0.1Преглед
Настоящите инструкции се разработват на основание чл. 18, т.1 от Наредба за третиране на биоотпадъците, приета с ПМС № 235 от 15.10.2013 г. (Обн., ДВ, бр. 92 от 22.10.2013 г.) и включва минимални изисквания за изграждане и експлоатация на съоръженията за компостиране на разделно събрани биоотпадъци и утайки от отпадъчни води.
Целта на настоящите инструкции е да се опишат общите екологични изисквания и технически и експлоатационни условия за ниско емисионно управление на процесите, по време на всички етапи на процеса компостиране, както и за осигуряване на непрекъснато производство на висококачествен компост.
Съвременните знания и опит, в областта на компостирането на биоотпадъците, са натрупани в продължение на 25 години, в различни държави-членки на ЕС, предимно в Австрия, Италия и Германия.
Изискванията за проектиране и експлоатация на съоръженията за компостиране са насочени към:
-
опазване на околната среда от потенциални нежелани въздействия (отпадъчни води, емисии на миризми и други и газове);
-
защита на работниците и населението в съседство, както и селскостопанските и дивите животни от рискове за здравето;
-
да се осигури непрекъснато производство на крайни продукти с високо качество, чрез рециклиране/оползотворяване на разделно събираните биоотпадъци, в съответствие с общите цели, както и определяне на специфични критерии за качество, съгласно Наредбата за третиране на биоотпадъците.
Инструкциите следва да улеснят изграждането и функционирането на съоръженията за компостиране в България като се имат предвид:
-
най-добрите възможни практики от многобройните технологии за компостиране и експлоатационните системи;
-
избор на местоположение на площадката за изграждане на съоръжението за компостиране;
-
състава на входящите материали (биоотпадъци);
-
общата производителност на съоръжението за компостиране и
-
нивото на механизация.
Въпреки това, разходите и необходимите усилия, произтичащи от изискванията, свързани с опазване на околната среда и здравето на хората, въведени с процедурата по издаване на необходимите разрешителни документи, трябва да бъдат пропорционални на съответните очаквания или постигнати ползи за околната среда и здравето на хората от функционирането на съоръженията за компостиране.
В тази връзка, е отделено специално внимание на понятията ниски разходи, ниско технологични системи за компостиране на редове на открито и предотвратяване на прекомерните технически изисквания и задължения.
0.2Изключения от обхвата на инструкциите
Третиране на остатъчната фракция от потока битови отпадъци
Изискванията към съоръженията за механично-биологично третиране (МБТ) на остатъчната фракция от потока битови отпадъци не са включени в тези инструкции. Минималните изисквания за техниките и технологиите за механично-биологично третиране на остатъчната фракция от потока битови отпадъци са описани в отделно ръководство „Национални технически изисквания към съоръженията за МБТ“ което включва:
-
предварително третиране и биологично стабилизиране на органичната фракция преди депониране;
-
производство на стабилизирана органична фракция, съгласно изискванията за биологично третиране на биоразградимата фракция, с цел употреба за рекултивация на депа и минни обекти;
-
производство на гориво от отпадъци (RDF).
Всички тези аспекти, свързани с материалите и процеса, значително се различават от изискванията за биологично третиране на разделно събраните биоотпадъци чрез компостиране и поради тази причина са описани в отделно ръководство.
Производство на "изкуствени почвени среди"
Наредбата за третиране на биоотпадъците ограничава добавянето на почва в първоначалната смес от материали (биоотпадъци) за компостиране до 15% (m/m). Това количество определя границата между производството на компост и изкуствените почвени среди или субстрати.
