Аналіз сучасних способів компостування гною

Міністерство  аграрної політики та продовольства  України

Таврійський державний агротехнологічний університет

                                          

 

Кафедра «ТСТТ»

 

 

 

 

 

Реферат

на тему:

«Аналіз сучасних способів компостування гною»

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                    

 

 

 

                                                                 Виконав:

                                                                Студент 44 ПМ

                                                                  Піскун В.О

                                                                  Перевірила:Скляр Р.В

 

 

 

 

 

 

Мелітополь,2012

Вступ

 

Актуальною проблемою, що має важливе  екологічне і економічне значення, є знешкодження усіх видів побутових  відходів та гною, включаючи тверді (ТПВ). Кількість ТПВ у світі  безупинно зростає, їхній негативний вплив на навколишнє природне середовище усе більш підсилюється, а процеси  знешкодження ускладнюються через  розширення морфологічного складу відходів, появи в них речовин, які тривало  розкладаються, (пластмас та ін.). Незважаючи на те, що в даний час у сфері  поводження з ТПВ мається значна кількість технічних розробок і  пропозицій, гострота проблеми не знижується.

Із більш ніж двадцяти відомих  методів поводження з ТПВ за останні  десятиріччя у світовій практиці набули поширення три, з яких один – пасивний (поховання ТПВ на полігонах), і два – активних (спалювання і компостування відходів).

Компостування – це природний аеробний процес розкладання органічних відходів в аеробних (з доступом кисню) умовах за участю ґрунтових бактерій. Протилежним  компостуванню є анаеробний (без  кисневий) розклад органіки або процес гниття.

Продукт компостування або компост  – багате гумусом добриво, яке  збагачує ґрунт поживними речовинами.

При дотриманні умов компостування  у компостній ямі/ящику, через 12–24 місяців  можна отримати визрілий компост.

 

 

 

1. Основні біохімічні процеси  компостування

 

Компостування – це природний аеробний процес розкладання органічних відходів в аеробних (з доступом кисню) умовах за участю ґрунтових бактерій. Протилежним  компостуванню є анаеробний (без  кисневий) розклад органіки або процес гниття.

Компостування має 3 фази.

На першій фазі відбувається саморозігрів внаслідок хімічних реакцій розкладання при інтенсивній діяльності бактерій і мікроорганізмів. У процесі розкладання речовин, що легко розкладаються, компост може нагріватися до температури 65°С. За таких температурних умов вмирає переважна більшість хвороботворних організмів і гине насіння бур’янів.

На другій фазі іде розкладання матеріалів, що важко  розкладаються, на стійкі речовини, які  утворюють гумус. Температура починає  знижуватися, компост набуває бурого кольору і структуру ґрунту.

Третя фаза –  дозрівання компосту, який набуває  однорідної структури й запах  лісового ґрунту.

Час, необхідний для перетворення відходів у повноцінний  компост залежить від багатьох факторів, таких як температура, вологість, сировина для компостування, спосіб компостування, використання додаткових засобів, однак, щоб отримати гігієнічно безпечний  компост, процес компостування повинен  тривати 12–24 місяців. Компост вважається готовим, коли в ньому не розрізнюються  рештки сировини, що входять до його складу, маса стає однорідною, пухкою, а насіння бур’янів втратило здатність  проростати.

 

2. Обладнання та схема компостування гною ВРХ.

 

Обладнання для  компостування

Компостери – ідеальні помічники  для переробки садових і харчових відходів. Вони виготовлені з морозостійкого поліетилену високої щільності, міцні й легкі, мають великий термін експлуатації (більше 20 років за умов правильної експлуатації). Корпус компостерів не має дна (з метою вільного контакту з ґрунтом і доступу до компосту мікроорганізмів і хробаків). Закритий компостер обладнаний кришкою з поворотним вентилем для регулювання надходження повітря, бічними люками в нижній частині для виймання готового компосту й отворами для циркуляції повітря.

Найбільш розповсюдженим методом  компостування є «шарів метод», при  якому компостуємі органічні матеріали (відходи) вкладають шарами 25 – 30 см – торфом або перегною, відходи – 25 – 30 см, потім знову торф або перегной і т.д. заповнюючи компостер майже до повного об’єму, зверху шари покривають торфом або ж землею, далі створюють заглиблення для води та накривають.

В якості органічного матеріалу (відходів) використовують екскременти тварин, стебла бур’яну, кухонні відходи, листя, підстилка домашніх тварин. В контейнери для утворення компосту не закладають: стебла хворих рослин, забруднених  гербіцидами чи отруйні (мак, сніжник), оскільки вони в малорозкладеному компості пригнічують корисні мікроорганізми. В Контейнери також не закладають бур’яни та такі бур’яни, як пирій і осот.

