Ustawodawca precyzyjnie i trafnie określił trawę, liście i inne resztki roślinne z gospodarki komunalnej jako odpady ulegające biodegradacji, gdyż szereg badań i publikacji naukowych wskazuje, że materiały te dobrze nadają się do kompostowania. W 2007 r. w Polsce zebrano niemal 85,3 tys. ton odpadów biodegradowalnych, co wskazuje na dużą wagę problemu ich zagospodarowania. Niestety, w ubiegłym roku tylko 3,6% odpadów komunalnych zostało przetworzonych metodą biologiczną czy mechaniczno-biologiczną. Wśród gmin prowadzących selektywną zbiórkę odpadów tylko 280 zbierało selektywnie również odpady biodegradowalne. Co więcej, w wielu gminach taka zbiórka jest bardzo słabo rozwinięta i ogranicza się do wyznaczenia od jednego do trzech punktów (najczęściej przy gminnych składowiskach odpadów), gdzie można oddać odpady „zielone”. Tymczasem oczywiste jest, że gminy powinny posiadać specjalne pojemniki np. do trawy, gdzie mieszkańcy mogliby wyrzucać zawartość m.in. koszów kosiarek. Nikt przecież nie będzie z tak niewielką ilością odpadów udawał się na składowisko. Można więc ocenić, że zagospodarowanie odpadów biodegradowalnych w Polsce stoi na niskim poziomie.

Podstawową zasadą kompostowania jest niedopuszczanie do powstania beztlenowych warunków w pryzmie.

Tymczasem gminy zobowiązane są do zbiórki oraz wydzielenia z odpadów trafiających na składowiska materiałów biodegradowalnych. Ustawa o odpadach z 2001 r. w §16 jasno precyzuje, iż do obowiązkowych zadań własnych gmin w zakresie gospodarki odpadami komunalnymi należy m.in. zapewnianie objęcia wszystkich mieszkańców gminy zorganizowanym systemem odbierania wszystkich rodzajów odpadów komunalnych oraz warunków do jego sprawnego funkcjonowania.

Dodatkowo na gminy nałożony jest obowiązek ograniczenia składowania odpadów komunalnych ulegających biodegradacji. Dla osiągnięcia tego celu ustawa wymaga od gmin budowy, utrzymania i eksploatacji własnych lub wspólnych z innymi gminami bądź przedsiębiorcami instalacji i urządzeń do odzysku i unieszkodliwiania odpadów komunalnych albo zapewnienia warunków do realizacji tych zadań przez przedsiębiorców. W praktyce system selektywnej zbiórki oraz odzysku odpadów biodegradowalnych w przytłaczającej większości gmin po prostu nie działa.

Wbrew panującym opiniom unieszkodliwianie czy odzysk odpadów „zielonych” może być wdrożony w każdej gminie w stosunkowo prosty sposób i przy niewielkich nakładach finansowych.

Zbiórka odpadów zielonych

Podstawowym warunkiem funkcjonowania technologii kompostowania odpadów biodegradowalnych w gminie jest zapewnienie sprawnej ich zbiórki. Wyznaczenie jednego czy kilku punktów odbioru na jej obszarze nie jest dobrym rozwiązaniem, wówczas bowiem jedynie niewielki odsetek odpadów trafi do odzysku, a większość mieszkańców będzie pozbywać się ich na własną rękę. Znacznie lepszym pomysłem, np. w przypadku trawy, jest ustawienie w różnych miejscach gminy kilkudziesięciu kontenerów do selektywnej zbiórki odpadów i nagłośnienie tej akcji w prasie lokalnej. Dużym zagrożeniem dla skuteczności zbiórki może być wrzucanie do kontenerów z trawą worków z innymi odpadami, które mogą skutecznie zanieczyścić wytworzony później kompost, drastycznie obniżając możliwości jego zastosowania. Aby go oczyścić, można stosować różnego rodzaju sita, niemniej bardziej skuteczna jest akcja informacyjna wśród mieszkańców i apele o niewrzucanie do pojemników z trawą innych odpadów, połączone z informacją o sankcjach prawnych za zanieczyszczanie odpadów biodegradowalnych innymi śmieciami.

Przy niewielkiej masie odpadów do kompostowania można użyć ładowacza czołowego i rozrzutnika obornika.

