Organiskā komposta fermentācijas princips

1. Pārskats

Jebkurai kvalificētai augstas kvalitātes organiskā komposta ražošanai ir jāiziet kompostēšanas fermentācijas process.Kompostēšana ir process, kurā mikroorganismi noteiktos apstākļos noārda un stabilizē organiskās vielas, lai iegūtu produktu, kas piemērots zemes izmantošanai.

Kompostēšana, sena un vienkārša organisko atkritumu apstrādes un mēslojuma ražošanas metode, daudzās valstīs ir piesaistījusi lielu uzmanību tās ekoloģiskās nozīmes dēļ, kā arī dod labumu lauksaimnieciskajai ražošanai.Ir ziņots, ka ar augsni pārnēsātām slimībām var cīnīties, kā sēklu gultni izmantojot sadalīto kompostu.Pēc kompostēšanas procesa augstās temperatūras posma antagonistu baktēriju skaits var sasniegt ļoti augstu līmeni, tas nav viegli sadalāms, stabils un viegli uzsūcas kultūraugiem.Tikmēr mikroorganismu darbība var samazināt smago metālu toksicitāti noteiktā diapazonā.Redzams, ka kompostēšana ir vienkāršs un efektīvs veids, kā ražot bioorganisko mēslojumu, kas ir labvēlīgs ekoloģiskās lauksaimniecības attīstībai. 

Kāpēc komposts darbojas šādi?Tālāk ir sniegts detalizētāks kompostēšanas principu apraksts:

 2. Organiskā komposta fermentācijas princips

2.1 Organisko vielu pārveide kompostēšanas laikā

Organisko vielu pārveidošanos kompostā mikroorganismu ietekmē var apkopot divos procesos: viens ir organisko vielu mineralizācija, tas ir, sarežģītu organisko vielu sadalīšanās vienkāršās vielās, otrs ir organisko vielu humifikācijas process. tas ir, organisko vielu sadalīšanās un sintēze, lai iegūtu sarežģītāku īpašu organisko vielu-humusu.Abi procesi tiek veikti vienlaikus, bet pretējā virzienā.Dažādos apstākļos katra procesa intensitāte ir atšķirīga.

2.1.1. Organisko vielu mineralizācija

• Slāpekli nesaturošu organisko vielu sadalīšanās

Polisaharīdu savienojumi (ciete, celuloze, hemiceluloze) vispirms tiek hidrolizēti monosaharīdos, izmantojot hidrolītiskos enzīmus, ko izdala mikroorganismi.Starpproduktus, piemēram, spirtu, etiķskābi un skābeņskābi, nebija viegli uzkrāt, un visbeidzot veidojās CO₂ un H2O, kā arī izdalīja daudz siltumenerģijas.Ja ventilācija ir slikta, mikroba iedarbībā monosaharīds sadalīsies lēni, ražos mazāk siltuma un uzkrājas daži starpprodukti - organiskās skābes.Gāzes atgrūdošu mikroorganismu apstākļos var ražot tādas reducējošās vielas kā CH4 un H₂.

• Sadalīšanās no slāpekli saturošām organiskām vielām

Slāpekli saturošās organiskās vielas kompostā ietver olbaltumvielas, aminoskābes, alkaloīdus, humusu utt.Izņemot humusu, lielākā daļa no tiem viegli sadalās.Piemēram, olbaltumvielas mikroorganisma izdalītās proteāzes ietekmē pakāpeniski sadalās, ražo dažādas aminoskābes un pēc tam amonjaka un nitrēšanas rezultātā veido attiecīgi amonija sāli un nitrātus, kurus augi var absorbēt un izmantot.

• Fosforu saturošu organisko savienojumu transformācija kompostā

Dažādu saprofītu mikroorganismu ietekmē veidojas fosforskābe, kas kļūst par barības vielu, ko augi var absorbēt un izmantot.

• Sēru saturošu organisko vielu pārveide

Sēru saturošas organiskās vielas kompostā, izmantojot mikroorganismu lomu sērūdeņraža ražošanā.Sērūdeņradis viegli uzkrājas vidē, kurā nepatīk gāze, un tas var būt toksisks augiem un mikroorganismiem.Bet labi vēdināmos apstākļos sērūdeņradis sēra baktēriju iedarbībā tiek oksidēts līdz sērskābei un reaģē ar komposta bāzi, veidojot sulfātu, kas ne tikai novērš sērūdeņraža toksicitāti un kļūst par sēra barības vielām, ko augi var absorbēt.Sliktas ventilācijas apstākļos notika sulfācija, kas izraisīja H₂S zudumu un saindēja augu.Komposta fermentācijas procesā komposta aerāciju var uzlabot, kompostu regulāri apgriežot, tādējādi var novērst pretsērošanu.

• Lipīdu un aromātisko organisko savienojumu pārveide

Piemēram, tanīns un sveķi, ir sarežģīti un lēni sadalās, un gala produkti ir arī CO₂ un ūdens Lignīns ir stabils organisks savienojums, kas satur augu materiālus (piemēram, mizu, zāģu skaidas utt.) kompostējot.Sarežģītās struktūras un aromātiskā kodola dēļ to ir ļoti grūti sadalīties.Labas ventilācijas apstākļos aromātiskais kodols var pārvērsties hinoīdu savienojumos, iedarbojoties sēnēm un aktinomicetēm, kas ir viens no humusa resintēzes izejmateriāliem.Protams, noteiktos apstākļos šīs vielas turpinās sadalīties.

