Reciclarea deeurilor i a reziduurilorBibliografie:

Bularda G., Bularda D., Catrinescu T., 1992, 2004 Reziduurile menajere stradale i industriale, Ed. Tehnic

Feter G., 1993, Evacuarea i valorificarea reziduurilor menajere, Ed. Tehnic

Gobjil, 1995, Folosirea apelor uzate n agricultur, Ed. Ceres

Ionescu Al., Jinga I., tefanic Gh., 2000, Utilizarea deeurilor organice ca ngrmnt, Ed. Ceres

Jianu E., Alexandrescu A., Colectarea, neutralizarea i valorificarea agricol a reziduurilor menajere, 1999, Ed. Ceres

Nu se recupereaz n totalitate materialele care intr n fluxul tehnologic, astfel din materiile organice care sunt prezente n proporie de 38% se recupereaz sub form de compost 24%. Se recupereaz 12% materii organice provenite din resturi alimentare fa de 16% procentul iniial. Recuperarea maxim se realizeaz n cadrul deeurilor din fier. La fel plasticele se recupereaz n proporie de 80% iar hrtia n proporie de 75%. NOTIUNI INTRODUCTIVE:

Definirea termenilor:

Prin deeu se nelege o parte dintr-o materie prim sau dintr-un material ce rmne n urma unui proces tehnologic prin care se realizeaz un anumit produs sau semifabricat, nemaiputnd fi utilizat n cadrul aceluiai proces tehnologic. Deeul rezult i n urma activitilor casnice, menajere.

Deeul este un material care prin el nsusi, fr a fi supus unei transformri, nu mai poate fi utilizat.

Reziduul este o materie rmas n urma unei operatiuni de prelucrare a unui material. Reziduurile sunt materii prime, materiale sau produse care sunt respinse n cursul unui proces tehnologic sau a altor activiti umane.

Rebutul este o main/utilaj/produs care nu mai poate fi folosit direct.

Sursele materialelor reciclabile:

Reciclarea deeurilor a ajuns s fie o problem de maxim importan pentru salubritatea general a Terrei, amploarea fenomenului condiionnd n mare parte i dezvoltarea economic. Explozia industrial a secolului XX i n special a ultimelor decenii, intensificarea i mecanizarea, dar i chimizarea agriculturii au condus la creterea deeurilor.

Pentru a cuantifica importana fenomenului, n SUA s-a ajuns ca cheltuielile legate de eliminarea deeurilor menajere i industriale din orae, respectiv cheltuielile legate de reciclarea lor s ocupe locul 3 ntr-o nseriere a cheltuielilor fcute de municipalitile marilor aglomeraii urbane.

La nivelul ultimului deceniu al secolului trecut, n fiecare an n SUA rezultau 30 milioane tone de hrtie i 8 mil tone de material plastic. Aceste cifre aproape c s-au dublat, mai mult n favoarea materialelor plastice.

Din Paris se evacueaz lunar 100.000 tone, iar la nivelul Bucuretiului 80.000 tone. Cantitatea de deeuri reciclate difer de la ar la ar ntre 1% i 98% din cantitatea total a deeurilor rezultate.

Romnia loc coda de 3-4%, Belgia 98%. n doc. UE se specific c Romnia va trebui s recicleze cca. 50% din deeuri pn n anul 2013 (cantitatea de deeuri a sporit doar cu 2-3%).

Dintre materialele deeuri de natur industrial, casnic i agricol, hrtia i cartonul ocup primul loc d.p.v. al cantitii i al volumului. Urmeaz n serie descresctoare materialele plastice i cele metalice (fierul vechi). La acest capitol, n ceea ce privete colectarea fierului vechi n Romnia s-au fcut pai mari datorit dezmembrrii multor uniti industriale i a trecerilor n categoria deeurilor.

Folosirea reziduurilor menajere ca surs caloric trebuie s aib n vedere puterea caloric a acestora, altfel investiiile unor centrale productoare de energie caloric vor fi recuperate n timp ndelungat. Deeurile organice din agricultur i deeurile menajere reprezint sursa cea mai bun pentru transformarea lor n composturi utilizate la fertilizarea solurilor, n aa fel nct soluia reciclrii tuturor deeurilor de natur organic o reprezint agricultura i solul deoarece acesta, pe lng funciile de suport i mediu nutritiv pentru plante, are i funcia de acumulare i degradare a multor substane organice. Aceste dou procedee reprezint modul de formare a humusului, componenta esenial a solului care i confer fertilitatea. Folosirea solului ca epurator natural trebuie controlat pentru a nu introduce n sol substane care s declaneze efecte degradatoare asupra solului i plantelor sau a consumatorilor acestora.

Soluia de reciclare a deeurilor organice n agricultur este binevenit, cu att mai mult cu ct n ultimul deceniu, datorit intensificrii i chimizrii agriculturii a aprut un fenomen degradator asupra materiei organice, reciclarea substanelor organice binevenit pentru sol i agricultur, dar exist i o criz a materiei organice datorat diminurii reziduurilor de materie organic restituit solului, reziduuri provenite din att din creterea plantelor ct i zootehnice.

nainte de 1990 n Romnia existau combinate de cretere industrial a animalelor mari probleme de poluare datorate inexistenei unui program de reciclare a reziduurilor zootehnice. Dup 1990 aceste mari complexe au disprut, au aprut complexe mai mici, complexe care livreaz cantiti reduse de materie organic fa de necesarul solurilor agricole.

Solul tinde s devin utilizatorul majoritii deeurilor deeurilor organice att din agricultur, ct i a nmolurilor de la staii de epurare oreneti sau industriale. Administrarea lor se face sub strict control analitic. Reciclarea deeurilor s-a dovedit a fi absolut necesar nu numai din considerente pur economice, ci i pentru c ea reprezint singura cale de diminuare a acelor prod. care amenin s opreasc devoltarea civilizaiei prin acumularea lor i prin ntreruperea ciclurilor care fac posibil viaa pe Terra. Pentru a ilustra complexitatea procesului de reciclare a deeurilor menajere i stradale, precum i diverse materiale rezultate prin reciclare schem (Liniile tehnologice ale staiei de valorificare din Roma, Cecchini).

RECEPIE

Sortare automat

100%

Resturi nesortateMetale feroaseMaterial organic finResturi de mncareHrtie

42%3%22%23%10%

IncinerareArdere i Sfrmare i SplareAmbalare

Producerea ndeprtarea OmogenizareSterilizareFierbere

aburuluizgureiFermentare UscarePurificare

AmbalarePurificarePurificareConcentrare I

Conservare PulverizareOmogenizare

TabletareConcentrare II

Ambalare n saci

Zgura (cenu)Baloturi deCompostngrmintePasta de

fieranimalehrtie

Fluxul tehnologic i proporia materialelor recuperate la staia de valorificare a reziduurilor menajere din oraul Roma, dup procedeul Cecchini

Clasificarea deeurilor

Deeurile provenite din sectorul gospodresc i public

Deeuri alimentare de toate felurile provenite de la uniti de alimentaie public (restaurante, cantine) dar i de la populaie

Deeuri combustibile (hrtie, carton, lemne, textile, cauciuc, plastic).

Deeuri necombustibile (metale, sticl, ceramic, zgur, piatr)

Deeuri de la demolri de antiere i construcii (betoane uzate, sparte, elemente de zidrie, moloz, resturi de lemn de la antierele de construcie)

Deeuri voluminoase, cum sunt cele provenite din mobil veche, aragaze, frigidere, televizoare, aparate de radio etc.

Deeuri provenite din sectorul industrial

Deeuri provenite din metalurgie (fier vechi, deeuri din oel, oel vechi aliat i nealiat, diferii oxizi de fier), deeuri din font i font veche aliat i nealiat, deeuri provenite din prelucrarea metalelor neferoase (oxizii diferitelor metale precum cupru, plumb, zinc, cadmiu, cobalt)

Deeuri provenite din bronz, alam, wolfram Deeuri de crmid refractar provenite din cuptoarele de topire a minereurilor

Compui chimici provenii ca deeu - sulfatul feros i o serie de lamuri ncrcate cu resturi de metale sau substane chimice ale metalelor, lamuri rezultate de la epurarea apelor uzate, de la epurarea gazelor, prafuri de dimensiuni coloidale, sub un micron, provenite din prelucrarea oelurilor, apoi cocs mrunt de la turntorii, prafuri de la aglomerarea minereurilor, zguri de furnal, nmoluri roii de la fabricarea aluminei din bauxit (cantitativ nmolurile roii sunt superioare aluminei dintr-o ton de bauxit 60% deeu i 40% alumin materia prim pentru extragerea Al. n Romnia - alumin la Tulcea, aluminiu la Slatina), scule uzate precum filierele (conin wolfram n cantitate mare 90% - metal foarte scump, preios), scule achietoare uzate. Metalurgia ofer o diversitate de deeuri att din punct de vedere calitativ, ct i cantitativ, deeuri care ridic probleme majore pentru mediu datorit polurii acestora. Nmolurile roii au un pH foarte alcalin de n jur de 12, au o textur fin i sunt depuse n hald i uor antrenate prin deflaie. Dac nu se iau msuri, localitile din zon pot fi acoperite de o pulbere roie, duntoare datorit ... lor i a coninutului de elemente toxice Metalurgia neferoas polueaz puternic mediul, aerul apa i solul cu metale grele, printre care cadmiul i plumbul sunt extrem de toxice.

Din sectorul minier i petrolier deeurile formate din materiale sterile sunt depozitate n halde care la rndul lor constituie surse de poluare a mediului. Apele acide de min sunt ncrcate cu metale grele i pot polua suprafeele pe care le parcurg. Alte deeuri sunt deeurile din bentonit rezultate de la operaiunile de foraj. Deeurile din barit (baritin) rezultate tot de la foraje

Deeuri din nisipuri cuaroase

Deeuri reprezentate prin ape uzate ncrcate cu diferite elemente i substane chimice provenite de la extracia i prelucrarea prin ... a minereurilor feroase i neferoase.

Deeuri formate din dolomit, din pegmatit, din calcar subgabaritic rezultate din siderurgie

Deeuri formate din lam petrolier rezultat n urma depunerii ieiului ntr-o prim faz n tancuri speciale. Pe parcursul extragerii ieiului din zcmnt acesta antreneaz roc, antreneaz barit, ap srat (introdus i de zcmnt), deeuri care se depun pe fundul acestor tancuri n timpul perioadei de decantare a ieiului dup un timp, ieiul este transportat prin conducte speciale la rafinrii, iar n partea inferioar a tancului rmne acest tanc care este scos i depus n batale. El polueaz puternic mediul, iar reciclarea lamului const din separarea prilor majore componente, respectiv din iei, ap srat, care sunt reintroduse n procesul tehnologic de extracie sau de prelucrare i n acest fel poluarea este mult redus.