Zasady i przebieg kompostowania

Badania optymalizacji kompostowania trawy oraz liści przeprowadzono na sześciokomorowym adiabatycznym bioreaktorze do optymalizacji procesów rozkładu materiałów organicznych, będącym na wyposażeniu Laboratorium Ekotechnologii Instytutu Inżynierii Rolniczej Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu (IIR UPP). Bioreaktor ten, wykorzystywany w wielu projektach badawczych, wiernie odwzorowuje warunki kompostowania w skali rzeczywistej. Dzięki temu można w skali ćwierćtechnicznej opracowywać odpowiednie mieszanki odpadów przeznaczonych do kompostowania i precyzyjnie określać wielkość emisji gazowych oraz odcieków.

Skład chemiczny świeżej trawy jest różny w zależności od pory roku, odmiany trawy i warunków glebowych czy pogodowych. Generalnie przyjmuje się, iż świeża trawa posiada 20-30% suchej masy i stosunek C:N ok. 45. W przypadku zgrabianych liści ich sucha masa zależy przede wszystkim od warunków pogodowych, w jakich były one składowane i zbierane, bowiem waha się ona w przedziale 18-45%. Liście zawierają w sobie mniej azotu niż trawa, stąd jest u nich szerszy stosunek C:N i gorsza podatność na kompostowanie ze względu na występujące zjawisko tzw. głodu azotu.

Dla prawidłowego przebiegu procesu kompostowania wymagane jest zaistnienie na początku kompostowania odpowiedniej wilgotności, C:N oraz struktury. Z badań prowadzonych od 1994 r. w IIR nad kompostowaniem odpadów rolniczych i komunalnych wynika, iż optymalna wilgotność początkowa zawiera się w przedziale 60-75%, C:N w zakresie 18-30, zaś struktura pryzm powinna charakteryzować się masą usypową po pierwszej aeracji w zakresie 250-400 kg/m³. Wilgotność początkowa poniżej 60% w połączeniu z wysoką temperaturą fazy termofilnej prowadzi do szybkiego przesuszania się materiału i wytworzenia niekorzystnych warunków dla rozwoju mikroorganizmów, co stopuje kompostowanie. Z kolei zbyt wysoka wilgotność (80% i więcej) sprzyja szybszemu zapadaniu się pryzmy i znacznemu pogorszeniu się warunków wodno-powietrznych w jej wnętrzu. Z badań wynika bowiem, że wzrost zagęszczenia materiału powyżej 500 kg/m³ znacznie pogarsza wymianę powietrza we wnętrzu pryzmy, zaś powyżej 750 kg/m³ kompostowanie staje się praktycznie niemożliwe i przechodzi w beztlenową fermentację.

Napowietrzanie pryzm rozrzutnikiem daje tak samo dobre efekty jak aeratorem, ale jest bardziej pracochłonne.

Początkowy wysoki poziom C:N w trawie bardzo szybko obniża się wskutek intensywnego rozkładu tkanek roślinnych i silnej emisji CO₂. W efekcie już po kilku dniach może nastąpić znaczące zawężenie się stosunku C:N i pojawić się niewielka emisja amoniaku. Jest to możliwe zwłaszcza w przypadku kompostowania młodej trawy, która posiada większą zawartość azotu niż ta zbierana późnym latem czy jesienią. Dla obniżenia możliwości emisji amoniaku do kompostowanej trawy można dodać 5-10% słomy przy pierwszym napowietrzaniu pryzmy. Z kolei liście – ze względu na deficyt azotu i brak możliwości formowania odpowiedniej struktury – wymagają przy kompostowaniu dodatku materiału strukturalnego (np. słomy lub zrębków) oraz azotu. Można stosować bezpośrednio na pryzmę mineralny nawóz azotowy, aczkolwiek z praktycznego i ekonomicznego punktu widzenia lepiej jest mieszać liście z materiałami o większej zawartości azotu. Badania realizowane w IIR UPP wykazały, że liście doskonale kompostują się w mieszankach z nawozami naturalnymi (obornikiem, gnojowicą), osadami ściekowymi, a także ze świeżą trawą, choć w tym przypadku zawartość azotu może wciąż być niedostateczna i należałoby skorygować jego poziom poprzez niewielki dodatek azotowego nawozu mineralnego. Warto również podkreślić, iż badania modelowe prowadzone przy zastosowaniu bioreaktora wykazały, że kompostowanie trawy, liści czy zrębków nie prowadzi do powstawania niebezpiecznych emisji amoniaku czy gazów cieplarnianych. Na uwagę zasługuje zwłaszcza śladowa ilość emitowanego metanu, jednego z najsilniej wpływających na efekt cieplarniany gazów. Dla porównania przy beztlenowym składowaniu odpadów biodegradowalnych występuje bardzo znacząca emisja metanu, będącego efektem braku dostępu tlenu i wynikających stąd fermentacyjnych procesów rozkładu materii organicznej.

