Ugrás a tartalomhoz

Komposztálás, biogáztermelés

Dr. Kocsis István (2011)

Szent István Egyetem

4. fejezet - A komposztálás fázisai

4. fejezet - A komposztálás fázisai

Bevezetés

Az előző tanulási egységekből megismerhették a komposztálandó anyagokat, a komposztálás lépéseit, a kész komposzt felhasználását.

Bármennyire is gondosan jár el a komposztot készítő, előfordulhatnak olyan folyamatok, amelyek befolyásolják a kész komposzt minőségét, vagy kellemetlen szaghatás keletkezik.

E tanulási egység részletezi a komposztálás fázisait, jellemzi a keletkező negatív jelenségeket és ezekre megoldást is kínál.

Követelmények:

  • Ismerje a komposztálási folyamat főbb szakaszait, tudja azokat értelmezni!

  • Tudja a komposzt élőlényeit felsorolni!

  • Tudja, hogy ezek az élőlények a komposztálás melyik fázisában tevékenykednek és mi a szerepük!

  • Ismerje az aerob folyamatok lényegét!

  • Ismerje az anaerob folyamatok lényegét!

  • Ismerje a komposztálás szakaszait!

  • Tudja, hogy milyen rendellenességek fordulhatnak elő a komposztálás során! Ismertesse ezek okait és ajánljon megoldást a rendellenesség kiküszöbölésére!

  • Tudja, hol és mikor használható fel a kész komposzt!

A komposztálás a lebomlás természetes folyamatának és a szerves anyagok újrahasznosításának ötvözete, amely során humuszban gazdag, feldúsított földet kapunk, ezt nevezik komposztnak.

A természet a komposztálás segítségével hasznosít újra. A kormány a komposztálást az újrahasznosítás egyik módjaként definiálja.

A házi komposztálás minden bizonnyal a leghatékonyabb módja annak, hogy személyesen is tegyen valamit a bolygóért: ritkábban kell majd a szemetet ürítenie (s mellesleg pont a legkellemetlenebb szagú részektől lesz mentes), nem kell többet az egészségtelen és környezetszennyező avarégetéssel foglalkoznia, gyorsabban és egészségesebben fejlődnek majd növényei, hiszen nem lesz többé szüksége a környezetre káros vegyszerekre, mint például a műtrágya és a rovarirtók. A komposztot és a levélhumuszt virágföldhöz is használhatja majd; a kert flórája és faunája - fák, lepkék, giliszták és társaik - pedig hálásak lesznek a komposztálással elért eredményeiért.

A komposzthalom mikrooganizmusai szabadítják fel a növények egészséges és ellenálló fejlődéséhez szükséges tápanyagokat. Az általuk szabadon bocsájtott tápanyagok csodálatosan megfelelnek a növények szükségleteinek, ezért sokkal jobban gazdagítják a talajt, mint az emberi tervezésű műtrágyák. Ezért is szokták mondani, hogy „a komposzt táplálja a földet”. A Föld erdeit a folyamatosan lebomló anyagok és a talaj termőképességét biztosító nitrogén-megkötő növények tartják életben. Az erdők dús és termékeny növényfejlődést tettek lehetővé évmilliókon keresztül, mindenféle szerves alapú műtrágya segítsége nélkül.

A talajnak pontosan arra van szüksége, amit a komposztálás biztosít: olyan táplálékforrásra, amely kis adagokban, fokozatosan, és hosszú időn keresztül nyújt tápanyagot.

A komposzttal gazdagított föld az egészséges és gazdag gyökérfejlődést stimulálja. A komposztált föld életre kel, és ez az, amiben különbözik a szintetikus anyagokkal trágyázott földtől. Enélkül az életfolyamat nélkül a bolygó növénytakarója gyorsan elsatnyulna, míg végül élettelen és sivár vidékek borítanák.

Egy előre begyűjtött alapanyagokból összeállított halom gyorsan felmelegszik, különösen akkor, ha jól szigetelt (komposzt)ládába rakjuk a hozzávalókat, amelyek lehetőleg nitrogénben gazdag friss és nedvdús zöld anyagokból, és sok-sok jól benedvesített, magas széntartalmú fás anyagból álljanak. Jókora halomra lesz szüksége, ha azt akarja, hogy felmelegedjen: az űrtartalma inkább több mint kevesebb legyen egy köbméternél.

Bízzuk a természetre!

A szerves anyagok feldolgozását a komposztálás folyamán számos faj számos egyede végzi, amelyek nem működhetnek, ha ezeket az anyagokat elégetjük. A komposztálás legfontosabb közreműködői a mikroorganizmusok.

