Κομποστοποίηση: Μία λύση ενάντια στη συσσώρευση βιοαποβλήτων στους ΧΥΤΑ

Κομποστοποίηση: Μία λύση ενάντια στη συσσώρευση βιοαποβλήτων στους ΧΥΤΑ

του Φίλη Αθανάσιου, Γεωπόνος M.Sc. Εταιρεία PHYTOFIL

Τι είναι η «κομποστοποίηση» [1]

Η αερόβια θερμόφιλη αποσύνθεση ή αποικοδόμηση ή χώνευση που επικράτησε με τον όρο «κομποστοποίηση» είναι μια βιολογική διεργασία κατά την οποία μια ευρεία κοινότητα από μικροοργανισμούς του εδάφους (βακτήρια, ακτινομύκητες, μύκητες, πρωτόζωα) και σε αρχικά και τελικά στάδια ορισμένα ασπόνδυλα, μετατρέπουν υπό ελεγχόμενες συνθήκες, τα οργανικά υλικά σε ετεροπολυμερή προϊόντα σκοτεινού χρώματος και κολλοειδούς φύσεως γνωστά ως χουμικές ουσίες ή χούμος[2]. Κατά τη διάρκεια της «κομποστοποίησης» οι μικροοργανισμοί καταναλώνουν οξυγόνο (O2) «τρεφόμενοι» από τα οργανικά υλικά, τα οποία οξειδώνουν προκαλώντας εξώθερμες ενζυμικές οξειδωτικές αντιδράσεις απελευθερώνοντας σημαντικά ποσά θερμότητας που εγκλωβίζεται στους κομποστοσωρούς προκαλώντας αντίστοιχη αύξηση της θερμοκρασίας. Ταυτόχρονα μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και εξατμισμένου νερού (H2O) εκλύονται στην ατμόσφαιρα.

Η «κομποστοποίηση» μειώνει τον όγκο και τη μάζα των αρχικών οργανικών υλικών και τα μετασχηματίζει σε σταθεροποιημένη οργανική ύλη η οποία δεν επιδέχεται περαιτέρω ταχεία διάσπαση. Ο όγκος του ώριμου και σταθεροποιημένου «κομπόστ» (τελικό προϊόν) είναι κατά 50% ή και περισσότερο μειωμένος σε σχέση με τον όγκο των αρχικών υλικών της «κομποστοποίησης».

Η απρόσκοπτη δράση των μικροοργανισμών απαιτεί ειδικές συνθήκες όσον αφορά τα επίπεδα θερμοκρασίας, υγρασίας και αερισμού όπως επίσης και συγκεκριμένη περιεκτικότητα, των προς κομποστοποίηση υλικών, σε κάποια χημικά στοιχεία. Ο άνθρακας (C), το άζωτο (N), ο φωσφόρος (P) και το κάλιο (K) αποτελούν τα κύρια θρεπτικά στοιχεία που χρειάζονται οι μικροοργανισμοί οι οποίοι εμπλέκονται στην «κομποστοποίηση».

Όμως, εκτός από πολύ ειδικές περιπτώσεις, τα κρίσιμα στοιχεία φαίνεται ότι είναι μόνο δύο, ο άνθρακας και το άζωτο. Οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν τον άνθρακα ως πηγή ενέργειας αλλά και ως βασική δομική τους μονάδα ενώ το άζωτο για το σχηματισμό πρωτεϊνών και την αναπαραγωγή τους. Ως γενικός κανόνας, ένας ισορροπημένος λόγος C/N γύρω στο 25 είναι αρκετά υψηλός ώστε να εξασφαλίζει ότι δεν θα υπάρξει ανεπάρκεια άνθρακα (που θα είχε ως αποτέλεσμα επιβράδυνση της κομποστοποίησης) και όχι υπερβολικά χαμηλός (που θα οδηγούσε σε περίσσεια και τελικές απώλειες αμμωνιακού αζώτου).

