Compost
Compost is een fijn verdeeld, los materiaal bestaande uit afgebroken organische stof. Het wordt voornamelijk gebruikt als voedingsstof voor planten en bodemverbeteraar om de groei van gewassen te stimuleren. Hoewel veel mensen compostproductie associëren met kleine composthopen in de tuin die met een schop worden onderhouden, wordt de meeste compost geproduceerd in grote gemeentelijke, industriële of landbouwfaciliteiten met behulp van gemechaniseerde apparatuur.
Achtergrond
De uitdrukking "ouder dan vuil" is zeker van toepassing op compost. De natuur produceert al miljoenen jaren compost als onderdeel van de cyclus van leven en dood op aarde. Het eerste menselijke gebruik van dierlijke mest, een ruwe vorm van compost, was in ongeveer 3.000
De Grieken en Romeinen kenden de waarde van compost om de productie van gewassen te stimuleren en gebruikten zelfs de warmte van compost om in de winter zomergroenten te produceren. Christelijke kloosters hielden de kunst van het composteren in Europa levend na de val van het Romeinse Rijk, en tegen ongeveer 1200 werd compost weer door veel boeren gebruikt. Shakespeare vermeldt het in verschillende van zijn toneelstukken die in het begin van de 17e eeuw zijn geschreven.
In de Verenigde Staten waren presidenten George Washington en Thomas Jefferson prominente landeigenaren tijdens de late jaren 1700 en vroege jaren 1800. Toen ze niet betrokken waren bij staatszaken, besteedden ze allebei veel van hun tijd aan het uitproberen van innovatieve landbouwpraktijken, waaronder experimenten met verschillende composteringsmethoden en materialen. Toen jaren van opeenvolgende gewassen de voedingsstoffen in de bodem aan de oostkust uitputten, werd de praktijk van composteren wijdverbreid. Deze trend zette zich voort tot het begin van de 20e eeuw, toen werd geschat dat 90% van de mest die in de Verenigde Staten werd gebruikt, afkomstig was van compost.
Dat veranderde allemaal in 1913, toen een Duits bedrijf synthetische stikstofverbindingen begon te produceren, waaronder meststoffen. Deze nieuwe kunstmest kon goedkoper worden geproduceerd dan rommelige dierlijke mestcompost, en de composthoop op het erf behoorde al snel tot het verleden. In 1950 werd geschat dat slechts 1% van de mest die in de Verenigde Staten werd gebruikt, afkomstig was van compost.
Een opmerkelijke uitzondering op deze trend was het werk dat in 1942 door J.I. Rodale, een bekende pionier in de ontwikkeling van de biologische landbouwmethode. Rodale was een van de eersten die de gevaren inzag van het gebruik van synthetische meststoffen en de voordelen van het gebruik van compost afkomstig van natuurlijke bronnen. Composteren kreeg een kortstondige boost tijdens het milieubewuste tijdperk van de jaren zestig, maar het duurde tot de jaren tachtig toen het een big business werd. Deze stijging was niet het resultaat van een hernieuwd bewustzijn van de positieve aspecten van compost, maar eerder van een groeiende bezorgdheid over de negatieve aspecten van afval. Kortom, in onze pogingen om van ons afval af te komen, verontreinigden we onze lucht, vergiftigden we onze rivieren en begroeven we onszelf er letterlijk in met onze vuilstortplaatsen.
Om een deel van het gemeentelijk afval weg te leiden van de stortplaatsen, richtten verschillende steden begin jaren zeventig recyclingcentra op waar mensen blikjes, flessen en kranten konden brengen in plaats van ze in de prullenbak te gooien. Dit werd gevolgd door recycling langs de weg, waar mensen deze recyclebare materialen in aparte containers konden plaatsen om ze voor hun huis op te halen. Ten slotte hebben veel steden extra containers aan de stoeprand toegevoegd voor te composteren tuinafval. In 1992 hadden bijna 1.500 steden compostfaciliteiten voor tuinafval.
Tegelijkertijd verplichtten strenge nieuwe milieuwetten dat industrieën hun afvalproducten niet langer zomaar op het omringende land konden dumpen of in nabijgelegen rivieren konden lozen. Om aan deze wetten te voldoen, begonnen veel industrieën hun eigen recycling- en composteringsprogramma's. Milieuproblemen troffen ook boeren, die de schuld kregen van de negatieve gezondheidseffecten die chemische meststoffen en pesticiden hadden op mensen en dieren in het wild. Als gevolg hiervan besloten veel boeren om te bezuinigen of chemicaliën te elimineren ten gunste van het gebruik van compost.
