateczny skład kompostu zależy od kilku parametrów, w tym od odpadów użytych do jego wytworzenia, przebiegu procesu kompostowania, dojrzałości kompostu. W 2006 roku na zlecenie firmy ADEME przeprowadzono audyt 100 platform kompostujących we Francji kontynentalnej. Wyniki analizy pokazują następujące średnie składy dla parametrów agronomicznych:
Oprawa | Kompost z odpadów zielonych | Osady ściekowe i kompost z odpadów zielonych |
---|---|---|
MS (% MB - surowiec) | 59 | 65 |
MO (% sm) | 46 | 52 |
Azot całkowity (N) (% s.m.) | 1.5 | 2.3 |
Fosfor (wyrażony jako P 2 O 5 ) (% sm) | 0.6 | 3.4 |
Potaż (K 2 O) (% s.m.) | 1.4 | 0.9 |
Magnezja (MgO) (% sm) | 0,7 | 0,7 |
Wapno (CaO) (% sm) | 7.8 | 8.8 |
pH | 8.4 | 7.6 |
W przypadku metalicznych pierwiastków śladowych zmierzono następujące średnie składy:
Element | Kompost z odpadów zielonych | Osady ściekowe i kompost z odpadów zielonych |
---|---|---|
Arsen (mg / kg sm) | 5.6 | 2.1 |
Kadm (mg / kg sm) | 0.5 | 0.9 |
Chrom (mg / kg sm) | 18 | 29.5 |
Miedź (mg / kg sm) | 50 | 197 |
Rtęć (mg / kg sm) | 0,2 | 0,7 |
Ołów (mg / kg sm) | 60 | 87 |
Nikiel (mg / kg sm) | 12 | 20 |
Selen (mg / kg sm) | <próg detekcji | 0.62 |
Cynk (mg / kg sm) | 145 | 385 |
Według krajów i epok istnieją mniej lub bardziej surowe normy gwarantujące, że kompost wprowadzany do obrotu nie stwarza problemów zdrowotnych , toksykologicznych i ekotoksykologicznych , to znaczy nie został wyprodukowany z substancji zawierających nadmierne ilości zanieczyszczeń nieulegających biodegradacji i niebiodegradowalnych .
We Francji istnieją dwie normy dotyczące kompostu: NF U44-095 dla kompostów zawierających osady ściekowe i NF U44-051 dla innych kompostów. Są one obowiązkowe od 2004 r. I dlatego można je przeglądać bezpłatnie. Obydwa określają w szczególności zamkniętą listę materiałów dopuszczonych do produkcji kompostu, analizy, które należy przeprowadzić na kompoście oraz maksymalne limity składników, takich jak pierwiastki śladowe, organiczne związki śladowe, materiały obojętne i mikroorganizmy.
Europejskie oznakowanie ekologiczne istnieje dla kompostów w kategorii Polepszacze gleby i podłoża uprawowe . Dla FNE norma NF U44-051 obowiązująca dla francuskiego kompostu nie daje żadnych gwarancji nieszkodliwości i słabo chroni glebę i środowisko, ponieważ jest zbyt luźna i ze względu na brak sortowania bioodpadów u źródła . Źle posortowane i skompostowane odpady mogą zawierać metale, leki, pozostałości pestycydów, popiół bogaty w metale ciężkie, PCB, dioksyny itp. Na przykład we Francji dopuszcza się kadm (silnie toksyczny dla nerek) w ilości do 3 mg / kg , podczas gdy w większości innych krajów ogranicza się go do 0,7 do 1,5 mg / kg suchej masy, a podczas gdy „w Europie 0,5 mg / kg jest znaleźć średnio w kompoście. Badanie Komisji Europejskiej opublikowane w 2010 roku ostrzega, że używanie takiego kompostu przez 25 lat spowodowałoby zanieczyszczenie gleby powyżej dopuszczalnych progów za 50 lat . W przypadku miedzi i rtęci okres ten wynosiłby tylko 25 lat . Podobnie Francja dopuszcza 2% szkła i metali, 1,1% tworzyw sztucznych, czyli do 5 kg szkła / metali i 2,7 kg / m 3 tworzyw sztucznych. Produkty te mogą w szczególności wpływać na dżdżownice i zanieczyszczać rośliny uprawne.