0.3Принципи на успешно прилагане на законодателната рамка
По принцип, за да се гарантира проследим и прозрачен процес на третиране на определени органични входящи материали (биоотпадъци) и получаване на висококачествени продукти, етикетирани като висококачествен компост, които могат да бъдат пускани на пазара като компост, растежна почвена среда и субстрат, трябва да бъдат разгледани следните законодателни изисквания:
-
общи екологични изисквания към площадките за компостиране;
-
точно определение за понятието: допустими "чисти" входящи материали/биоотпадъци1;
-
стандартните изисквания за входящ контрол;
-
изисквания към процеса (например, обеззаразяване);
-
водене на записи и документиране на всички дейности;
-
осигуряване на качеството на продукта и обхвата на параметрите, които следва да се измерват за декларацията на продукта и целите за етикетиране;
-
определени области на употреба в зависимост от качеството на компоста (напр. съдържание на тежки метали);
-
предназначение на продукта, с цел да се избегне подвеждащо тълкуване от страна на потребителите;
-
редовни външни проверки за одобряване на качеството, включително вземане на проби и методите за анализ;
-
компетенции и правила за контрол на продуктите от компетентния орган;
-
сертифициране на продукта от външни контролни органи;
-
изискванията за етикетиране и
-
минимални препоръки за правилна употреба.
1Биология на компостирането
Определението за процеса компостиране е регламентирано в Наредбата за третиране на биоотпадъците:
"Компостиране" е процес на контролирано аеробно, екзотермично, биологично трансформиране на разделно събрани биоотпадъци и утайки, с цел получаване на компост.
Целта на процеса компостиране е да се трансформират естествените биоотпадъци, чрез управляван, аеробен биологичен процес, в богат на хумус материал, който е подходящ за много полезна употреба в земеделието, градинарството и ландшафтните дейности. В тази връзка, процеса компостиране, трябва да се разграничава от процеса на анаеробно разграждане, чиято основна цел е контролирано производство на биогаз (съдържащ от 50 до 60% метан).
Таблица 1: Принципни химически процеси на аеробен и анаеробен метаболизъм
АЕРОБНО КОМПОСТИРАНЕ
|
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O
|
|
освобождаване на енергия = – 2875 kJ/Mol
|
АНАЕРОБНА ФЕРМЕНТАЦИЯ
|
C6H12O6 3 CO2 + 3 CH4
|
|
освобождаване на енергия = – 132 kJ/Mol
|
+ ИЗГАРЯНЕ
|
3 CH4 + 6 O2 3 CO2 + 6 H2O
|
|
освобождаване на енергия = – 2671 kJ/Mol
|
Фигура 1: Основни групи материали (биоотпадъци), подходящи за компостиране или анаеробно разграждане
По принцип, хумусът не се формира при анаеробни условия. Затова ферментационният продукт (стабилизираната органична фракция от процеса на анаеробно разграждане), в твърда или течна фаза, не съдържа стабилни хумусни съединения, а междинна анаеробна метаболитна органична материя. За да бъде използвана като подобрител на почвата тази фракция, трябва допълнително да премине през процес на образуване на хумус (почвообразуване), чрез последващо компостиране или чрез директно влагане в почвата.
Компостът осигурява овлажнени органични вещества (хумус и глина) и хранителни вещества за растенията и може да бъде използван като:
-
органичен подобрител на почвата;
-
органичен тор или
-
като съставка при производството на растежни почвени среди и други смеси.
„Компост“ е богат на хумус продукт, съдържащ най-малко 15% и не повече от 50% сухо органично вещество от общото тегло, получен в резултат на процеса компостиране.
Определението за компост е много важно, защото дефинира от една страна границата за производството на почвени среди (<15% органична материя) и от друга страна, процеса на разграждане, който трябва да бъде постигнат (<50% органична материя).
Технологиите за компостиране и свързаните с тях процедури за управление на процеса трябва да отговарят на следните основни критерии:
-
Съответствие със законовите изисквания и принципите за най-добрите налични техники и технологии (НДНТ) по отношение на техника за безопасност, опазване на околната среда, защита на работници, опазване на здравето и др.;
-
Разграждане на органични материали с минимални загуби, до повече или по-малко минерализирани/хумифицирани органични субстрати (зрял или полузрял компост);
-
Оптимизиране на системата за компостиране и управление на процеса, с цел постигане на възможните минималните емисии (миризми, други летливи съединения, отпадъчни води, био-аерозоли, шум и др.), включително системи за докладване, контрол на процесите и документацията;
-
Редовни тестове за съответствие, с определените изисквания за качество на продукта/ компоста.