Tegenwoordig wordt de meeste compost verwerkt in grote faciliteiten die zijn ontworpen om een specifiek type grondstof te verwerken. Landbouwcompost wordt meestal geproduceerd en gebruikt op dezelfde boerderij die de grondstoffen heeft gegenereerd. Industriële compost kan in zakken worden verpakt en aan individuele kopers worden verkocht, of de grondstoffen kunnen in bulk worden verkocht aan andere composteringsfaciliteiten. Gemeentelijk tuinafvalcompost wordt meestal geproduceerd in installaties die worden beheerd door de stad of het vuilophaalbedrijf en wordt verkocht aan lokale groenvoorzieningsbedrijven en tuincentra.
Grondstoffen
Technisch gezien kan compost worden gemaakt van elk organisch materiaal. Dat wil zeggen, het kan worden gemaakt van elk deel van een organisme, plant of dier, dat koolstof bevat. Compost vereist ook een bron van stikstof, zuurstof en water, plus kleine hoeveelheden van een verscheidenheid aan elementen die gewoonlijk in organisch materiaal worden aangetroffen, waaronder fosfor, koper, kalium, calcium en andere.
Om de organische materialen te combineren met de andere materialen en te ontleden tot compost, zijn verschillende levende organismen en micro-organismen nodig. Deze omvatten sowbugs, die helpen de materialen te verteren en bacteriën te transporteren; regenwormen, die de materialen met hun tunnels beluchten; een verscheidenheid aan schimmels die helpen bij het verteren van bederfbestendige cellulose; schimmelachtige bacteriën, actinomyceten genaamd, die rauwe plantenweefsels aanvallen; en vele anderen.
De meest gebruikte grondstoffen voor het maken van compost zijn tuinafval zoals gemaaid gras, bladeren, onkruid en klein snoeiafval van struiken en bomen. De meeste composthopen in de tuin en gemeentelijke compostfaciliteiten gebruiken uitsluitend tuinafval vanwege de grote hoeveelheid beschikbare materialen.
Industriële compostinstallaties gebruiken meestal afvalmateriaal dat in een bepaalde fabriek of regio wordt gegenereerd. Suikerbietenpulp wordt bijvoorbeeld gemengd met andere materialen om compost te maken in een gebied waar suikerraffinaderijen actief zijn. Gebruikte hop en graan van brouwerijen zijn ook uitstekende compostmaterialen. Andere materialen zijn zaagsel en houtsnippers van houtzagerijen, visafval van conservenfabrieken en gedroogd bloed en verpulverde botten van dieren uit slachthuizen.
Agrarische compostfaciliteiten gebruiken materialen die direct beschikbaar zijn op nabijgelegen boerderijen. Deze omvatten dierlijke mest, gebruikt stalstro, bedorven groenten en fruit, veldafval, snoeiafval van wijngaarden en boomgaarden, verrot hooi en ander landbouwafval.
Enkele van de meer ongebruikelijke grondstoffen die worden gebruikt om compost te maken, zijn zeewier, kippenveren, pindaschillen en haarresten.
Het fabricageproces
De productie van compost is zowel een mechanisch als een biologisch proces. De grondstoffen moeten eerst mechanisch worden gescheiden, verzameld en versnipperd voordat het biologische afbraakproces kan beginnen. In sommige gevallen wordt het ontledingsproces zelf geholpen door mechanisch roeren of beluchten van de materialen. Na ontleding wordt de afgewerkte compost mechanisch gezeefd en in zakken gedaan voor distributie.
Er zijn verschillende methoden om op grote schaal compost te produceren. De methaanvergistermethode plaatst de grondstoffen in een grote, afgesloten container om zuurstof uit te sluiten. De resulterende zuurstofarme ontbinding produceert niet alleen compost, maar ook methaangas, dat kan worden gebruikt om te koken of te verwarmen. De beluchte paalmethode plaatst de grondstoffen in palen of sleuven met geperforeerde buizen die lucht circuleren. De resulterende zuurstofrijke ontbinding produceert een grote hoeveelheid warmte, die de meeste schadelijke bacteriën doodt. De zwadmethode plaatst de grondstoffen in lange stapels, zwaden genaamd, waar ze gedurende een periode van enkele weken of maanden op natuurlijke wijze kunnen ontbinden. Het is de goedkoopste methode van allemaal. Hier is een typische reeks handelingen die worden gebruikt om gemeentelijk tuinafval om te zetten in compost met behulp van de zwadmethode.
