Компост для обогрева дома

В процессе переработки микроорганизмами любого органического материала значительно повышается температура. Например, температурные показатели в кучке разлагающихся листьев могут достигать около 70 градусов по Цельсию!!! Так почему бы такой простой и естественный биологический процесс не превратить в очень даже жизнеспособный способ обогрева?

Потребляя органические отходы как пищевой субстрат, микроорганизмы размножаются и продуцируют воду, диоксид углерода, органические соединения и энергию. Часть энергии, получающейся при биологическом окислении углерода, выделяется в виде тепла.

Температура в компостной куче начинает подниматься через несколько часов с момента закладки субстрата и меняется в зависимости от стадий компостирования: мезофильной, термофильной, остывание, созревание. Первые три стадии компостирования протекают относительно быстро (за дни или недели) в зависимости от типа используемой системы компостирования. Заключительная стадия компостирования – созревание, в течение которой потери массы и тепловыделения малы, длится несколько месяцев.



В начале процесса отходы находятся при температуре окружающей среды, рН в них слабокислое. В начальной, мезофильной, стадии микроорганизмы, присутствующие в отходах, начинают быстро размножаться, температура повышается до 42 градусов Цельсия, и среда подкисляется за счет образования органических кислот. При увеличении температуры выше 40 градусов Цельсия происходит гибель исходных мезофиллов, им на смену приходят термофилы. Это поднимает температуру до 60 градусов Цельсия, при которой грибы теряют свою активность. После 62 градусов Цельсия процесс продолжают спорообразующие бактерии и актиномицеты, рН становится щелочным за счет выделения аммиака при распаде белков. В течение термофильной фазы легко разлагаемые субстраты – сахара, крахмал, жиры, белки – быстро потребляются и скорость реакции начинает падать после того, как в нее вовлекаются более устойчивые субстраты. При этом скорость тепловыделения становится равной скорости теплопотери, что соответствует достижению температурного максимума. Затем компост вступает в стадию остывания. В некоторых случаях (часто при компостировании старых отходов) имеет место несколько температурных максимумов. Управление температурой может быть достигнуто с помощью принудительной вентиляции в ходе компостирования. Отвод тепла осуществляется с помощью системы испарительного охлаждения.

Компостная куча должна иметь достаточный размер для предотвращения быстрой потери тепла и влаги и обеспечения эффективной аэрации во всем объеме. При компостировании материала в кучах в условиях естественной аэрации их не следует складывать больше 1,5м в высоту и 2,5м в ширину, в противном случае диффузия кислорода к центру кучи будет затруднена. При этом куча может быть вытянута в компостный ряд любой длины. Минимальный размер кучи – около одного метра кубического. Максимально приемлемый размер кучи – 1,5м х 1,5м при любой длине.

Необходимая продолжительность процесса образования компоста зависит и от условий окружающей среды. Это время колеблется от 10-11 суток (образование компоста из огородных отходов) до 21 суток (отходы с высоким отношением углерод/азот – 78:1). С помощью специального оборудования продолжительность этого процесса сокращается до 3-х суток. При активном компостировании длительность процесса составляет 2–9 месяцев (в зависимости от методов компостирования и природы субстрата), но возможен и более короткий период: 1–4 месяца.

Для более прочного контейнера используют столбы, обшитые по углам железом и деревянные бруски, которые прибивают на некотором расстоянии один от другого, что обеспечивает доступ воздуха. Сооружая кирпичные или блочные контейнеры, оставляют для поступления воздуха несколько не зацементированных вертикальных швов. Переднюю стенку контейнеров желательно делать в виде подвижной деревянной решетки.

На приготовление компоста идут очень дешевые и доступные материалы, содержащие органические вещества: отходы растительного и животного происхождения с кухни, сорняки, скошенная трава, овощные и фруктовые очистки, увядшие цветы, ботва клубневых растений и корнеплодов, испорченные корма, хвоя, торф, прудовый ил, зола, бумага, навоз и т. д. Годятся сюда все способные разлагаться органические материалы. Важно при этом сочетать быстро разлагающиеся и долго разлагающиеся компоненты.