Kompostowanie w pryzmach.
Kompostownik domowy.
Kompostownik obrotowy / bębnowy.
Pawilon do kompostowania zbiorowego.
Platforma kompostująca.
Kompostowanie w domu odbywa się po prostu na pryzmach lub w kompostownikach. Przetwarza większość odpadów z gospodarstw domowych ulegających biodegradacji, tj. Około 30% odpadów z gospodarstw domowych: odpady żywnościowe (skorupki jaj lub pokruszone orzechy), obierki, odpady ogrodnicze (ścinki trawy, liście, drobne gałęzie itp. Słoma), papier, tekturę i drewno (surowe).
Jednak kompostowanie trujących roślin, takich jak tuja lub cis , może być trudne ; podobnie chore rośliny zostaną spalone, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się patogenów. Ponieważ odchody zwierzęce (mięso, ryby itp. ) Mogą przyciągać zwierzęta, niektórzy ludzie unikają dodawania ich do kompostu.
Proporcje różnych włączonych materiałów muszą umożliwiać utrzymanie środowiska tlenowego do kompostowania. Dlatego należy znaleźć równowagę między materiałami suchymi i strukturalnymi (drewno, liście) a materiałami mokrymi z tendencją do osiadania ( łuszczenie ).
Aby zapewnić jakość procesu kompostowania, nie jest absolutnie konieczne mieszanie kompostu (na przykład widelcem), ponieważ mikroorganizmy mają już dostęp do tlenu, o ile hałda nie znajduje się poniżej poziomu gruntu.
Sprzęt do zbiorowego kompostowania można ustawić na skalę rezydencji lub dzielnicy. Inicjatywy te wymagają wsparcia ze strony zainteresowanych gospodarstw domowych i umożliwiają zmniejszenie ilości odpadów, które mają być przetwarzane przez społeczność, tworzenie więzi społecznych i produkcję kompostu, który może być używany przez osoby indywidualne lub na plantacjach społecznych. Działania takie mogą być realizowane zarówno na obszarach miejskich (przykład wspólnoty metropolitalnej Chambéry), jak i na obszarach wiejskich (wspólnota gmin w kantonie Monestier-de-Clermont). W obszarach miejskich rośnie liczba kompostowania. W Paryżu udział uczestników lokalnego kompostowania zbiorowego (1% paryskich gospodarstw domowych w 2019 r.) Szacuje się na 30 kg / mieszkańca / rok. 9 kwietnia 2018 r. Rozporządzenie ministerialne reguluje sytuację prawną lokalnych kompostowników. Według Zéro Waste France, ten nowy tekst zezwala na zwolnienie tych miejsc z obowiązku uzyskania aprobaty sanitarnej, należy również wyznaczyć osobę odpowiedzialną za kontrolę właściwego zarządzania kompostownikiem.
Miasto Paryż wdrożyło plan działania na rzecz odzysku odpadów organicznych w ramach strategii „Zero waste” na lata 2016-2020. Plan przewiduje indywidualną i zorganizowaną strategię rozwoju kompostowania. Celem jest 500 miejsc do kompostowania przydomowych w budynkach zbiorowych do 2020 r. I 400 kompostowni domowych w obiektach publicznych do 2020 r.
W Nantes stowarzyszenie La Tricyclerie organizuje kolejny projekt zbierania odpadów organicznych do kompostowania. Zbiórka odbywa się trójkołowo z przyczepą.