Scheiden
- 1 Tuinafval wordt door huiseigenaren in aparte containers gedeponeerd, en de containers worden op de reguliere huisvuilophaaldag aan de stoeprand geplaatst om te worden opgehaald. Huiseigenaren krijgen de instructie dat alleen bepaald tuinafval kan worden opgehaald. Deze omvatten gemaaid gras, bladeren, onkruid en klein snoeihout van struiken en bomen. Korte stukken boomtakken tot een diameter van ongeveer 15 cm zijn ook acceptabel. Huiseigenaren krijgen ook de instructie dat bepaalde andere tuinafvalstoffen niet acceptabel zijn. Deze omvatten stenen, graszoden, uitwerpselen van dieren en overmatige hoeveelheden vuil. Palmbladeren zijn verboden omdat de bladeren niet verteren en een gif dragen. Voedselresten, fruit en groenten zijn ook verboden omdat ze knaagdieren kunnen aantrekken, ongewenste zaden kunnen dragen en kunnen bijdragen aan geuren.
- 2 Het tuinafval wordt met aparte vuilniswagens opgehaald en naar het verwerkingscentrum vervoerd waar het op stapels wordt gestort. De palen worden visueel geïnspecteerd en alle te grote of onaanvaardbare materialen worden handmatig verwijderd.
Malen
- 3 Een grote machine op wielen, een voorlader genaamd, raapt materiaal van de stapels op en dumpt het in een kuipslijpmachine. De kuipmolen heeft een stationaire verticale cilindrische buitenschaal met een roterende cilindrische binnenschaal. Terwijl het materiaal tussen de twee schalen passeert, wordt het in kleinere stukjes vermalen en grondig gemengd. Het grondmateriaal valt uit de bodem en door een zeef waar de grotere stukken worden uitgezeefd. Het resterende materiaal wordt via een transportband naar een opslagstapel getransporteerd.
- 4 De grotere stukken worden zonder verdere bewerking verkocht aan hoveniersbedrijven voor gebruik als mulch of bodembedekker. De rest wordt in grote dumptrucks geladen en naar het composteringsgebied getransporteerd waar het in lange rijen, zwaden genaamd, wordt gedumpt. Elke rij is ongeveer 6-10 voet (2-3 m) hoog en enkele honderden voet (m) lang met een driehoekige dwarsdoorsnede. Tussen elke rij wordt een vlakke ruimte van ongeveer 3 m (10 ft) gelaten om voertuigen over de lengte te laten bewegen.
Composteren
- 5 Het composteringsgebied kan meerdere acres (hectares) beslaan. Nadat een zwad is gelegd, wordt het materiaal gedempt door een tankwagen die langs de rij sproeiend met water rijdt. Het water helpt bij het composteringsproces en helpt bij het minimaliseren van door de wind opgeblazen stof.
- 6 Om de paar weken staat een speciale machine schrijlings op elk zwad en beweegt over de lengte ervan om het materiaal te draaien en te roeren. Dit breekt het materiaal af in nog kleinere stukjes en stelt het bloot aan zuurstof, wat helpt bij het ontbindingsproces. Nadat het zwad is gekeerd, wordt het opnieuw besproeid met water. Dit proces duurt twee of drie maanden. Bij warm, droog weer kan het zijn dat de zwaden vaker moeten worden bewaterd. Tijdens de ontbinding kan de interne temperatuur van de stapel 130 ° F (54 ° C) bereiken, wat helpt om veel van de aanwezige onkruidzaden te doden.
Genezen
- 7 De ruwe compost wordt met een voorlader opgeschept en naar een grote kegelvormige hoop gebracht waar het het afbraakproces over een periode van enkele weken kan voltooien. Dit proces wordt uitharden genoemd en zorgt ervoor dat de koolstof en stikstof in de compost zich kunnen aanpassen aan hun uiteindelijke niveau.
Screening
- 8 Nadat de compost is uitgehard, wordt deze met een voorlader opgeschept en in de trechter van een roterende zeef gestort. Dit apparaat bestaat uit een groot cilindrisch scherm dat roteert om een as die iets schuin boven de horizontaal staat. de openingen in
Diogram van de commerciële verwerking van tuinafval tot compost. het scherm heeft een diameter van ongeveer 0,5 inch (1 cm). De compost wordt door een transportband vanuit de trechter in het verhoogde uiteinde van het roterende scherm gevoerd. Terwijl de compost over de lengte van het roterende scherm naar beneden tuimelt, valt het kleinere materiaal door het scherm en wordt door een transportband naar een opslaghoop verplaatst. Het grotere materiaal dat niet door het scherm kan, valt uit het onderste uiteinde van de cilinder en wordt ofwel teruggevoerd naar de composthopen voor verdere ontbinding of wordt verkocht als houtsnippers.