Ο επαρκής αερισμός (Ο2>5%) για να μην επικρατήσουν αναερόβιες συνθήκες[3] και ένα ελάχιστο ποσοστό υγρασίας (συνήθως ανάμεσα στο 30-70% της ικανότητας συγκράτησης υγρασίας των κομποστοσωρών) είναι απαραίτητα για τη λειτουργία των μικροοργανισμών και των ενζυμικών συστημάτων τους. Οι κατάλληλες συνθήκες υγρασίας και αερισμού επιτυγχάνονται μετά από προσεκτική επιλογή των υλικών και της κοκκομετρίας των μειγμάτων χρησιμοποιώντας παράλληλα και ορισμένα μηχανικά μέσα υποστήριξης του αερισμού (μηχανική ανάδευση των σωρών ή εξαναγκασμένος αερισμός μέσω σωλήνων). Σε υλικά με επαρκές πορώδες η αρχική υγρασία των μειγμάτων των υλικών είναι συνήθως 55-60%[4], επειδή η «κομποστοποίηση» είναι μια διαδικασία έμμεσης ξήρανσης εξαιτίας της παραγόμενης θερμότητας από τη δράση των μικροοργανισμών.

Τα στάδια κομποστοποίησης

Μία τυπική ταξινόμηση των σταδίων της «κομποστοποίησης» ανάλογα με τις επικρατούσες θερμοκρασίες προτείνεται σε έκδοση του Υπουργείου Παραγωγικής Ανασυγκρότησης Περιβάλλοντος και Ενέργειας[5]. Σύμφωνα με αυτή η κομποστοποίηση ξεκινά αμέσως μόλις τα κατάλληλα υλικά συνδυαστούν σε σειράδια (σωροί) όπου τις πρώτες 1-2 ημέρες επικρατούν θερμοκρασίες περιβάλλοντος έως 22oC (ψυχροφιλικό στάδιο) και πραγματοποιείται ο εγκλιματισμός και ο αρχικός αποικισμός των υλικών από τους μικροοργανισμούς.

Στο δεύτερο στάδιο το επονομαζόμενο ως μεσοφιλικό (22oC-40oC) διαρκεί 3-4 ημέρες και επιτρέπει τη δράση των μεσόφιλων μικροοργανισμών οι οποίοι αποσυνθέτουν με ταχείς ρυθμούς τις εύκολα διασπώμενες ουσίες (σάκχαρα, πρωτεΐνες, αμινοξέα, οργανικά οξέα κ.α.).

Τις επόμενες 15-20 ημέρες και ανάλογα με τη σύνθεση των αρχικών υλικών εξελίσσεται η θερμοφιλική φάση της «κομποστοποίησης» λόγω της αυξημένης θερμοκρασίας των σειραδίων (40oC-65oC) από τη δράση των μικροοργανισμών. Σε αυτό το στάδιο αναλαμβάνουν οι θερμόφιλοι μικροοργανισμοί οι οποίοι επιταχύνουν τη διάσπαση των πρωτεϊνών και των λιπών ενώ παράλληλα αποικοδομούν σύνθετους υδατάνθρακες όπως οι κυτταρίνες και οι ημικυτταρίνες. Στο ίδιο στάδιο επιτυγχάνεται και η υγειονοποίηση του υλικού, καθώς σε θερμοκρασίες σταθερά μεγαλύτερες των 55oC καταστρέφονται τα περισσότερα κοινά παθογόνα  και οι σπόροι των ζιζανίων. Στο σημείο αυτό χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή να μην αναπτυχθούν θερμοκρασίες  μεγαλύτερες των 65oC στα σειράδια διότι στην περίπτωση αυτή θα καταστραφούν και πληθυσμοί θερμόφιλων μικροοργανισμών με επακόλουθη μείωση των ρυθμών αποδόμησης των υλικών.

Μετά από επαναλαμβανόμενες αναμοχλεύσεις των κομποστοσωρών με επακόλουθες επαναλήψεις της θερμοφιλικής φάσης  η διαδικασία εισέρχεται στη δεύτερη μεσοφιλική φάση (ωρίμανση υλικού) που διαρκεί περισσότερες από 30 ημέρες με θερμοκρασίες σειραδίων μικρότερες των 40oC. Κατά το τελευταίο αυτό στάδιο μειώνεται η βιολογική δραστηριότητα ενώ συνεχίζεται η αποικοδόμηση ουσιών όπως το άμυλο και η κυτταρίνη μέχρι να παραμείνουν στα σειράδια ουσίες που δεν μπορούν να αποικοδομηθούν περισσότερο (χουμικά κολλοειδή συνδεδεμένα με ανόργανα στοιχεία και χούμος).