В компост хорошо добавлять древесные опилки, несмотря на то, что они содержат мало питательных веществ и трудно поддаются разложению. Их ценность заключается в том, что они способствуют поддержанию рыхлости, а также вбирают и сохраняют необходимое количество влаги. Для ускорения разложения опилок и других веществ, содержащих много клетчатки и мало азота, например соломы, стружек, хвои, рекомендуется добавлять в компостные кучи богатые азотом отходы – навозную жижу, куриный помет и др. Вместо извести для обезвреживания кислот, задерживающих созревание компоста, можно использовать древесную или торфяную золу.

При температуре окружающей среды выше нуля процесс компостирования длится от 1 до 4 мес.
Для более быстрого разложения компоненты следует предварительно измельчить. Свежую зеленую массу – сорняки, ботву, овощные очистки, листья, рисовые отруби и солому – можно использовать без предобработки. Грубые субстраты – жесткие стебли различных сельскохозяйственных культур – лучше перед использованием измельчать. Древесные материалы – кору, опилки – погружают в воду или помещают в яму с влажным грунтом на несколько недель.

Нужно помнить, что смешивать необходимо сухие, древесные (опилки, мелкие веточки, сухие сосновые иголки, опавшие листья и т. п.) материалы, с влажными, растительными (чайные пакетики, кожура цитрусовых, кофейные остатки, трава и сорняки, фруктовые и овощные обрезки и т. п.).

В компостных контейнерах больших размеров для основания настилают “пол” из сучьев или валежника либо помещают решетку-поддержку из коротких планок, положенных на кирпичи. Это обеспечивает проникновение воздуха к компостируемому материалу. Слои чередуются в следующем порядке: зеленые растения (толщина слоя 15-20 см), богатые азотом вещества (навоз – 5 см). Сверху компостную кучу посыпают фосфоритом и золой, затем идет слой земли толщиной 2 см и на выбор – солома, трава, сено или листва, которые защищают ее от пересыхания. В конечном итоге куча будет состоять на 70% из остатков растений, на 10% из почвы и на 20% из навоза; она не должна быть слишком плотной и переувлажненной, а также слишком рыхлой и сухой, поскольку в компосте живут миллионы разных микроорганизмов и им в равной мере нужны вода и воздух. За период компостирования исходное сырье может осесть примерно на 1/3.

Можно посыпать каждый слой минеральными веществами: известью, суперфосфатом или фосфоритом, сульфатом аммония и др. Вместо извести можно использовать древесную золу – это позволит уменьшить содержание кислот в куче и обогатит ее калием. Сульфат аммония с успехом может заменить птичий помет.

Так как вместе с теплом получается прекрасное удобрение, то для улучшения его качества можно добавить в компост крапиву, повышающую устойчивость растений к заболеваниям, одуванчик, способствующий образованию нейтрального гумуса в почве, а также ромашку аптечную, валериану, тысячелистник и другие травы, оказывающие благотворное влияние на почву.
Чем разнообразнее уложенные слоями органические материалы, тем лучше и быстрее происходит процесс разложения в компостной куче. Богатые углеродом остатки растений рекомендуют сочетать с веществами, богатыми азотом, например навозом.

Пищевые остатки и садовые обрезки классифицируются согласно содержанию в них углерода и азота как «зеленые» и «коричневые». «Зеленые» материалы – обрезки травы, садовые обрезки, зеленые листья, навоз крупного рогатого скота, фруктовые и овощные отходы, яичная скорлупа, скорлупа орехов, чайные листья и пакетики – содержат большое количество азота. «Коричневые» материалы – древесная щепа и опилки, измельченные дворовые отходы, сосновая и еловая хвоя, солома и сено, сухая трава и сухие листья, черствый хлеб, измельченная бумага – содержат большое количество углерода на фоне низкого содержания азота.

Соотношение азота и углерода оказывает влияние на интенсивность компостирования. Излишнее содержание углерода замедляет разложение органического вещества, а избыток азота способствует потерям аммиачных соединений этого элемента. Ускорить процесс разложения органического вещества и снизить при этом потери аммиачного азота возможно путем добавления в компост фосфоритной муки, калийной соли, известковых материалов.

