Organisko atkritumu sastāva atbilstība bioloģiskās noārdīšanās procesiem

Autors: Dr. sc.ing. Dace Āriņa

Bioloģiski noārdāmos organiskos atkritumus raksturo to ķīmiskās un fizikālās īpašības, kā arī to sastāva noteiktās oglekļa un slāpekļa attiecības (C/N). Atkritumu īpašības savukārt nosaka to, kādas bioloģiskās metodes ir lietojamas to pārstrādei. Galvenie parametri, izvēloties kompostēšanu kā organisko atkritumu pārstrādes metodi ir to:

• mitrums,
• blīvums,
• atkritumu skābums vai sārmainība, ko raksturo vides pH līmenis,
• sausnas saturs, kuru raksturo oglekļa, slāpekļa, kālija un fosfora (C, N, K, P) daudzums.

Vairāku bioloģiski sadalāmo atkritumu veidu īpašības un to salīdzinājums ar dabīgi izveidojušos organisko atlikumu produktu – kūdras īpašībām, parādīts 1. tabulā.

1. tabula
Bioloģiski sadalāmo organisko atkritumu ķīmiskās un fizikālās īpašības [1]

Latvijā izmantojams komposta materiāls ir arī jūras mēsli (2.tabula). Jūras mēsli ātri sadalās un ir tikpat vērtīgi kā kūtsmēsli. [2]. Jūras mēsli – aļģes, kuras izskalojas pavasara un rudens vētrās Baltijas jūras krastos. Liepājas un Ventspils jūrmalā izskalo galvenokārt sārtaļģi – furcelāriju, bet Rīgas jūras līča krastos un Vidzemes jūrmalā brūnaļģi – fukusu. Furcelārija satur vairāk slāpekļa nekā fukusi [3]. Svaigās furcelārijās – 24 % sausnas, 0.65 % N, 0.70 % K2O, 0.08 % P2O5, 0.50% CaO, bet svaigos fukusos – 25 % sausnas, 0.30 % N, 0.50 % K2O, 0.08 % P2O5, 0.60 % CaO. Jūras mēslus var kompostēt ar 1.5 – 2 daļām zāļu kūdras. Ierīkojot speciālus molus un noorganizējot aļģu savākšanu, gadā iespējams uzkrāt un izlietot vismaz 120 – 150 tūkst. tonnu jūras mēslu [3].

2. tabula
Jūras mēslu sastāvs [2]

Mikrobioloģiskie procesi noris plašā vides reakcijas diapazonā no pH 5,5 līdz
pH 7,6 – 8,5. Lai mikro-bioloģiskie procesi sekmīgi noritētu, C:N attiecībai sākotnēji
atkritumu masai vēlams būt robežās no 25 līdz 30.
3. tabulā sakopoti atkritumus raksturojoši parametri, kas ir būtiski to tālākai
pārstrādei un augsnes mēslojuma ražošanai.
3. tabula
Oglekļa un slāpekļa attiecības dažādiem atkritumiem

Vairums organisko mājsaimniecības vai pārtikas ražošanas un apstrādes rūpniecības atkritumu var saturēt patogēnos mikroorganismus, kas var negatīvi ietekmēt cilvēku, dzīvnieku un augu veselību, kā arī augu sēklas, kuras var izsaukt nevēlamu efektu lauksaimniecībā un augkopībā. Higiēnas risks jāņem vērā, savācot, transportējot, apstrādājot, uzglabājot un izplatot izejmateriālu tāpat kā gala produktu. 4. tabulā ir dots dažādu mājsaimniecības bioloģisko atkritumu novērtējums.

4. tabula
Dažādu mājsaimniecības organisko atkritumu bīstamības novērtējums
A – Var saturēt cilvēkiem un dzīvniekiem bīstamus patogēnos mikroorganismus.
B – Var saturēt augiem bīstamus patogēnos mikroorganismus un/ vai nezāļu sēklas.

Balstoties uz tabulu datiem, var secināt, ka virkne dabisko organisko atkritumu atbilst bioloģisko pārstrādes metožu prasībām, bet procesu un to gala produktu kvalitāti nosaka iespējas sagatavot optimālus, pārstrādes prasībām atbilstošus izejvielu maisījumus, tai skaitā nodrošinot masas higienizācijas prasības jau tālākā tehnoloģiskajā procesā.

