چکیده

در این مطالعه روش های هوادهی در تولید کمپوست ارائه شده و بازدهی آن در قالب مطالعه موردی تولید کمپوست از مواد زائد جامد شهری تهران مورد بررسی قرار گرفته است. در شهر تهران روزانه حدود ۷۵۰۰ تن انواع پسماندهای جامد شهری تولید میگردد، که بالغ بر ۷۰ درصد این پسماندها از نوع آلی و تجزیهپذیر است. روشهای متفاوتی به منظور مدیریت جزء آلی پسماندهای شهری در جهان متداول است که از جمله می توان به سیستم تولید کمپوست از طریق اعمال روشهای مختلف هوادهی اشاره نمود. هر یک از روشهای مختلف هوادهی مزایا و معایب مخصوص به خود را دارند لذا در این تحقیق برای تعیین مناسبترین روش هوادهی جهت انجام کمپوستسازی، آزمایشاتی با روشهای هوادهی مختلف از قبیل هوادهی طبیعی، هوادهی فعال، هوادهی برگرداندن توده و هوادهی تلفیقی (دو روش هوادهی طبیعی و برگرداندن توده) انجام شد. در طی چهار ماه خصوصیات تغییرات در نسبت C/N از کمپوست ایجاد شده اندازهگیری شد. و بازده روشهای مختلف هوادهی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در روش هوادهی طبیعی به دلیل معدنی شدن نامناسب مواد آلی، نسبت C/N به مقدار استاندارد نرسید اما در دیگر روشهای هوادهی مقدار نهائی نسبت C/N به کمتر از ۲۰ (به محدوده بهینهای که کمپوست بالغ بایستی بعد از گذشت دوره زمانی ۴ ماه، داشته باشد) رسید.

واژههای کلیدی: مواد زائد جامد شهری، کمپوست، هوادهی برگرداندن توده، هوادهی طبیعی، هوادهی فعال، هوادهی تلفیقی

