Advanced Search

المحرر موضوع: تصنيع الكمبوست من الحمأة  (زيارة 1383 مرات)

0 الأعضاء و 1 ضيف يشاهدون هذا الموضوع.

ديسمبر 13, 2003, 01:00:29 صباحاً
زيارة 1383 مرات

التواق للمعرفة

  • عضو خبير

  • *****

  • 2342
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
تصنيع الكمبوست من الحمأة
« في: ديسمبر 13, 2003, 01:00:29 صباحاً »
عملية الـ(Aerobic Composting) يقصد بها تثبيت النفايات العضوية الرطبة بنظم طبيعية حيوية هوائية في شكل أكوام من هذه النفايات . وعرّفت بأنها عملية حيوية هوائية تؤدي في النهاية إلى هضم المواد العضوية القابلة للهضم الحيوي مولدة غاز ثاني أكسيد الكربون والماء وبقايا المواد العضوية الثابتة .
وعرّفها العالم (Haug,1980) بأنها التحلل الحيوي والتثبيت للمواد العضوية تحت ظروف تؤدي إلى توليد الحرارة حيوياً إلى حدود مرتفعة (Thermophillic) مؤدية إلى إنتاج مادة ثابتة بما فيه الكفاية لتخزن أو تستعمل بدون أضرار بيئية .
وعرّفت أوروبياً بأنها نظام تحكم حيوي تقوم به الكائنات الحية الدقيقة بشكل تتابعي وتدرجي يضم النشاطات الحيوية في الظروف متوسطة درجة الحرارة (Mesophillic) ومرتفعة درجة الحرارة (Thermophillic) مؤدية إلى إنتاج الماء وثاني أكسيد الكربون والمعادن والمواد العضوية الثابتة  .