Найоптимальніша вологість відходів для компостування 50 – 60%.

Залишки рослин розкладаються за допомогою  бактерій та дрожжевих грибів, які містяться в землі.

Полив водою проводять 1 – 2 рази протягом місяця (в теплу пору року). Та проводити  перемішування 3 – 4 рази за процес для  доступу кисню (якщо відсутній доступ кисню).

Термін готовності компосту залежить від складу компонентів, погоди, додержання технології компостування. Даний процес коливається від 6 до 18 місяців.

Місце приготування компосту на присадибних  ділянках розташовують в тіні дерев  на відстані не менше ніж 15 – 20 м від жилих поміщень та джерел питної води.

Компостування гною

 

Гній - основний вид органічних добрив в усіх грунтово - кліматичних зонах країни. Ефективність застосування гною залежить від правильної його підготовки - компостування. При компостуванні гній значно змінюється і нерідко при неправильній пухкої укладанні в штабелі втрачає велику кількість поживних речовин, в першу чергу - азоту.

Розрізняють чотири стадії розкладання  гною.

1. Свіжий  гній. Солома при цьому  незначно змінює колір і міцність.

2. Полуперепревший гній. Солома  набуває темно-коричневий колір,  втрачає міцність і легко розривається. У цій стадії гній втрачає  від 15 до 30% початкового ваги.

3. Перепрілий гній. Це чорна маса, в якій солома розклалася настільки,  що не можна розрізнити окремі  соломини. При доведення до такої  міри розкладання гній втрачає  близько 50% початкового ваги.

4. Перегній (сипець). У цій стадії  гній втрачає до 75% початкового  ваги і являє собою пухку  землисту масу. У міру розкладання  гною вміст у ньому азоту,  фосфору та інших елементів  зростає.

Свіжий гній не рекомендується вносити  в грунт, тому що в ньому іноді міститься велика кількість насіння бур'янів. При компостуванні гною основна маса цих насіння втрачає схожість. Сильно соломистий свіжий гній, внесений незадовго до посіву, може виявитися малоефективним або навіть знизити врожай внаслідок того, що мікроорганізми, що розкладають солому в процесі своєї життєдіяльності, поглинають велику кількість розчинних сполук азоту та фосфору.

Виділяють

1) пухка укладання гною, при якій  він вкладається у вузькі (не  ширше 3-4 м) штабеля (аеробний  або гарячий спосіб компостування). Температура в гної швидко  піднімається і на 4-6 день досягає  600 і вище. Гній в штабелі висотою 1,5-2 м або зовсім не ущільнюють або ущільнюють після того, як він досить перегорить і температура в ньому спаде.

2) Існує ще так званий гаряче - пресований спосіб компостування  гною. У цьому випадку гній  пухко укладають в штабель  шарами 80-100 см. Кожен шар ущільнюють, коли температура в ньому піднімається  до 55-600С

3) Широко застосовується щільний,  або холодний, спосіб компостування  гною. У результаті ретельного  ущільнення свіжого гною при  укладанні його в штабелі висотою  не менше 1,5-2 м температура  в ньому взимку не піднімається  вище 20-250, а влітку - вище 30-350.

Детальне вивчення різних способів компостування гною показало, що чим  вище при компостуванні піднімається температура, тим більше втрачається  азоту. Тому основна умова правильного  компостування для всіх районів  РФ, як в гноєсховищах, так і в  полі - щільна укладання його в штабелі  шириною не менше 3-4 м і висотою 1,5-2 м. При такій укладці гній сильно не розігрівається і втрати азоту  бувають мінімальними.

Дуже популярні компости з гною та фосфорної борошна і з гною і простого суперфосфату. Встановлено, що суперфосфат і фосфоритне борошно  сприяють збільшенню швидкості розкладання  органічної речовини гною, фосфор переходить у більш рухомі форми, значно скорочуються втрати азоту з гною.

Торфогноєві  компости готують поблизу тваринницьких приміщень, в гноєсховищах або польових штабелях. Ставлення гною до торфу в компості залежить від якості компонентів і забезпеченості ними - взимку це зазвичай 1:1, а влітку до 1:3. Для компостування придатні будь торфи з вологістю до 60%.