Lai iegūtu kvalitatīvu produktu, pārstrādājamiem materiāliem jāatbilst šādiem nosacījumiem:

• smago metālu un citu piesārņojošo vielu saturs nedrīkst pārsniegt valstī noteiktās prasības lauku mēslošanai izmantojamiem materiāliem.
• tie nedrīkst saturēt plastmasas, stiklu u.c. piemaisījumu materiālus, kas netiks pārstrādāti procesā.
• bioloģiski sadalāmie materiāli nedrīkst saturēt bioloģiskajiem procesiem tādu bīstamu savienojumu piejaukumus kā smagos metālus, neorganiskos šķīdinātājus, materiālus ar ļoti augstu sēra, hlora vai slāpekļa saturu.

Jāņem vērā, ka gatavā komposta kvalitāti nosaka sākotnējo izejvielu sastāvs un kompostēšanas process. Vairāku ES valstu lauksaimniecībā izmantojamā komposta sastāva veidošanā ir izslēgtas notekūdeņu dūņas, gaļas un zivju atlikumi, pieļaujot komposta veidošanu tikai no dārzu un parku, kā arī virtuves zaļajiem atkritumiem. Lai nodrošinātu kvalitatīva komposta sagatavošanu sadzīves bioloģiski sadalāmie atkritumi ir jāsavāc šķirotā veidā jau to avotā.

Komposta gatavošanas un kontroles metodes

Komposta materiālam ir ieteicams izmantot sadzīves, mājsaimniecības, dārzu u.c. atkritumus. Lai sabalansētu augu barības elementu attiecību, samazinātu slāpekļa zudumus un palielinātu mikroorganismu bioloģisko aktivitāti, kompostam vēlams piejaukt fosfora un kālija minerālmēslus. Fosfora minerālmēsli ir: fosforītu milti, pulverveida superfosfāts un fosforģipsis. Tie stimulē biotermiskos procesus, paātrina humifikāciju un ne tikai saista amonija slāpekli, bet arī rada apstākļus, lai to varētu absorbēt mikroflora, kā arī lai mēslojumā palielinātos fosfora uzsūkšanās efektivitāte. Lai izlīdzinātu barības elementu attiecības kompostā un novērstu izsalšanu ziemā, kā piedevas lieto 1-2% kālija sāļus. Mikrobioloģiskie procesi noris plašā vides reakcijas diapazonā no pH 5,5 līdz pH 7,6, taču nitrifikācijas procesi visaktīvāk noris tad, ja pH ir 6,8-7,3. Lai nodrošinātu vajadzīgo vides reakciju, skābai videi jāpievieno kaļķošanas materiāli (1-2%).

Izvietojot atkritumus kā komposta tvertnē, tā kaudzē, jāņem vērā līdzsvars starp ļoti mitriem un ļoti sausiem oglekli saturošiem atkritumiem. Katrs atkritumu slānis nedrīkst būt biezāks par 10 – 15 cm. Katru slāni samitrina, apsmidzinot to ar ūdeni vai labāk ar atšķaidītu iepriekšējā komposta šķīdumu, lai intensificētu kompostēšanas procesu un novērstu nepatīkamo smaku rašanos.

Darba secība

Pirmais etaps: kompostēšanas vietā – kompostējamā iekārtā vai tieši uz augsnes – liek pamatā rupju granti.

Otrais etaps: 8 -10 cm biezā kārtā liek atkritumus ar niecīgu oglekļa saturu.

Trešais etaps: iepriekšējai kārtai virsū 10 – 15 cm biezā kārtā liek atkritumus ar augstu oglekļa saturu.

Ceturtais etaps: vēl virsū uzliek ap 3 cm biezā kārtā gatavu kompostu.

Piektais etaps: visus četrus slāņus rūpīgi sajauc. No otrā līdz ceturtajam etapam darāmo atkārto tik ilgi, kamēr komposta kaudze sasniedz 3 m, bet tvertnē – 1,2 m augstumu.

Protams, ka starp katru pirmo un piekto etapu (pēc mitro un sausā materiāla sajaukšanas) ir jāpievieno arī kāds konkrēts slāpekli saturošs atkritums (jāievēro, lai C/N attiecība būtu tuva 30).

