U današnjem svijetu gospodarenje otpadom i recikliranje postali su ključne teme dok nastojimo smanjiti naš utjecaj na okoliš i krenuti prema održivijoj budućnosti. Jedan od ključnih aspekata gospodarenja otpadom je učinkovito kompostiranje selektivno prikupljenog biootpada. Biootpad uključuje organske materijale kao što su otpad od hrane, kuhinjski otpad i zeleni otpad iz vrtova i parkova. Kompostiranjem biootpada ne samo da se otpad preusmjerava s odlagališta nego se također proizvodi kompost bogat hranjivim tvarima koji se može koristiti za poboljšanje zdravlja tla i promicanje rasta biljaka.
Važnost kompostiranja biootpada
Kompostiranje je prirodni proces koji pretvara organski otpad u tlo bogato hranjivim tvarima. Kompostiranjem biootpada možemo učinkovito reciklirati organske materijale i smanjiti količinu otpada koji se šalje na odlagališta. Prema studiji koju su proveli Bernat i sur., proizvodnja komposta iz biootpada može doprinijeti povećanju stope recikliranja i promicanju kružnog gospodarstva.
Jedna od ključnih prednosti kompostiranja biootpada je proizvodnja komposta bogatog hranjivim tvarima kao što su dušik (N), fosfor (P), kalij (K), magnezij (Mg) i kalcij (Ca). Ove hranjive tvari neophodne su za rast biljaka i mogu poboljšati plodnost tla. Osim toga, kompostiranjem biootpada smanjuje se emisija stakleničkih plinova u atmosferu, čime se doprinosi ublažavanju klimatskih promjena.
Prilagodba postojećih postrojenja za mehaničko-biološku obradu (MBO).
Postrojenja za mehaničko-biološku obradu (MBO) obično se koriste u gospodarenju ostataka krutog komunalnog otpada i odvojeno prikupljenim otpadnim materijalima. Međutim, postojeća MBO postrojenja često su dizajnirana za stabilizaciju organskog komunalnog krutog otpada, a ne za kompostiranje biootpada. Bernat i sur. Istražili su mogućnost korištenja biološke faze MBO postrojenja dizajniranog za sakupljanje organskog komunalnog krutog otpada za učinkovito kompostiranje selektivno prikupljenog biootpada.
Studija je pokazala da su radni uvjeti u biološkom dijelu MBO postrojenja punog opsega prikladni za kompostiranje biootpada. Proces kompostiranja uključivao je održavanje temperature iznad 75 °C u zatvorenom modulu i prekrivenoj hrpi, što rezultira intenzivnoj mineralizaciji organske tvari. Nakon 8 tjedana, postignuta je vrijednost aerobnog 4-dnevnog respiracijskog testa (AT4) ispod 10 mg O2/g suhe tvari, što je granična vrijednost za procjenu stabilnosti komposta. Međutim, uočeno je da je stvaranje humusnih tvari, koje odražavaju zrelost komposta, bilo najintenzivnije tijekom prvih 120 dana kompostiranja.
Proces kompostiranja
Kompostiranje biootpada uključuje niz faza čiji je cilj razgradnja organskih materijala i olakšavanje pretvorbe u kompost bogat hranjivim tvarima. Proces kompostiranja obično započinje prikupljanjem i odvajanjem biootpada iz kućanstava, gastronomije, ugostiteljskih objekata i maloprodajnih jedinica. Biootpad se zatim usitnjava na prikladnu veličinu i miješa s dodatnim izvorom energije i hranjivih tvari.
Proces kompostiranja u postrojenju, kako su ga opisali Bernat i sur., uključuje dvostupanjski sustav koji se sastoji od modula i pokrivenih hrpa. U modulu se biootpad povremeno puni i prozračuje pomoću ventilatora. Temperatura u modulu doseže termofilne razine (iznad 75 °C). Nakon 4 tjedna materijal se prebacuje na pokrivene hrpe, gdje dolazi do daljnje razgradnje i povećanja temperature. Na kraju, materijal za kompostiranje se prenosi na otvorene hrpe za konačno sazrijevanje.
Tijekom procesa kompostiranja pažljivo se prati sadržaj vlage u materijalu. Odgovarajuće razine vlage, obično oko 60-70%, neophodne su za podršku mikrobnoj aktivnosti i osiguravanje uspjeha procesa kompostiranja. Ako sadržaj vlage padne prenisko, aktivnost mikroba može se smanjiti, što utječe na temperaturu i ukupnu učinkovitost procesa kompostiranja.