«Κομποστοποίηση» βιοαποβλήτων στην Ελλάδα

Σύμφωνα με στοιχεία του Υπουργείου Παραγωγικής Ανασυγκρότησης Περιβάλλοντος και Ενέργειας[6] το 44,8% του συνόλου των ετησίως παραγόμενων αστικών στερεών αποβλήτων (ΑΣΑ) στην Ελλάδα (5,8 εκ. τόνοι) είναι βιοαπόβλητα[7]. Βάσει της εθνικής νομοθεσίας[8] οι Δήμοι και οι Περιφέρειες της χώρας οφείλουν να προετοιμαστούν για να εφαρμόσουν το 2020 τη διαδικασία της χωριστής συλλογής[9] σε τουλάχιστον 260.000 τόνους βιοαποβλήτων.

Το υπό δημόσια διαβούλευση (Ιούνιος 2015) Εθνικό Σχέδιο Διαχείρισης Αποβλήτων[10] (ΕΣΔΑ) υιοθετώντας τη στρατηγική της χωριστής συλλογής και ανάκτησης των βιοαποβλήτων θέτει ως ακριβή ποσοτικό στόχο χωριστής συλλογής για το 2020 το 40% του συνολικού τους βάρους αυξάνοντας τα βιοαπόβλητα, που θα ακολουθήσουν τη διαδικασία και δεν θα οδηγηθούν σε ταφή, στους 1.000.000 τόνους κατά προσέγγιση.

Παράλληλα το νέο ΕΣΔΑ προβλέπει την επεξεργασία των χωριστά συλλεγέντων βιοαποβλήτων με σκοπό την παραγωγή κομπόστ, ποιοτικών προδιαγραφών, σύμφωνα με διεθνή ή και εθνικά πρότυπα. Η διαδικασία της χωριστής συλλογής των βιοαποβλήτων προωθείται κυρίως μέσω της οικιακής και επιτόπιας κομποστοποίησης ενώ ειδική μέριμνα λαμβάνεται για την οργάνωση της διαλογής στην πηγή (χώροι πρασίνου, ξενοδοχεία, στρατόπεδα, λαϊκές αγορές, κ.α.)[11].

Από την αποτίμηση της παρούσας κατάστασης με δεδομένα του έτους 2011[12] διαπιστώνεται ότι σε επίπεδο χώρας η ανάκτηση μέσω χωριστής συλλογής των οργανικών υλικών (κομποστοποίηση ή και ενεργειακή ανάκτηση) κινείται σε ιδιαίτερα χαμηλά επίπεδα που αντιστοιχούν μόλις στο 3% (174.000 τόνοι) των συνολικά παραγόμενων ΑΣΑ της προαναφερόμενης χρονιάς. Η μετάβαση από την ανάκτηση με χωριστή συλλογή των 174.000 τόνων του 2011 στους  1.000.000 τόνους του 2020 απαιτεί την ανάληψη σημαντικών πρωτοβουλιών της τοπικής αυτοδιοίκησης καθώς και όσων ιδιωτικών φορέων παράγουν σημαντικές ποσότητες οργανικών υλικών με σκοπό την άμεση αξιοποίηση των αποβλήτων τους πάντοτε σε συνεργασία με τους ειδικούς του τομέα.

Η επιβλεπόμενη επιστημονικά «κομποστοποίηση» είναι δυνατόν να αποτελέσει μια αξιόπιστη και περιβαλλοντικά ασφαλή διαδικασία αξιοποίησης, ανακύκλωσης, και ανάκτησης της ενέργειας των βιοαποβλήτων στην Ελλάδα που θα συντελέσει καθοριστικά στην αποφόρτιση των ΧΥΤΑ. Τα είδη και η σύνθεση των βιοαποβλήτων των ΑΣΑ (κοπές χλοοτάπητα, ξυλώδη υπολείμματα κλαδευμάτων, φύλλα κ.λπ.) επιτρέπουν τη χρήση τους ως πρώτων υλών στα μείγματα των σειραδίων της αερόβιας αποικοδόμησης αφού κατάλληλα συνδυασμένα πληρούν όλες τις προαναφερόμενες προϋποθέσεις πορώδους, περιεκτικότητας σε υγρασία και λόγων C/N.