Din industria chimic rezult o gam larg de substane i elemente chimice refuzate de controlul calitii datorit nendeplinirii standardelor de calitate. Acestea sunt reintroduse n circuitul productiv i n felul acesta cantitile de deeuri chimice scad: acidul sulfuric rezidual, leiile sulfuroase, clorura de calciu, amestec de carbonat cu etilen i etilen-glicol, gaze reziduale de dioxid de sulf i dioxid de carbon, deeuri de mase plastice, deeuri sintetice de fire i fibre folosite n procesul tehnologic, deeuri din cauciuc, anvelope uzate, gudroane de la distilarea acizilor grai sintetici, cenui de pirit, fosfogips, praf de var, carbonat de calciu rezidual de la fabricarea ngrmintelor chimice i a sodei caustice, sulfit de sodiu, sulfat de sodiu, uleiuri minerale uzate, nmol selenios, amestec de octanol i ceton octalic catalizatori uzai de nichel, moli..., cobalt, crom, vanadiu, gudroane de la distilarea acizilor grai naturali, reziduuri de la fabricarea diclor-etanului, diferii izomeri de la fabricarea hexaclorciclohexanului, sulfat acid de amoniu, acetonitril rezidual, metanol de la fabricarea alcoolului polivinilic, produi de la fabricarea izoprenului. Majoritatea acestor deeuri din industria chimic sunt reluai n circuitul productiv pentru obinerea acelorai substane i elemente chimice dar unele deeuri se obin n cantiti mari nemaiputnd fi utilizate direct n procesul tehnologic al unitilor productoare. n aceast categorie intr cenua piritic, rezultat de la arderea piritei, calcopiritei (a sulfurilor metalice) n procesul de obinere a acidului sulfuric. n urma procesului de ardere, sulful se degaj sub form de oxizi, iar reziduul sub form de cenu constituie un deeu greu reciclabil, cenua se depune n halde, ea poate fi reciclat cu cheltuieli mari de energie pentru extragerea unor metale sau se depune n hald, unde prin deflaie n condiiile de neprotejare polueaz mediul nconjurtor. Al doilea deeu care are aceeai soart este fosfogipsul (deeu de la fabricarea ngrmintelor chimice cu fosfor, el conine CaSO4 2H2O H3PO4, are o radioactivitate relativ ridicat provenit din materia prim introdus n procesul de fabricare a ngrmintelor cu fosfor fosforita. Datorit radioactivitii ridicate, a aciditii, nu i-a gsit un debueu economic, iniial s-a folosit la prefabricatele pentru construcii, dup care s-a constatat c au o radioactivitate mare, iar locatarii triau ntr-un mediu poluat - radiaii), se mai poate utiliza ca amendament pentru solurile alcaline.

Din industria energetic cea mai mare cantitate de deeu provine de la termocentrale cenua n urma arderii crbunelui. nainte de 1990, aproape n fiecare jude exista o termocentral pe baz de crbune, munii de cenu erau n apropierea acestor termocentrale la Iai la Holboca. Cenua, dup uscare era antrenat de vnt i polua. Problema era fixarea acestei cenui chimic prin introducerea adezivi sau acoperire cu vegetaie numai pe cenu nu crete nimic sunt tehnologii speciale aducerea de pmnt relativ fertil, argilos mbogit cu ngrminte chimice iniial cresc plante ierboase acestea se reintroduc n sol se creeaz un substrat nutritiv ct mai mare n Romnia la Craiova, Bazinul Jiului s-a reuit s se creasc pomi i vi de vie. Reziduurile de combustibil nuclear se depoziteaz n buncre speciale construite la noi n apropiere de Cernavod pentru a proteja mediul de poluarea ionizant care nc mai exist i pentru a nu fi supuse unui transfer ctre alte componente ale mediului. Aceste dou mari deeuri rezult din industria energetic.

Din industria lemnului rmie de lemn masiv, rumegu, tala, coaj de lemn, deeuri de furnire, crci, vrfuri de la arborii tiai i care nu pot fi prelucrai industrial. Dintre deeurile enumerate, cele care au creat i mai creeaz nc probleme sunt rumeguurile rezultate de la fabricile de cherestea, i anume n zona montan aceste fabrici s-au nmulit dup 1990 se ddea drumul la rumegu pe ap poluare datorat fenolilor, poluare a solurilor n zona de depozitare, rumeguul este un mediu foarte bun pentru compostare, mpreun cu alte ingrediente, este un mediu foarte bun pentru amendarea solurilor alcaline conifere acide, conine o cantitate semnificativ de azot, se utilizeaz la ghivece nutritive n sere. Rezult nmol de la decantarea apelor reziduale, ape ce conin fibre celulozice, apoi deeuri de hrtie de diferite caliti precum hrtie metalizat, parafinat, bituminat, prehidrolizat, borhot lignosulfonic rezultat n urma fierberii materialului lemnos pentru extragerea celulozei.

Din industria uoar deeuri textile tehnologice i obiecte textile scoase din uz constituite din bumbac, ln, mtase, deeuri din piei brute i tbcite, pr de animale i deeuri din pr de animale, deeuri din diferite sorturi de piele rezultate de la fabricarea nclmintei i a altor materiale, haine etc., deeuri de la prelucrarea cauciucului n industria uoar

Din industria materialelor de construcii rezult o serie de deeuri constituite din sticl, ceramic, betoane, moloz, fier vechi, deeuri din lemn. Fiecare categorie este reciclat n industriile productoare de astfel de material.

Din transporturi rezult anvelope uzate, cantiti foarte mari de la diferite categorii de autovehicule, apoi uleiuri arse, fier vechi i alte metale recuperabile de la autovehiculele scoase din uz, materiale plastice de diferite categorii, de la autovehiculele scoase din uz, metale rezultate din conductori electrici ai autovehiculelor, deeuri de garnituri din diferite materiale textile sau cartoane metalizate, ambalaje de la diferite piese. Toate aceste deeuri sunt reciclate n industriile productoare. Uleiurile uzate erau reciclate inainte de 1990, pentru a fi din nou folosite n motoarele autovehiculelor. Rmnicu Srat. Din spitale i uniti sanitare, o parte a deeurilor intr n aceeai categorie cu deeurile urbane, dar alt parte intr la categoria deeuri periculoase. Acestea provin de la pacienii cu boli infecioase de la ustensilele chirurgicale scoase din uz, de la materialele biologice provenite din operaii chirurgicale sau alte manevre, toate acestea sunt colectate separat, avnd un regim special de distrugere n incineratoare speciale.

Din agricultur i industria alimentar sunt constituite din organele plantelor neutilizate n producia zootehnic sau vegetal, ele fiind ncadrate n aceast categorie mai mult din punct de vedere teoretic, dat fiind faptul c orice parte component a plantelor care nu este utilizat direct n hrana animalelor i a oamenilor poate fi reciclat prin compostare rezultnd materiale mbogite cu elemente nutritive necesare solului. Chiar rdcinile plantelor cerealiere care rmn n sol dup recoltare contribuie prin mineralizarea lor la mbogirea solului n substane organice, respectiv contribuie la formarea humusului. La acest capitol apar mai multe deeuri din industria alimentar, i anume coji de floarea soarelui, pleav, celolignin, pmnt decolorant folosit n industria uleiului, toctur de smn de floarea soarelui de la fabricarea halvalei, reziduuri de la desmucilaginarea uleiurilor, stearin vegetal de la filtrarea uleiurilor, za de la depozitarea uleiurilor brute, resturi vegetale de la fabricile de conserve din legume i fructe, ape reziduale de la fabricarea amidonului din cartofi, deeuri de lapte praf de la fabricarea brnzeturilor, pleav de orz de la fabricarea spirtului, borhot lichid rezultat de la fabricarea spirtului, deeuri de abator, n special oase brute, nmol rezultat de la filtrarea zemurilor n industria zahrului, zgur de la arderea crbunilor n instalaiile de nclzire de la fabricile de zahr, deeuri de la prelucrarea petelui, ulei caramelizat din procesele de deshidratare a petelui, reziduuri de la producerea pectinei din mere, smburi de struguri, borhot din industria spirtului i altele, dar majoritatea acestora i gsesc modaliti de reciclare, n special n agricultur.Aspecte legislative i administrative ale reciclrii deeurilor

Datorit importanei acestei activiti, att la nivel naional ct i la nivel local s-a emis o serie de legi, ordine i ordonane care reglementeaz gestiunea deeurilor i a reziduurilor. Astfel de materiale sunt emise n orice ar iar la nivelul UE exist o legislaie special agreat de toate rile din UE. n Romnia la nivelul ministerelor, i n special la nivelul Ministerul Mediului s-a emis o serie de ordine care conin i aspecte legate de reciclarea deeurilor. n primul rnd, aceste aspecte sunt cuprinse i n Legea proteciei mediului nr. 137/1995 cu modificrile ulterioare. Au urmat pe parcurs o serie de adugri. http://www.cdep.ro/pls/legis/legis_pck.htp_act_text?idt=16982

Legea nr. 211/2011 privind regimul deeurilor.

http://www.dreptonline.ro/legislatie/legea_211_2011_regimul_deseurilor.phpOG 78/2000 privitoare la regimul deeurilor.http://www.dreptonline.ro/legislatie/lege_prevenire_fapte_coruptie.php

Aspecte economice ale reciclrii deeurilorLsnd la o parte aspectele pe care le aduce reciclarea deeurilor pentru protecia mediului, avantaje care sunt puse n eviden pe termen mai lung, reciclarea are i beneficii, dat fiind faptul c pe termen scurt se pot reduce cantitile de materii prime cumprate introduse n procesul tehnologic prin reutilizarea ntr-un proces tehnologic reciclant a unor materiale intrate n categoria deeurilor.

Reciclarea reziduurilor organice din agricultur (nu se mai administreaz ngrminte chimice)

Reziduuri menajere i stradale

Reziduurile solide provenite n mod curent din activitatea gospodreasc public i industrial sunt definite ca reziduuri menajere. Reziduurile stradale provin din perimetrul cilor de circulaie urbane datorit activitilor cotidiene a populaiei.

Compoziia reziduurilor menajere

Compoziia este foarte variabil, difer de la o localitate la alta, n funcie de poziia geografic, de anotimp, de gradul de dezvoltare a localitii, de specificul de via al localitii, de obiceiurile locuitorilor. Materialele componente ale reziduurilor menajere pot fi grupate n: materiale combustibile (hrtie, cartoane, textile, plastice, lemn, oase), materiale fermentabile (resturi alimentare de fructe, legume, carne etc.), materiale inerte (metale, sticl, ceramic), materiale fine precum cenua, zgura, pmnt. Determinarea compoziiei reziduurilor menajere se face gradimetric dup separarea prin cernere a tuturor componentelor. Limitele de variaie ale componentelor sunt largi, astfel exprimate n procente din greutate, ele sunt de la 10-60% materii organice, 10-50% hrtie, cartoane, 3-10% textile, 2-8% metale, 2-15% sticl, 5-15% plastice, 0-8% cenu. Aceste limite se modific n timp datorit activitilor de precolectare sau a expansiunii unei anumite categorii de materiale, cum ar fi materialele plastice n ultimul timp.

Pentru Romnia calculele au artat c deeurile de fermentaie ocup ntre 40-70%, hrtia ntre 10-15%, textilele 2-5%, plasticul i cauciucul 5-10%, sticla, ceramica 3%, metalele 2%, lemnele, pmntul, cenua 2%. Din punct de vedere al principalelor grupe de substane chimice, compoziia medie a reziduurilor menajere arat astfel: 48% celuloz, 12% lignin, 5% proteine, 5% substane albuminoide, 4% substane grase, 6% materiale incinerabile, 21% materiale neincinerabile, 7% materiale plastice. Aceste substane conin n medie n procente carbon ntre 24-32%, hidrogen 2-2,5%, oxigen 3-4%, azot 9-11%, sulf 0,3-1%, alte elemente chimice 1-1,5%, ap 41-47%, cenu 14-20%.

Compoziia reziduurilor stradale arat prezena ntre 60-80% a pmntului, ntre 5-8% frunze uscate, lemne, ntre 2-4% cartoane, 3-5% resturi de la antiere de construcii, 1-2% materii fecale de la animale, alte materiale 2-6%.

Caracteristicile principale ale reziduurilor menajeren vederea aprecierii calitii reziduurilor este necesar s se cunoasc cel puin greutatea specific, umiditatea, puterea caloric i raportul carbon-azot. Aceste nsuiri sunt utile pentru a stabili destinaia reziduurilor incinerare sau compostare.