A baktériumok három csoportja sorolható ide: pszikrofilák, mezofilák és termofilák. Ezek a mikroorganizmusok enzimeket választanak ki, amelyek segítségével megemésztik a komposztálandó szerves anyagokat. Működésükhöz szerves anyagokra, vízre és levegőre van szükségük. A gombák és enzimek a cellulóz lebontását végzik.

A makroszervezetek tucatjai is részt vesznek a lebontásban, közülük a gilisztafélék jelentősége elsőrendű a humusz képzésében. A gilisztafélék elsősorban a komposztdomb alacsonyabb hőmérsékletű perifériáin érzik jól magukat, a komposztdomb belső része túl meleg a számukra. A giliszták és különböző rovarok jelentősége abban is rejlik, hogy össze-vissza rágnak a komposztban, járatokat alakítanak ki, amelyek megtelnek levegővel, s biztosítják a jó átszellőzést.

Általános igazságként kell tehát elfogadni, hogy a természetnél jobbat nem tudunk kitalálni. A komposztálás esetében ezért főleg a természetet hagyjuk dolgozni, s a feltételek megteremtésében működjünk közre.

Egy élő komposzt-rendszer

A természet segítői

  • A gilisztafélék és rovarok keresztülrágják magukat a leveleken, füvön és más szerves anyagokon. Eközben légjáratokat gyártanak, és a giliszták ürülékükkel gazdagítják a talajt.

  • A baktériumok és gombák hőt termelnek, miközben az anyagokat emésztik.

  • A természet segítői folyamatosan keverik a szerves anyagokat és tápanyagot bocsájtanak ki, amit a növények újból magukba szívnak.

A komposztálás fázisai

A komposztálás fő szabályai

A komposztálódás levegő jelenlétében zajló, nagyobbrészt aerob folyamat, ezért úgy kell rétegezni, elhelyezni a komposztálni szándékozott anyagokat, hogy átlevegőzzön. Levegő hiányában a szerves anyag rothadni fog.

A komposztálási folyamat főbb szakaszai

4. táblázat. A komposztálási folyamat főbb szakaszai

A komposzt élőlényei

A komposztálás természetes folyamat, melynek során a szerves anyagok különböző mikroorganizmusok (elsősorban gombák és baktériumok) segítségével tápanyagokban gazdag talaj-utánpótlássá, azaz humusszá alakul (5. táblázat).

5. táblázat. A komposzt élőlényei

A szerves anyagok biológiai lebontásának két lehetséges formája van:

  • levegő jelenlétében az aerob fajok szaporodnak el és levegős lebomlásról, korhadásról, ill. oxidációs folyamatról beszélünk;

  • oxigén (levegő) hiányában, az anaerob fajok szaporodnak el és levegő nélküli lebomlásról, rothadásról, fermentációról, ill. redukciós folyamatról beszélünk (21. ábra).

21. ábra. Az aerob és az anaerob lebomlás

A komposztálásnál mindent el kell követnünk, hogy jó oxigénellátást biztosítsunk. Ha a nyersanyag levegőtlenné válik, nemkívánatos anaerob baktériumok szaporodnak el benne, melyek tevékenysége folytán a komposzt bűzlő, rothadó masszává válik. Ezért fontos a levegős tárolóhely biztosítása és a fellazító anyagok (szalma, ágnyesedék) bekeverése.

A komposzthalmot sohasem szabad gödörbe rakni, és biztosítani kell a jó vízelvezetést!

Az aerob lebomlás

Szerves anyag aerob lebomlása során jelentős mennyiségű hő keletkezik, a komposztálódó anyag 65-70 °C-ra is felmelegszik. A hő a mezofil és termofil baktériumok oxidáló tevékenysége kapcsán termelődik. A komposzthalomban sok a penész- és sugárgomba, s az érési folyamat végén rendszerint sok a giliszta is. A szerves anyag aerob oxidációja szagtalan (ez a természetben is általánosan érvényesülő lebomlási folyamat).

Az anaerob lebomlás

Az anaerob folyamat során a szerves vegyületekből nagy részben metán és egyéb alacsony szénatom-számú szénhidrogének és hidrogén keletkezik. Rothadásnál a felszabaduló ammónia, kénhidrogén és bizonyos szerves savak okozzák a jellegzetes bűzös szagot. A komposzthalomban, illetve a halom alatt lévő föld kékesszürkévé válik, kellemetlen szagú lesz, és az egész elsavanyodik. A folyamatban tehát a redukció uralkodó, ezért nem szabadul fel annyi hő, mint az aerob bomlásban, a hőmérséklet csak 30-35 °C. A természetben a redukciós folyamatok ritkábbak, általában lápos, vizenyős talajok levegőtől elzárt, alsó rétegében tapasztalhatók. A keletkező metán a levegővel érintkezve meggyulladhat, ez okozza a lidércfény jelenségét.

