Ugrás a tartalomhoz

Komposztálás, biogáztermelés

Dr. Kocsis István (2011)

Szent István Egyetem

9. fejezet - A komposzt minősítése

9. fejezet - A komposzt minősítése

Bevezetés

Az ember által történő humuszgyártás végterméke a komposzt. A komposzt olyan szerves trágya, amely különböző eredetű biológiailag bomló szerves anyagokból készül. A komposzt feldolgozás után is részben magában hordja a kiindulási anyag minőségét, valamint a feldolgozás színvonalát. A minősítés során, amit akkreditált laboratóriumi viszonyok között végeznek, képet kapunk a komposzt trágyaértékéről.

A komposzt a talajerő-gazdálkodásban kerül felhasználásra, mint trágyaszer. Alkalmazásánál fontos szempont, hogy milyen dózisban, milyen növény alá juttatjuk ki. A komposzt, mint szerves trágya értékét az okszerű használat adja, vagyis szakértelem kell, hogy a komposzt költsége a többlethozamban megtérüljön. Ennek elsajátítása nélkülözhetetlen az okszerű növénytermesztésben.

A komposzt minősítésének eljárása

A 23/2003. (XII. 29.) KvVM rendelet megfogalmazása szerint a komposzt a biohulladék komposztálással történő hasznosításával keletkező termésnövelő anyag, amely a növények tápanyagellátásának, illetve a talaj tápanyag-szolgáltató képességének javítására szolgál.

A kísérleti komposzt minősítését, nyilvántartását és forgalmazását a mindenkori érvényes jogszabályok szerint végezzük. A nyilvántartást prizmatörzskönyvben kell vezetni. A prizmatörzskönyvben fel kell tüntetni a prizma számát, a kitermelés idejét, a mért hőmérsékleti értékeket, az átkeverések időpontját, a minősítő vizsgálatok számát, a vizsgált paramétereket.

A minősítési eljárás attól függően változik, hogy a keletkezett komposztot milyen célra akarjuk felhasználni.

Ha mezőgazdasági területre történő kijuttatás estén, a 40/2008. (II. 26.) korm. rendeletben leírt határértékeket kell figyelembe venni, ennek a legfontosabb paramétereit a 8. táblázat tartalmazza.

Termékszámos minősítésnél a vizsgált paraméterek száma több, és a kritériumok szigorúbbak.

A minősítés prizmánként történik. A minősítéshez fizikai, kémiai, bakteriológiai és parazitológiai, valamint csírázást gátló és gyomosító vizsgálatok elvégzése tartozik. A minősítésekhez független laboratórium és az ÁNTSZ vizsgálatai is szükségesek.

8. táblázat. Az előállított komposzt főbb paraméterei

Komposzt tárolása

A komposztálást követő kéthetes utóérlelés végén a prizmák szétbonthatók. A már kiszáradt komposztot érhetik külső deflációs hatások, melyeket jelentősen lehet csökkenteni egy háromrétegű PVC, polietilén laminát takaróponyvával.

A komposztot az illetékes Növényvédelmi- és Talajvédelmi Szolgálat szakvéleménye, valamint az illetékes ÁNTSZ által elvégzett fizikai- biológiai, fertőzöttségi, állategészségügyi vizsgálatok után kapott szakvélemények alapján kiértékelik, és engedélyezés után mezőgazdasági hasznosításra kerülhet a komposzt.

Járványügyi szempontból a rágcsálók- és rovarirtást szükséges elvégezni. A telepen dolgozóknak be kell tartani a higiéniás előírásokat. A telepen dolgozók számára kellő számú, illetve minőségű védőfelszerelést biztosítani kell. A dolgozók dokumentált munkavédelmi oktatásban részesülnek, valamint nélkülözhetetlen a szociális létesítmények kiépítése is.

Kész komposztok anyagátalakulási folyamatainak nyomon követése

A komposzt, vagyis a végtermék összetétele nem független a kiindulási anyagkeverékek értékétől. Ez abból következik, hogy a mikrobák fajválasztéka igen széles. Ha szénhidrát felesleg van, a mikroorganizmusok energiaféleséghez jutnak. A mikroba szám növekedés addig tart, míg a N-szolgáltató képesség engedi. Fordítva is igaz, hiába magas a N-tartalom, de a C-forrás szűkös, akkor a C-tartalom fogja beszabályozni a folyamat sebességét. Itt is érvényes a minimum törvény.