Distributie
- 9 Veel van de afgewerkte compost wordt in grote dumptrucks geladen en in bulk verkocht aan groenvoorzieningsbedrijven, gemeenten, kwekerijen en andere commerciële klanten. Een deel ervan is verzegeld in plastic zakken van 18 kg voor verkoop aan huiseigenaren. Met behulp van de zwadmethode kan een typische afvalverwerkingsfaciliteit in de voorsteden wel 100.000 ton (91.000 metrische ton) compost per jaar produceren.
Kwaliteitscontrole
Compostbedrijven laten hun afgewerkte compost regelmatig testen om er zeker van te zijn dat deze vrij is van schadelijke stoffen en de juiste hoeveelheden plantenvoedingsstoffen bevat. De tests meten de grootte van de deeltjes, het vochtgehalte, het mineraalgehalte, de koolstof-stikstofverhouding, de zuurgraad, het nutriëntengehalte, de ontkiemingssnelheid van onkruidzaden en vele andere factoren. Afvaldeeltjes moeten bijvoorbeeld een diameter hebben tussen 0,5-2 in (1,2-5 cm) om de zuurstofstroom in de compost te stimuleren. Evenzo moet het vochtgehalte hoger zijn dan 40% om het compostproces te vergemakkelijken. Vochtniveaus die onder de 40% zakken, vertragen het proces en vormen het risico van zelfontbranding. Ook zou de ideale verhouding van koolstof tot stikstof gemiddeld 30 gewichtsdelen koolstof tot één gewichtsdeel stikstof moeten zijn. De ideale balans zorgt voor een gezonde microbiële populatie die de ontbinding versnelt en geur minimaliseert.
Schadelijke materialen
Compost gemaakt van tuinafval, zoals bladeren en gemaaid gras, bevat zelden schadelijke stoffen. Er kunnen zich echter problemen voordoen wanneer compost wordt gemaakt van gedeeltelijk gesorteerd gemeentelijk afval, bepaald industrieel afval of rioolslib. In die gevallen kunnen onaanvaardbare niveaus van giftige metalen, chemicaliën of schadelijke bacteriën aanwezig zijn.
Om het publiek te beschermen, stelt de federale Environmental Protection Agency (EPA) acceptabele niveaus vast voor duizenden materialen die in compost aanwezig kunnen zijn. Elke staat kan ook zijn eigen normen hebben. Voor gemeentelijk afval wordt bronscheiding - dat wil zeggen huiseigenaren hun tuinafval in aparte containers laten sorteren in plaats van het met de rest van hun afval weg te gooien - als een van de meest effectieve manieren beschouwd om schone, veilige compost te produceren.
De Toekomst
Door het huisvuil te scheiden en er compost van te maken, kunnen gemeenten naar schatting de hoeveelheid afval die naar de vuilstort gaat, met ongeveer 20% verminderen. Hoewel dat een aanzienlijke vermindering is, wordt verwacht dat in de toekomst nog meer afval van de stortplaatsen moet worden afgevoerd. Materialen zoals vervuilde voedselverpakkingen, wegwerpluiers, voedselresten, vodden van natuurlijke vezels, stukken hout en andere organische materialen kunnen allemaal worden gecomposteerd. Om dit te doen, moeten gemeenten mogelijk verwerkingsfaciliteiten voor vast afval (MSW) opzetten om de composteerbare materialen te scheiden van de schadelijke materialen, zoals afgedankte batterijen, motorolie, asbest en veel huishoudelijke chemicaliën.
Uiteindelijk kan compostering ook een manier zijn om zelfs de schadelijke materialen te hanteren en te neutraliseren. Zo is bij een aantal oudere militaire munitiefabrieken en opslagfaciliteiten de omliggende grond verontreinigd met het explosieve materiaal trinitrotolueen, ook wel TNT genoemd. Onderzoekers gebruiken een speciaal samengestelde compostmix van plantaardig afval en buffelmest om de grond te neutraliseren via een eenvoudig biologisch composteringsproces dat de explosieve organische componenten van TNT omzet in minder schadelijke verbindingen.
Productieproces