Greutatea specific greutatea unitii de volum. Deoarece aceast nsuire se determin n stare afnat, nainte ca reziduurile menajere s mai sufere vreo modificare, mai este denumit i greutatea specific de referin. Determinarea acestui parametru se face prin cntrirea vehiculului transportator plin i gol. Calculul se face cu ajutorul urmtoarei formule:

, G1 greutatea autovehiculului plin, G2 greutatea autovehiculului gol, v volumul autovehiculului. G1, G2 tone, v m3.

Greutatea specific este un parametru aleator, depinznd de compoziia reziduurilor, de umiditate, de gradul de tasare.

n Europa, media acestui parametru oscileaz ntre 200-350 kg/m3. n Romnia, datorit procentului mai ridicat de substane organice fermentabile, greutatea specific oscileaz ntre 300-400 kg/m3. Gradul de compactare oscileaz ntre 2-5, fapt ce conduce la o greutate specific mai mare a reziduurilor imediat depuse pe rampa de depozitare. n timp, gradul de compactare scade la 1,5-2,5 i prin urmare scade i greutatea specific a reziduurilor menajere.

Umiditatea influeneaz nu numai greutatea specific ci i puterea caloric i procesele de fermentare. Ea este influenat de regimul precipitaiilor i al temperaturilor din zon. Umiditatea total

%Wr umiditatea de referin (relativ)

Wh umiditatea higroscopic

Umiditatea relativ este reprezentat de coninutul de ap care poate fi ndeprtat prin evaporare n aer liber la temperatura de 16-20 C, i la o umiditate relativ a aerului de cca. 50%.

Umiditatea higroscopic sau absolut reprezint cantitatea de ap a reziduurilor menajere care se pierde prin uscare la temperatura de 105 C.

Umiditatea total a reziduurilor menajere oscileaz ntre 20-60%, n general (mai mare vara coninut mai ridicat de reziduuri fermentabile)

Puterea caloric cantitatea de cldur degajat prin arderea unei uniti de reziduuri exprimat n kcal/kg sau n kj/kg reprezint puterea caloric a reziduurilor menajere. Ca orice combustibil, reziduurile menajere au o putere caloric superioar i una inferioar. Prima presupune c vaporii de ap au fost condensai i s-a restituit cldura de evaporate. Deoarece n instalaiile de evaporare, vaporii formai sunt evacuai la co mpreun cu gazele de ardere fr a restitui cldura, rezult c reziduurile menajere sunt caracterizate de fapt de puterea caloric inferioar. Acest ultim parametru se determin prin mai multe metode, i anume direct cu ajutorul calorimetrului, prin nsumarea puterii calorice a componentelor sau pe cale grafic, cunoscndu-se componentele fizice i umiditatea reziduurilor menajere.

Resturi alimentare 3600-4900, hrtie, cartoane 4-6000, textile 4-5500, mase plastice 7-9000, oase 4000, deeuri de plut cca. 7000, plante uscate 4500, gunoi de grdin 1500-3000, polietilen 11000.

Pe cale grafic se procedeaz n felul urmtor (hrtie).Raportul carbon/azot. Cunoaterea acestuia este util pentru stabilirea stadiului de fermentare a reziduurilor menajere, astfel reziduurile menajere proaspete au valoarea acestui raport cuprins ntre 20-35, compostul ntre 10-25 iar un sol cultivat ntre 10-12. Dozarea carbonului organic se face prin metoda combustiei sau printr-o metod volumetric iar dozarea azotului se face prin metoda Kyeldhal.Curs 2. 14.03.2013Calculul cantitii de deeuri i reziduuri menajere si stradalePentru dimensionarea utilajelor de colectare, transport si instalatii de valorificare, se calculeaza cantitatea maxima zilnica de reziduuri menajere cu ajutorul formulei:Qmax/zi=Qmed/zi*KzQmax/zi=cantitatea maxima de reziduuri menajere, colectate pe zi in tone

Qmediu=cantitatea medie pe zi

Kz=un factor sau un coefficient de variatie zilnica a cantitatii de reziduuri menajere, de la 1.3-1.5/zi

Qmed/zi=N*Im*0.001N=numarul de locuitori

Im=indicele mediu de producer a reziduurilor. Difera de la o localitate la alta, in functie de gradul de civilizatie, de crima, de nivelul de industrializare. In general, oscileaza intre 0.3-1.3. In marile metropole, valoarea indicelui ajunge la 1.5, chiar 2kg/loc/zi. In tarile subdezv 0.3. In Romania 0.7-0.9 kg/loc/zi.Pentru calculul cantitatii de reziduuri stradale:

Qs=Is*KsQs=cantitatea zilnica de reziduuri, colectate de pe o suprafata, tone/zi

Is=suprafata ca atare, de pe care este colectata, in ha

Ks=indicele de producere a reziduurilor stradale in tone/ha/zi. Valoarea acestui indice depinde de mai multi factori printre care natura imbracamintii strazilor, gradul de dezvoltare a localitatilor, sistemul de intretinere. Strazile cu imbracaminti din asfalt au indicele intre 0.1-0.15 tone/ha/zi, in timp ce strazile pavate cu bolovani sau piatra cubica au valoarea de 0.18-0.25 tone/ha/zi.In general exista o legatura intre numarul locuitorilor dintr-o localitate si valoarea medie de producere a reziduurilor stradale, o localitate cu 10 000-20 000 loc, val indicelui e de 0.10, iar 0.21 intr-o localitate urbana cuprinsa intre 500 000 si 1 mil locuitori.Precolectarea reziduurilor menajere si stradale

Precolectarea se numeste operatia de strangere si depozitare pe timp limitat a reziduurilor menajere, din cadrul apartamentelor, locuintelor, magazinelor, institutiilor publice etc.

Precolectarea in doua faze:

Primara. Strangerea reziduurilor si colectarea lor in recipienti mici la locul de producere

Secundara. Adunarea reziduurilor rezultate din prima faza a precolectarii, in camerele de colectare sau platformele de precolectare existente pe langa blocuri.

Precolectarea se face in cantitati mici cu un volum de 15-20 litri. De cativa ani s-a introdus si precolectarea separata, plastic, hartie, metal.

Precolectarea secundara se face in containere mari, cu capacitati de 100 litri sau pana la 4000-5000l, existente tot in jurul cvartalurilor de blocuri.Exemplu: Precolectarea simpla manuala in prima faza si mecanizata in a doua faza. In unele situatii se face o colectare si o precolectare pneumatica. In subsolul blocului exista o conducta, in care se creeaza vid car colecteaza deseurile din nivelele superioare si sunt colectate cu ajutorul unor pompe si prin intermediul unui ciclon sunt colectate intr-un container primar, unde sunt presate si dintr-un volum mare rezulta un volum mic. Aerul ajunge intr-un sistem de filtrare, filtru cu maneci, apoi intr-o camera de linistire prin intermediul carora ultimile particule sunt colectate. Schema sistemului de transport pneumatic a reziduurilor din impobile.Reziduurile stradale.

Pentru precolectarea lor se practica doua metode:

1. Simpla, care consta in strangerea manuala si trecerea lor in recipienti manuali. Din ce in ce mai mult, precolectarea se face insa automatizat cu ajutorul unor masini speciale care au sisteme de aspiratie si in acelasi timp, sisteme de curatire, spalare a strazilor. Au capacitati mari de curatire, 30 000 m2 in decurs de 8 ore. Colectarea si transportul reziduurilor menajere si stradale se face cu ajutorul masinilor.Cerintele principale ale masinilor care transporta reziduuri menajere si stradale: Sa asigure incarcarea rapida a reziduurilor fara a imprastia

Sa asigure un grad ridicat de incarcare in vederea economisirii de materiale si a cheltuielilor de transport. Exista un sistem de comprimare a deseurilor in spatele masinilor, cu o presa rotatoare

Sa asigure securitatea muncii pe timpul transportului

Sa aiba un zgomot redus, sub 70 de decibeli

Gazele de esapament trebuie sa fie filtrate in asa fel incat sa nu constituie o sursa de incendiere a deseurilor.

Depozitarea deseurilor menajere si stradale

Modalitati de depozitare. In multe parti predomina inca depozitarea haotica a reziduurilor care consta din depozitarea lor in diferite locuri cum ar fi cariere parasite, zone cu teren decopertat, zone cu teren putin utilizat in practica agricola, purtand numele de depozitare simpla, necontrolata, depozitare care se face fara a se lua masuri speciale de protejare a mediului. In acest caz, substantele organice intra in descompunere, creind mirosuri urat mirositoare, constituind surse de poluare a aerului, apelor, solului si un peisaj dezagreabil.Opus depozitarii simple este depozitarea controlata. Deseurile sunt depozitate in locuri special amenajate, facandu-se si neutralizarea lor in scopul protejarii mediului si a populatiei. La acest tip de depozitare se au in vedere o serie de reglementari

Reziduurile se depoziteaza in straturi suprapuse, cu grosimi de maxim 1,8 m. Peste fiecare strat se aseaza un strat de argila, dupa prealabila compactare a stratului de deseuri. Se mai recomanda inafara argilei si pamant vegetal dar care e mai greu de gasit. Reziduurile depozitate nu trebuie sa ramana neacomeperite cu stratul de argila, mai mult de 24 ore. In vederea protejarii reziduurilor posibil de a fi antrenate prin deflatie, se realizeaza in jurul depozitelor ecrane de protectie pe directia vanturilor dominante. Reziduurile depozitate nu trebuie sa afecteze in niciun fel apele subterane. Depozitele si reziduurile trebuie protejate contra focului si nu trebuie sa devina focare de propagare a insectelor, viermilor si a rozatoarelor. In cazul reziduurilor cu regim special (cu toxicitate ridicata, spitalicesti), stratul de acoperire trebuie sa fie de cel putin 60 cm grosime. Dupa ce stratul de reziduuri s-a acoperit cu argila, se taseaza din nou, atat stratul de deseuri cat si de argila in vederea micsorarii volumului Impermeabilizarea depozitului prin folosirea unor materiale plastice, prin folosirea materialelor argiloase si prin introducerea de drenuri in vederea colectarii apelor care se leviga din depozit, apelor pluviale de regula incarcate su substante si elemente chimice provenite din deseuri.

Criteriile pentru alegerea amplasamentului unui depozit de deseuriLa alegerea amplasamentului:

Distanta minima de prima casa dintr-o localitate trebuie sa fie de minimum 1000 m

Directia vanturilor dominante trebuie sa fie dinspre localitate inspre depozit

Depozitele trebuie sa fie amplasate in aval de sursele de alimentare cu apa a localitatilor

Depozitele trebuie asigurate contra inundatiilor pentru a se evita infectarea apei si descompunerea anaeroba a reziduurilor

Depozitul trebuie sa fie amplasat de regula pe terenuri care sa nu constituie surse de acumulare a apei la baza depozitului.In cazul in care se doreste infiintarea unui depozit, la alegera lui se parcurg:

Identificarea si inventarierea mai multor amplasamente posibile, in asa fel incat dintre acestea sa se aleaga cel care indeplineste toate conditiile, geomorfologic, a naturii solului, apelor subterane, distanta fata de localitati

Definirea clasei de reziduurilor (tipurilor de reziduurilor), a cantitatilor inainte de depozitare si evidentierea instalatiilor necesare pentru ca depozitul sa functioneze in conditii de protectie a mediului.

Dupa alegerea unui amplasament, sau doua trei, se procedeaza la analizarea lor, in fata locuitorilor din zonelor respective.

