Komposztálási vizsgálat SZIE

MEZŐGAZDASÁGI HULLADÉKANYAGOK ÉS SZENNYVÍZISZAPOK EGYÜTTES KOMPOSZTÁLÁSA EM-OLTÓANYAG SEGÍTSÉGÉVEL 

(ProMilieu Compost)

2009

Hazánkban évente 150-160 ezer tonna szennyvíziszap szárazanyag képződik. A víztelenített iszapok beltartalmát figyelembe véve úgy tűnik, hogy a szennyvíziszapok alkalmasak tápanyag utánpótlásként való hasznosításra és kiegészíthetik az egyre kisebb mennyiségben keletkező állati eredetű trágyákat. A tápanyag utánpótlásként hasznosnak bizonyuló anyagok mellett azonban káros hatású vegyületek, köztük nehézfémek is előfordulnak az iszapban. A komposztálás a szennyvíziszap biológiai úton történő feldolgozásának célja a stabilizálás, a vízleadás elősegítése illetve a fertőtlenítés, mindemellett a toxikus nehézfémek koncentrációjának a redukálása. Komposztálással elősegítik az anyag térfogatának és tömegének csökkentését, talajvízszennyezés (kioldódás) megakadályozását, az iszapban lévő N, P, K, C, stb. tartalom hasznosítását, a tápelem kimosódás kockázatának csökkentését.

A szennyvizek különböző adalékanyagokkal történő komposztálása így új távlatokat nyit meg: segítségével a mezőgazdasági hulladék anyagok (szalma, kukoricamaradvány, zöldhulladék), szennyvíziszap által előidézett környezeti terhelés csökkenthető, valamint a műtrágya árának növekedése mellett egy alternatív lehetőséget biztosít a tápanyag utánpótlásra.

A Fővárosi Csatornázási Művek szennyvíziszapjának és zöldhulladék együttes komposztálásának EM oltóanyaggal történő (ProMilieu Compost, Greeman Kft.) tesztelését 15 L-es komposzt térfogatnál valósítottuk meg (1L oltóanyag/m3 komposzt) a komposzt nedvességtartalmát 40%-ra beállítva, szobahőmérsékletet és fedést biztosítva. Az alkalmazott keverési arány 35 tf% szennyvíziszap és 65 tf% struktúra anyag (zöldhulladék, nyesedék) volt.

EREDMÉNYEK, KÖVETKEZTEZÉSEK

Fővárosi Csatornázási Művek szennyvíziszapjának és zöldhulladék együttes nagyüzemi komposztálásával párhuzamosan végeztük az EM oltóanyag (ProMilieu Compost, Greeman Kft.) tesztelését (1. kép) az alábbi összeállításban.

1. Zöldhulladék
2. Szennyvíziszap
3. Szennyvíziszap+zöldhulladék
4. Szennyvíziszap+zöldhulladék+oltás

1. kép: Oltási kísérletek EM oltóanyaggal, 15 L térfogatnyi mennyiségekkel.

A kiindulási szennyvíziszap mutatóit az 1. táblázat tartalmazza.

A mért komponens	Mértékegység	Mennyiség	Határérték 50/2001 alapján
As Cd Co Cr, összes Cr, összes Cr (VI) Cu Hg K(K2O) Mo Ni Pb Se Zn	mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a. mg/kg sz.a.	<5 1,64 4,3 78,73 70,05 <0,5 370,25 1,34 1858 6,23 70,63 43,63 2,7 910	75 10 50,0 1000 1000 1 1000 10 20 200 750 100 2500

1. táblázat: A komposztálásra felhasznált szennyvíziszap beltartalmi mutatói a kísérlet
   kezdetén
2. Mikrobiológiai vizsgálati eredmények

Első lépésként az oltóanyag aerob csíraszámát határoztuk meg Nutrient-agaron, mely három ismétlés átlagaként 8,4×109 sejt/ml volt.
Az oltóanyag baktérium telepeinek morfológiája alapján, a mintavételek során könnyen felismerhetőek voltak a túlnyomórészt az oltóanyaggal bekerülő fehér, kompakt, nem nyálkás telepek (2-3. kép).
A beoltást követően négy időpontban mintát vettünk és meghatároztuk az aerob baktérium illetve gomba számot (2-3. táblázat). Eredményeink alapján megállapítható, hogy közel egy hónapon keresztül az oltott komposzt nagyobb sejtszámmal és a táptalajon beazonosíthatóan sok, az oltóanyaggal bekerülő sejttel volt jellemezhető, mely tendencia az oltást követő kb.50 nap után megfordul és csökken a baktériumszám.
Valószínűleg a komposztálás folyamata gyorsabban befejeződött, mint az oltás nélküli, illetve spontán beinduló komposzthalmoknál.

