Prosesi Etkileyen Çevresel Şartlar

Kompostlaştırma prosesini etkileyen belli başlı çevresel şartlar şunlardır;

• Su muhtevası
• Dane boyutu
• Hava(O2)
• C/N oranı
• pH
• Sıcaklık

Su Muhtevası

M.orglar besinlerini ancak çözünmüş halde alabilirler, reaksiyon ortamı daima nemli olmalıdır. Su mutevası %45-65(50-55) aralığında olmalıdır. Su muhtevası %60 dan fazla olursa daneler arasındaki boşluklar su boşluklar dolar ve oksijen girişi engellenir, sıcaklık düşer buna bağlı olarak patojen mikroorganizmalar canlı kalır ve ortam anaerobik hale dönerek koku problemi oluşur.

Su muhtevasının %40 altına düşmesi halinde ise mikroorganizmalarorglar çoğalamaz ve reaksiyon yavaşlar.

Su muhtevası %25’in altına düşünce mikroorganizmalar ölür, faaliyet durur.

Arıtma tesisi çamurlarında ve taze hayvan gübrelerinde optimum su muhtevası yüksektir.

Bunun başlangıçta %55-60 ile sonunda %40-45 olması sağlanmalıdır.(Eleme açısından daha kuru olursa toz emisyonlarına neden olur)

Su muhtevası ve dane boyutu ayarlamak için gözenek malzemesi veya katkı malzemesi kullanılmalıdır.

• Gözenek malzemesi organik veya inorganik yapıda olabilir.
• En çok kullanılan malzemeler:
  • Odun parçaları
  • Ağaç kırpıntıları
  • Lastik parçaları
  • Fındık kabukları
  • Taş parçaları
  • Talaş
  • Kompost(geri dönüşüm)

Dane Boyutu

Dane boyutu azaldıkça mikroorganizmalar daha geniş bir alanda faaliyet gösterirler ve biyokimyasal reaksiyon hızları artar. Dane boyutu çok küçük olursa hacim aralığını arttırırlar, gözeneklerin boyutu azalır, havanın içine girişi engellenir, reaksiyon hızı yavaşlar. Evsel katı atıklar gibi maddeler düzensiz şekillere sahiptirler, kompostlaştırılmadan önce ön işlem olarak parçalanmaları   ve dane boyutlarının azaltılmaları gerekir. Mekanik  karıştırma ve suni havalandırma yapılan tesislerde dane boyutu, parçalandıktan sonra 1.25 cm. kadar küçük olmalıdır. Doğal havalandırmalı statik küme ve yığınlarda ise 5 cm’den daha az olmalıdır.

Karbon/Azot Oranı

Mikroorganizmalar için en önemli besi temel elementleri C,N,P ve K dur. Kompostlaştırma prosesinde C/N oranı çok önemli bir parametredir. Proseste C enerji kaynağı, N hücre sentezi için kullanılır.C’nun büyük bir kısmı m.orgların metabolik faaliyetleri sonucu CO2’ye oksitlenir, kalan C yeni hücre sentezinde kullanılır. Kompost işlemi esnasında azottan daha fazla C gereklidir. Uygun C/N oranı 20/-30/1 dir.

C/N oranı büyük olan kompost toprağa verilirse, mikroorganizmalar çoğalmaları için gereken azotu topraktan alırlar bu durumda toprak N bakımından fakirleşir.

C/N oranı küçük olan kompost toprağa verilirse, N, NH3 halinde topraktan uzaklaşır ve azot bakımından fakirleşme meydana gelir.

Ağaç ve kağıt atıkları gibi malzemeler azot bakımından fakirdir. Bu tip malzemeler kompostlaştırılırken N bakımından zengin katkı malzemelerini kullanılmalıdır. N bakımından zengin katkı malzemeleri:

• Yeşil yapraklar
• Çim artıkları
• Hayvan gübresi
• Mutfak artıkları
• Atıksu arıtma tesisi çamurları

Gözenek malzemesi ile katkı maddesi arasındaki en büyük fark, gözenek malzemesinin proses sonunda geri kazanılabilmesi fakat katkı maddesinin atıkla bütünleşerek kompost haline dönüşmesidir.

Ph  

Mikrobiyolojik faaliyet için optimum pH:6.5-8.0’dır.Proses sonunda, attığın pH’ından bağımsız olarak 7.5-8.0 değerlerine ulaşılır. Aktif kompostlaştırma periyodunun ilk birkaç günü içinde pH düşer. (pH:4-5)

Sıcaklık

Kompostlaşma prosesi ekzotermik yanı ısı ortaya çıkaran bir prosestir. Ayrışma olayı sonunda ortaya çıkan enerjinin bir kısmı yeni hücrelerin yapımında kullanılırken bir kısmı da ısı olarak açığa çıkar. Üretilen ısı kütlesinin sıcaklığını arttırır.