Виділяють

1) Пошарове компостування, яке  можливе в будь-який час року; при цьому торф шаром до 50 см  розрівнюють на підготовлених  місцях шириною 4-5 м і довжиною  залежно від можливостей. Потім  покривають його шаром гною, який  знову покривають торфом, потім знову - гноєм і т.д. Шари торфу і гною чергують, поки висота штабеля не досягне 2 м. Товщина шарів залежить від прийнятого співвідношення компонентів. Завершують укладання шаром торфу.

2) Осередкове компостування переважніше  взимку, коли гній за підготовленим  (50-60 см) шару торфу розміщують  безперервним або переривчастим  шаром 70-80 см і шириною на 1,0-1,5 м менше нижележащего торфу. При нестачі гною його розміщують переривчастим шаром (купами) на торфі і, як у першому випадку, з усіх боків вкривають торфом шаром 50-70 см Взимку штабель вогнищевого компосту закладають за 1-2 дні, зазвичай під час відлиг, коли температура всередині нього не опускається нижче 25-30 градусів.

Цінність компостування торфу  з гноєм визначається тим, що торф відрізняючись високою поглинальною здатністю, повністю пов'язує аміак, який міг би зникнути з гною при його зберіганні. Крім того, під впливом  гною усувається кислотність торфу, створюються сприятливі умови для  енергійної діяльності мікроорганізмів, за допомогою яких азот, що міститься  в торфі, переходить в аміак і  нітрати, тобто в сполуки, доступні для харчування. Особливо швидко це відбувається, якщо температура в  компості досягає 50-600. Встановлено, що під впливом нагрівання у вологому середовищі до 50-700 дію торфу як джерела  азоту на врожай сільськогосподарських  культур перевершує дію звичайного гною. 
3. Реакції, що проходять під час компостування

 

При компостуванні в органічній масі підвищується вміст доступних  рослинам елементів живлення (азоту, фосфору, калію та ін.), знешкоджується патогенна мікрофлора та яйця гельмінтів, зменшується кількість целюлози та пектинових речовин (викликають перехід  розчинних форм азоту і фосфору  землі в менш засвоюємо рослинами  органічні форми), добрива стають сипучими, що полегшує їх внесення в  землю.

При компостуванні спочатку відбувається само підігрів, після чого розпочинається процес гниття, розкладання органічного  матеріалу під впливом ферментів  живих мікроорганізмів, що містяться  в ґрунті.

Процес гниття має такий загальний  вигляд:

Органічні речовини рослинних залишків → СО ↑+СО↑+Н О+гумус

В процесі гниття беруть участь грунтові мікроорганізми: мікроорганізми роду Clostridium (Clostridium ramosum, Cl. Perfringens та ін.), бактерії родів Thermomonospora, Thermococcus та ін. Основними ферментами, які беруть участь у гнитті: протеази та пептидази.

 

4. Умови для проведення компостування

 

В компостерах можна компостувати:

• Відходи з городу та присадибної ділянки – скошена трава, листя, бур’яни, зіпсований корм, картопляне та інше бадилля, стрижні кукурудзи і т. п., дернові обрізки, гілки, які потрібно додатково подрібнити, тріска, кора, стара солома, обпилювання, стружка, плодові вичавки, попіл від спалювання дерев’яних гілок тощо.
• Відходи з кухні – фруктові й овочеві відходи, кавові й чайні залишки, газетний папір, картон, паперові рушники, молочні продукти, залишки від приготованої їжі (яєчну шкарлупу, м’ясо та кістки, рибу та кістки) тощо.

• Не рекомендується викидати у компостний ящик – вугільний попіл, вироби з пластику, металу, скла, кераміки, будівельне сміття, вапно, тютюнові недопалки та інші матеріали, що не розкладаються.
• Для проходження процесу компостування важливим показником є співвідношення вуглецю до азоту (C:N) в компостній масі.
• Співвідношення C:N в деяких компонентах для компостування

Сировина для компосту	C:N
Кухонні відходи	15:1
Скошена трава	20:1
Листя	50:1
Хвоя	70:1
Солома	100:1
Кора	120:1
Деревина, гілки	200:1
Папір, картон	350:1
Обпилювання	500:1

• Залежно від вмісту азоту й вуглецю органічні відходи діляться на багаті азотом («зелені») та багаті вуглецем («бурі») відходи або матеріали.
• До «зелених» матеріалів належать свіжа трава, зерна, насіння, борошняні вироби, харчові відходи, фрукти й овочі, а також гній. До «бурих» матеріалів відносять солому, сухе листя, суха трава, гілки дерев та кущів, тирса, папір, кора.
• Розкладання «зелених» матеріалів розігріває купу і має характер гниття, тому що вони містять мало повітря й занадто кислі. Для їх компостування додають (прошаровують) «бурі» матеріали.
• 5. Оптимальні умови компостування