Criterii de alegere a amplasarii unui depozit se impart in 3 categorii:

1. Criterii eliminatorii. Criteriile eliminatorii constau in existenta unor posibile conditii de inundare sau spalare a apelor de suprafata sau de catre ploile torentiale a viitorului depozit2. Criterii de evaluare: Imposibilitatea respectarii stabilite prin norme sau standarde fata de asezarile umane, fata de apele de suprafata, fata de caile de comunicatii, de unele suprafete protejate pentru alimentarile cu apa, pentru aeroporturi, cladiri si monumente istorice, rezervatii arheologice sau ale naturii etc. Posibilitatea producerii unor efecte nocive a unor ecosisteme. Aplasarea in subteran a unor retele de instalatii de apa, canalizare, gaze, telefoane, electricitate, conducte de titei sau alte gaze combustibile, liniile electrice. Existenta in aval pe directia unor eventuale ruperi ale depozitului, a unor asezari umane, a unor lacuri naturale sau artificiale. Depozitul ar putea afecta major peisajul in ansamblul

Existenta unor riscuri seismice majore

3. Amplasamente recomandate

Foste cariere sau mine

Gropi sau depresiuni naturale

Zone mlastinoase sau balti cu nivel redus de apa, care nu mai pot fi amenajate altfel si care nu au forma de viata rara sau importanta

Zone care permit dezvoltarea pe verticala cu inaltimi mari de pana la 100 m a depozitului

Terenuri degradate total, cu soluri saraturate sau poluate intens, a caror recuperare este foarte costisitoare

Criteriile de evaluare a amplasamentului unui depozit pot fi:

A. Criterii hidrologice, geologice si pedologice. In cazul acestora trebuie tinut cont de structura si directia de curgere a apelor subterane. Cunoasterea in detaliu a structurii geologice, litologice, in vederea prevenirii existentei unor accidente geologice majore, cum ar fi goluri subterane, depozite usor degradabile in special nisipoase. Din punct de vedere pedologic trebuie cunoscut tipul de sol, insusirile sale fizice si chimice, clasa de fertilitate si bonitate. Solurile superioare (fertilitate ridicata) fiind excluse de la astfel de amplasamente. Existenta in apropiere a unor materiale de constructie ce pot fi folosite la constructia depozitului (argila).B. Criterii climatice. Trebuie sa se tina cont de directia vantului dominant in raport cu asezarile umane sau cu alte zone, asupra carora mirosurile pot provoca disconfort si pot altera starea de sanatate a populatiei si componentelor mediului. Trebuie cunoscut in detaliu regimul precipitatiilor.C. Criteriile economice, importante sunt cele referitoare la capacitatea maxima a depozitului, la distanta de transport de la locul de producere a deseurilor, pana la locul de depozitare a lor. Costurile legate de amenajarile secundare necesare pentru depozit, cum sunt drumurile secundare, alimentarile cu apa, cu energie, cu telefoane, instalatiile pentru tratarea apelor reziduale rezultate din depozit, instalatiile de masua si control (umiditate, cantarire). Cheltuielile de protejare a zonei. Avantajele de utilizare a gazului combustibil rezultat in urma fermentarii. Cheltuielile legate de eventualele instalatii pentru separarea materialelor componente si anume mase plastice, hartie, resturi de lemne.D. Criterii ecologice, care se refera la asigurarea securitatii depozitului si zonei inconjuratoare pentru a impiedica patrunderea animalelor si oamenilor nelegati de activitatea depozitului. Efectuarea unui studiu de impact privitor la efectele posibile ale amplasarii depozitului in zona aleasa, Luarea in considerare a unor zone sensibile privitoare la turism, obiective culturale, istorice, zone protejate. Un studiu privitor la amenajarea finala a unui depozit, initial dupa inchiderea sa si eventual dupa desfiintarea sa prin reciclarea dupa un timp a materialelor depuse: compost, depozitele de namol rezultate in urma producerii gazelor combustibile, ambele utilizate ca elemente nutritive pentru plante. Dupa un timp terenul poate fi folosit ca agricol, etc.Acceptarea locatiei de catre organizatiile de protectie a mediului si de populatia locala.Modul de alcatuire a depozitelor ecologice

Exista mai multe tipuri sau procedee de depozitare controlata a reziduurilor menajere care in general se bazeaza pe aceleasi principii si anume:

Umplerea terenurilor prin crearea unui sistem de santuri, procedeul constand in saparea de santuri pe terenuri plane cu latimea de 4-6 m si inaltimea de 1.5-2m. Santul se umple cu reziduuri netratate, se compacteaza iar la sfarsitul zilei se acopera suprafata cu un strat de pamant de 60 cm si cu un strat de argila de 15-30 cm. Procedeul se aplica si la terenurile cu gropi sau in pante. Estimativ pentru o localitate cu 10 000 locuitori, este necesara o suprafata de 0.3-0.6 ha/an.CURS 3. 15.03.2013Fenomenele care se petrec in masa reziduurilor dupa depozitare

1. Productia de gaze. Chiar daca depozitul este constituit in sistemul controlabil, totdeauna apar gaze formate in mediu oxidant in partea superioara a depozitului si in mediu reducator in interior. In procesul de descompunere a reziduurilor si in special a acelor organice se formeaza mai intai acizi, apoi alcooli, aldehide, CO2. In continuare, in prezenta CO2, H, CO si a altor substante formate in timpul descompunerii, incepe activitatea microorganismelor specializate pentru mediul reducator, si anume, bacteriile metanice, generatoare de gaz metan, sau de hidrocarburi in componenta carora predomina CH4. Productia de metan, incepe la 2 ani de la inchiderea definitiva a depozitului si dureaza cca. 20 de ani. Compozitia volumica a gazului format in depozite este in medie urmatoarea: 15-18% metan, 15% CO2, CO, O, hidrogen sulfurat, vapori de ap i uneori azot. Are in interiorul depozitului, cu mai putin de 53% metan, nu explodeaza. De regula, metanul se aprinde in masa depozitului si fumega pentru perioade indelungate de timp, temperatura de ardere din interior fiind de 600-700C, temperatura de initiere fiind de cca 200C, in cazul in care in compozitia deseului exista un catalizator care permite coborarea punctului de ardere. Fenomenul de descompunere a reziduurilor, prin fermentare si producerea de CH4, se produce in 5 faze: Prima faza: fermentarea aeroba-anaeroba

A doua faza, se produce doar fermentare anaeroba

Fermentare acida

Fermentarea metanogena

Faza de maturare, dupa cca 20 de ani, in care se sisteaza CH4, componentele organice se transforma intr-o masa de material apropiat humusului din sol, masa care in urma deschiderii depozitului se utilizeaza ca sursa nutritiva pentru soluri.

In final, se apreciaza ca 1 t de reziduuri, produce intre 100-500m3 CH4, cu un randament caloric de 37kloul/mc, echivalentul energetic 5-10 kwati h/mc. Pentru ca o instalatie de recuperare a gazului metan sa fie rentabila, trebuie ca in depozit sa se introduca mai mult de 50 000 t deseuri/an (o populatie de 500 000). Pentru utilizarea CH4 format, in cazul localitatilor, sunt necesare amenajari speciale de captare a lui din masa depozitului, prin intermediul unor conducte speciale, introduse la diferite adancimi si in puncte diferite din depozit. Cantitatea de CH4 care rezulta de-a lungul timpului, se apreciaza a fi de cca 15 mc in primul an, 20 mc in al doilea an, 40 mc in urmatorii 3-4 ani, apoi volumul de gaze degajate scade in timp, la mai putin de 5 mc, dupa care se stinge pe parcursul urmatorilor 15 ani.2. Producerea de levigat. Levigatul rezulta din apa formata ca urmare a reactiilor din mediul anaerob din componentele deseurilor pe de o parte si pe de alta din infiltratiile care se produc din precipitatii pe parcursul timpului. Levigatul se colecteaza la partea inferioara a depozitelor prin intermediul unor drenuri, tuburi din material plastic, gaurite la partea superioara pentru a colecta lichidul care se scurge si pline la partea inferioara pentru ca lichidul sa fie condus direct catre un bazin de colectare a levigatului, sau drenurile debuseaza intr-un canal colector, care inconjoara depozitul de la partea sa inferioara. Levigatul contine o serie intreaga de substante printre care predomina sarurile solubile de tipul bicarbonatilor, sulfatilor,clorurilor, dar si compusi organici cum sunt fenolii si alti produsi rezultati in urma descompunerii materiei organice. In cazul depozitelor mari, exista pe plan local o microstatie de epurare a acestor ape uzate, separandu-se in urma epurarii prin intermediul a 3 trepte, mecanica, chimica si biologica, un depozit semisolid sau un namol si apa epurata care poate fi deversata intr-un debuseu natural sau poate fi utilizata daca exista conditii speciale de irigare a culturilor din zona depozitului.

Deseuri organice din agricultura si din industria alimentaraI. Deseuri din agricultura

A. Deseuri agricole si produse neutilizate ale florei nespontane

Productia secundara a terenurilor agricole e constituita din paiele gramineelor, cocenii porumbului, tulpini si alte resturi vegetale ca pleava, radacinile plantelor. O cantitate mare din paie e folosita in industria celulozei si a hartiei si industriei chimice, la Braila a functionat un astfel de combinat care folosea materia prima din paiele culturilor cerealiere si celuloza extrasa din stuful recoltat din Delta Dunarii. Paiele sunt utilizate si ca asternut pentru animale, intrand in producerea gunoiului de grajd, apoi utilizarea in agricultura. Daca paiele sunt lasate pe miriste, si se vor ingropa sub aratura, acestea vor aduce in sol, prin mineralizare, cca 45-50 kg de azot la hectar. In aceeasi situatie, se pot utiliza tulpinile de floarea soarelui, vrejii de la cartofi, care lasate pe miriste, apoi culcate cu ajutorul unor compresoare si introduse in sol prin aratura constituie sursa de K, Na,. Experientele facute in camp, au constatat dupa 16 ani in solul din parcelele in care paiele s-au ingropat an de an un continut de carbon si azoot cu 8-10% mai mare decat in solul parcelelor de unde paiele au fost recoltate. Introducerea sub brazda a tulpinilor de porumb conduce atat la cresterea continutului de substanta organica cat si la detoxifierea solului. Este cunoscut faptul ca monocultura conduce la fenomenul numit oboseala solului, fenomen care apare datorita acumularii in sol a acidului paracumalic. Tulpinile de porumb favorizeaza o intensa activitate biologica a solului, aparand si o flora specifica, care degradeaza acidul paracumalic si acidul oxalic, un alt acid organic, de 3 ori mai repede decat acolo unde nu s-au introdus tulpinile de porumb in sol. Resturile organice introduse intr-un sol cu putere clorozanta, contribuie la diminuarea intensitatii fenomenului cu pana la 50%. Fenomenul se explica prin mobilizarea Fe si cuprinderea lui in complecsi organo-minerali adsorbiti de plante, ca urmare a intensificarii florei microbiene generate de resturile organice. Solurile cu putere clorozanta: apare de regula pe solurile carbonatice, pe rendzine, castanoziomuri, un indice raportul de Fe/calcarul activ. Pe langa introducerea de Fe in astfel de soluri si tratarea foliara a plantelor prin stropiri cu ingrasaminte ce contin Fe, introducerea in soluri a elementelor organice intensifica procesul cu 50%. Tratamentele de stropiri care se fac anual sunt paliative, deoarece fenomenul e generat de sol, astfel trebuie sa se actioneze asupra solului. Paiele dar si celelalte resturi organice, introduse sub sol, ofera o protectie a solului importiva solului, ele reprezentand o componenta elastica, compactarea avand loc in orizontul de sub 0-20 cm, in care continutul de argila e ridicat, peste 25-30% si componentele mineralogice ale argilei sunt formate din minerale expandabile de tipul smectitelor. Datorita traficului pe terenuri, se produce o comprimare, avand loc tasarea, formandu-se un orizont hardpan, orizont argilos, compact, prin care radacinile plantelor nu trec.Frunzele si litiera sunt deseuri organice care se mineralizeaza in timp, aducand in sol elemente nutritive si materie organica. In plus, aceste materiale pot fi folosite ca materie prima pentru proteinele folosite in hrana animalelor, cu toate ca tehnologiile existente in acest scop sunt energofage. Plantele din flora spontana, existente in apropierea terenurilor agricole sau care cresc pe acestea, dupa recoltare pot constitui un adevarat ingrasamant verde si in acelasi timp deseu provenit din activitatea agricola. Aceste plante, introduse in sol, aduc o cantitate de materie organica si materiale nutritive, insa vegetatia de flora spontana nu trebuie sa contina buruieni daunatoare procesului de cultivare a plantelor. In amestecurile formate din plantele din flora spontana, trebuie sa predomine leguminoasele, precum Medicago lupulina, Medicago falcata, Lotus corniculatus sau graminee din genurile Festuca si Poa. Experientele au dovedit ca in unele cazuri, pe soluri acide, ingroparea plantelor din flora spontana, au adus sporuri semnificative de recolta, care in unele situatii, au depasit sporurile aduse de ingroparea paielor, explicatia este legata de continutul mare de azot, pe care il aduce in sol plantele legumonoase, aceste plante avand insusirea de a fixa azotul atmosferic prin intermediul unor bacterii care se dezvolta pe radacinile plantelor legumonoase.Deseurile din zootehnie