Важно е да се отбележи, че за оптимизирането на процеса на компостиране, по отношение на управление процеса и постигане на определено качество, основно е повлияно от четири основни параметъра:
-
състав на входящите материали/суровини (биоотпадъци);
-
съдържание на влага;
-
аериране (снабдяването с кислород);
-
температурен режим.
Основното разбиране на биохимичните процеси по време на контролираното разграждане на органичните материали е неизменна предпоставка за правилното, ориентирано към качеството управление на процеса компостиране.
Фигура 2 Блок-схема на микробното и биохимичното разграждане и основни метаболитни продукти по време на процеса компостиране
Процесът на компостиране е самонагряващ се (екзотермичен) процес на разграждане, който зависи основно от:
-
сместа на материалите (биоотпадъците);
-
влагата;
-
обема/напречното сечение
-
размера на частиците
-
степента/интензивността на обръщане и аериране.
Температурните граници като индикатор, се избират за определени общности от микроорганизми. Те могат да бъдат категоризирани като цяло:
-
Психротолерантни - от 4 до 20°C - бактерии и плесенни гъби;
-
Мезофилни - 15-42°C бактерии, включително конкретна група наречена актиномицети и гъби;
-
Термофилни - 45-75°C бактерии, включително актиномицети и други порообразуващи родове, като „Bacillus SPP“.
Оптималните температурни граници по време на процеса на компостиране са обобщени в Таблица 2.
Таблица 2: Оптимални температурни граници за диференцирани характеристики на процеса
Изисквания към процеса
|
Температурни граници
|
Обеззаразяване
|
> 55°C
|
Ниво на разграждане; разграждане на лигнина и лигноцелулозните съединения / образуване на хумус
|
45 - 55°C
|
Най-голямо микробно разнообразие; разграждане на микробната биомаса; разграждане на лигнина и лигноцелулозните съединения / образуване на хумус
|
35 - 40°C
|
Фигура 3: Последователни фази на микробния процес при компостиране
На основа на тези принципи, с цел производството на висококачествен компост, са желателни следните температурни фази:
-
първоначална фаза на обеззаразяване, много често наричана също така фаза на активно разграждане, където се поддържат температури над 55 °C върху цялото количество компост, в продължение на определен период от време. Тази " високо температурна фаза" по принцип се изисква от законодателство на национално или европейско ниво, свързано със здравните аспекти по отношение на хората и животните (Регламент (ЕО) № 1069/2009 на Европейския парламент и на Съвета от 21 октомври 2009 година за установяване на здравни правила относно странични животински продукти и производни продукти, непредназначени за консумация от човека и за отмяна на Регламент (ЕО) № 1774/2002 (Регламент за страничните животински продукти) за да се гарантира минимална степен на термично намаляване на потенциално присъстващите патогени в биоотпадъците (виж Глава 0.3);
-
след тази първа високотемпературна фаза (фаза на активното разграждане), материалът (биоотпадъците), трябва да се поддържат в температурен режим от 50-55°С, за да се улесни процеса на формиране на хумус, както и за да се гарантира намаляване на загубите на органични вещества и азот. Това може да се постигне, чрез механично обръщане, принудително аериране, както и чрез поддържане на достатъчно влага.
Фигура 4: Благоприятна температура за компостиране на биоотпадъци: дори и след 4 седмици температурата остава под 40° C
Фигура 5: Температурно закъснение при компостиране на зелени отпадъци; независимо от редовното обръщане, само 3 месеца температурата остава под 40° C
По принцип минималните времеви температурни профили не са задължителни за материали (биоотпадъци), които се компостират на място и се използват върху собствената земя , т.е.:
-
зелени отпадъци или оборска тор;
-
компостиране на място, на по-малко от 10 m³ биоотпадъци на година.
|
Фигура 6: Масов баланс на процеса компостиране, (източник „Ottow & Bidlingmaier, 1997“)
Фигура 7: Съставяне на основните параметри на процеса: разграждане на органичните вещества, температура, развитие на амоняка, рН, (източник „Binner“, 2003 г.)
