5.4.1.1 Биохимизм процесса

Суммарная химическая реакция будет иметь следующий вид:

(С₆Н₁₂О₆)n – 6n(О₂)  Микроорганизмы

Целлюлоза Кислород

6n(СО₂) + 6n(Н₂О) + n (2796КДж)

Углекислый        вода             выделение тепла

газ

Разложение органического вещества ТБО (С₆Н₁₂О₆), инициируемое аэробной микрофлорой, требует постоянного притока кислорода и отвода газообразных продуктов окисления, в том числе углекислого газа. Накопление углекислого газа, снижая окислительный потенциал, может тормозить процесс. Поэтому и ТБО должно поддерживаться определенное соотношение углерода и азота (С:N – 25-30).

Видно, что процесс сопровождается интенсивным выделением теплоты. Благодаря этому происходит санитарное обезвоживание материала ТБО.

В результате компостирования синтезируется гумус, который является основным компонентом почвы. При этом в результате разложения материала при компостировании теряется часть органических веществ:

- если стремятся получить биотопливо, то потеря составляет 5-8% веса;

- если имеют цель получение компоста, то до 20% веса.

Процесс компостирования имеет две основные стадии.

На первой стадии происходит развитие неспороносных мезофильных микроорганизмов. Температурный оптимум их развития составляет 25-30^°С с последующим повышением температуры за счет выделения энергии окисления органических кислот и белков, под воздействием мезофильных микроорганизмов до 42— 50° С. При этом образуются антибиотики и потом создаются условия для  развития теплолюбивых споровых микроорганизмов — термофилов, а мезофилы начинают отмирать.

На второй стадии происходит развитие термофильных микроорганизмов. Температурный оптимум их развития — 55—60^°С, однако температура компостируемого материала продолжает повышаться и достигает 65—70°С, что является губительным для патогенных микроорганизмов. Происходит «самонагрев» компостируемого материала. В результате обеспечивается обезвреживание биотоплива и компоста.

Но следует иметь ввиду, что при этом наружные слои компостируемого материала разогреваются меньше, чем внутренние, и служат теплоизоляцией для внутренних саморазогрсвающихся слоев отходов. Поэтому для надежного обезвреживания всей массы материала его надобно «шевелить» (говорят «перелопачивать»), в результате наружный материал оказывается внутри, а внутренний снаружи.

Кроме того, «перелопачивание» способствует лучшей аэрации всей массы компостируемого материала.

Следует также иметь ввиду, что в процессе компостирования влажность материала интенсивно снижается, потому наряду с «перелопачиванием» и принудительной аэрацией для повышения активности биотермического процесса рекомендуется материал увлажнять.

Далее (с течением времени) происходит медленное падение температуры  при сокращении количества термофилов, которые переходят в спорообразное состояние; вновь развиваются мезофильные микроорганизмы. Падение температуры указывает на то, что подвижные соединения органической массы в основном усвоены. В этой фазе работают аммонифицирующие микроорганизмы. На завершающем этапе процесса компостирования развиваются целлюлозоразлагающие микрооранизмы.

Особенностями компостирования является следующее:

1) Для успешного течения процесса компостирования необходимо соблюдение следующих условий; влажность ТБО должна быть не менее 50—60% вес.; содержание пищевых отходов - не менее 25 -30% вес.; отношение С : N в ТБО. равное порядка 25—30.

2) Для успешного компостирования ТБО необходима не просто органика, а органика легкоусваиваемая микроорганизмами. Также легкоусваиваемые соединения содержатся в пищевых отходах.

Бумага тоже органика, но трудноусваиваемая. Если в органике ТБО содержание бумаги значительное (до 70%), то компостирование не успешно.