Deseurile zootenice pot fi impartite in doua categorii distincte>

1. Deseuri obtinute in mod traditional precum gunoiul de grajd rezultat de la fermele mici. Gunoiul de grajd obtinut in mod traditional a reprezentat, reprezinta si va reprezenta o sursa majora de materie organica si elemente nutritive pentru sol. Producerea sa este nemijlocit legata de cresterea animalelor si folosirea paielor ca asternut in grajdurile si adaposturile pentru animale. Curnetul agriculturii ecologice este in continua dezvoltare si intensificare, curent care nu admite ingrasamintele sintetice ca sursa de elemente nutritive. Se apreciaza ca de la o vaca de lapte de 600 kg se obtine intr-un an 20 t de gunoi, acesta continand 95 kg CH4, 75 kg fosfor, 50 kg potasiu, echivalente a 100 de dolari. La noi in tara, cantitatea de gunoi de grajd este mica datorita numarului redus de animale crescute in sistem gospodaresc, in alte tari ca Anglia, Belgia unde zootehnia este puternic dezvoltata, s-a ajuns ca pentru un hectar sa se poata administra 5 tone de gunoi de grajd. Acest tip de gunoi, are 3 componente: Dejectii solide sunt formate din substante organice nedigerabile sau nedigerate de organismul animal, la care se adauga o cantitate anumita de apa, aceste dejectii solide contin intre 30-50% din cantitatea totala de furaje consumata. Aceste dejectii solide eliminate, contin cca 50% din azotul ingerat, 80% din potasiu si 60% din fosfor. Compozitia chimica a dejectiilor variaza in functie de specie, de natura furajelor consumate, de varsta animalului. Dejectiile de la porcine... Compozitia chimica a dejectiilor provenite de la cele 4 categorii de animale, se evidentiaza faptul ca dejectiile de la porcine contin cea mai mare cantitate de azot, 0.60%, cea mai mare cantitate de fosfor -0.50 P2O5, cea mai mare cantitate de potasiu Ceea ce priveste Ca si Mg, dejectiile de cabaline sunt cele mai bogate, cu un continut de 0.21% de CaO si 0.15% MgO. Deseurile provenite de la bovine sau ovine contin cantitati semnificative de macroelemente. In dejectiile rezultate in decursul unui an de la o vaca, se afla echivalentul a 1.8 t substanta, 20 kg azot, 10 kg oxid de potasiu Dejectii lichide sau urina. Urina reprezinta solutia eliminata de organismul animal, ea contine substante organice, substante proteice elaborate in procesul de metabolism si contine ioni de in stare libera, Ca, Mg, K, Na, ionul monofosfat-H2PO4. Compozitia chimica a urinei... De regula contine mai mult K, Na si Mg decat dejectiile solide. In ceea ce priveste concentratia in elemente, tot concentratia de la porci- 2% azot, 2.5% potasiu sub forma de oxid iar urina de la cabaline contine 1.5% azot, 1.5% Ca2O, 0.22% oxid de Mg. Materialul folosit ca asternut. In cele mai multe cazuri e format din paie dar se foloseste si turba, frunze, rumegus sau alte materiale care au capacitatea de a adsorbi dejectiile lichide si solide. Asternului fixeaza o mare parte de amoniac, care se degaja ca gaz, tocmai acesta constituie o cantitate importanta. Cantitatea de asternut depinde de specie, astfel se recomanda zilnic cca 4-6 kg de paie la bovine, 3-8 kg paie la cabaline, 0.5-1 kg la ovine, la animale gestante cantitatea se dubleaza. In medie, gunoiul de grajd contine 2% azot, 1.7% potasiu si 0.4% fosfor. Se admite ca o doza de 25 tone de gunoi de grajd la hectar aduce 45 kg azot, 20 kg fosfor si 80 kg potasiu. Din punct de vedere al continutului in elemente nutritive, gunoiul de la suine si cabaline e mai valoros decat cel de la ovine. Cantitatea anuala de gunoi de grajd obtinut in sistem de crestere traditionala a animalelor depinde de la tara la tara iar gunoiul ce revine pentru 1 ha este variabila. Astfel in Belgia cantitatea de gunoi de grajd ce revine la 1 ha este de 33 tone, Germania 18 t, Danemarca 25 t, SUA 10 t. Avand in vedere ca doza medie de gunoi de grajd necesara pentru fertilizarea normala a unui sol in raport cu ingrasamintele naturale e de 25%/ha. In romania, doza de gunoi de grajd obtinuta in sistem traditional, raportata la suprafata agricola este in jur de 1 ha, de aici necesitatea administrarii si de ingrasaminte minerale pentru a satisface sporurile normale de productie la toate culturile agricole. Cantitatile de gunoi de grajd care urmeaza ca a fi utilizate ca ingrasamant se exprima in Unitati Vita Mare (UVM)=numar de animale/1 ha de la care rezulta o cantitate de dejectii suficienta pentru fertilizarea la parametri optimi a solului. Pentru aasigura o protectie eficace a factorilor de mediu, pentru o pasune naturala sau artificiala situata la 300 m se recomanda 3-4 UVM/ha, in timp ce pentru pasunile de la altitudini mai mari, se recomanda 2-3 UVM/ha. Pentru calcularea cantitatii de gunoi de grajd care se obtine intr-o gospodarie, se poate folosi o formula care are in vedere substanta uscata din hrana si din asternut dar formula este aleatorie, nu intotdeauna da rezultate apropiate de realitate. In general se considera ca animalele care stau in stabulatie dau o cantitate de gunoi care se poate afla inmultind greutatea animalelor in tone cu un coeficient de 25.2. Deseuri zootehnice obtinute de la animalele crescute in sistem industrial. Problemele mari care au aparut in urma combinatelor a fost o poluare intensa a mediului, datorita gestionarii defectuase a unor cantitati enorme de dejectii. La ora actuala cresterea animalelor in sistem industrial se practica in unitati cu capacitate de pana la 20 000 capete, aceste capacitati pot oferi o gestionare corecta a dejectiilor prin administrarea dupa compostare, pe soluri. De fapt, pentru aprobarea constructiei studiul de impact este hotarator acceptarea sau nu a constructiei complexului, care trebuie sa aiba cateva sute de ha de teren in gestiune proprie, pentru a administra dejectiile compostate, daca nu le are in gestiune proprie poate colabora co societati. In cazul dejectiilor de la porci, acestea sunt evacuate hidraulic, din adaposturi, duse prin intermediului unui efluent al apei, cu un continut ridicat in suspensii, sunt duse intr-un bazin de depozitare care are o capacitate ce poate asigura un volum de dejectii echivalent cantitatii evacuate timp de 4 saptamani. In sistemul de crestere industriala nu se administreaza asternut din paie, ci animalele repauzeaza pe o platforma din beton, jumatate continua, jumatate cu gratere. In bazinele respective se produce timp de cateva saptamani decantarea suspensiilor, rezultant in final un namol care este supus in continuare concentrarii sale prin eliminarea surplusului de apa uzata folosind un sistem de site vibratoare sau rotative, apa uzata poate fi reutilizata pentru spalarea adaposturilor iar namonul se intinde pe patul de uscare, dupa care se colecteaza, la nevoie se marunteste prin intermediul unor mor, administrandu-se pe teren. Namolul se administreaza pe sol in doze de la 20-30 tone/ha in functie de natura solului si a plantelor. El se administreaza cu ajutorul unor masini speciale care au la partea inferioara un disc rotativ care permite imprastierea pe o distanta de 7 m in urma utilajului.3. Dejectiile de la pasari difera de cele de la porci, prin umiditatea mai redusa, in jur de 30% si prin continutul de fosfor de 2%. In aceste dejectii se pot gasi si cantitati de metale grele, de pilda Cu 300 mg/kg, provenit din hrana animalelor, Cu fiind si un microelement de nutritie, dar acumularea dejectiei poate intra in sfera metalelor grele.

Dejectille de la animale pot constitui si o sursa energetica mare, de la 1 mil de porci produc 800 000 mc de biogaz, care echivaleaza ca putere energetica cu 40 000 t motorina, cantitate folosita pentru lucrarile agricole efectuate pe 300 000 ha. Dejectiile de la taurine ca si in cazul dejectiilor de la porcine, se colecteaza tot cu ajutorul curentilor de apa, rezultand in final un amestec de apa, dejectii solide, amestec cunoscut de tulbureala sau Qulle. Tulbureala nefermentata si nefiltrata contine 0.5% azot, majoritatea sub forma amoniacala, contine 1.7% oxid de potasiu si 0.02% oxid de fosfor. Pentru a fi aplicata pe sol, tulbureala se dilueaza in proportie de 1:6, cand solul are o fertilizare de baza, facuta cu ingrasaminte minerale, si de 1:4 cand aceasta fertilizare nu s-a realizat. Cantitatile de tulbureala administrate la ha, oscileaza intre 10-30 mc in functie de natura si textura solurilor. Din cantitatile de elemente nutritive pe care le contin aceste dejectii cca 80% din cantitatea totala de azot si fosfor si 90% din potasiu, revin solurilor prin administrarea pe sol, urmata de incorporarea prin discuire. Aplicarea tulburelii se face primavara sau toamna, discuirea se face imediat pentru a reduce pierderile de azot prin volatilizare sub forma de amoniac. In experientele efectuate in Marea Britanie cu doze foarte mari de tulbureala, de cca 300 mc diluate in 800 mc de apa pentru 1 ha, s-au obtinut sporuri semnificative de recolte, la pasunile insamantate, sporuri aduse de cantitatile de azot de 70 kg/ha, fosfor 40 kg/ha, potasiu sub forma de oxid 35 kg/ha. Pentru a aduce in sol echivalentul a 100 kg de azot din ingrasamantul chimic si a obtine acelasi efect este necesar 133 kg/ha.