Proses sırasında iki sıcaklık fazı etkilidir:

• Mezofilik (20-45 0C)
• Termofilik (>45 0C)

5. Mezofilik sıcaklıklar, >45C
5. Termofilik sıcaklıklar, <45C
5. Aktif kompostlaştırma periyodunda
   • Kolay ayrışabilen maddeler,
   • Patojenler gidebilir.

• Olgunlaşma periyodunda

• Zor ayrışabilen maddeler(yağ asitleri)

• Sıcaklık değişimine bağlı olarak çeşitli m.orglar görev alır.
• Reaksiyonun ilk bölümünde mezofilik bakteriler yer alır.
• Sıcaklık arttıkça termofilik bakteriler çoğalır.
• Çok yüksek sıcaklıklarda(>75C) m.orglar spor yapma safhasına  geçerler, proses yavaşlar -istenmeyen bir durum.
• Patojen m.org giderimi 55-60C
• Kolay ayrışabilir maddeler oksitlendikten sonra mikrobiyolojik faaliyet yavaşlar, sıcaklık azalır, olgunlaşma periyodu başlar.

Olgunlaşma  periyodu…

• Ayrışmaya dirençli maddelerin stabilizasyonu
• NO3 oluşumu

Nitrifikasyon ara ürünü olan NO2 bitkiler için toksiktir, NO3 ise bitki metabolizaması için en elverişli formdur.

Hava(O2)

Kompostlaştırma işlemi şu maksatlar için havalandırılır.

• Biyolojik ayrışma için m.orglar gerekli (Stokiometrik ihtiyaç)
• Su muhtevası yüksek olan maddelerden suyu uzaklaştırmak için
• Proses sıcaklığını kontrol edebilmek, fazla ısıyı gidermek amacıyla

Oksijen ihtiyacı atığın su muhtevasına bağlı olarak değişir. Düşük su muhtevasında daha çok serbest hava boşluğu bulunur- daha iyi havalanma olur.

Serbest hava boşluğu (FAS): Su tarafından işgal edilmeyen toplam gözenek boşluğudur. Gözenek boşluğu, havanın partüküllere doğru geçişini sağlar.

Teorik olarak anaerobik şartların oluşumunu engellemek ve sıcaklığı kontrol altında tutabilmek için atığa hacimce %12-20 arasında olacak şekilde hava vermek gerekir. Fazla ısıyı uzaklaştırmak için gereken hava miktarı aerobik şartları sağlamak için gerekenden yaklaşık 9 kat daha fazladır. 60C’de verilen her 1m3 hava 130g. Su ve 23.5kJ ısı uzaklaştırır.

Cebri havalandırmada havalandırma borularının etrafı ile sıcak ortamlarda yüzey çok kurumakta veya yüzey yağışlardan dolayı çok ıslanmakta ve havalandırma borusunun etrafı kurumaktadır. Buna bağlı olarak yığındaki çevresel şartlar bozulmakta ve kompost kalitesi düşmektedir. Bu olumsuzluğu gidermenin çaresi kompost yığınını karıştırmaktır.

Organik maddenin m.orglar tarafından ayrıştırılmasını etkileyen en önemli faktörler O2 ve su muhtevasıdır. Prosesin en önemli enerji girdisi substrattaki organik moleküllerdir.3 temel havalandırma metodu vardır: 

Havalandırma Metodları

Kompostlaştırmada temel olarak dört havalandırma usulü kullanılır.

• Doğal(pasif) havalandırma: Doğal havalandırma metodunda, yığın içinde ısınan hava yükselerek uzaklaşır ve içeriye taze hava girer.
• Mekanik karıştırarak havalandırma(a-Basınçla B-Vakumla)
• Cebri ve mekanik karıştırarak

Mikrobiyoloji

Kompostlaştırma işleminde tek ücrelilerden böceklere varıncaya kadar geniş bir canlı grubu etkili olmaktadır. Etkili olan tğrler ve fonsiyonlar şubnlardır:

• Reaksiyonda bakteriler, aktinomisetler, mantarlar, protozolar, solucanlar vb. organizmalar yer alır.
• Hakim, tür, sıcaklığa, su muhtevasına, ortamda oksijen olup olmamasına bağlıdır.
• Bakteriler çok değişik çevre şartlarında, değişik sıcaklık ve nem aralıklarında yaşayabililirler.
• Mantarlar düşük sıcaklık ve geniş bir pH aralığında hızla çoğalırlar. Selüloz ve hemiselülozun ayrıştırılmasında etkililer.
• Aktinomisetler n30-40 0C’ de daha aktiftirler. Selüloz, yağ, fenol ve lignini indirgerler.
• Protosolar bakteri ve mantarlarla bselenirler. 40 0C üzerinde ölürler.
• Başlangıç safhasında mezofilik bakteriler hakimdir. Sıcaklığın yükselmesi ile termofilik bakteriler baskın hale gelir. Son safhada aktinomisetler ve solucanlar ortaya çıkar.
• Bazı durumlarda aşı olarak kompost kullanılarak reaksiyon hızlandırılır.