|
| Масовият баланс на процеса на компостиране, на разделно събрани при източника биоотпадъци от домакинствата и подобни източници, обикновено се свежда до процеса на разграждане на органичните вещества и образуване на отработени газове и намаляване на обема на материалите до 55 – 65 % (m/m) от първоначалната маса, в зависимост от входящите материали (биоотпадъци). Делът на пречистения компост след отстраняване на примесите и неподлежащите на рециклиране фракции, възлиза на около 30 - 35% (m/m). В случай на компостиране на зелени отпадъци от градини и паркове, с много по-голямо съдържание на дървесни компоненти (лигнин), степента на разграждане може да бъде по-ниска, около 20 - 30% (m/m).
Таблица 3: Характеристики на процеса компостиране
Фази на процеса
|
Органични материали
= подхранване на микрофлората & фауната
|
Фаза на разграждане
„активно“ разграждане I
|
Фаза на трансформиране
„активно“ разграждане II
|
Фаза на узряване
Сформиране на хумуса
|
Температура
|
|
Максимална температура
> 55° - >70°C
|
Намаляване на температурата до
30° - 55°C
|
Охлаждане
< 45°C
|
Влажност
|
|
55 - 70 % от общото тегло на свежия материал
|
45 – 55/60 % от общото тегло на свежия материал
|
35 - 50 % от общото тегло на свежия материал
|
Характеристики на процеса
|
Комплексни, молекулярни структури от растителна и животинска тъкан, оборска тор и т.н.
Основни вещества:
Захари, мазнини / мастни киселини, протеини, целулоза, хемицелулоза, лигнин и др. източници на азот и въглерод.
Енергия: фиксиран е в молекулярни съединения.
Ключови фактори за процеса компостиране:
Съотношение въглерод/азот (C / N): от 25:1 до 35:1 (общ и достъпен за микро живот), вода, въздушно пространство / осигуряване на стабилни аерирани пори в структурата на сместа от материали (биоотпадъци).
|
Разпадане - бурен метаболизъм.
Процеси на трансформация:
Минерализация на лесно разградими нискомолекулни съединения (протеини, захариди, нишесте, мазнини); разграждане на комплексни, високомолекулни структури от растителна тъкан (целулозни влакна и т.н.).
Азот: загуби на азот (амоняк); протеините се разграждат до амониев сероводород.
Биология: смесена, предимно бактериална микрофлора.
Енергия: частично свързана в нова микрофлора, частична загуба под формата на топлина.
|
„Разграждане и образуване на метаболити - намалена скорост на разграждане.
Процеси на трансформиране:
Разграждане на дълговерижни полимерни съединения / алифатни полимери (хемицелулоза, целулоза); начало на разграждане на лигнинови съединения; начало на образуването на лигнинооцелулозни протеини и хумусни вещества.
Азот: вграждане на азот в бактериалната и гъбичната биомаса; увеличаване на съдържанието на нитрати; намаляване на амония.
Биология: висока степен на биоразнообразие на бактериална и гъбична микрофлора; актиномицети (Actinomycetes) и басидомицети (Basidiomycetes) - [например cuprinus]
Развитие на микробна мезофауна.
|
Намалена трансформация - образуване на нови съединения,
Процеси на трансформация:
Разграждане на лигниновите съединения; постепенно стабилизиране и образуване на хумус; внедряване на азот в хумусните вещества.
Краен продукт: "глинесто-хумусен материал"
Азот: Намаляване на съотношението въглерод/азот (C / N) - (10:1 до 20:1)
Биология: висока степен на биоразнообразие на мезофауната: „пролетни опашки“, компостиращи червеи (Eisenia fetida)
|
Състав
|
комплексни "стари" биологични системи с ниска ентропия
|
разграждане
|
преход към нови съединения
|
съвкупност от нови структури
|
Доминантни условия
|
|
Топлина – вода – (въздух)
|
Вода - въздух
|
Въздух - почва
|
Сподели с приятели: |