Efectul administrarii tulburelii s-a evidentiat nu numai prin sporuri cantitative de cultura ci si calitatea, procentul de leguminoase crescut datorat formelor rapid asimilate de azot amoniacal si reactiile rapide de nitrificare

4. Deseuri din industria alimentara. Cele mai importante industrii alimentare producatoare de deseuri sunt unitatile de prelucrare a laptelui, abatoare, producerea conservelor, distilariile, fabricile de amidon si zahar. Deseurile organice realizate in aceste unitati sunt antrenate de cantitati importante de efluenti. Deseurile de la fabricile de prelucrare a laptelui, rezulta cantitati mari de efluenti care au o cantitate minerala relativ redusa. Ceea ce este important, e ca reactia acestor efluenti e puternic alcalina, pH=11, au o conductivitate electrica mare. In acelasi timp au si un consum chimic de O ridicat. Dintre elementele chimice, semnificative sunt calciul si sodiul, provenite atat din materia prima cat si din ingredientele folosite pe parcursul procesului tehnologic. Apele uzate pot fi utilizate la irigarea culturilor din zona numai printr-o diluare accentuata cu ape potabile in asa fel incat reactia efluentilor sa ajunga in zona neutru-slab alcalin, conducibilitatea electrica respectiv cantitatea de saruri solubile de 100 mg/l, iar continutul de O sa fie 200-300 mg/l. In aceasta industrie cantitatile de namol sunt foarte mici. Dar aceste cantitati pot fi utilizate ca amendament pentru solurile acide.Fabricile de amidon. Apele uzate rezultate contin cantitati insemnate de materii proteice si elemente minerale, astfel, dupa prelucrarea a 100 000 t cartofi pentru extragerea amidonului, in apele tehnologice se gasesc 5000 t materie organica, 420 t azot, 50 tone fosfor, 50 tone potasiu. Apa uzata rezultata de la obtinerea amidonului poate fi utilizata dupa depunerea suspensiilor, la irigarea culturilor cu norme de pajisti de 100 mm/ha. Irigarea cu aceste ape care contin elemente nutritive au condus la sporuri de recolta de 20-30%, fata de cele obtinute cu irigare cu apa neuzata. O remarca speciala se refera asupra vitezei ridicata Fabricile de zahar produc materiale reciclabile in cantitati mari. In primul rand noroaiele care provin din spalarea sfeclei pot fi administrate direct pe sol, sol umifer, bogat in elemente minerale si materie organica. Un deseu consistent il reprezinta reziduurile de la sucul de sfecla, asa numita spuma de defecatie in care se gaseste CaCO3 in proportie de 40-50% si materie organica. Acest material se utilizeaza ca amendament pentru solurile acide. Tot ca amendament dar si ingrasamant se foloseste borhotul de melasa, care contine cantitati insemnate de potasiu, sodiu, azot. Apa uzata tehnologic atat in procesul de spalare a sfeclei cat si...... a sucului de sfecla poate fi utilizat la irigare deoarece poate contine 100-200 kg azot, 50-100 P2O5.De la distilariile de alcool se obtin efluenti a caror continuturi sunt de 80-650mg/l azot, 100-250 mg/l fosfor..../......, in jur de 1 g l potasiu. In afara de acesti efluenti, borhotul se utilizeaza ca sursa de materie organica pentru soluri.Fabricile de drojdie. Deseu numit Vinasa care este un produs al ingemanarii tuturor tipurilor de ape uzate impreuna cu reziduuri solide provenite de la obtinerea drojdiei. Materia prima utilizata la obtinerea drojdiei de panificatie, si anume melasa. Datorita continutului in hidrati de carbon, melasa prezinta mediu de cultura pentru microorganismele introduse in fluxul tehnologic. Inainte de a deveni mediu de cultura si a intra in procesul de fermentatie, melasa este tratata, standardizata si sterilizata. Tratarea consta in amestecarea cu apa, ajustarea pH-ului si a temperaturii pana la valori standardizate, dupa care, printr-un proces rapid de incalzire-racire, melasa este sterilizata. Dupa sterilizare, melasa este insamantata cu o cultura de drojdie preparata in laborator. Procesul de fermentare are loc in instalatii special, fermentatoare, fenomenul avand loc in 3 trepte: precultura pura, cultura pura, maturare. Pe parcurcul treptelor 2 si 3, se produce cresterea si propagarea continua a celulelor drojdiei. Dupa maturare, continutul fermentatorului este transportat la un separator prin intermediul caruia se separa masa solida. Solutia rezultata dupa concentrare va fi ulterior utilizata pentru a produce fermenti comerciali pentru drojdie. Apa uzata provenita din intreg procesul tehnologic este colectata prin 3 canale separate numite flux cu incarcare minima, medie si maxima. Primul flux reprezinta apa uzata rezulata la spalarea utilajelor, are un pH neutru. Fluxul cu incarcare medie este format din apele uzate rezultate din operatiunile tehnologie cum sunt fermentarea, separarea, apa cu CPO5 1500-1600 mg/l iar fluxul cu incarcare maxima este generat de procesul de fermentare a melasei. Apa rezultata are o valoare foarte mare a consumului biochimic de oxigen ...... ToTE ACESTE APE SE AMESTECA, DUPA CARE URMEAZA EVAPORAREA PANA LA UN VOLUM DE 10% din volumul initial, concentratul initial se numeste vinassa. In urma evaporarii se obtine un lichid cu vascozitate relativ scazuta, miros neplacut datorita prezentei fenolilor si un gust dulce-amarui. Produsul rezidual are o reactie slab-alcalina, pH 6.5-7.8, un continut total de carbon organic ridicat 18-20, azot organic 5%, 18-20% proteina bruta, potasiu, calciu si magneziu, fosfor-4%. Contine si acizi organici din grupa acizilor lactic, formic, acetic, malic, glucoza. Un amestec de substante minerale si organice, care pot fi utilizate atat in hrana animalelor cat si in nutritia plantelor. Produsul nu contine elemente chimice poluante. Experientele pe animale efectuate in cadrul Facultatii de zootehnie din Iasi au aratat ca administrarea acestui compus in hrana animalelor a dus la un spor in greutate de 10-20%. De asemenea, administrarea vinassei pe plante ca un ingrasamant foliar, prin dilutia lui cu apa in raport de 1:1 sau 1:5 a determinat sporul de recolta de cca 10% iar combinarea vinassei cu alte ingrasaminte foliare a determinat sporuri de recolta de 20-25%. De asemenea, talia plantelor a fost imbunatatita in comparatie cu alte plante nefertilizate cu acest produs sau alte ingrasaminte organice. In fabricile de producer a conservelor din legume si fructe apar deseuri de la selectarea calitativa a materiei prime, ape uzate tehnologic, care contin si cantitati de sol care provin de la legume a caror radacina se folosesc in prelucrarea lor (morcovii), iar toate aceste deseuri pot fi utilizate dupa compostare ca surse de elemente nutritive, in general continuturile de macroelemente ale composturilor provenite din deseurile utilizate din acest tip de fabric contin cca 2% azot, 0.5-0.7% fosfor, 0.4% potasiu, 0.3% Ca si cca 4% Mg. Reziduurile lichide pot contine in jur de 20% mg/l azot, 120 mg/l Ca, 200mg/l potasiu si 60mg/l fosfor.De la abatoare, deseurile sunt diverse, pentru inceput sunt deseuri organice provenite din padocurile in care stau animalele inainte de sacrificare, gunoiul de grajd, apoi parti din corpul animalelor nefolosite in prepararea alimentelor,, cum ar fi copitele, parul, oasele care in special se utilizeaza la prepararea fainei de oase folosita ca sursa de fosfor pentru soluri. Continutul de fosfor al fainei de oase, oscileaza intre 5-8%, de asemenea, Ca este cuprins intre 10-17%, pe langa acestea, faina mai contine potasiu, Mg in cantitate mica si uneori cantitati reduse de microelemente. Reziduurile alimentare, formate din resturi de carne, oase, maruntaie, sange sau orice produs care provine din acestea, inclusiv resturi alimentare din gospodarii, restaurante, cantine. Reciclarea acestora reprezinta o importanta deosebita atat din punct de vedere al protectiei mediului cat si economic incat au o valoare nutritiva mare, bogati in carbon. Compozitia chimica si valoarea nutritiva a reziduurilor alimentare variaza in limite foarte largi, in functie de locul si specificul culinar a celor care l-au produs. Cu toate acestea se pot contura cateva niveluri de continut si anume: apa 70%, substanta uscata 20%, proteine 3-4%, grasimi 1%, substante extractive fara azot 10-13%, cenusa 3-4%.Coeficientul de digestibilitate a acestor reziduuri alimentare este foare ridicat 99% pentru substantele neazotate si 70% pentru fibrele brute. Se apreciaza in medie, pe zi si pentru un om 200 g reziduuri alimentare. 15-30 tone /zi la o localitate de 200 000 loc, si 7000t/an.Colectarea reziduurilor alimentare la nivel macro se face numai de la unitatile din jurul marilor crescatorii de animale. In tara noastra, astfel de situatii nu prea mai exista.Pentru a intra in circuitul alimentar al animalelor, aceste reziduuri sufera un proces tehnologic de preparare, de ridicare a cifrei nutritive, eventual de sterilizare a agentilor daunatori. Din acest motiv, colectarea de la anumite unitati alimentare, insemna si o unitate speciala de innobilare a acestor reziduuri, iar de aici, cu ajutorul unor masini, reziduurile tratate erau transportate la ferme.

Bazele teoretice si practice ale transformarii deseurilor organice in ingrasaminte (compostarea)Introducerea directa in sol sau pe sol a gunoiului de grajd proaspat, a namolurilor organice colectate de la diferite statii de epurare, reprezinta o practica neadecvata pentru obtinerea unui grad mare de reciclare a elementelor si substantelor chimice din acestea. Un neajuns este de natura economica, costul transportarii unei astfel de cantitati de material pentru a respecta dozele necesare atingerii unui nivel optim de fertilizare. In aceste cazuri dozele sunt mari deoarece in gunoiul de grajd si noroaie se gasete o cantitate mare de apa; metoda de aplicare un alt impediment, un material umed este mai greu de imprastiat pe teren, neuformizarea. Un alt dezavantaj este cel legat de mobilitatea mai redusa si transferul mai incet a elementelor nutritive din gunoi sau namol, catre planta, datorita prezentei acestora in reziduuri brute nemineralizate, fapt ce nu se petrece la compostare.In urma compostarii, se obtine un ingrasamant organic concentrat cu un continut ridicat de elemente fertilizatnte aflat intr-un grad ridicat...... se incarca mult mai usor cu elemente si substante chimice. Prin urmare, compostarea insumeaza totalitatea transformarilor chimice, fizice si microbiologice pe care le sufera deseurile organice de origine vegetala sau animala, de la starea lor initiala, pana ajung in diferite stadii de humificare, stare total diferita de cea initiala. Produsul rezultat poarta numele de compost.Procesele din timpul compostarii gunoiului de grajd