Komposztálásnál természetesen mindkét folyamat lejátszódhat és különböző mértékben le is játszódik. A komposzthalom külső rétegében az aerob, míg a belső magban, néha csomókban az anaerob folyamatok válnak uralkodóvá (6. táblázat). Az aerob körülmények túlsúlyának biztosítása a komposztálást végző feladata.

6. táblázat. A korhadás és rothadás folyamatainak összehasonlítása

A komposztálás szakaszai

A kezdeti szakasz mikroorganizmusai, amelyek jelen vannak a szerves hulladékban, vagy/és a levegőben, elkezdik az anyagok lebontását, ez hő leadással jár, így a halom hőmérséklete emelkedik. A pH csökken, amint megindul a szerves savak termelődése (tejsav, vajsav). A kezdeti fázis már a gyűjtőedényben megfigyelhető, ennek során megindul a könnyen lebomló szerves anyagok feltáródása. Ez egy rövid hőtermelő, mezofil fázis, a hőmérséklet általában 40 °C-ig emelkedik.

  • Lebontási fázis: 40 °C felett a hő szakasz kezdődik. 50 °C körüli hőmérsékleten a termofil gombák és sugárgombák, 65 °C körül a spórás baktériumok végzik a bontást. Ezen a magas hőmérsékleten leginkább a lebomlásra hajlamos vegyületek, mint cukor, keményítő, zsírok és fehérjék gyorsan elfogyasztódnak. Itt már a nehezebben bomló anyagok, így a cellulóz bontása is megkezdődik. A pH lúgossá válik, amint az ammónia felszabadul a fehérjékből. A reakció sebessége lecsökken, amikor ellenállóbb anyag (a cellulóz) lebomlása kezdődik. Ez a hőmérséklet csökkenését eredményezi. Ezen a hőmérsékleten a gombák nem aktívak, csak az actinomycetes fajok és a spóraképző baktériumok; a biokémiai folyamatok hatására történő további hőmérsékletemelkedés miatt a további mikrobiológiai aktivitás megszűnik. Ez körülbelül egy hétig tart.

  • Átalakulási és felépítési fázis: a hőmérséklet csökkenésével a termofil gombák újra elszaporodnak a halomban, és a könnyen bomló szénhidrátok és proteinek mellett a nehezebben bomló cellulóz és részben a lignin bontása is megtörténik A későbbiekben az 1. szakasz mikroorganizmusai is újra aktívak lesznek. A humuszszerű anyagok kialakulása is megkezdődik. A világos gombamicéliumok ebben a 2-5 hetes fázisban jól felismerhetőek. Ez a folyamat viszonylag gyorsan, néhány hét alatt lezajlik.

  • Érési és földdé válási fázis: az utolsó szakasz az érés és a földdé válási fázis, amely néhány hónapot igényel. A reakciók a megmaradt szerves anyagban mennek végbe, amelynek eredményei a stabil humusz anyagok vagy humin savak. A halom benépesül talajlakó élőlényekkel. Ebben a szakaszban nagyon erős versengés folyik a tápanyagért a mikroorganizmusok között; antagonizmus és antibiotikus formák jelennek meg. A halomban megjelennek a makrofauna képviselői (atkák, hangyák, férgek, ugróvillások), amelyek részt vesznek a szerves maradványok fizikai szétdarabolásában. Ez a fázis lehűléssel, a hőmérséklet csökkenésével jár együtt, a humifikáció befejeződik. A morzsalékos, erdei föld illatú anyag 6-8 hónap után áll rendelkezésünkre. Tapintása nedves, de nem lehet vizet kinyomni belőle.

A komposztban élő élőlényeknek is vízre van szükségük. Ezért biztosítani kell a komposzt optimális nedvességét (45-55%-os víztelítettség). Ez általában annyi, mint amennyit a száraz anyagok képesek felszívni. A túl nedves komposztban a víz eltömíti a pórusokat, leáll az átszellőzés, rothadás indul meg. A komposztálódást elősegíti, ha a komposzt változatos élővilággal kerül kapcsolatba. Ezért célszerű alulról nyitott komposzthalmokat alkalmazni (giliszták bejutása), vagy érett komposzttal meggyorsítani a mikroorganizmusok felszaporodását.

Lenyűgözően nyüzsgő az élet a komposztban: a korhadás egyes szakaszaiban, melyek között folyamatos az átmenet, sokféle élőlény vesz részt (22. ábra).