Kompostowane pryzmy muszą mieć kontrolowany poziom temperatury, która jest najlepszym wskaźnikiem jakości przebiegu procesu.

Po wykonaniu pierwszego napowietrzenia mieszanka liści z obornikiem lub osadem ściekowym gwałtownie (w ciągu maksymalnie czterech dni) osiąga temperaturę 70-82°C. W przypadku kompostowania trawy osiągana w tym czasie temperatura waha się zwykle w przedziale 67-75°C. Jest to bardzo istotne z punktu widzenia pasteryzacji kompostowanego materiału, bowiem zarówno w trawie zbieranej z trawników osiedlowych, jak i w liściach mogą znajdować się bakterie chorobotwórcze i jaja pasożytów, pochodzące choćby z odchodów zwierząt (psów, kotów, ptaków itp.). Problem ten w jeszcze większym stopniu dotyczy nawozów naturalnych czy osadów ściekowych dodawanych do kompostowanych liści. Tymczasem w szeregu badań wykazano, iż wysoka temperatura fazy termofilnej działa pasteryzująco na kompostowany materiał. Wynikiem tego jest choćby rozporządzenie Parlamentu Europejskiego nr 1774/2002, w którym jasno określa się, iż materiał poddany w czasie kompostowania temperaturze 70°C przez jedną godzinę uważa się za czysty pod względem sanitarnym. Osiąganie tak wysokich temperatur zapewnia więc higienizację kompostowanego materiału.

Bardzo wysoka temperatura sprawia, iż kompostowany materiał jest w fazie termofilnej całkowicie odporny na działanie opadów atmosferycznych. W badaniach w skali zarówno laboratoryjnej, jak i rzeczywistej nie tylko nie zanotowano wystąpienia odcieków, ale także – ze względu na gwałtowne przesuszanie się materiału – niezbędna była aplikacja wody celem zapewnienia poziomu wilgotności umożliwiającego przebieg procesów mikrobiologicznych. W fazie termofilnej kompostowany materiał intensywnie traci też swoją masę i objętość wskutek intensywnego odparowania wody i rozkładu materii organicznej. Po maksymalnie ośmiu tygodniach kompostowania końcowa objętość pryzmy jest z reguły o 50-75% niższa niż początkowa, a masa ponad 50% mniejsza.

Praktyczna realizacja kompostowania

Teren do prowadzenia kompostowania musi spełniać warunki określone w ustawie o odpadach, czyli posiadać odpowiednie instalacje lub urządzenia. Plac kompostowy najpraktyczniej jest zlokalizować na terenie gminnego składowiska odpadów komunalnych (o ile jest to możliwe). Masa odbieranych odpadów „zielonych” w typowej gminie z reguły nie przekracza 300-500 ton trawy i liści rocznie, dlatego powierzchnia placu kompostowego nie musi być duża: dla ilości do 300 ton sukcesywnie dostarczanych odpadów biodegradowalnych wystarczy plac o powierzchni 16×25 m, plus dodatkowo niewielkie miejsce na składowanie kompostu.

Proces kompostowania odpadów biodegradowalnych rozpoczyna się w momencie uformowania pryzmy i jej pierwszego napowietrzenia. Do napowietrzenia można wykorzystać ciągnikowy aerator pryzm, który jest optymalnym rozwiązaniem z punktu widzenia techniczno-ekonomicznego. Jednakże w przypadku mniejszych gmin i masy odpadów nieprzekraczającej kilkuset ton rocznie zakup krajowego aeratora ciągnikowego za kwotę 45-80 tys. zł czy też importowanego za ponad 100 tys. zł jest ekonomicznie zupełnie nieuzasadniony. Znacznie lepszym rozwiązaniem jest w tym wypadku wynajęcie małego rozrzutnika obornika z adapterem poziomym (za kwotę 60-120 zł/h). Należy podkreślić, że badania prowadzone w IIR UPP wykazały, iż nie ma różnic w końcowej charakterystyce fizykochemicznej kompostów uzyskanych przy zastosowaniu obu tych urządzeń.