Procjena stabilnosti komposta i sadržaja hranjivih tvari
Učinkovitost procesa kompostiranja procjenjuje se kroz različite pokazatelje, uključujući stabilnost komposta i sadržaj hranjivih tvari. Stabilnost komposta obično se procjenjuje korištenjem AT4 testa, koji mjeri količinu kisika koju mikroorganizmi potroše tijekom mineralizacije biorazgradive organske tvari. Vrijednost ispod 10 mg O2/g suhe tvari ukazuje na stabilnost komposta i prikladnost za korištenje kao dodatak tlu.
Osim toga, sadržaj hranjivih tvari u kompostu, posebno dušika (N), fosfora (P), kalija (K), magnezija (Mg) i kalcija (Ca), ključan je za njegovu učinkovitost kao dodatka tlu. Kompostiranje biootpada u MBO postrojenju, kako su proučavali Bernat i sur., rezultiralo je kompostom bogatim ovim nutrijentima. Sadržaj hranjivih tvari u kompostu doprinosi poboljšanju plodnosti tla i podržava rast biljaka.
Proces humifikacije tijekom kompostiranja
Proces humifikacije tijekom kompostiranja igra vitalnu ulogu u stvaranju humusnih tvari i njihovom naknadnom doprinosu sekvestraciji ugljika u tlu. Humusne tvari su organski spojevi koji poboljšavaju strukturu tla, zadržavanje vode i dostupnost hranjivih tvari. Studija Bernata i sur. primijetili su da se najintenzivniji proces humifikacije odvija tijekom prvih 120 dana kompostiranja. Povećanje sadržaja humusnih tvari odvijalo se u dvije faze, pri čemu je brzina stvaranja veća u drugoj fazi.
Na stvaranje humusnih tvari tijekom kompostiranja utječu različiti čimbenici, uključujući temperaturu, sadržaj vlage i sastav materijala za kompostiranje. Razgradnja lignoceluloznih spojeva, pridonosi stvaranju humusnih tvari i ukupnom procesu humifikacije. Prisutnost lignoceluloznih materijala u biootpadu, poput zelenog otpada, može poboljšati proces humifikacije i kvalitetu dobivenog komposta.
Koristi kompostiranja biootpada
Učinkovito kompostiranje selektivno prikupljenog biootpada ključno je za održivo gospodarenje otpadom i obnovu resursa. Prilagodba postojećih MBO postrojenja dizajniranih za stabilizaciju krutog otpada može pružiti priliku za učinkovito korištenje biološke faze za kompostiranje biootpada. Proces kompostiranja uključuje održavanje optimalne temperature, praćenje sadržaja vlage i procjenu stabilnosti komposta i sadržaja hranjivih tvari.
Kompostiranje biootpada ne samo da preusmjerava otpad s odlagališta nego također proizvodi kompost bogat hranjivim tvarima koji može poboljšati plodnost tla i podržati rast biljaka. Proces humifikacije tijekom kompostiranja doprinosi stvaranju humusnih tvari, koje imaju značajne prednosti za zdravlje tla i vezivanje ugljika. Primjenom učinkovitih praksi kompostiranja možemo prijeći prema održivijem i kružnom gospodarstvu, povećavajući stope recikliranja i smanjujući utjecaj na okoliš.
Kvaliteta dobivenog komposta
Općenito, kompost je proizvod bogat organskom materijom koji je rezultat kompostiranja i sadrži sve nutrijente potrebne biljkama. Kompost dobiven u ovom istraživanju sadržavao je više od 700 g organske materije/kg suhe tvari, te 330 g ukupnog organskog ugljika/kg suhe tvari. S obzirom na potrebe biljaka, sadržaj dušika (N) je posebno važan, posebno u pogledu dostupnosti dušika. Tipični kompost može sadržavati 1-3% ukupnog N suhe mase, ali amonijak i nitrat (dostupni oblici) dušika obično su manje od 0,05% po masi. U slučaju fosfora i kalija, vrijednosti bi trebale biti 0,5-1% odnosno 2%. U većini komposta, dostupnost P, K i drugih nutrijenata generalno je veća od dostupnosti N (Harrison, 2008).
Sveukupno, sadržaj svih važnih indikatora koji uključuju nutrijente u kompostu iz biološkog otpada proizvedenog u biološkoj fazi MBO postrojenja ukazuje na to da se može koristiti kao sredstvo za poboljšanje tla/gnojivo.