22. ábra. A komposztálás fázisai. 1. lebontási fázis; 2. átalakítási fázis; 3. felépítési fázis; 4. érés; 5. földdé válás

A komposzthalomban leggyakrabban megfigyelhető rendellenességek, azok okai és kezelésük

Bármennyire is gondosan jár el a komposztot készítő ember, előfordulhatnak nemkívánatos jelenségek, melyeket a 7. táblázat mutat be; egyben a teendőket is ismerteti.

7. táblázat. A komposzthalomban leggyakrabban megfigyelhető rendellenességek, azok okai és kezelésük

A komposztot rendszeresen ellenőrizni kell, hogy az esetlegesen előforduló rendellenességek kiderüljenek és a szükséges teendőket mielőbb el lehessen végezni!

A komposzt minősége:

  • megfelelő nedvességtartalom és állag, jó kezelhetőség;

  • szagtalan;

  • nagy mennyiségű, változatos mikroorganizmus-populáció;

  • nagy humusztartalom;

  • nagy nitrogéntartalom, könnyen mineralizálható formában;

  • mérsékelt könnyen degradálható C-tartalom;

  • alacsony toxikus metabolit es nehézfém tartalom;

  • kórokozó, csira, rovar es lárvamentesség;

  • humuszhoz kötött enzimek nagy mennyiségben.

Összefoglalás

A komposztálás a lebomlás természetes folyamatának és a szerves anyagok újrahasznosításának ötvözete, amely során humuszban gazdag, feldúsított földet kapunk, ezt nevezik komposztnak.

A szerves anyagok biológiai lebontásának két lehetséges formája van:

  • levegő jelenlétében az aerob fajok szaporodnak el és levegős lebomlásról, korhadásról, ill. oxidációs folyamatról beszélünk;

  • oxigén (levegő) hiányában, az anaerob fajok szaporodnak el és levegő nélküli lebomlásról, rothadásról, fermentációról, ill. redukciós folyamatról beszélünk.

A komposztálódás levegő jelenlétében zajló, nagyobbrészt aerob folyamat, ezért úgy kell rétegezni, elhelyezni a komposztálni szándékozott anyagokat, hogy átlevegőzzön. Levegő hiányában a szerves anyag rothadni fog.

A komposztálás fázisai:

  • lebontási fázis;

  • átalakulási és felépítési fázis;

  • érési és földdé válási fázis.

Az egyes fázisokban a következő élőlények vesznek részt:

  • mikroorganizmusok: többnyire egy sejtből álló, szabad szemmel nem látható növények vagy állatok. Ezek a mikroorganizmusok olyan enzimeket választanak ki, melyek segítségével le tudják bontani a szerves anyagokat;

  • gombák és enzimek: ezek együtt dolgoznak a cellulózhoz és a fás szárú növényekben található sűrű anyagok lebontásában;

  • makrofauna: rovarok, férgek, giliszták. Járataik révén a komposzt levegőztetését biztosítják, folyamatosan keverik a szerves anyagokat, tápanyagokat bocsátanak ki.

A komposztálás során nemkívánatos jelenségek is keletkezhetnek (pl. túl száraz, vagy túl nedves a komposzthalom, esetleg rothadó szag érezhető, stb.), ebben az esetben meg kell tenni azokat a lépéseket, melyek e jelenségeket megszünteti (pl. lazítani, átforgatni, nedvesíteni, vagy éppen száraz anyagot, fanyesedéket, szalmát, száraz levelet kell tenni a halomba, stb.).

A morzsalékos, erdei föld illatú komposzt kb. 6-8 hónap után van készen a felhasználásra. Tapintása nedves, de nem lehet vizet kinyomni belőle.

Ellenőrző feladatok

Jelölje a helyes válaszokat!

  1. A komposztálás hulladékcsökkentő, és újrahasznosítási eljárás.

  2. A komposztálás a természetben is lejátszódó folyamat.

  3. A komposztálás anaerob (rothadás) folyamat.

  4. A komposztálás során hő termelődik.

  5. A komposztban aerob (korhadás) és anaerob (rothadás) folyamatok játszódnak le.

  6. A komposztban mikroorganizmusok, gombák és enzimek, valamint a makrofauna egyes egyedei tevékenykednek.

  7. Az aerob folyamatok idézik elő a korhadást a komposztkészítés során.

  8. Az anaerob folyamatok szükségesek a jó komposzt kialakulásához.

  9. Ha túl száraz a komposztálandó anyag, fanyesedéket, egyéb száraz anyagot adunk hozzá.

  10. A komposztálás fázisai: lebontási fázis; átalakulási és felépítési fázis; érési és földdé válási fázis.