2. kép: Mintavétel az oltóanyagból.
3. kép: Mintavétel a különböző komposztokból.

KEZELÉSEK	05.20	06.05	06.18	07.08
Zöld hulladék Szennyvíziszap Z.hulladék+szennyvíz Z.hulladék+szennyvíz OLTOTT	1,4×109 2,9×109 3,5×109 4,8×109	5,4×1010 3,2×1010 2,8×109 8,4×1010	7,5×107 1,0×107 3,1×108 2,2×108	3,0×107 5,0×108 2,0×109 1,5×10

2. táblázat: Aerob telepképző egység (baktériumszám) 1 gramm mintában

KEZELÉSEK	05.20	06.05	06.18	07.08
Zöld hulladék Szennyvíziszap Z.hulladék+szennyvíz Z.hulladék+szennyvíz OLTOTT	8,4×105 1,2×104 3,5×104 2,6×104	3,4×105 8,4×104 1,4×104 6,2×105	1,7×104 1,0×103 3,0×104 4,0×103	3,0×105 5,0×104 4,0×105 8,0×103

3. táblázat: Aerob gomba telepszám 1 gramm mintában.

A három ismétlésben végzett mikrobiológiai paraméterek mérése alapján megállapítható, hogy a gomba telepszám egyértelműen csökkent a vizsgálat végére, valamint a baktérium szám változása is jól nyomon volt követhető. Valószínűleg az oltóanyaggal bevitt mikroorganizmusok segítségével meggyorsítottuk a komposztálás folyamatát. A komposztálás folyamatának meggyorsítása mellet nem elhanyagolható az a tény, hogy erőteljes redukció volt megfigyelhető a gomba telepszámban. A komposztálás fázisaiban résztvevő gombák ugyanis igen gyakran allergizáló hatásúak és potenciális veszélyforrást jelentek. Jelen vizsgálatban nem tértünk ki az ilyen típusú pl.Aspergillus fajok azonosítására, de az izolálási képek alapján ez is feltételezhető.

Az általános mikrobiológiai vizsgálatokat kiterjesztettük a fekális szennyezésre utaló koliformok, illetve E.coli szám meghatározására is, melyet két vizsgálati időpontban végeztünk el ( 4. táblázat).

KEZELÉSEK	05.20	06.05	06.18	07.08
Z.hulladék+szennyvíz Z.hulladék+szennyvíz OLTOTT	– –	12 nd	– –	nd nd

4. táblázat: Aerob telepképző egység (baktériumszám) 1 gramm mintában

Megállapítható, hogy a coliform mikroorganizmusok száma jelentősen csökkent, sőt a beoltást követően egy hónappal el is tűnt. A nem oltott komposztnál csak az első hónapban volt kimutatható.
Az eltérő minőségű komposztból származó minták szemmel láthatóan jelentősen különbségeket mutattak. Az oltott komposzt sokkal homogénebb, egyenletesebb képet mutatott és a kellemetlen szag az oltást követő 30. naptól csökkent, az 50 nap környékén meg is szűnt. A kísérlet felszámolásakor készített képeken ez már jól kivehető és a térfogat arányában oltás hatására bekövetkező csökkenés is szemmel látható. Sajnos ilyen méréseket nem végeztünk, csak a térfogat arányában bekövetkező változásokat próbáljuk szemléltetni (4-6. kép).

4. kép. Komposztminták 2008.07.28-án.

5. kép Oltott komposztminta 07.28-án.		6. kép Oltatlan komposztminta 07.28-án

2. Beltartalmi értékek változása komposztálás során.

Az oltott illetve oltatlan szennyvíziszap és zöldhulladék keverék beltartalmi vizsgálati eredményeit foglalja össze az alábbi táblázat, a kiindulási nyersanyag keverék összetételét is figyelembe véve.