۱

-۱مقدمه

رشد سـریع جمعیـت شـهرها همـراه بـا توسـعه اقتصـادی و توسـعه صـنایع موجـب افـزایش مصـرف و در نتیجـه تولیـد مـواد زایـد جامـدی گردیـده اســت کـه موجــب پدیـد آمــدن معضـلات بهداشــتی و زیسـت محیطــی شـدیدی بــه ویـژه در کــلان شـهرها شــده است کمپوست سازی به عنوان یک روش سـالم و مـؤثر بـرای مـدیریت قسـمت قابـل توجـه مـواد زایـد جامـد شـهری مطـرح اسـت (Korner et al, 2008:65) تولیــد کمپوســت یکــی از فــن آوری هــای راهبــرد مــدیریت پســماند اســت کــه بــرای بازیافــت مــواد آلی به محصولات مفید استفاده می شود، اگـر چـه معـایبی نظیـر زمـان و فضـای مـورد نیـاز و احتیـاج بـه نیـروی کـار را مـی تـوان از موانــع ایــن فــن آوری هماهنــگ بــا محــیط نــام بــرد .(Raut et al, 2007:22) کمپوســت ســازی یــک فراینــد بیوتکنولــوژیکی اســت کــه پســماند هــای جامــد آلــی تحــت شــرایط هــوازی تجزیــه مــی شــوند (Barrena et al,2008:132)، ایــن فراینــد یــک فراینــد میکروبــی گرمــازا و مصــرف کننــده اکســیژن و یــک سیســتم میکروبــی دینامیــک بســیار فعــال اســت ( Sunberg et .(al.,2008:519 کمپوســت ســازی زایــدات شــهری حجــم زبالــه را کــاهش مــی دهــد، عوامــل بیمــاریزا را از بــین مــیبــرد، جوانــه زنی علف هـای هـرز در کشـاورزی را کـاهش مـی دهـد و تـا حـدی موجـب کـاهش ترکیبـات بـدبوی حاصـل از زبالـههـای شـهری مـیگـردد .(Hargreaves et al.,2008:5) در شـهر تهـران روزانـه حـدود ۷۵۰۰ تـن انـواع پسـماندهای جامـد شـهری تولیـد مـی-گردد، که بالغ بر ۷۰ درصد ایـن پسـماندها از نـوع آلـی و تجزیـهپـذیر اسـت. روشـهای متفـاوتی بـرای تولیـد کمپوسـت وجـود دارد که هـر یـک دارای مزایـا و محـدودیتهای مربـوط بـه خـود هسـتند کـه معمـولا بـا شـاخصهـایی نظیـر کیفیـت محصـول تولیـدی، هزینه های ثابت و متغیر، پیچیـدگی تکنولـوژی در دسـترس و میـزان انتشـار بـوی زننـده در مقیـاس صـنعتی بـا هـم مقایسـه مـی شــوند .(Renkow et al.,1998:221) بــا توجــه بــه ایــن نکتــه کــه روش تولیــد کمپوســت از پســماندهای جامــد شــهری چنــد سالی است که در شـهرداریهای کشـور بـه عنـوان یـک روش متـداول بـه منظـور امحـاء پسـماندهای آلـی رونـق یافتـه اسـت هنـوز تحقیقات جامعی در این خصوص و بـه ویـژه در رابطـه بـا انـواع روشـهای موجـود صـورت نپذیرفتـه اسـت و بیشـتر تکنولـوژیهـای موجود وارداتی بوده اسـت. عمـده تحقیقـاتی کـه در ایـن خصـوص صـورت پذیرفتـه در طـی دو سـال گذشـته در شـهرداری تهـران و بر روی روش هوادهی توده ثابت انجـام گرفتـه اسـت. بـا توجـه بـه آنکـه انـواع روشـهای تولیـد کمپوسـت بـه شـدت تحـت تـأثیر شرایط محیطی منطقه نیـز مـیباشـد شـاید نتـوان نتـایج حاصـله در یـک منطقـه را بـه منـاطق دیگـر گسـترش داد. بـرای بررسـی روش هوادهی تـوده ث ابـت و تعیـین بهتـرین نـرخ هـوادهی یـک دبـی مشـخص هـوادهی را بـرای ایـران معرفـی شـده کـه بـر ایـن اســاس کمپوســت تولیــدی در کمتــرین زمــان ممکــن و بــا مناســبترین کیفیــت تولیــد مــی گردید(رســاپور و همکــاران : ۱۳۸۵ .(۱۹ تحقیقات دیگری نیـز در ایـن خصـوص انجـام پذیرفتـه اسـت ولـی نتـایج تحقیقـات گسـترده در داخـل و خـارج کشـور نشـان مــیدهـــد کـــه انتخــاب هـــر یـــک از روشهــای مناســـب بـــرای هــر منطقـــه تـــابع پارامترهــای گســـتردهای اســـت کـــه از عمدهترین آنهـا مـی تـوان بـه رژیـم تولیـد پسـماند در هـر شـهر، درصـد پسـماند آلـی تولیـدی، مسـاحت سـایت تولیـد کمپوسـت، منابع مـالی در دسترسـی، مـدت زمـان تع ریـف شـده بـرای تولیـد کمپوسـت و کـاربرد کمپوسـت در مصـارف مختلـف اشـاره نمـود. بهبـود فراینـد کمپوسـت سـازی بـرای تولیــد محصـولات بـا کیفیـت بـالا بـرای کــاربرد موفـق ایـن زبالـه هـا در کشـاورزی اساســی اســت. در ایــن تحقیــق یکــی از معیارهــای کیفیــت کمپوســت ، نســبت کــربن بــه نیتــروژن (C/N) بــا اســتفاده از روش هــای هــوادهی طبیعــی و هــوادهی فعــال، هــوادهی بازگردانــدن تــوده و تلفیقــی( تلفیقــی از روش هــوادهی طبیعــی و برگردانــدن تــوده) مورد بررسی قرار گرفت. و هر یک نتایج خـاص مربـوط بـه خـود را داشـتهانـد ولـی هـر یـک مزایـا و معایـب مخصـوص بـه خـود را داشتهاند و تـاکنون کم تـر محققـی ترکیـب روشـهای مختلـف را مـورد آزمـون قـرار داده اسـت. اهمیـت روش ترکیبـی از آن جهـت