Оптимальное количественное соотношение компонентов способствует правильному и быстрому процессу ферментации компоста. Традиционный способ компостирования предусматривает такую пропорцию: на 1 часть азота приходится 30 частей углерода. Если азота берется больше, чем необходимо, то процесс компостирования начнется более активно, но выделение большого количества аммиака может погубить микроорганизмы, участвующие в разложении веществ. Куриный помет, выделяющий большое количество азота, значительно утяжеляющий компост, который становится липким и плохо проветриваемым. Возможно образование аммиачного азота или свободного аммиака, что является вредным как для растений, так и для почвы. Рекомендуется вместо воды поливать каждый слой жидким навозом или птичьим пометом, что обогатит готовящееся удобрение азотсодержащими компонентами.

Компостная куча должна быть не слишком рыхлой, иначе возникнет опасность ее быстрого пересыхания, потери тепла и паров аммиака. Не рекомендуется также делать очень плотные слои, которые будут ограничивать поступление воздуха и влаги.
Для улучшения поступления воздуха и ускорения процесса разложения в больших кучах проделывают отверстия до дна с помощью лома или толстых веток, которые в процессе закладки кучи вставляют на определенном расстоянии друг от друга, а затем вынимают.

Температура является наиболее точным показателем того, когда следует ворошить кучу. В течение 24-48 часов температура в куче поднимается до 60-65 градусов Цельсия, сохраняясь в течение нескольких дней. Через 3-5 дней кучу следует разворошить с помощью вил или лопаты, разбивая образовавшиеся комки. Пользуйтесь компостным термометром для контроля температуры в куче. Поддерживайте температуру не выше 70 градусов Цельсия, так как более высокая температура уничтожит полезные организмы. Переворачивая компост, вы поддерживаете постоянную температуру в куче. Кроме того, регулярное переворачивание повышает уровень кислорода в ней, что увеличивает микробиологическую активность.

В активной фазе компостирования важная роль отводится бактериям-термофилам. Важную роль при компостировании играет активность микрофлоры продуктов жизнедеятельности дождевых червей, а также возникновение в ней определенных сообществ микробов. Кроме того, земляные черви, питающиеся компостом и перегноем, пронизывают почву бесчисленными ходами, обеспечивая беспрепятственный доступ кислорода к корням растений.

При высокой окружающей температуре (+20-30 градусов) процесс компостирования протекает быстро: через 2–3 мес после закладки компост готов. В более холодную погоду это занимает 5–6 мес. При отрицательной температуре микроорганизмы практически не размножаются и срок созревания удобрения значительно увеличивается.

В процессе компостирования могут возникнуть некоторые трудности, с которыми нужно своевременно справляться. Чаще всего возникает проблема, когда не происходит процесса компостирования. Это объясняется недостатком воды – в таком случае кучу следует увлажнить и добавить по возможности новые отходы. Процесс может тормозиться также и в случае избытка влаги, тогда рекомендуют добавить сухую траву, опилки и другие впитывающие влагу материалы.

На начальных этапах компостирования в кучах или корзинах могут поселиться грызуны. Чтобы избежать этого, необходимо использовать корзины с меньшими отверстиями и пищевые отходы укладывать глубже, пересыпая их землей и зелеными материалами.

Начавшая созревать куча состоит из 4 температурных зон.



Поверхность кучи составляет первую температурную зону, толщина которой зависит от плотности укладки и увлажненности компоста. Ее температура обычно бывает меньше 30 °C. Процессы компостирования в этой зоне протекают слабо.

Во второй зоне температура колеблется от 30 до 50 °C, компостирование здесь происходит более интенсивно, чем в первой зоне. Вторая зона важна тем, что здесь происходит усвоение и освобождение от аммиака, нежелательного для растений и почвы. Толщина этой зоны может составлять как несколько сантиметров, так и занять весь объем компостной кучи, что отрицательно сказывается на качестве компоста.

Третья зона характеризуется температурой в 50–75 °C. Здесь процесс компостирования происходит наиболее активно. Важную роль играет жизнедеятельность микроорганизмов, способствующих интенсивному разложению органического вещества.

В четвертой зоне температура превышает 75 °C. Поскольку большинство микроорганизмов при такой температуре погибает, здесь происходят в основном химические реакции без участия микроорганизмов, в результате которых образуется гумусовый, обогащенный азотом комплекс питательных веществ, необходимых для удобрения почвы.

При перелопачивании компостной массы происходит смешение температурных зон, таким образом, слой компоста из первой зоны попадает в четвертую и наоборот, что способствует интенсивному процессу разложения.