Ja ir sagatavots kompostējamais materiāls un ir iesākta tā kompostēšana, bet pirmo 3 – 4 dienu laikā nenotiek temperatūras paaugstināšanās, tad:

• jāpārbauda, vai substrātā ir pietiekams mitrums; sākumā tas var būt vairāk par 60 %. To praktiski var izdarīt, paņemot substrātu saujā un saspiežot. Ja veidojas pika, no kuras neizdalās ūdens, tad mitrums ir pietiekamā daudzumā.
• ja ar mitrumu viss ir kārtībā, tad kompostējamam materiālam steidzīgi jāpievieno ar slāpekli bagāti atkritumi, labi jāsajauc un jāmēra temperatūra.
• ja kompostējamajam materiālam ir tendence ātri ieskābt (piem., piena sūkaliņām u.tml.), tad jāpievieno neitralizējoši komponenti (dolomīta milti, krīts u.c.). Šajā gadījumā jābūt ļoti piesardzīgiem, it sevišķi ja ir atkritumi ar augstu slāpekļa saturu, jo nedrīkst pārkaļķot. Pārkaļķošanas gadījumā, kad vides reakcija strauji kļūst sārmaina, veidosies gāzveida amonjaks, kas izdalīsies apkārtējā vidē.
• ja kompostēšanas procesu veic kaudzē, tad nepieciešams vai nu to pārklāt ar plēvi, vai brezenta pārklāju, kā arī, ja iespējams, kompostēšanu veikt zem nojumes. Tas ir svarīgi, lai lietus un sniegs pārlieku nesamitrina substrātu un nenotiek komposta kvalitātes pazemināšanās tāpēc, ka rodas ievērojami slāpekļa zudumi, tos izskalojot vai iefiltrējot augsnē.

Komposta gatavības pazīmes un nosacījumi:

• irdens, viendabīgs, ar nelieliem daļiņu izmēriem,
• mitrums – 60 –70%,
• ar vāji sārmainu vai neitrālu vides reakciju (pH ne mazāku par 6,0),
• C : N attiecībai jābūt 20:30,
• organiskām vielām jābūt ne mazāk par 75%,
• barības vielām jābūt augiem uzņemamā veidā, ne mazāk par 50% no kopējā daudzuma, ar patīkamu trūdošu lapu smaržu.
• kompostam jāsatur apmēram 0,6% N, 0,2% P2O5 un 0,6% K2O.
• kompostā nedrīkst būt helmintu oliņas un kāpuri, patogēnie mikroorganismi bīstamā koncentrācijā un dīgtspējīgas nezāļu sēklas. Pieļaujams līdz 0,5% piejaukumu.

Tajos gadījumos, kad komposts vēl nav sasniedzis gatavību un, ja jāatbrīvo kompostēšanas laukums vai arī ļoti lēnām norit tādu atkritumu kā skaidas sadalīšanās, to var izmantot atkritumu izgāztuvju teritorijas rekultivēšanai. Parkiem un dārziem būtu ieteicams izmantot tikai tādu kompostu, kas nesatur patogēnos mikroorganismus un smagos metālus palielinātā koncentrācijā. Kompostu, kas nesatur videi nedraudzīgus elementus un/vai patogēnus mikroorganismus, var izmantot arī mežu stādījumu atjaunošanai [4].

Literatūra
1. Bendere R., Zariņa Dz. (2006) Bioloģiski sadalāmo atkritumu apsaimniekošana, LASA Rīga, 2006

2. Sudrabs, J. (1943) Augļu un ogu dārzu ierīkošana un kopšana. Grāmatu apgādniecība A.Gulbis, Rīga, 182.lpp.

3. Strunga, A. Jūras mēsli – izejvielas un atkritumi. Prezentācija konferencē „Mikro un makro aļģu audzēšanas un pārstrādes iespējas Baltijas jūras reģionā”. Pieejams: http://www.videsattistiba.lv/assets/files/projekti/SUBMARINER

4. Zariņa Dz., Mutere O., Strikauska S., Dubova L. and Berzins A. (2005). Survival of pathogenic agents in compost with added inoculum. In: Cygas D., Aksamitauskas C. (eds), Selected papers, vol. I Environmental Projection. Water Management and Hydraulics, The 6th International Conference Environmental Engineering, Vilnius, Lithuania, pp.510-515.

MATERIĀLS TAPIS AR LATVIJAS VIDES AIZSARDZĪBAS FONDA FINANSIĀLU ATBALSTU