۲

خواهد بود که بتوان معایب روشهـای موجـود را تـا حـد ممکـن کـاهش و یـا حـذف نمـود . نسـبت کـربن بـه نیتـروژن (C/N) نیـز مهمترین عامل غذایی است کـه نیـاز بـه توجـه فـراوان دارد، زیـرا تجربـه نشـان داده اسـت کـه در بیشـتر پسـماندهـای آلـی، سـایر عناصـر غـذایی در مقـادیر و نسـبتهـای مـورد نیـاز بـرای کمپوسـتسـازی وجـود دارد .(Diaz et al, 2007:45) اگـر نسـبت C/N در تــوده زبالــه اولیــه بســیار پــایین باشــد نیتــروژن بــه صــورت آمونیــاک از تــوده خــارج مــیشــود و موجــب ایجــاد بــوی نــامطبوع میگردد، از طرفی اگر این نسبت بسیار بالا باشد کاهش سرعت فرایند کمپوستسازی را سبب میشود .(Zhn,2007:11)

-۲روش تحقیق

-۱-۲هوادهی

هوادهی یکی از مهمترین فاکتورهای محیطی در فرایند هوازی کمپوست سازی میباشد. طبق تعریف کمپوست شدن یک فرایند هوازی است و با افزایش هوادهی سرعت تجزیه مواد آلی نیز فزونی مییابد. هوادهی در کنترل دما و جلوگیری از ایجاد بوی نامطبوع در توده در حال تجزیه نقش مهمی دارد. باهوادهی، میکروارگانیسمهای هوازی فعال شده و از تولید مواد سمی نظیر الکل،گاز متان وغیره جلوگیری بعمل میآید. در اثر فعالیت زیستی مقادیر زیادی CO2 آزاد میگردد. در صورت عدم خروج CO2 و یا شرایط بی هوازی، اکسایش ناقص مواد آلی صورت گرفته که منجر به تولید ترکیبات حدواسط و یا انواع اسیدهای آلی میشود. بنابراین میزان حجم هوادهی بر کیفیت کمپوست تاثیر میگذارد. نتایج نشان داد که هوادهی ۰/۴۲ لیتر در دقیقه بر کیلوگرم ماده جامد مناسبترین شرایط اکسایش را در تهیه کمپوست فراهم میکند(.(Bueno, et al,2008:8 عمل هوادهی با نصب لوله های سوراخدار در داخل توده کمپوست، زیر و رو کردن ماده آلی توسط چهار شاخ، استفاده ازشبکه های توری و یا دستگاه همزن انجام میشود که این دستگاه به صورت کششی و یا خود کششی میباشد و قادر است توده ماده آلی را با سرعت زیاد هوادهی نماید.

-۲-۲روش برگرداندن توده

این روش یکی از قدیمیترین روشهای شناخته شده در تولید کمپوست میباشد. در این روش تودههای تشکیل شده معمولا بین ۱ تا ۳/۵ متر ارتفاع دارند، عرض آنها متغیر و بین ۱/۵ تا ۶ متر است که عامل محدود کننده در افزایش عرض پشته ماشینآلات مخصوص به منظور برگرداندن توده میباشد .(Anonymous, 2001:75) طول توده نیز در این روش به طور دلخواه و بسته به میزان مواد زائد و مساحت زمین در دسترس برای تولید کمپوست میباشد (عمرانی .(۵۵ :۱۳۷۷ اما اندازه مناسب توده برای این روش در حدود ۱۲ متر طول، ۳ متر عرض و ۱/۵ متر ارتفاع است. دما میتواند در مرکز توده به حدود ۶۵ درجه سانتیگراد برسد. دو جنبه مهم در ساخت توده در این روش عبارتند از:

-۱ ترکیب مواد گوناگون موجود که برای تولید کمپوست استفاده میشود.