The object of this Master Thesis is the study of the conversion, within specific plastic composters (composting bins), of concrete organic matter (olive tree lops, grass, seaweeds) into an organic fertilizer through the composting process.
Composting can be defined as the natural, biological, aerobic and thermophilic activity during which, under checked conditions is realized partial decomposition of the organic matter, which is changed into a solid humic production, known as compost . The final product that is produced is sufficiently stable and it can be used as a soil improver or organic fertilizer, without any adverse environmental effects.
During this study, was initially studied the development of temperature, airing (levels of oxygen) and humidity inside three plastic buckets, capacity of 400 L. From these buckets the first one was filled with Olive Tree Lops (OTL), the second one with OTL plus grass while the third one with OTL plus seaweed. These organic materials, which were used for the experimental part of the study, were emanated from olive tree cutting process and from cutting grass, while the seaweeds were collected by a near beach.
Afterwards, 105 days from the day of fulfillment of three first buckets, at the experimental part was added an additional bucket of same capacity, which was filled with OTL. Aim of the creation of this fourth bucket, was to realize a comparative study of composting development between winter (12/02/10-31/05/10) and summer period (27/05/10-30/09/10), as well as the recording of fluctuation of parameters temperature, oxygen and humidity due to the change of prevailing environmental conditions between this two periods. At the materials of four buckets, were also realised chemical analyses as nitrogen, available phosphorous, potassium and sodium. In addition, the measurement of total organic carbon (TOC), as well as organic matter (OM), helped so much in the evaluation of quality of final products, what in the regulation of composting process, as C/N constitutes one from the most important factors of this process.
The composts which were produced from OTL composting and their co-composting with other organic materials were rich in the main nutritious components (N, R, K) which are required for the correct growth of plants. They presented also the natural characteristics of humus, as distinguishable organic materials, smell of earth and temperature of environment and they were filled the tests of maturity and stability.
Moreover, were measured the initial and final quantities of carbon and nitrogen in the materials of the four buckets, for the determination of C and N balances, and becomes possible the estimation of how much the composting process pollute the environment, from the side of greenhouse gases.
Was also mentioned a techno-economical proposal, in which was examined the expediency of the manufacture of an OTL exploitation unit, objective of which will be the production of three final products (olive leaves, compost and pelletes). Finally were studied basic economic criteria and were studied the viability of this undertaking.
Consequently, this diplomatic thesis studied the most important problem of exploitation of the enormous OTL quantity which is assembled each year, giving thus a impulse to the direction of exploitation of all organic wastes which contribute in the tax of our natural environment.
Στόχος της διατριβής αυτής είναι η μελέτη της μετατροπής συγκεκριμένων οργανικών υλικών (ελαιοκλάδεμα, γρασίδι, φύκια), σε οργανικό λίπασμα μέσω της διαδικασίας της κομποστοποίησης σε κλειστούς πειραματικούς κάδους.
Η κομποστοποίηση αποτελεί μία φυσική, βιολογική, αερόβια και θερμόφιλη διεργασία κατά την οποία, υπό ελεγχόμενες συνθήκες πραγματοποιείται μερική αποδόμηση των οργανικών υλικών, τα οποία μετατρέπονται σε ένα στερεό χουμικό προϊόν το κομπόστ (compost). Το κομπόστ που παράγεται είναι ένα αρκετά σταθερό προϊόν, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βελτιωτικό εδάφους ή/και οργανικό λίπασμα, χωρίς οποιεσδήποτε ανεπιθύμητες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Κατά την εκπόνηση της διατριβής, αρχικά μελετήθηκε η κομποστοποίηση ως προς την εξέλιξη της θερμοκρασίας, του αερισμού (επίπεδα οξυγόνου) και της υγρασίας σε τρεις πλαστικούς κάδους χωρητικότητας 400 L. Από αυτούς ο πρώτος πληρώθηκε με ελαιοκλάδεμα, ο δεύτερος με ελαιοκλάδεμα και γρασίδι, ενώ ο τρίτος με ελαιοκλάδεμα και φύκια. Τα οργανικά αυτά υλικά, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για την πραγματοποίηση του πειράματος, προήλθαν από υπολείμματα κλάδευσης κατά την διαδικασία της ελαιοσυλλογής γειτονικού στο πανεπιστημιακό κτήριο κτήματος, από υπολείμματα κοπής γρασιδιού του περιβάλλοντα χώρου του ίδιου κτηρίου, ενώ τα φύκια συλλέχθηκαν από παραλία του νομού Αιτωλοακαρνανίας.