Співвідношення  вуглецю до азоту в компостній масі, C:N має бути 20–30:1 (С – кількість  вуглецю, N – кількість азоту). Рекомендується

• додавати 2–3 частини бурого (коричневого) матеріалу й 1 частину зеленого матеріалу.
• Матеріал необхідно перемішувати після 3–6 місяців або 1–4 рази за весь цикл, щоб забезпечити достатній доступ кисню в усі шари.
• Вологість матеріалу треба утримувати на рівні 50–60%. Компостований матеріал на дотик повинен бути як «добре вичавлений рушник».
• Подрібнювання всіх матеріалів збільшує поверхню контактування та взаємодії з мікроорганізмами, що прискорює процес компостування.
• Відходи необхідно укладати шарами товщиною не більше 15 см. Занадто товстий шар одного матеріалу уповільнює процес компостування.
• Для прискорення процесу компостування кожний шар слід присипати невеликою кількістю землі або готового компосту задля збагачення ґрунтовими бактеріями та вологою.
• Щоб запобігти вимиванню поживних речовин під час дощу, компостну кучу / ящик краще накрити зверху.

За умов надлишку вуглецю процес розкладання уповільнюється, а при малому вмісті азотного матеріалу  компост буде бідний азотом.

Якщо компост  має запах «тухлого яйця» це означає, що в ньому переважає матеріал з надмірним вмістом вуглецю. В цьому випадку варто додати скошену траву або листя. Високий  вміст азоту у свою чергу супроводжується  запахом аміаку, тоді необхідно додати дерев’яні друзки, кору, солому або  обпилювання.

 

6. Переваги та недоліки компостування  над іншими методами

 

Переваги:

• безпечність методу для навколишнього середовища;
• безвідходність даного методу;
• не велика вартість;
• незалежність від енергоносіїв;
• висока продуктивність;
• використання мікрофлори ґрунту (тобто не потрібно використовувати біопрепарати);
• безпечність методу.

Недоліки:

• сезонність методу (не можливість використання методу взимку);
• довга тривалість методу утилізації;
• необхідність віддаленості компостера від джерел питної води та жилих помешкань;
• потреба у повітрі (необхідно проводити перемішування);
• виділення не приємного запаху;
• співвідношення С:N повинне бути 20 – 30: 1;
• необхідність спостереження за процесом;

7. Екологічні  чинники процесу компостування

 

Як відомо на будь який біологічний процес впливають  екологічні чинники: абіотичні, біотичні та антропогенні. Саме при оптимальних  умовах даних чинників компостування  проходитиме найефективніше.

Абіотичні чинники:

• температура;
• вологість органічного матеріалу.

Біотичні чинники:

• мікробіологічна «чистота» органічного матеріалу;
• забрудненість ґрунту, який бере участь в компостуванні;
• активність мікроорганізмів.

Антропогенні чинники:

• аерування компосту;
• співвідношення між С та N.

Висновки

 

В даній домашній роботі розглядається  один із методів утилізації твердих  побутових відходів – компостування. Даний процес є досить екологічно чистим для навколишнього середовища. В наш час з відходи необхідно  не лише знищувати, але й отримувати максимальну користь, саме тому компостування  є одним із найпопулярнішим методом. Адже при компостуванні ми з відходів отримуємо гумус, який використовуємо у рослинництві.

Головним недоліком компостування  є досить довга тривалість процесу  від 6 до 12 і більше місяців, сезонність методу. Але його перевагою є безвідходність, тобто після компостування не потрібно проводити повторну обробку  чи переробку.

Даний метод широко використовується фермерами, садівниками та фірмами  з продажу ґрунтів для хатніх рослин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  літератури

 

1. О.Б. Лотоцкий Проблемы и перспективы в сфере обращения с бытовыми отходами в Украине – Информационный журнал Строительство & ремонт №15, декабрь 2003. 52753 с.
2. Компост // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах – СПб., 1890–1907.
3. В.І. Саранчук, М.О. Ільяшов, В.В. Ошовський, В.С. Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. – Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. – с. 600
4. Артюшин А.М., Державин Л.М., Краткий справочник по удобрениям. 2 изд., М., 1984 – с. 486
5. Белькевич П.И., Чистова Л.Р. Торф и проблема защиты окружающей среды. Москва: Наука и Техника, 1997 – с. 60