Az almos trágya kezelése során arra törekszünk, hogy a kiindulási anyagok ne legyenek felismerhetők. A komposztálás során is így van ez, mivel az összekevert anyag átalakul, földszagúvá válik, sötétbarna színű lesz (stb.).

Az azonos küllemmel rendelkező komposztok igen eltérő beltartalmi értékkel rendelkeznek. A főbb beltartalmi értékekben igen nagyok az eltérések:

  • nedvesség % 20-50

  • C-tartalom % 10-30

  • pH H2O % 6,1-8,1

  • EC ms/cm 0,5-5,5

  • N % 0,5-3

A makro- és mikroelemnek nincs lényeges súlya – bizonyos határon belül – a folyamatok lejátszódásában. Ritkán fordul elő olyan eset, hogy az alkáli és alkáli földfémek minimumba kerülése folyamatszabályozási szerepet tölt be. A folyamatszabályozásban inkább a C-formáknak és a N-formáknak van szerepe. Az összes C különböző alkotókból állhat össze a komposztoknál.

Cukrokból szerves savakból:

  • vízoldható C % 0,05-0,5

  • cellulóz % 15,0-30,0

  • hemicellulóz % 10-20

  • lignin % 20-30

  • fehérje, zsír stb. % 5-10

  • hamu % 10-20

  • összes C % 100

Az összetételből látszik, hogy a komposzt nem stabil anyag, vagyis maradtak olyan alkotórészek, amelyek felhasználhatók – ha a külső körülmények engedik a mikrobák számára. Ilyen vízoldható a C-frakció, zsír, fehérje alkotórész, sőt a cellulóz, hemicellulóz egy része.

A kész komposzt kazalba rakva is átalakul, fejlődik. Ha talajba keverjük- ott az aerob és anaerob feltételek váltogatják egymást, vagyis átalakul a talaj redoxpotenciáljának függvénye. Ha a földnedves komposztot talajba kevertük a talaj pórusviszonyai határozzák meg az átalakulás mértékét.

A levegő részben, vagy teljes mértékben rendelkezésre áll. Vízzel történő telítés után a levegő kiszorul, nagy pórusokat a víz foglalja el, a kis pórusok CO2-al telítődnek. A komposzttal bevitt szerves anyag felhasználja az O2, amit a redoxpotenciál megemelkedése jelent.

A talajban a nedvesség állapottól, pórusviszonyoktól, valamint a mikrobák számára hozzáférhető szerves anyagok oxigén igényétől függően (szilárd BOI) aerob folyamatok, anaerob folyamatok, anaerob szervezetek által játszódnak le. Ha ezek a folyamatok túl gyorsak, abban az esetben szerves anyag került a komposzt által a talajba.

Ennek csirázás gátló hatása is lehet. A kész komposzt N-formái a tárolás során, vagy talajba jutva nem játszanak lényegesen szerepet az átalakulásban. Általában a kész komposztban 0,5-5% össze N található. A mikrobák jól hasznosítják a N-t. Ennek egyik példája a pentozán hatás, vagyis a kultúrnövénynél N-hiány léphet fel, mivel a mikroszervezetek élelmesebbek és felhasználják a meglévő kevés N-t.

A N-t lehet pótolni szervetlen sókkal, így műtrágyával. Tapasztalatok azt bizonyítják, hogy a N-pótlás a (komposztkazalban történő) lehetséges szervetlen sókkal is. A kész komposztban lévő N formái inkább az átalakulási folyamat indikátora, semmint szabályozója.

Amilyen jó mutatója NH4-N és NO3-N mennyiségének változása a kazalban történő változások jelzésére, ugyanúgy alkalmas a komposzt tárolása, talajba keverése utáni átalakulások nyomon követése is. A tárolás és a talajbakeverés során bekövetkező anyagátalakulás folyamatok a C és N esetében is a mobilizálható hányad változásán keresztül követhető nyomon.

A C mobilizálható képességét a respirációs mérések (O2 felhasználás, vagy CO2 fejlődés) továbbá a metánképződéssel követhetjük nyomon. Ezek a kismolekulák a bonyolultabb összetételű, kondenzáltabb humuszos tulajdonságaihoz közelálló szerves vegyületekből származik. (CO2 származhat CaCO3 és ha savanyú talajban játszódnak le a folyamatok)

A komposzt érettségének jó mutatója a respiráció, vagyis az egységnyi szerves anyagra, vagy szárazanyagra vonatkoztatott O2 fogyás, illetve CO2 keletkezés. Közismert, hogy a CO2 keletkezést lényegesen befolyásolja a hőmérséklet és a nedvességtartalom, valamint a szerves anyag minősége. Ha a külső tényezők azonos szintjét biztosítjuk (hőmérséklet és nedvesség) akkor összehasonlíthatók a különböző komposzt respirációs értékei.