Procesele de compostare pot avea loc atat in mediul aerob cat si anaerob. Modificarile care au loc in cele doua medii sunt total diferite, astfel in timpul compostarii aerobe, in gramada de gunoi se atinge 65-70C, pe cand in procesul anaerob, temperatura nu depaseste 35C. Compostarea gunoiului de grajd debuteaza prin disparitia substantelor solubile, grasimilor, pentazoanelor, dupa care urmeaza descompunerea celulozei si ligninei. In conditii anaerobe, se produce o concentrare in azot amoniacal si organic, dar o reducere a continutului celorlalte elemente chimice din paie. Intensitatea chimica a acestor paie are loc cand umiditatea gunoiului e de 50-70%, valori care corespund unei aeratii moderate. In astfel de conditii s-a constatat ca dupa doua luni de compostare a unui gunoi de grajd, substanta uscata s-a redus cu 45%, celuloza cu 60% si pentozanele cu 50%. In conditii contrastante de umiditate si temperatura, reducerea e mult mai mica, substanta organica cu 38% iar celelalte substante intre 20-30%. In timpul procesului de compostare se pierde o cantitate semnificativa de azot amoniacal datorita consumului acestei forme de azot de catre microorganisme care realizeaza descompunerea celulozei si pentozanelor, iar pierderile de azot amoniacal fiind mai ridicate in conditii de aerobioza. Dintre celelalte forme de azot prezente, azotul proteic a scazut in cantitatea cea mai redusa, mai putin de 4%, iar in cazul compostarii anaerobe 40%. Fenomenul se explica prin prezenta azotului proteic in biomasa ...........de mare valoare pentru fertilitatea solului, in timp ce proteina ramasa in gunoiul compostat anaerob este de natura fecaloida, netransformata in forme biologice cu stabilitate mai ridicata. Cu toate ca pierderea de azot este mai ridicata in conditiile aerobe, calitatea azotului din gunoiul compostat aerob este superioara pentru agricultura comparativ azotului din compostarea anaeroba. Este bine de stiut ca gunoiul de grajd contine cantitati de hemiceluloza, celuloza si lignina. Prezenta hidratilor de carbon de tipul hemicelulozeloz si celulozelor, substante ce furnizeaza elemente necesare microorganismelor, este de importanta pt fenomenul de descompunere a celulozelor si hemicelulozer. Rezulta ca startul in procesul compostarii gunoiului de grajd il dau microorganismele.Curs 4.16.03.2013Microorganismele implicate in procesul compostariiDeoarece in gunoiul de grajd se intalnesc substante organice solubile, usor degradabile precum zaharuri, aminoacizi, uree si altele, bacteriile heterotrofe incep degradarea acestor substante odata cu obtinerea energiei necesare proceselor lor vitale. Bacteriile se inmultesc asimiland o parte din produsele din biodegradare iar alta parte, se acumuleaza si va servi ca hrana si material energetic altor grupe de microorganisme. Printre bacteriile heterotrofe care se gasesc frecvent in gunoiul de grajd: Bacillus vulgaris, Bacillus subtilis, Bacillus mezentericus, Bacterium florescens, Bacterium putidum, Bacterium flavium, Escheria coli, Esicheria paracoli Micrococus luteus, Micrococus candidas. Acestor tipuri de bacterii li se mai adauga bacteriile nitrificatoare precum Nitrosomonas, Nitrobacter, bacteriile denitrificatoare precum Tiobacilus denitrificas, Pseudo.si frecvente bacterii patogene. Varietatea si numarul de bcterii difera pe parcursul procesului de compostare, de asemenea, conditiile de temperature, aeratie, umiditate, din gramada de gunoi supusa compostarii influenteaza semnificativ cantitatea si calitatea bacteriilor. Astfel in gunoiul proaspat s-au gasit 940 milioane de cellule bacteriene pe gramul de material; din acestea, 10 milioane erau bacterii urolitice, 10 milioane erau bacterii celulozolitice anaerobe si 1 milion bacterii aerobe celulozolitice. Dupa 6 ore, la temperature de 20C, numarul bacteriilor scade la 760 milioane, iar dupa 3 zile, numarul lor ajunge la 300 de milioane. Mentinand aceleasi conditii de temperature, numari de bacterii incepe sa creasca, ajungand dupa 28 de zile la 3,3 miliarde. Fenomenul este similar daca gunoiul de grajd se mentine la 40C, cu mentiunea ca numarul bacteriilor creste in primele 24 de ore pana la 2 miliarde, dupa care scade la jumatate in urmatoarele 3 zile, pentru ca in continuare dupa 14 zile, numarul lor sa creasca din nou pana la 7 miliarde.

Bacteriile urolitice au o dinamica similara mentinerea gunoiului de grajd la temperature de 60C determina scaderea progresiva a numarului de bacterii pana la 2% din numarul initial in timp de 4 saptamani. Distrugerea bacteriilor la temperature de 55-65C, determina formarea unor compusi humici, in urma interactiunii amoniacului din gramada de gunoi cu aminoacizii si cu hidratii de carbon care rezulta din autoliza celulei bacteriene.Inafara de bacterii se dezvolta o flora fungica:

Fungi care se gasesc numai in gunoi, aparand si in urma germinarii lor in aparatul digestiv al animalelor. Printre aceste micromicete, cel mai des se intalnesc: specii de Ascobolus, specii de Mixotrihum

Ciuperci care se gasesc numai in gunoi: Ascofanus, Pillaria, Pilabolus si altele Ciuperci care se gasesc atat in gunoi cat si pe alte substrate: specii de Apsidia, Cincinela, Helicostilum si altele

In dejectiile animalelor, prin urmare si in gunoi se gasesc numeroase protozoare coprolite, saprofice si parazite

Biochimia compostarii

Gunoiul de grajd contine cantitati importante de celuloza, hemiceluloza, lignina, proteina bruta, uneori grasimi, toate provenite din resturile vegetale, in special din paie. Toti acesti compusi sunt supusi unui proces d egradator. Descompunerea celulozei se produce prin actiunea hidrolizanta a unor bacterii specifice acestui fenomen cum ar fi Mixo.....Citofaga rubra sau specii de Celvibrio si Celfalciculata. Bacteriile produc un mucilagiu de natura oxicelulozica care ajunge pana in fractiunea humica a solului. Inafara bacteriilor, la descompunerea celulozei, mai participa si o serie de ciuperci din genurile Drichoderma si Fusalium precum si alte specii de Aspergilius. Microorganismele celulozolitice, descompun celuloza prin hidroliza, eliberand molecule de glucoza. Chimismul modificarilor celulozei dupa hidroliza, consta in oxidarea gruparilor alcoolice, initial in grupari aldehidice si apoi in grupari carboxilice. Produsii de hidroliza se oxideaza cu formarea de acizi organici macromoleculari de natura coloidala. In timpul descompunerii apar acizi uronici. In continuare, acestia participa la formarea compusilor humici prin alcatuirea de complexe cu molecule proteice. Daca produsii de hidroliza ai celulozei sunt supusi unei oxidari intense, atunci se formeaza diferiti oxiacizi ca produsi intermediari care trec mai departe in CO2 si apa, cu eliberare de energie. Descompunerea hidrolitica a celulozei este catalizata de enzime care inlesnesc introducerea elementelor apei la locul de legatura al carbonului cu oxigenul din molecula celolozei, grupand in acest fel lantul celulozic. Aceste enzime apartin grupei polizaharidelor. Procese similare se petrec si cu zaharidele cu molecula mai mica, activate de enzime, numide oligozaharidaze. Ambele grupe de enzime au fost numite carbohidraze, capabile sa rupa legatura dintre C-O, legatura existenta intre moleculele glucozei sau a altor zaharuri simple compuse din 1 sau 2 unitati structurale de monozaharid.Procesul de degradare a celulozei, apare ca un proces hidrolitic depinzand de hidrolazele (celulaza si celobiaza), la bacterii celulaza este legata de peretele celular si difuzeaza mai greu in mediu. Ambele enzime sunt eliberate prin autoliza. Celuloliza se realizeaza in 3 etape. Initial fibra celulozica este scindata in fragmente sub actiunea celulozoliticade solubilizare, dupa care intervine celuloza de polimerizare care fragmenteaza mai mult materialul pentru ca in final sa intervina celobiaza care elibereaza moleculele de glucoza.

Descompunerea hemicelulozelor. Hemicelulozele sunt polizaharide cu 5 sau 6 atomi de C in molecula. Descompunerea lor este asemanatoare cu descompunerea celulozelor. In primele 8 zile se descompune aproape 50% din cantitatea de hemiceluloza, dupa care descompunerea este mai lenta, iar in final ramane un procent de 10-15% de hemiceluloza nedescompusa. Descompunerea pectinelor. Pectinele sunt macromolecule formate din peste 100 de molecule de acid de-galacturonic dispuse liniar. Grupele carboxilice ale acestor acizi sunt esterificate de alcoolul metilic format. Hidroliza pectinelor se face sub influenta enzimelor protoectinaze, pectinesteraza si poligalacturon. Produsii obtinuti in urma degradarii enzimatice sunt transformati in continuare in functie de conditiile in care se dezvolta microorganismele in acid butiric, acid acetic, acid formic, acid succinic, acid lactic si hidrogen.Descompunerea ligninei este declansata enzimatic de .......care influenteaza cresterea gradului de solubilitate in apa a ligninelor, dupa care se produce depolimerizarea moleculei prin scindarea ei la nivelul legaturilor eterice. Dupa demetilarea moleculei, apare acidul protocatehuic, produs intermediar in metabolismul compusilor aromatici. Degradarea in etape a ligninei este datorata greutatii sale moleculare mari si a slabei solubilitati in apa. Lignina plantelor este diferita de la o specie la alta, prin natura monomerului fenilpropan din structura polimerului care poate fi alcool coniferilic, alcool sinapilic sau alcool p-humaric. In lignina paielor sunt prezenti toti cei 3 monomeri.Descompunerea proteinelor se face sub actiunea enzimelor proteolitice care actioneaza asupra legaturilor peptidice centrale ale moleculei proteice, formandu-se enzime din grupa endopectidazelor care actioneaza mai departe asupra legaturilor peptidice. Proteinele din dejectiile animalelor sunt intens hidrolizate de tripsina si chimotripsina. Tripsina ataca legaturile chimice in care sunt implicate legaturile peptidice ale radicalilor aromatici iar chimotripsina ataca legatura peptidica la care participa gruparea carboxil a aminoacidului aromatic.

In gunoiul de grajd, inafara proteinelor se mai gasesc si alte substante organice care contin azot de tipul bazelor purinice, nucleozidice, nucleotidelor, aminelor si amidelor. Descompunerea acestor substante este realizata de microorganisme prin intermediul unor enzime numite amidaze. Dezaminarea moleculei se produce prin scindarea hidrolitica la nivelul legaturilor C-N. In urma acestor reactii se separa amoniacul iar restul materialului ramas este supus altor procese hidrolitice si oxidative specifice configuratiei chimice moleculare.Descompunerea amidonului si grasimilor

Aceste substante sunt intamplatoare in gunoiul de grajd obtinut in sistemul gospodaresc dar pot ajunge in cantitati importante in gunoiul de grajd si namolul de la animalele crescute in sistem industrial. Amidonul este format din doua tipuri de molecule si anume amiloza formata prin polimerizarea a 100 pana la 200 molecule de glucoza si amilopectina formate din 1000-1800 molecule...... moleculele de amiloza sunt scindate de o enzima speciala numita alfa-amilaza, care hidrolizeaza legaturile glicozidice de la mijlocul lantului de molecule de glucoza. Ia nastere astfel molecule mai simple de alfamaltoza. Prin hidroliza moleculei de amidon, se obtine in prima faza molecule de dextrina si apoi molecule de alfamaltoza. In continuare, moleculele de alfamaltoza sunt desfacute prin hidroliza enzimatica in molecule de glucoza. Moleculele de amilopectina sunt descompuse hidrolitic de enzima beta-amilaza, generand cantitati importante de molecule de alfa-maltoza cu o viteza de 20 de ori mai mare decat se elibereaza moleculele de maltoza din amiloza. In continuare, maltoza se descompune prin intermediul microorganismelor si a enzimelor luand nastere prin scindare molecule de glucoza, glucoza reprezentand principala sursa de energie pentru microorganisme.Zaharoza un dizaharid format dintr-o molecula de glucoza cuplata cu o molecula de glucoza, este descompusa de enzima glucozaharoza, care desface cele doua molecule de la legatura carbonului alfa al moleculei glucoza, in final se obtin zaharuri simple care sunt direct asimilabile de microflora. In conditii de aerobioza, glucoza este oxidata pana la produsii finali si anume CO2 si H2O, in timp ce in conditii reduse de aeratie sau in conditii de anaerobioza, apar o serie de produsi intermediari ca etanol, acid acetic, aldehida formica, acid formic sau acid lactic utilizat de microflora heterotrofa pentru obtinerea de energie si pentru constructia lor celulara.Lipidele sunt descompuse prin hidroliza microbiana pana la glicerina si un acid gras care esterifica glicerina. In continuare, glicerina si alti alcooli sunt metabolizati usor de catre organisme.Compostarea paielor care se utilizeaza in procesul de compostare a altor deseuri