	Nyersanyag keverék	Oltás nélkül komposzt	Oltott komposzt
Szervesanyag %	61,33	53,5	47,51
pHKCl	7,44	7,56	7,8
Összes C %	35,2	25,52	27,55
Összes N %	4,52	3,18	1,00
Összes P %	5,81	3,41	0,87
Összes K %	0,51	0,27	0,25
Cd, mg/kg sz.a.	0,85	nd	nd
Zn, mg/kg sz.a.	910,0	847,18	400,02
Pb, mg/kg sz.a.	100,4	81,86	55,45
Cu, mg/kg sz.a.	580,3	323,8	121,93
Coliform, db/g		0	0
Enterococcus, db/g		0	0
Salmonella, db/g		0	0

A komposztálás folyamán a szerves anyagok biodegradációja megtörtént, ezt jól mutatja a szervesanyag-tartalom csökkenése. Eredményeink alapján megállapítható, hogy az oltott komposzt nehézfémtartalmi értékei jelentősen csökkentek. Az EM oltás hatására a megvizsgált fémek (Cd, Zn, Pb, Cu) mindegyike erőteljes koncentráció csökkenést mutatott, elősegítve a komposzt tápelem utánpótló anyagként történő felhasználhatóságát.

Az előállított komposztok nehézfémtartalma a komposztokkal, mint termékekkel szemben támasztott kritériumoknak megfelel (36/2006 FVM rendelet a termésnövelő anyagokról), azonban a fémek koncentrációjának EM oltás hatására bekövetkező erőteljesebb csökkenése további jelentőséggel is bír. Ez a jelenség azért igen fontos, mivel a nehézfémekkel erősen szennyezett iszapoknál a foszfátok 30-40 %-a oldhatatlan fémfoszfátok alakjában van jelen, melyből a növények kevesebb foszfort tudnak felvenni, mint a nehézfémekben szegény iszapokból. Így az EM oltott és kisebb nehézfémtartalommal rendelkező komposzt foszfor hasznosíthatósága sokkal hatékonyabb, mint azonos, vagy nagyobb P-tartalmú, de magasabb fémtartalmú komposzté.
A talaj növényi tápanyagellátását illetően a komposzt elsősorban a nitrogén tekintetében meghatározó. Lassan kimeríthető nitrogénforrást, s ugyanakkor megfelelően alkalmazkodó ammónium-tároló közeget jelent. A komposztban jelenlévő, könnyebben bontható nitrogéntartalmú szerves maradékok gyorsabban rendelkezésre álló nitrogénforrást jelentenek a növényzetnek, így alkalmazásuk igen előnyös és mindemellett nem jelent túlzott nitrogén-terhelést a talajnak. A komposztálás intenzív szakaszában megtörtént a higiénizáció, amelyet jól mutatnak a talajhigiénés vizsgálati eredmények is, mivel a végtermékben sem coliform baktériumok, sem Enterococcus, sem Salmonella nem fordultak elő.
A komposztok tápelem tartalma megfelel a komposztokkal szemben támasztatott követelményeknek, az EM kezelt komposztban tapasztalt foszfortartalom csökkenésének azonban újabb felhasználási tere lehet, az EM szennyvíztisztításban történő alkalmazása.
A szennyvíztisztításban alkalmazott módszerek egyik legfőbb célja, hogy a szennyvizeket megszabadítsák annak oldható foszfortartalmától, mivel a foszfor eutrofizációs folyamatokat indukál, melyek az élővizek nagymértékű szennyeződéséhez vezetnek. A foszfortartalom csökkentésének biológiai módszerére alkalmas mikroorganizmus száma azonban igen limitált, ezért óriási igény van olyan izolátumok iránt, melyek nagyban elősegítik a szennyvíz foszfortartalmának csökkentését. Ez az EM oltóanyag új felhasználási területét is jelenti.

Gödöllő, 2009.06.26

Készítette: Szent István Egyetem Növényvédelmi Intézet, Mikrobiológiai és Környezeti
toxikológiai Csoportja