Μετά την παρέλευση 105 ημερών από την ημέρα πλήρωσης των τριών πρώτων κάδων, το πειραματικό μέρος εμπλουτίστηκε με έναν επιπλέον κάδο ίδιας χωρητικότητας, ο οποίος πληρώθηκε με ελαιοκλάδεμα. Στόχος ήταν η συγκριτική μελέτη της πορείας της κομποστοποίησης σε χειμερινή (12/02/10–31/05/10) και θερινή περίοδο (27/05/10–30/09/10), καθώς και η καταγραφή της διακύμανσης των παραμέτρων θερμοκρασίας, οξυγόνου και υγρασίας σε σχέση με τη μεταβολή των επικρατουσών περιβαλλοντικών συνθηκών τις δυο περιόδους αυτές. Στο περιεχόμενο των τεσσάρων κάδων προσδιορίστηκε το ποσοστό αζώτου, διαθέσιμου φωσφόρου, καλίου και νατρίου. Μετρήθηκε επιπλέον ο ολικός οργανικός άνθρακας (TOC) και η οργανική ύλης (ΟΜ), γεγονός που βοήθησε τόσο στην αξιολόγηση της ποιότητας των τελικών προϊόντων, όσο και στη ρύθμιση της πορείας της κομποστοποίησης, αφού ο λόγος C/N που επιτυγχάνεται τελικά, αποτελεί έναν από τους καθοριστικότερους παράγοντες της ποιότητας του παραγόμενου προϊόντος.
Tα κομπόστ που παρήχθησαν από τα ελαιοκλαδέματα και τα λοιπά οργανικά υλικά με τα οποία αυτά συγκομποστοποιήθηκαν, ήταν πλούσια στα κύρια θρεπτικά συστατικά (Ν, Ρ, Κ) που απαιτούνται για τη σωστή ανάπτυξη των φυτών. Επίσης παρουσίαζαν τα φυσικά χαρακτηριστικά του φυτοχώματος το οποίο πωλείται στο εμπόριο, όπως αποδομημένα, μη διακριτά οργανικά υλικά, οσμή χώματος και θερμοκρασία περιβάλλοντος και πληρούσαν τα τεστ ωριμότητας και σταθερότητας.
Στα υλικά και των τεσσάρων κάδων μετρήθηκαν οι αρχικές και οι τελικές ποσότητες άνθρακα και αζώτου, για να προσδιοριστούν τα ισοζύγια C και Ν, για να εκτιμηθεί και κατά πόσο η διαδικασία της κομποστοποίησης επιβαρύνει το περιβάλλον από πλευράς εκπομπής αερίων του θερμοκηπίου.
Τέλος, διενεργήθηκε τεχνοοικονομική μελέτη στην οποία εξετάζεται η σκοπιμότητα κατασκευής μονάδας αξιοποίησης ελαιοκλαδεμάτων, στόχος της οποίας θα είναι η παραγωγή τριών τελικών προϊόντων (φύλλα ελιάς, κομπόστ και πελλέτες). Στο πλαίσιο αυτό μελετήθηκαν τα βασικά οικονομικά κριτήρια και αξιολογήθηκε η βιωσιμότητα του εγχειρήματος αυτού.
Συμπερασματικά, στη διατριβή μελετήθηκε το σημαντικότατο πρόβλημα της αξιοποίησης της τεράστιας ποσότητας ελαιοκλαδεμάτων που συγκεντρώνονται κάθε χρόνο, δίνοντας μια ώθηση προς την κατεύθυνση της αξιοποίησης όλων των οργανικών υπολειμμάτων που πετούνται επιβαρύνοντας το φυσικό περιβάλλον.