Anaerob feltételek mellett ettől lényegesen eltérő eredményeket mutatnak a gázvolumetrikus mérések. A CO2-C fejlődés a vizsgált időszak kezdetén nagy, azután alacsony szinten állandósul. A CH4-C keletkezése a mérésidő középső intervallumában éri el a maximumot, a végére újból lecsökken.

A komposzthasznosítás kritériumai, a minősítés követelményei, előírásai, termékértékesítési lehetőségek

A komposzt minőségét alapvetően a kiindulási anyagok minősége, a bomlás jellege határozza meg. A minőséget tehát befolyásolja, hogy a komposztálást a hulladék milyen bomlási szakaszában állítjuk meg, azaz hogy a komposztot friss vagy érett állapotban értékesítjük.

A komposzt minősítésére, forgalmazására, engedélyezésére hazánkban a termelésnövelő anyagok engedélyezéséről, tárolásáról, forgalmazásáról és felhasználásáról szóló 8/2001. (I. 26.) FVM rendelet vonatkozik.

A hulladék mennyisége megemelkedett, elsősorban a fogyasztási szokások jelentős változása miatt, a műszaki és a gazdasági fejlődés, illetve az urbanizáció következtében. Sajnos a megnövekedett hulladékmennyiség egyre nagyobb károsodást és kockázatot jelent a környezetünkre.

A hulladékok környezetkárosító hatásának felismerése mellett egyre nyilvánvalóbbá vált a hulladékok szerepe a természeti erőforrásokkal való ésszerű gazdálkodásban, valamint az anyag- és energiagazdálkodásban.

A komposztáláshoz felhasznált szerves anyagok tulajdonságai

  • Legyenek egészségügyileg kifogástalanok, környezetökológiailag és higiéniai károsodást okozó összetevőknek nem szabad előfordulniuk.

  • Gyommagvaktól és növényi kórokozóktól mentesek.

  • Növényekre ártalmas anyagoktól mentesek (pl. peszticid).

  • Legalább 20%-a legyen a szervesanyag-tartalom.

  • Ballasztanyagokat ne tartalmazzon (üveg, fa, fém).

  • 50%-nál kevesebb vizet tartalmazzon.

  • Alacsony nehézfém tartalmuk legyen.

Megfelelő trágyázási értékkel kell rendelkeznie, azaz a tápanyagoknak a komposztba kell maradniuk.

A komposztálás mellett szól, hogy a folyamat végterméke a komposzt, azaz a földszerű, sötétbarna színű magas szerves anyag taralmú anyag, mely a megfelelő feldolgozás után részben pótolhatja a talajerő-gazdálkodás szerves anyag hiányát, hiszen talajaink megvédése alapvető kötelességünk

A komposzt értékesíthetőségének alapfeltétele az állandó, garantált minőség biztosítása, a vevők esetleges speciális igényeinek teljesítése mellett.

A minőség-ellenőrzés saját és külső minőségellenőrzést foglal magában.

A saját minőség-ellenőrzés:

  • a kiindulási anyagok,

  • a komposztálási technológia és

  • a végtermék időszakos ellenőrzését

foglalja magában.

A külső minőség-ellenőrzés rendszerint a késztermék időszakos ellenőrzését jelenti, amelynek alapján a termék, forgalmazási engedélyt kap.

Alapelv, hogy a komposzt, mint végtermék, csak annyira lehet jó, amilyen a kiinduló anyag volt. Ezért különösen fontos, hogy a beszállítás során az átvétel legalább alapos szemrevételezéssel történjen.

A mérlegelésen és szemrevételezésen túl egyéb – analitikai – vizsgálat általában nem szükséges a zöldhulladékok esetében.

Szelektíven gyűjtött biohulladék beérkezése esetén viszont indokolt lehet egy olyan átvételi minőségvizsgálat, amely az anyag fontosabb jellemzőit (pl. nedvességtartalom, nehézfém- és idegenanyag tartalom) vizsgálja. Erre főként a kezdeti időszakban lehet szükség.