Paiele sunt bogate in celuloza, hemiceluloza si lignina, dar sarace in azot. Comparativ cu gunoiul de grajd, paiele sunt mai bogara in ceruri, celuloza si hemiceluloza, mai sarace in proteina si lignina. Pentru ca procesul de compostare al paielor sa se amorseze este nevoie de N ca sa se dezvolte procesele hidrolizante de catre microflora celulozolitica. In acest scop, paiele supuse compostarii sunt tratate cu saruri de amoniu, ca sulfat de amoniu, uree, azotat de amoniu. La acestea se mai adauga si saruri de P, Ca, K dupa care gramada de paie se umezeste iar dupa aceste tratamente, in cateva zile se declanseaza compostarea. In timpul compostarii, paiele parcurg cam aceleasi procese cu cele descrise la compostarea gunoiului de grajd. S-a constatat ca cele mai bune surse de N pentru conpostarea paielor sunt ureea si carbonatul de amoniu. Daca la o cantitate de paie de 250 kg se adauga 600 l apa in care s-a dizolvat 4 l uree, se asigura o umiditate de 70%, dupa 3 luni se obtine un compost de foarte buna calitate care contine intre 20-26% substanta uscata, 0.4% N, 15-19% substanta organica, si un raport C:N de 17:21. Aceste date sunt comparabile cu cele ale unui compost obtinut din gunoi de grajd si anume 20-23% substanta uscata, 0.4-0.6% N, 15-17% materie organica si C:N de 15-16.

Compostarea namolurilor de la statiile de epurare ale complexelor de crestere a porcilor, de la statiile de epurare a apelor uzate orasenesti si compostarea gunoaielor menajere.

Dezvoltarea industriei, cresterea animalelor in sistem industrial si cresterea populatiei orasenesti a dus la cresterea cantitatii de deseuri. O mare parte din acestea gasindu-se in apele uzate industriale si menajere, purtatoare a multor substante chimice in suspensie si solutie. De la statiile de epurare a apelor uzate zootehnic sau orasenesti, rezulta cantitati mari de namorl care nereciclate devin o sursa potentiala de poluare a mediului. Aceste namoluri au o compozitie diferita de la o locatie la alta, in functie de industriile existente. De pilda namolul de la statia de epurare Iasi este caracterizat printr-o cantitate mare de Zn. Datorita zincului provenit din apele industriale de pe fosta platforma industriala, zinc care se gasea in namolul de la statia de epurare; in rest continea NPK, Ca, Mg si microelemente la niveluri comparabile cu cele din soluri in asa fel incat acest namol putea fi utilizat in agricultura in mod direct dupa o uscare si macinare pe solurile din zona Podisului Central Moldovenesc, aceste soluri continand cantitati mici de Zn, frecvent parand carente de Zn la porumb. Dozele de namol se calculau in acord cu compozitia chimica a namolului si a solului. Namolurile din zona litoralului care contin cantitati mari de saruri solubile provenite in principa din utilizarea apei de mare ca apa tehnologica si prin urmare, acest namol nu poate fi utilizat in mod direct ca sursa de elemente nutritive ci poate fi utilizat in procesul de compostare a altor deseuri organice.

Pentru a grabi procesul de compostare a namolurilor, se utilizeaza in practica curenta asa numitele bio-preparate cu rol de starter. Starter-ul este o componenta importanta a intregului proces de compostare. El reprezinta un amestec de enzime, microorganisme si substante active. Dintre microorganismele importante in compozitia starter-ului sunt cele cu rol de amonificare, nitrificare, de sinteza a unor enzime, de reglare a temperaturii si de constituire a humusului din produsii de descompunere. Pentru a realiza o nisa ecologica necesara bacteriilor care produc substante humice, este necesar ca in gramada de compostare sa se introduca si sol fertil, intr-un procent de 10% din masa gramezii. Un exemplu de starter poate fi constituit din tulpimi selectionale din speciile Escheria, Pseudomonas, Trihoderma, Termimices, Atinomicete, creta, continut de rumen si lichid de fermentatie provenit de la urzica tanara.

Necesitatea introducerii preparatelor starter a fost evidentiata intr-o experienta de compostare a namolului porcin provenit de la statia de epurare Peris. Introducerea starterului a contribuit la mentinerea unor temperaturi mai ridicate depana la 15C in gramada de compostare, deci o accelerare a compostarii cu 50% fata de o gramada supusa compostarii fara introducerea starterului. Starterul permite economisirea materiei organice prin procese de asimilatie mai accentuate de biomasa nou formata. S-a evidentiat o imbogatire in azot ca urmare a pierderii unor cantitati mai mari de carbon organic prin proces de mineralizare fata de varianta martor. Daca starterul contine si bacterii ................................................este superior cu pana la 20% fata de continutul in azot din varianta martor. La inceputul procesului de compostare, nitratii se afla in cantitati reduse, 2-3mg N din N-NO3/100 grame compost, iar daca gramezile pentru compostare sunt remaniate prin omogenizare si aerisire, dupa prima si dupa a doua urma de compostare este posibil ca nivelul de continut de H din nitrati sa ajunga la 40-50mg NO3/100g compost.

Pentru conservarea calitatii compostului, este necesar ca umiditatea sa fie controlata si reglata astfel incat dupa 3 luni de compostare sa ajunga la 40%. Dupa aceasta, se vor folosi namoluri deshidratate cu.................iar gramezile vor fi protejate de apa din precipitatii. Pentru corectarea raportului C-N si a proprietatilor fizice din compostat, se introduc resturi vegetale intr-un raport greutate de resturi vegetale la namol de 1:4. Starea fizica compacta a namolului trebuie modificata in sensul cresterii in masa namolului a materialului cu rol de schelet precum paie, tulpini de floarea soarelui, gunoi menajer, materiale ce trebuie sa fie si biodegradabile. Aceste materiale vor trebui maruntite pentru a realiza o gramada cu inaltimea de 2-3 m cu forma de prisma triunghiulara iar raportul dintre materiale si namol sa fie de 1:5.Evolutia proceselor de descompunere si sinteza din gramada de compostare, nu trebuie sa fie totala. Compostarea trebuie astfel condusa, astfel incat proteinele, grasimile si celelalte substante usor biodegradabile precum zaharurile, aminozaharurile, fosfolipidele sa fie complet transformate, iar pe baza lor formandu-se noua masa sau biomasa microbiana utila in descompuenera celulozelor, pectinelor, ligninelor. Pe masura ce compostul se apropie de stadiul de maturare, o parte din microflora dezvoltata in timpul compostarii, moare. Incep procesele de autoliza enzimatica. Apar substante organice cu molecula mare, care ajunse in sol se complexeaza cu argila solului generand asa numitul complex argilo-humic.Tehnologiile de compostare

Producerea compostului este un fenomen larg raspandit in practica popoarelo. Ca atare, tehnologiile utilizate, au avut si au amprenta nivelului de dezvoltare, a climatului si practicarii agricole. Un exemplu in reprezinta China unde practic nu exista notiunea de deseu in sensul inteles de noi. Pentru chinezi, orice deseu reprezinta o materie prima pentru o alta productie de bunuri. Pentru ei, orice material organic, inclusiv malul de pe fundul lacurilor si raurilor este folosit pentru compostare, composturile fiin utilizate la ridicarea fertilitatii solurilor.

Primul tip in sistemul gospodaresc.

Dupa felul si durata stocarii gunoiului de grajd, se pot deosebi doua tehnologii de compostare a gunoiului, extensiva si intensiva, compostarea extensiva are loc acolo unde gunoiul este amestecat la intamplare fara o cunoastere minima a proceselor si conditiilor ce se impun pentru realizarea unui compost de buna calitate. Gunoiul prea umed obtinut de prin grajduri, unde se pun prea putine paie, se composteaza in conditii anaerobe deoarece apa si tasarea puternica elimina aerul si impiedica schimbul de gaze cu atmosfera. In acest fel, degradarea materiilor fecale si a resturilor vegetale din asternut se produce lent, incomplet si la o temperatura care nu depasete 40-45C. Dupa un an de la depozitare, se constata ca numai la suprafata, pe o adancime de 30-40 cm a gramezii s-a produs o compostare buna rezultand un material de culoare neagra in care resturile vegetale sunt in mare parte degradate. In schimb, in adancimea gramezii, marea masa a gunoiului este de culoare galbena, paiele si dejectiile sunt vizibile si predomina un miros de putrefactie. In aceasta zona a gramezii, se acumuleaza acizii organici, dintre care unii au actiune toxica. Daca insa gramezile de gunoi realizate la intamplare sunt din cand in cand rascolite pentru a se face o aerare buna in vederea instalarii unei microflore aerobe, se pot transforma rapid si total, toti produsii intermediari ai compostarii anaerobe.

Compostarea intensiva. In functie de tehnologia de compostare, se deosebeste o compostare intensiva anaeroba, o compostare intensiva cu strat aerob, urmat de o faza prelungita de anaerobioza si compostarea intensiva aeroba.

1. Compostarea intensiva anaeroba. Pentru realizarea acestui tip de compostare, gramezile se contruiesc cu materiale, avand o umiditate mai mare de 70%. In pachetele paralelipipedice inalte de peste 2 metri si cu laturile de peste 4 metri, gunoiul se indeasa bine calcandu-se permanent cu picioarele. Lungimea gramezii de compostare este diferita, in functie de configuratia terenului. Dupa terminarea gramezii, se recomanda acoperirea acesteia cu scanduri, nuiele sau trestie pentru a o feri de precipitatii, de temperaturi ridicate. In absenta aerului are loc o degradare anaeroba, incompleta a celulozei, hemicelulozelor, a proteinelor, o descompunere foarte redusa a ligninei. In masa compostului se realizeaza compusi intermediari ai descompunerii. In timpul procesului de compostare anaeroba se pierde mai putina materie organica si mai putin N. Acest tip de descompunere este incomplet, neajungandu-se pana la substante humice. Daca materialul compostat nu este supus in continuare si unei faze aerobe si trebuie pus pe sol, el se administreaza de regula toamna, cu mult inainte de insamantare, pentru a permite continuarea proceselor degradatorii pe si in sol. In caz contrar, produsii toxici rezultati in faza intermediara de compostare vor avea efect negativ asupra plantelor. In general, doza de gunoi compostat dupa aceasta metoda este de 25-30 tone/ha.2. Compostarea intensiva cu strat aerob urmat de o faza anaeroba. Se realizeaza in platforme ingropate partial in pamant avand fundul si peretii impermeabilizati. Gunoiul se cladeste pe un strat de vreascuri gros de 30 cm care sa asigure drenajul mustului si accesul aerului la baza gramezii. Intr0o zi se depune gunoi, pana se realizeaza un trunchi de piramida cu inaltimea de cel mult 1 m si laturile bazei de 1 m. Gunoiul se aseaza afanat. In zilele urmatoare se mai construieste cate un bloc de gunoi, lipit de primul. Dupa aceasta se masoara temperatura in primul bloc si daca aceasta a ajuns la 55C, se indeasa gunoiul