Celem przeprowadzenia formowania pryzmy na skrzynię ładunkową rozrzutnika należy załadować trawę lub mieszankę liści z innymi odpadami (np. świeżą trawą, słomą czy obornikiem) i przepuścić materiał przez pracujący adapter. Początkowa wysokość pryzmy musi osiągnąć co najmniej 1,5-1,6 m przy szerokości u podstawy ok. 3-3,5 m. Gdy formowana za adapterem rozrzutnika pryzma osiąga taką wysokość, należy odjechać rozrzutnikiem o ok. 1-1,5 m i kontynuować formowanie pryzmy. W tym czasie można sukcesywnie napełniać skrzynię ładunkową rozrzutnika nowymi partiami odpadów, używając do tego ładowacza czołowego lub ładowarki samojezdnej (w zależności od dostępności sprzętu na składowisku).

Inne rodzaje odpadów, wrzucane do pojemników z trawą, są tylko częściowo wychwytywane przez bębny rozrzutnika i w efekcie obniżają jakość uzyskanego kompostu.

Po pierwszym tygodniu kompostowania należy wykonać drugie napowietrzenie (w ten sam sposób jak początkową aerację). Jest to niezbędne z uwagi na fakt, iż świeży materiał wykazuje tendencję do zapadania się i gubienia dobrej, porowatej struktury uformowanej w czasie pierwszego napowietrzenia. Po kolejnych 7-14 dniach należy wykonać trzecią aerację. Jednak ponieważ masa i objętość materiału już znacznie się zmniejszyły, dla zachowania odpowiedniego przekroju pryzmy zaleca się skrócenie jej długości lub łączenie dwóch pryzm. Pozwala to na wygospodarowanie dodatkowej powierzchni placu na nowe pryzmy do kompostowania.

Po ok. 6-10 tygodniach obserwuje się zakończenie fazy termofilnej (spadek temperatury poniżej 35-40°C). Ze względu na znaczne zmniejszenie się zapotrzebowania na tlen dojrzewający materiał można przesunąć i uformować z niego jedną, dużą pryzmę o wysokości nawet 3-3,5 m.

Podstawowym wskaźnikiem prawidłowego przebiegu kompostowania jest poziom temperatury. Jej obserwacja wyraźnie wykazuje, czy przebieg procesu jest odpowiedni, czy też występują zakłócenia. Po wykonaniu pierwszej aeracji pryzmy materiał powinien osiągnąć temperaturę ponad 60°C w ciągu najdalej czterech dni (także w warunkach zimowych). Jeśli tak się nie stanie, świadczy to o nieprawidłowym przebiegu procesu. Oznacza to, że któryś z podstawowych parametrów niezbędnych dla prawidłowego procesu kompostowania nie został spełniony. Ważne jest, aby nie tylko prowadzić codzienne pomiary temperatury, ale również je zapisywać.

Aspekt prawny

Z prawnego punktu widzenia opisana wyżej technologia kompostowania nie może być zaliczana do odzysku odpadów. Dla spełnienia tego warunku uzyskany kompost musiałby przejść przez badania fizykochemiczne i mikrobiologiczne w akredytowanych laboratoriach, aby uzyskać następnie certyfikat ministra rolnictwa, dopuszczający go do rynkowej sprzedaży. Ze względu jednak na koszty badań przy małej skali produkcji nie jest to opłacalne. Stąd powstający produkt, choć jest pełnowartościowym kompostem o wysokich cechach nawozowych i ekologicznych (zwłaszcza podwyższonej zawartości próchnicy i PWK), z punktu widzenia prawa jest uznawany za materiał po procesie kompostowania (kod odpadu ex 19 05 03). Na podstawie rozporządzenia Ministra Środowiska z 14 listopada 2007 r. odzysk takiego materiału jest możliwy metodą R10 na terenach zdegradowanych, pasach zieleni wzdłuż dróg i autostrad itp. W gminach posiadających dużą powierzchnię terenów zieleni nawożenie takim materiałem wpłynęłoby korzystnie na stan trawników, przy jednoczesnych oszczędnościach w nawożeniu mineralnym.

dr inż. Jacek Dach

Instytut Inżynierii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Tytuł od redakcji