A technológia ellenőrzésének alapja az üzemi napló vezetése. Ez megkönnyíti az érlelési folyamat szervezését és ellenőrzését. Minőségellenőrzések és hőmérsékletmérések egészítik ki a feljegyzéseket.

A helyszínen a következő vizsgálatokat kell rendszeresen elvégezni, a szükséges beavatkozások megtétele érdekében:

  1. hőmérsékletmérés (az érlelés első kéthetében naponta, majd ezt követően legalább hetente),

  2. nedvességtartalom meghatározása,

  3. oxigénellátás (speciális műszerekkel),

  4. csíraképes magtartalom (a komposzt akkor tekinthető csíraképes magtól mentesnek, ha literenként 2 magnál kevesebb csírázik ki),

  5. növénytűrő képesség,

  6. tápanyagveszteségek.

Ezek a vizsgálatok olyan rutinvizsgálatok, amelyek egyszerűen, olcsón és gyorsan elvégezhetők saját laboratórium nélkül.

Az érettség jellemzésére a legelterjedtebben az önhevülési tesztet alkalmazzák, amelynek lényege, hogy az optimális (55%) nedvességtartalomra beállított komposztot 1,5 liter térfogatú és 100 mm belső átmérőjű hőszigetelt tartályba helyezik, és megnézik, hogy a tartály alsó harmadába helyezett hőmérő 2-5 napon belül milyen hőmérsékleti maximumot mutat.

Az elért legmagasabb hőmérsékleti érték alapján történik a komposztok besoroljuk; érett komposztnak a IV.-V. érettségi fokú komposztot nevezzük.

A késztermék minőségellenőrzését saját vagy külső akkreditált laboratóriummal kell végezni, meghatározott rendszerességgel. A minőségvizsgálat alapján a forgalmazónak javaslatot kell kidolgoznia a szakszerű felhasználásra.

A minőségellenőrzésről kötelezően megőrzendő vizsgálati jegyzőkönyv készül, amit igény szerint az ellenőrző (engedélyező) hatóságnak be kell mutatni.

A komposzt minőségi paraméterei

A komposzt biológiai jellemzői:

  • szerves összetevőket tartalmaz,

  • fertőzőképessége nincs,

  • kórokozóktól mentes,

  • gyommagvaktól mentes,

  • érettségi foka.

A komposzt kémiai jellemzői:

  • pH-érték,

  • fontosabb tápanyag-összetevők (N, P, K),

  • nyomelem tartalom (kalcium, magnézium, bór),

  • C/N arány,

  • mésztartalom,

  • nitrogénmegkötés,

  • sótartalom,

  • nehézfémtartalom.

A komposzt fizikai jellemzői:

  • szemcseméret (finom szemcse 8 mm alatt, közepes szemcse 8-20 mm között, nagy szemcse 20 mm felett),

  • struktúra-stabilitás (eróziógátlás),

  • víztartalom,

  • idegenanyag-tartalom,

  • tárolhatóság.

A komposzt értékét a minőségi mutatók, makro tápanyagok, mikroelemek, nehézfémek vizsgálata alapján vehetjük számításba. A tapasztalat az, hogy a vizsgált mutatók igen széles intervallumban adják meg a késztermék beltartalmi mutatóit. A komposztok talajerő-gazdálkodási értékének meghatározásánál elsősorban a minőségi mutatókat veszik számításba (9. táblázat).

9. táblázat. A komposztok előírt minőségi mutatói

A biológiai eredetű, szerves hulladékok és melléktermékek hasznosításának lehetőségei tehát rendkívül változatosak. Nagyadagú alkalmazásuk különösen homoktalajok javításában lehet eredményes, vetekszik a hagyományos istállótrágya szerkezetjavító hatásával. Rendszeres használatuk a laza szerkezetű talajokat kötöttebbé, a nehéz agyagtalajokat pedig lazábbá, könnyebben művelhetővé teszi (Mikrobiológiai úton lebomlanak, átalakulnak, és jelentős szerepet játszanak a talajszerkezet kialakításában. A lebomlás során keletkező anyagok és a mikrobák nyálkaanyagai ragasztóanyagként szerepelhetnek)

A szerves anyagok javítják a talaj szerkezetét, csökkentik az erózió hatását). A megfelelő nedvesség, levegő és hőmérséklet együttes hatása annál jobban érvényesül, minél nagyobb a talaj szervesanyag-tartalma A talajtermékenység szempontjából fontos ioncsere-kapacitás is növekszik a szerves vegyületek hatására A szerves anyag kedvező hatással van a talaj vízgazdálkodási paramétereire is. Szárazságnak kitett homoktalajoknál a szennyvíziszap kedvezően befolyásolja a talaj hasznosítható víztározó kapacitását.