ويمكن تطبيق هذه العملية بعدة آليات منها نظام الأكوام (Windrow System) حيث يتم في المصنع ووضعها في الأرض المعدّة للتصنيع على هيئة أكوام في صفوف طويلة مثلثة الشكل بارتفاع حوالي 1.5 متر وعرض 3 متر تقريباً ويتم تقليبها- مع باقي المكونات من المخلفات الحيوانية ونشارة الخشب- آلياً باستخدام معدات ثقيلة خاصة بذلك حتى تصل درجة الحرارة المنبعثة من الأنشطة الحيوية الهوائية إلى مستوى ترتفع معه درجة حرارة وسط الكومة إلى ما فوق 50مْ .
إن عملية الـ (Aerobic Composting) عملية حيوية معقدة تتم بواسطة نشاطات معقدة للكائنات الحية الدقيقة المتعاقبة في هذا الوسط، وتلعب البكتيريا فيه الدور الأساسي كمستهلك أول .تمتلك البكتيريا الهوائية نظاماً أنزيمياً يمكّنها من أكسدة المواد العضوية في وجود الأكسجين مع إطلاق مقادير مناسبة من الطاقةكما في التالي:
Electron donor (Organic Substrate) + O2 (Electron Acceptor)ينتج منها
Biomass + CO2 + H2O + Metabolites + Energy.
لكن التفاصيل الدقيقة للهضم الهوائي في عملية الـ(Aerobic Compsoting) تظل معقدة في ظل التعاقب الميكروبي المعقّد، ويمكن إجمالها كالتالي:
في البداية تعتبر البكتيريا المحبة للحرارة المتوسطة (Mesophillic Bacteria) أول المستعمرين وتحتاج إلى فترة من الزمن للتأقلم والاستيلاء على الوسط ثم تبدأ درجة حرارة الوسط بالارتفاع نتيجة لتولد الطاقة أثناء التنفس الهوائي لها حتى تصل إلى درجات حرارة مرتفعة تناسب البكتيريا المحبة لدرجات الحرارة المرتفعة (Thermophillic Bacteria) والتي تعقب البكتيريا المحبّة لدرجات الحرارة المتوسطة (Mesophillic Bacteria) على هذا الوسط وتحتل جميع أنحاء الكومة ولكن مع استمرار ارتفاع درجات الحرارة تصل إلى 65ْم وعندئذ يحصل تثبيط لكثير من الكائنات الحية الدقيقة المعرضة لهذه الحرارة العالية وقد لا يبقى منها إلا الأطوار المتحملة كالجراثيم (Spores)، بعد هذه المرحلة تبدأ مرحلة الإنضاج حيث تنخفض درجة حرارة الكومة حتى تصل إلى درجة حرارة الجو المحيط بها وبعد ذلك يزدهر نمو بعض الفطريات والاكتينومايسيتس (Actinomycetes) ويشاهد النمو على سطح الكومة حين تكتسي بألوان المستعمرات البيضاء والرصاصيّة، ومن الأجناس المشهورة من الفطريات تجد الـ (Aspergillus) ومن الاكتينومايسيتس نجد الـ (Thermoactinomyces) و (Streptomyces) ،بعد ذلك تصبح كائنات المستهلك الأول (البكتيريا والفطريات) ضحية لافتراس الأوليات والخنافس والديدان حيث تسود هذه الكائنات وتزدهر في هذه المرحلة .إن الممرضات المنقولة ببراز الإنسان والتي استطاعت البقاء في النفايات الصلبة لمحطة الصرف الصحي يمكن أن تتعرض للقتل أثناء عملية الـ (Composting) بفعل عدة عوامل، وأكبرها أثراً الحرارة المتولدة من النظم الميكروبية المولدة للحرارة وقد تبين أن طرق الـ(Composting) المولدة للحرارة لها قدرة على تحطيم الكثير من الممرضات.
العديد من النظم الأنزيمية تتحطم بالحرارة العالية كما يحصل لبكتيريا السالمونيللا (Salmonella spp) حيث تتأثر فيها أنزيمات مثل Dehydrogenase أو Catalase و Peroxidase بالأكسدة الحرارية.
لاحظ (De Bertoldi et al., 1983) أن إجراء عملية الـ(Composting) مع نشارة الخشب يخفض مقادير السالمونيللا والقولونيات البرازية إلى حدود منخفضة جداً بعد 28 يوماً من العملية المستمرة وأن درجات الحرارة الأعلى من 50ْم لعدة ساعات تقضي على كثير من الممرضات ، كما وجد أن نسبة البكتيريا الممرضة إلى إجمالي عدد البكتيريا في بيئة الـ(Compost) ضئيلة جداً وعليه فإن قدرتها على المنافسة في هذه البيئة ضعيفة لأنها ليست بيئتها الطبيعية وقد اعتبر أن التنافس ودرجة الحرارة هما أهم عاملين في خفض أعداد الممرضات البكتيرية في هذا الوسط .
كما أن التعاقب الميكروبي يعكس تغير ظروف الوسط من جهة ومن جهة أخرى سعة التنوع الميكروبي فيه وهذا يكشف تعرض البكتيريا لظروف تغير الوسط البيئي والتضاد الميكروبي أو الافتراس من قبل الكائنات الحية الأخرى.
وجد الباحث (Redlinger et al., 2001) أن التجفيف والتعرض لأشعة الشمس الذي يحصل للوسط أثناء عملية الـ(Composting) لها أثر فعال على خفض أعداد القولونيات البرازية إلى مستويات يمكن معها إعادة استخدامه بأمان صحي.
إن وصول عملية الـ(Composting) إلى المستوى الذي يحصل معه التطهير والتأثير على الممرضات مرتبط بعوامل عدة بدونها قد لا ترتفع درجة الحرارة إلى المستويات المطلوبة أو قد لا يحصل التعاقب الميكروبي الفعّال في التضاد الميكروبي وهكذا، ومن هذه العوامل اتزان المغذيات في المفاعل الحيوي (كومة النفايات التي يجري لها الـComposting) ويقصد بذلك نسبة الكربون إلى النيتروجين على الأخص ويفضل فيها أن تكون 25: 1، وكذلك وضع حبيبات أو أجزاء النفايات الصلبة لمحطة الصرف، وأيضاً التحكم في الرطوبة إذ أن انخفاضها عن 60% قد لا يخدم البدء في العملية وبقاء الرطوبة في نهايتها قد يزيد من فرص بقاء الممرضات، ومن العوامل المهمة أيضا التهوية والتي تحتاج إلى ضبط حتى تفي باحتياج البكتيريا الهوائية التي يعول عليها في التثبيت ولا يجب أن تزيد إلى مقادير قد تتسبب في فقد الحرارة المتولدة داخل الكومة، كما أن الحرارة علاوة على أثرها التطهيري إلا أنها أيضاً تلعب دوراً هاماً في التحلل، والجدير بالذكر أن درجة الحرارة قد تتباين في أنحاء الكومة بحسب كفأة التقليب فالأجزاء القريبة من الجو الخارجي قد تحتفظ بمقادير من الممرضات لانخفاض درجة الحرارة عما هو عليه في داخل الكومة وذلك إذا لم تقلّب بشكل جيد، كما أن درجة تباين محتوى الكومة يتداخل مع توزيع الحرارة وبالتالي قد يقود إلى عدم تعرض الممرضات لدرجات الحرارة المطهرة، وغير ذلك من العوامل كدرجة الحرارة الخارجية والرياح والأمطار، وبهذا نجد أن هذه العملية قد يتحقق معها التثبيت وخفض المحتوى المائي والتطهير .
إن الحمل الوبائي للـ(Compost) لا يتوقف على الممرضات المنقولة له مع النفايات الصلبة لمحطة الصرف الصحي بل يتجاوز ذلك إلى الممرضات التي تنمو في بعض مراحل الـ(Composting) كالفطريات والاكتينومايسيتس والتي في ظروف معينة قد تؤسس إصابة للإنسان سواءً على مستوى العاملين في المصنع أو المتعاطين للمنتج، وقد سُجلت العديد من الإصابات الرئوية بفطر (Aspergillus fumigates) أو بالاكتينومايسيتس .إن الإخفاق في عملية التطهير أثناء ال(Composting) قد يؤدي إلى انتقال الممرضات إلى الإنسان والبيئة وبالتالي حصول التلوث بالممرضات المنقولة بالبراز الموجودة في النفايات الصلبة لمحطة الصرف الصحي .