Компост может быть готов и в течение 1 мес. Для этого применяют технику горячего компостирования. Оптимальный размер кучи при этом процессе должен составлять приблизительно 1 м3. Стенки рекомендуется сделать со щелями для воздуха, лучше всего, если в качестве стенок будет сетка.



Горячим этот процесс назван из-за высоких температур, сопровождающих гниение и разложение органического вещества. Повышению температуры в куче способствуют компоненты, содержащие азот: зерно, семена, хлебные и мучные изделия, пищевые отходы, гниющие фрукты и овощи, а также навоз и фекалии, гниение которых вызывает быстрый разогрев кучи. Из-за низкого содержания воздуха в этих продуктах необходимо прослаивать их углеродосодержащими веществами: соломой, листвой, травой, опилками, измельченным картоном, бумагой, которые сами почти не нагреваются, а при гниении потребляют азот. Для горячего компостирования и те, и другие вещества берут в соотношении 1:1. Все материалы для горячего компостирования необходимо хорошо измельчить. Рекомендуется также добавлять в массу готовый компост и увлажнять кучу по мере необходимости.

Через 4–6 дней, а если куча накрыта пленкой, то и через 3–4 дня температура в центре превысит 70 °C. В это время необходимо перекинуть компост на свободное место, иначе микробы могут погибнуть. Всего за этот период созревания компоста необходимо перекидывать кучу 4 раза.

Методом горячего компостирования можно получить 3 порции готового компоста в течение лета. Быстрый (горячий) способ занимает приблизительно 3-6 месяцев и его обеспечивают несколько непременных условий: доступ воздуха, наличие азота, влажность и тепло (температура в больших промышленных компостных кучах может достигать +85 С!).

Существуют и другие методы быстрого приготовления компоста. Например, можно закомпостировать листья плодовых растений: яблонь, груш, вишни, смородины – они быстро сгнивают.

Не спорю, что такое надо делать отдельно, но с точки зрения возможности - вполне альтернативный вариант. Ситуации могут быть разные и такой способ вполне реален.

Животные (куры, козы, коровы...) в сараях обогреваются за счет не только своего собственного тепла, но и за счет перегнивания (перепрения) и выработки тепла которое получается из их отходов жизнедеятельности (навоз, помет совместно с подстилкой).

К тому же можно сослаться на опыт тех же японцев - уж они то не станут разводить антисанитарию там, где собираются эту методику использовать (первая и вторая картинки из статьи - это разработки японских инженеров, которые уже воплощены в реальность - обогрев чайных беседок в парках за счет перегнивания опавших листьев и другой бывшей зелени).



Сегодня, очередной зеленый проект – дом на компосте. Если вы когда-либо работали с компостом или знакомы с его биологическими свойствами, то наверно знаете, что он бывает очень горячим. Нагревание компостной кучи происходит тогда, когда микробы начинают перерабатывать органический материал. А что, если использовать все это тепло, вырабатываемое компостной кучей и пустить его, скажем, на обогрев небольшого помещения, или небольшого домика. Японские архитекторы придумали такой круглый чайный домик, для обогрева которого используется высокая температура компоста (температура эта более 120°F). Проектировщики берут простой, биологический процесс и превращают его в жизнеспособный (и бесплатный), способ согревать небольшие общественные места, такие, например, как традиционные чайные домики, повсюду в Японии. Конструкция составлена из ряда больших емкостей с компостом особой формы, сформированных в кольцо. В емкости закладывают любые отходы пищи или сорную траву.

Если просто посмотреть на эту технологию - что может быть проще? Куча травы/ботвы..... перегнивает самым естесственным образом - ничего не добавить, не убавить. Что до стерильности - у меня на даче в железной бочке накидана трава и за два года от нее совсем ничего не остается - получается самый обыкновенный перегной, который я разбрасываю по участку. Если бы я задумывался над этим процессом и создавал для этого оптимальные условия, то и результат был бы гораздо лучше - за дачный сезон все бы перерабатывалось, но до недавнего момента я даже и не замечал в этом что-то особенное (температуру уж точно не мерил) - обыкновенное удаление и складирование сорняков. Вот на следующий год может что-то удастся поэксперементировать и каким-нибудь образом отбирать часть тепловой энергии....