שלומי אואזנה 1,2, עמית גרוס2 יעל לאור1
1. המכון למדעי הקרקע, המים והסביבה, מרכז מחקר נווה יער, מנהל המחקר החקלאי (oazana3@gmail.com)
2. מכון צוקרברג לחקר המים, המכונים לחקר המדבר, אוניברסיטת בן גוריון בנגב
ביחידת הפסולות במרכז מחקר נווה יער, למדים על תהליכי קומפוסטציה בסימולטור מעבדתי, באמצעותו ניתן לעקוב אחר התהליך בתנאי טמפרטורה ואוורור מבוקרים.
סדרת הניסויים המתוארת בתקציר שלהלן הובילה בין השאר, להחלטה על רכישת תוף קומפוסטציה למשק המודל (לינק להרצאה של ד"ר יעל לאור בנושא קומפוסטציה מהירה במתקנים סגורים עם אוורור מאולץ)
מהו תהליך הקומפוסטציה?
קומפוסטציה הינו תהליך פירוק ביולוגי אירובי של חומרים אורגניים בתנאים מבוקרים של טמפרטורה (תוך מעבר דרך שלב תרמופילי), כאשר התוצרים הסופיים של התהליך הם חומר אורגני מיוצב, מים, פד"ח ומינרלים.
מערמות פתוחות למערכות סגורות
השיטה הנפוצה כיום לביצוע קומפוסטציה הינה בערימות פתוחות (Open windrows) עם סדרת היפוכים, אולם מפגעי הריח הנלווים לתהליך מאיצים את הקמתן של מערכות סגורות ומבוקרות עם אוורור מאולץ (דוגמת יריעות סופחות, שרוולים וריאקטורים).
קומפוסטציה מהירה בסימולציות מעבדתיות
הצורך הכלכלי בהפעלת מתקנים סגורים אלו הינו למזער ככל הניתן את משך התהליך ביחס לזה הנהוג בערימות פתוחות (מספר חודשים) ובלבד שהתוצר הסופי ימצא מתאים לשימוש עבור חלק מהיישומים הנדרשים.
בעבודה זו נבחן המושג "קומפוסטציה מהירה" במתקנים סגורים עם אוורור מאולץ, על בסיס סימולציות בקנה מידה מעבדתי.
לשם כך, בוצעה סדרה של סימולציות עם בוצת מט"ש באמצעות מערכת הכוללת חומרה ותוכנה לסימולציה ואופטימיזציה של תהליכי קומפוסטציה בקנה מידה מעבדתי בשימוש בקר מתוכנת .(Programmable logic controller; PLC)
המערכת שפותחה בנוה יער כוללת שישה ריאקטורים (בנפח 9 ליטר) וריאקטור נוסף לביקורת, הטבולים בנפרד באמבט מים (בנפח 80 ליטר) ומצוידים (הן האמבט והן הריאקטור) בחיישני טמפרטורה זמן-אמת. בקרת האוורור לכל אחד מהריאקטורים מתבצעת באמצעות בקרי ספיקה, המצוידים בנוסף בחיישני זמן-אמת לריכוז חמצן, ובחיישן זמן-אמת מרכזי לריכוז פד"ח. הבקר המתוכנת כולל שלושה מודי חימום ושלושה מודי אוורור ומאפשר גמישות בשימוש כל אחד מהצירופים ביניהם.
תוצאות הסימולציות
כלל התוצאות מתוך הסימולציות הראו כי בתוך שבועיים בלבד, בין 26-30% מתכולת הפחמן ההתחלתית השתחררה כפד"ח. כמו כן, בפרק זמן קצר זה חלה דעיכה משמעותית בפוטנציאל היווצרות חום (73-82%) ופליטת הריח (87-99.5%). הדעיכה בריח משויכת בעיקרה (94%) לדעיכה באמוניה, דימתיל דיסולפיד, ודימתיל טריסולפיד.
סימולציות בקנה מידה מעבדתי עשויות למדל מתקנים סגורים בסקאלה מסחרית עם אוורור מאולץ יעיל. בהתחשב בכך כי במשך פרק הזמן הקצר טרם ניתן להגדיר את הקומפוסט כבשל ע"פ הקריטריונים המקובלים לבשלות (דוגמת יחס אמון/חנקה, דרגת הומיפיקציה), המחקר עשוי לשמש כבסיס לקבלת החלטה באשר לצורך בשלב הבשלה עבור תהליך קומפוסטציה במתקן תעשייתי.
כתב: שלומי אואזנה