Możliwe jest kompostowanie ścieków pochodzących od zwierząt gospodarskich (obornik, odchody, łajno) samodzielnie lub zmieszane z rozdrobnioną substancją roślinną. Uzyskany kompost może być sprzedawany, jeśli spełnia wymagania normy NF U44-051. Na platformach kompostujących, które przetwarzają duże ilości odpadów, głównymi materiałami organicznymi są: rozdrobnione zielone odpady z przycinarek, komunalne lub przemysłowe osady ściekowe (np. Szlam z papierni, przemysłu spożywczego) oraz frakcja fermentacyjna odpadów z gospodarstw domowych, sortowana u źródła lub oddzielone od „surowych” odpadów domowych poprzez sortowanie mechaniczno-biologiczne.
Inne odpady ulegające biodegradacji różnego pochodzenia mogą zostać poddane kompostowaniu: fermentat beztlenowy, łodygi winogron, pył roślinny itp. Wszystkie te odpady niekoniecznie są włączane do produkcji kompostu; zastosowany „przepis” zależy od lokalnych możliwości dostaw, wyborów operatora terenu lub ograniczeń regulacyjnych. Na przykład we Francji norma NF U44-095 określa zamkniętą listę ścieków przemysłowych, które można wykorzystać do produkcji znormalizowanego kompostu, a norma NF U44-051 zezwala jedynie na zamkniętą listę dla każdego rodzaju wytworzonej zmiany organicznej. surowców.
Na platformie kompostowania realizowane są różne kroki:
Zgodnie z francuskim ustawodawstwem kompostownie odpadów innych niż niebezpieczne lub materii roślinnej, które w stosownych przypadkach przeszły etap fermentacji beztlenowej, są klasyfikowane jako obiekty ochrony środowiska (ICPE). W rzeczy samej, tego rodzaju instalacji jest związana z pozycją n ° 2780 nomenklatury sklasyfikowanych instalacji, która jest podzielona na trzy podkategorii:
Te zezwolenia lub rejestracji zostały wydane w formie rozporządzeń do narzucenia operatorom Prefektury zgodności z szeregiem wymagań technicznych w celu ograniczenia ich wpływu na środowisko , w tym dekrecie ministerialnym z dnia22 kwietnia 2008 lub dekretu ministerialnego z dnia 20 kwietnia 2012 r.
W celu ograniczenia wpływu na środowisko operatorzy obiektów podlegających deklaracji muszą spełniać wymagania techniczne rozporządzenia ministerialnego z dn.12 lipca 2011.
Badanie wniosków o zezwolenie i rejestrację oraz kontrola przestrzegania przez operatorów wymagań technicznych odbywa się poprzez inspekcję sklasyfikowanych instalacji .
3 kg odpadów nadających się do kompostowania daje około 1 kg kompostu.
Zmniejszenie objętości sterty przebiega według tych samych proporcji, ponieważ ostatecznie straci 2/3 początkowej objętości. Ta utrata objętości zaczyna się w ciągu pierwszych kilku dni po składowaniu. Należy to przypisać zagęszczeniu pod własnym ciężarem kompostu i utracie struktury materiału. Przemiana materii węglowej w postaci lotnego CO 2 i parowanie wody to kolejne przyczyny utraty objętości.
Sukces kompostu wymaga obecności dwóch rodzajów odpadów ulegających fermentacji:
Ważne jest, aby wymieszać odpady w celu uzyskania wysokiej jakości kompostu. W zasadzie konieczne będzie wprowadzenie od 20 do 30 razy więcej węgla niż azotu. Uważaj, ta proporcja odpowiada pierwiastkom chemicznym, a nie ilości odpadów! W praktyce konieczne jest zmieszanie jednej do dwóch części substancji azotowej z jedną częścią substancji zawierającej węgiel.
Łańcuchy węglowe są wykorzystywane przez organizmy jako źródło energii i wytwarzają CO 2i ciepło. Do swojego wzrostu wykorzystują azotowe składniki kompostu do syntezy białek.
Proces kompostowania ma różny czas trwania w zależności od kilku czynników, takich jak:
Im bardziej rygorystycznie kontrolowane są te czynniki, tym szybszy jest proces. Czas trwania procesu zmienia się w zależności od pożądanego poziomu rozkładu gotowego produktu.
