Аерация на купове за компостиране

Компостирането е аеробен процес на разлагане на оборски тор или други органични материали при температура в диапазона от 40 до 65 оС. При подходящи условия, естествено съдържащата се в тях популация микроорганизми нарастват и се размножават, което води до разлагане на органичните материали. Под компостиране обикновено се има предвид контролираното протичане на процеса при определени условия. Полученият компост е без мирис, с фина текстура и ниско съдържание на влага.

Технологията на компостиране е добре позната и се използва от древността. В съвременните системи за компостиране се използват същите методи, но, естествено, днес те се допълват от решения, целящи подобряване на условията на протичане на процеса, както и предприемането на мерки с оглед защита на околната среда и предотвратяването на замърсяване на повърхностните слоеве на почвата и водата. В тази връзка терените, използвани за компостиране, са водонепропускливи.

В съвременните условия процесът на компостиране е насочен основно към производството на подобряващи почвата материали, използвани за нуждите на земеделието и към производство на биостабилизиран продукт, който да бъде изхвърлен. Двата процеса биват разграничавани като за компостиране се говори в първия случай, докато вторият е познат предимно като процес на аеробна стабилизация.

Инсталации за компостиране
Инсталациите за компостиране обикновено се класифицират в зависимост от няколко основни признака, например в зависимост от това дали процесът протича на открито или в напълно затворени помещения те се делят на отворени и затворени. Затворените системи все по-често биват предпочитани поради възможността да се ограничи емисията на вредни газове към атмосферата, както и поради по-малката зависимост от метеорологичните условия, по-малките загуби на топлина и други.

Друг използван признак за класификация е с оглед на начина на натоварване на съоръженията, според който те биват с прекъснато и системи с непрекъснато действие. Самият процес на компостиране може да протича в купове или в реактори.

Компостирането на купове в затворени или полузатворени помещения е сред предпочитаните методи. Органичният материал обикновено се подрежда в куп-алея с различни размери по отношение на височината и широчината. Размерите на куповете зависят главно от материала, който ще се обработва и от използваната система за възстановяване на необходимия за процеса кислород. Доставянето на необходимото количество кислород може да се осъществява по естествен път. Това е характерно предимно за по-малките купове и тези с триъгълно напречно сечение. При плоските купове, поради затрудненото снабдяване с кислород на биомасата, е необходимо организирането на система за разбъркване и/или система за допълнително доставяне на кислород. Доброто аериране на компоста спомага той да се запази рехав.

Инсталациите за компостиране в купове, в зависимост от системата за снабдяване с кислород, биват разделяни на статични купове, купове с ускорен въздухообмен, купове с принудителна вентилация, купове с механично преобръщане и купове с механично преобръщане и принудителна вентилация.

Принципно не се препоръчва използването на статични купове и на такива с принудителна вентилация, тъй като в този случай се възпрепятства производството на хомогенен материал.

Купове с ускорен въздухообмен
Обикновено куповете са с триъгълно или трапецовидно сечение с височина около 2,5 – 3 метра. Осигуряването на ускорен въздухообмен се постига чрез прокарването на канали в подовата настилка на помещението. Каналите се покриват с решетки, които най-често биват метални, през които се осъществява аерацията. Аерацията може да бъде организирана по два начина. При единия случай през решетките се нагнетява въздух в купа. Този метод е познат още като аерация при повишено налягане или аерация с компресия. Във втория случай, преминаването на въздух през купа е следствие на засмукването му през решетките. Подобна организация на вентилацията е позната като аерация с депресия или понижено налягане.

Счита се, че засилената вентилация чрез всмукване на въздух допринася за по-хомогенно разпределение на въздуха, следствие от което се постига и редовно снабдяване на материала с кислород.

При засилената вентилация чрез компресия се забелязва по-бързо образуване на предпочитани от въздуха проходи, които са свързани с образуване на нежелателни анаеробни зони. Предимство на вентилацията чрез депресия е, че предлага и възможност за насочване на въздуха директно към устройство за обработка на замърсените газове. Обикновено необходимото количество въздух е от порядъка на 50 -100 м3/час за м2 от повърхността и 3,5 - 7,0 м3/час за един тон от материала.

Принципно, снабдяването с кислород на компостираната маса посредством система за форсирано аериране не е в състояние да гарантира оптимизиране на самия процес. От една страна, това се дължи на възникващите проблеми с разпределението на въздуха в биомасата, от друга - на взимания от вън въздух, който през студените месеци е със сравнително ниска температура. Това рефлектира в по-бавното достигане на термофилна фаза. Днес с възможностите за компютърно управление на процесите този процес значително е оптимизиран. Вентилацията се включва, когато съдържанието на кислород в обема на порите се окаже под предварително определената граница. При подобни условия първата фаза на процеса и зреенето обикновено са в продължение на поне 3 седмици.

Разпространена система за компостиране със засилена вентилация е и компостирането в големи пластмасови торби с диаметър от около 2,4 и 3,6 метра и дължина, достигаща до 150 метра. В тези тръби материалът обикновено се пресова с помощта на специална преса за пълнене. В горната част на тръбите са обособени отвори, предназначени за отвеждане на въздуха. За нагнетяване на въздух се използват перфорирани РVС тръби, които са свързани към вентилатор за подаване на въздух. Проблем при тези купове е невъзможността отвеждания въздух да бъде свързан с инсталация за почистване.

За да се осигури достатъчно кислород за развитието на процесите, често използвано решение е и механичното разбъркване. Като предимство на тези решения в сравнение с куповете с ускорен въздухообмен обикновено се посочват: постигането на по-голяма хомогенност на крайния продукт; възможност за ускоряване на процеса чрез по-често преобръщане; по-голяма сигурност по отношение на окисляването и хигиенизирането на продукта и други.