Το μόνο που απομένει είναι η αναζήτηση και η συνεργασία με τις κατάλληλες επιχειρήσεις που διαθέτουν σημαντική εμπειρία και τεχνογνωσία στη διαδικασία της «κομποστοποίησης» και στην ασφαλή διαχείριση των αρχικών υλικών.

PHYTOFIL: Εταιρεία Παροχής Γεωπονικών Υπηρεσιών – Κατασκευής & Συντήρησης Αστικού και Περιαστικού Πρασίνου – Στοιχεία επικοινωνίας: 210-5540301, 210-5560158, 6976999923. email: filis_oe@otenet.gr – Ωκεανίδων, ΤΚ: 19200, Ελευσίνα
Παραπομπές:
[1] Η ενότητα αυτή χρησιμοποιεί πληροφορίες κυρίως από: Rynk R., M. van de Kamp, G.B. Willson, M.E. Singley, T.L. Richard, J.J. Kolega, F.R. Gouin, L. Laliberty, Jr., K. Day, D.W. Murphy, H.A.J. Hoitink, and W.F. Brinton,  1992. On-Farm Composting Handbook. NRAES, Cornell University, Ithaca, NY.
[2]Μπόβη Κ. και Ασημακόπουλου Ι., 1993. Βασικές έννοιες εδαφολογίας. Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
[3] Τότε αναλαμβάνουν άλλοι μικροοργανισμοί και εξελίσσονται άλλες βιοχημικές αντιδράσεις χαρακτηριστικά της αναερόβιας αποικοδόμησης.
[4] Cornell Waste Management Institute, 1996. http://compost.css.cornell.edu/calc/rightmix.html
[5] ΕΠΠΕPAA-Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Περιβάλλον και Αειφόρος Ανάπτυξη, 2014. Οδηγός λειτουργίας ανοικτών εγκαταστάσεων κομποστοποίησης (αερόβια επεξεργασία) προδιαλεγμένων βιοαποβλήτων.
[6],11 ΕΠΠΕPAA-Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Περιβάλλον και Αειφόρος Ανάπτυξη, 2014. Οδηγός λειτουργίας ανοικτών εγκαταστάσεων κομποστοποίησης (αερόβια επεξεργασία) προδιαλεγμένων βιοαποβλήτων.
[7] «τα βιοαποδομήσιμα απόβλητα κήπων και πάρκων, τα απορρίμματα τροφών και μαγειρείων από σπίτια, εστιατόρια, εγκαταστάσεις ομαδικής εστίασης και χώρους πωλήσεων λιανικής και τα συναφή απόβλητα από εγκαταστάσεις μεταποίησης τροφίμων», Νόμος 4042/2012, Άρθρο 11, Φ.Ε.Κ. τ.Α/24/13-2-2012.
[8] Νόμος 4042/2012, Άρθρο 41, Φ.Ε.Κ. τ.Α/24/13-2-2012.
[9] Χωριστή συλλογή: η συλλογή όπου μια ροή αποβλήτων διατηρείται χωριστά με βάση τον τύπο και τη φύση για να διευκολυνθεί η ειδική επεξεργασία», Νόμος 4042/2012, Άρθρο 11, Φ.Ε.Κ. τ.Α/24/13-2-2012.
[10],12 http://www.opengov.gr/minenv/wp-content/uploads/downloads/2015/06/paragogikhsanasygkrothsh.pdf.

Διαβάστε επίσης:

Παραγωγή ποιοτικού κομπόστ από Δημοτικά Στερεά Απόβλητα

Η αναγκαιότητα της διαχείρισης των αποβλήτων φυτικής βιομάζας σε Δήμους και Περιφέρειες