Czas trwania procesuNiedojrzały produkt wymaga tylko miesiąca przygotowania, podczas gdy dojrzały kompost może wymagać sześciu miesięcy do roku suszenia. Istnieje jednak metoda, która pozwala na uzyskanie kompostu gotowego do uprawy dyni lub pomidorów, ale gruboziarnistego w mniej niż miesiąc: kompost Berkeley .
I odwrotnie, jeśli kompost nie jest optymalny, jeśli kompostowanie jest źle przestrzegane, stosy odpadów organicznych wydzielają nieprzyjemny zapach, a wytworzenie materiału nadającego się do użytku zajmuje co najwyżej dwa lub trzy lata.
Mieszanie i napowietrzanieWażne jest, aby napowietrzać i ujednorodnić kompost, aby przyspieszyć rozkład lub zapobiec gniciu; czynność tę można wykonać za pomocą widelca lub dedykowanych do tego prętów napowietrzających.
Aktywacja kompostowaniaMieszanie i napowietrzanie to podstawowe parametry w dynamice kompostowania. Mocz jest również dobrym aktywatorem mikroorganizmów w kompoście ze względu na zawartość azotu, gdy go brakuje.
Kontrolowanie temperatury pryzmy za pomocą termometru warstwowego umożliwia obserwację zmian temperatury w środku kompostu. Temperatura pozwala potwierdzić panującą tam aktywność. Jeśli temperatura jest zbyt wysoka, pomaga napowietrzać kompost. I odwrotnie, jeśli jest za mało, warto dodać świeżą materię organiczną (obierki warzywne, skoszoną trawę itp.) I, jeśli to konieczne, aktywator kompostu w celu ożywienia aktywności bakterii.
Kompost można stosować w rolnictwie , szczególnie w uprawach polowych, ogrodnictwie towarowym i na łąkach. Jego zastosowanie poprawia gleby strukturę ( gleby zmiany przez dodanie substancji organicznej ) i zapewnia znaczne ilości pierwiastków nawozowe ( azot , fosfor, potas, w szczególności). Duża część azotu zawartego w kompostach ma postać organiczną: zintegrowany w złożone cząsteczki, jest stopniowo udostępniany roślinom. Stosowanie kompostu także zwiększa różnorodność biologiczną z fauny glebowej .
W ogrodzie służy do nawożenia rabat kwiatowych, drzew owocowych i grządki warzywnej . Może być również używana jako gleba pod rośliny doniczkowe oraz do produkcji azotanu potasu ( saletry ). Można go ekstrahować w celu namnażania mikroorganizmów, a tym samym transportu ich w cieczy. Następnie celem jest opryskanie liści roślin uprawnych i stworzenie konkurencji i drapieżnictwa chorób (grzybiczych lub bakteryjnych) poprzez działanie zapobiegawcze lub lecznicze.
Sok kompost mogą być traktowane w uprawach, zmniejszając częstotliwość i ilość stałego kompostu potrzebnego na uprawach kilka ha użytecznego obszaru rolnego . Drobnoustroje transportowane w glebie przyczynią się między innymi do degradacji materii organicznej obecnej w glebie i strawienia wszelkich zanieczyszczeń.
Kompostowanie można również wykorzystać do produkcji ciepła i biogazu ( metanu ), produktu procesu powstałego w wyniku fermentacji materiału organicznego. Przeciętnie z 1 tony odpadów organicznych, jest możliwe wytworzenie pomiędzy 100 a 300 m 3 biogazu.
Rozsypany u podnóża krzewów kompost utrzymuje wilgoć, sprzyja biologicznemu życiu gleby i chroni ją przed chwastami (z powodu braku światła). Jest to najskuteczniejsze rozwiązanie pozwalające uniknąć stosowania chemicznych środków chwastobójczych.
Kompost od siedmiu do ośmiu miesięcy: ściółkowanie, a następnie zakopywanieRozsypany na ziemi jesienią kompost zakopuje się wiosną po osiągnięciu dojrzałości.
Kompost od dziesięciu do dwunastu miesięcy: poprawkaDojrzały jest używany jako wkład organiczny (grządki, przesadzanie).