A talaj minőségének megőrzése több szempontból kötelező (etikai, erkölcsi, jogi). Talajkészletünk nemzeti vagyon, nem emberi léptékű kategória, már az emberiség kialakulása előtt létezett és minden generáció kötelessége, hogy termékenységét továbbra is fenntartsa és megőrizze az újabb generációk számára úgy, hogy a jelenlegi igényeket is kielégítse.

10. táblázat. A komposztok felhasználási dózisa kertészeti kultúrák és gyümölcsösök esetében

A komposztnak a kertekben történő használata során a következőket célszerű betartani.

A komposztot a talaj felszínén terítsük el, ne ássuk a földbe. Erre szalmából, lombból, vágott fűből, vékony humuszréteget terítünk a komposzttal takart talajfelszín kiszáradásának megvédése céljából.

Fiatal növényeknél a felszíni rétegbe úgy keverjük a komposztot, hogy 1/3 komposzt, 2/3 föld legyen. Cserepes növények talajában is ugyan ez az arány ajánlott.

A zöldséges ágyásokban (borsó, hagyma, bab, sárgarépa, retek, paradicsom stb.) a felső 1-2 cm-es rétegbe kell bemunkálni 1-3 kg/m2 dózisban. A kijuttatás tavasszal történik, de lehet később is. A gyep telepítésekor célszerű komposztot használni, 1-2 kg/m2 bemunkálunk a talaj felső rétegébe. Virágágyasokba tavasszal és ősszel is lehet komposztot bedolgozni. Itt is a szabály az, hogy a felső rétegbe kerüljön a 1 kg/m2-nyi mennyiség.

A szántóföldi növények esetében is a komposzt dózisa 3 kg/m2, vagyis 30 t/ha mennyiségnél (1 kg/m2=10 t/ha) kisebb.

Szántóföldi kultúrák estében az irodalom az istállótrágya-adagolásnak megfelelő dózisokat javasol. Ez ökonómiailag a mai műtrágya árak mellett nem gazdaságos. Javasoljuk az irodalomban javasolt értékek felét adagolni.

A komposzt értékesítése, ára

Ma Magyarországon 1 kg műtrágya hatóanyag ára 2010-ben: 260 Ft/kg. A komposzt hatóanyagtartalma: 18 kg NPK/1 t komposzt Egységnyi hatóanyag ugyanannyiba kerül műtrágyában, mint a komposztban. A komposzt kijuttatási költsége sokkal több, mint a műtrágyáé. 2-3000 Ft/t költségű komposzt képes lenne a jelenlegi árak mellett ökonómiailag felvenni a versenyt a műtrágyával.

1 t komposzt értéke jelenleg 4-5000 Ft.

A komposztban található egyéb anyagok, szerves anyag és mikroelemek még növelik az értékét.

A kezelt kommunális iszapok termékszámos bevizsgálásának költségei a következők:

  1. eljárási illeték kb. 500 ezer forint

  2. bevizsgálási díj: kb. 1 millió forint

  3. szakértői díj kb. 500 ezer forint

2003-as beruházási adatok alapján 4500 m2 tereprendezett, csatornázott, betonozott+aszfaltozott kezelőtér bekerülési értéke bruttó 26 millió forint.

Ilyen beruházási költségek és eljárási illetékek mellett támogatás nélkül nem gazdaságos komposzttelepet létesíteni. A jogszabályok módosítására, több pályázati lehetőségre lenne szükség, hogy az egyre nagyobb tömegben termelődő szerves anyag, biohulladék, szennyvíziszap stb. a megfelelő helyre – egy korszerű komposztálóba – kerüljön, ahol ellenőrzött körülmények között hatékony talajjavító/termésnövelő komposztot állítanak elő.

Nagy szükség lenne egy egységes komposztminősítési módszer kidolgozására, mely minden komposztáló üzemben egységesen - az alapanyag összetételétől kezdődően a technológia minden lépésében - ellenőrizhető lenne, így biztosítható az előállított termék (komposzt) állandó minősége.