Rezumējot, kompostētās organiskās vielas mineralizācija var nodrošināt ātras iedarbības barības vielas kultūraugiem un mikroorganismiem, nodrošināt enerģiju mikrobu darbībai un sagatavot pamatmateriālus kompostētās organiskās vielas humifikācijai.Ja kompostējot dominē aerobie mikroorganismi, organiskās vielas ātri mineralizējas, veidojot vairāk oglekļa dioksīda, ūdens un citu barības vielu, ātri un rūpīgi sadalās un izdala daudz siltumenerģijas Organisko vielu sadalīšanās notiek lēni un bieži vien nepilnīgi, izdaloties mazāk. siltumenerģija, un sadalīšanās produkti ir papildus augu barības vielām, tajā ir viegli uzkrāt organiskās skābes un reducējošās vielas, piemēram, CH4, H2S, PH₃, H₂ utt.Tāpēc komposta izgāšana fermentācijas laikā ir paredzēta arī, lai mainītu mikrobu darbības veidu, lai izvadītu kaitīgās vielas.

2.1.2. Organisko vielu mitrināšana

Ir daudz teoriju par humusa veidošanos, kuras aptuveni var iedalīt divos posmos: pirmajā posmā, kad organiskās atliekas sadalās, veidojot izejvielas, kas veido humusa molekulas, otrajā posmā polifenols tiek oksidēts par hinonu. ar polifenola oksidāzi, ko izdala mikroorganisms, un pēc tam hinons tiek kondensēts ar aminoskābi vai peptīdu, veidojot humusa monomēru.Tā kā fenola, hinīna, aminoskābju daudzveidība, savstarpējā kondensācija nav vienāda, tāpēc arī humusa monomēra veidošanās ir daudzveidīga.Dažādos apstākļos šie monomēri tālāk kondensējas, veidojot dažāda izmēra molekulas.

2.2 Smago metālu pārvēršanās kompostēšanas laikā

Komunālās dūņas ir viena no labākajām izejvielām kompostēšanai un fermentācijai, jo satur bagātīgas barības vielas un organiskās vielas labības augšanai.Taču sadzīves dūņas bieži satur smagos metālus, šie smagie metāli parasti attiecas uz dzīvsudrabu, hromu, kadmiju, svinu, arsēnu utt.Mikroorganismiem, īpaši baktērijām un sēnītēm, ir liela nozīme smago metālu biotransformācijā.Lai gan daži mikroorganismi var mainīt smago metālu klātbūtni vidē, padarīt ķīmiskās vielas toksiskākas un izraisīt nopietnas vides problēmas vai koncentrēt smagos metālus un uzkrāties barības ķēdē.Bet daži mikrobi var palīdzēt uzlabot vidi, izvadot smagos metālus no vides ar tiešu un netiešu darbību palīdzību.HG mikrobu transformācija ietver trīs aspektus, ti, neorganiskā dzīvsudraba (Hg₂+) metilēšanu, neorganiskā dzīvsudraba (Hg₂+) reducēšanu līdz HG0, sadalīšanos un metildzīvsudraba un citu organisko dzīvsudraba savienojumu reducēšanu līdz HG0.Šos mikroorganismus, kas spēj pārvērst neorganisko un organisko dzīvsudrabu elementārajā dzīvsudrabā, sauc par dzīvsudrabu izturīgiem mikroorganismiem.Lai gan mikroorganismi nevar noārdīt smagos metālus, tie var samazināt smago metālu toksicitāti, kontrolējot to transformācijas ceļu.

2.3. Kompostēšanas un fermentācijas process

Kompostēšana ir atkritumu stabilizēšanas veids, taču, lai radītu pareizo temperatūru, ir nepieciešams īpašs mitrums, aerācijas apstākļi un mikroorganismi.Tiek uzskatīts, ka temperatūra ir augstāka par 45 °C (apmēram 113 grādi pēc Fārenheita), saglabājot to pietiekami augstu, lai inaktivētu patogēnus un iznīcinātu nezāļu sēklas.Atlikušo organisko vielu sadalīšanās ātrums pēc saprātīgas kompostēšanas ir zems, samērā stabils un augiem viegli uzsūcas.Pēc kompostēšanas smaku var ievērojami samazināt.

Kompostēšanas procesā ir iesaistīti daudz dažādu mikroorganismu veidi.Mainoties izejvielām un apstākļiem, pastāvīgi mainās arī dažādu mikroorganismu daudzums, tāpēc kompostēšanas procesā ne vienmēr dominē neviens mikroorganismi.Katrai videi ir sava specifiska mikrobu kopiena, un mikrobu daudzveidība ļauj kompostēt, lai izvairītos no sistēmas sabrukšanas pat tad, ja mainās ārējie apstākļi.

Kompostēšanas procesu galvenokārt veic mikroorganismi, kas ir galvenais kompostēšanas fermentācijas elements.Kompostēšanas procesā iesaistītie mikrobi nāk no diviem avotiem: liela skaita mikrobu, kas jau atrodas organiskajos atkritumos, un mākslīgā mikrobu inokulāta.Noteiktos apstākļos šiem celmiem ir spēcīga spēja sadalīt dažus organiskos atkritumus, un tiem piemīt spēcīgas aktivitātes, ātras izplatīšanās un organisko vielu straujas sadalīšanās īpašības, kas var paātrināt kompostēšanas procesu, saīsināt kompostēšanas reakcijas laiku.

Kompostēšanu parasti iedala divos aerobās un anaerobās kompostēšanas veidos.Aerobā kompostēšana ir organisko materiālu sadalīšanās process aerobos apstākļos, un tā vielmaiņas produkti galvenokārt ir oglekļa dioksīds, ūdens un siltums;anaerobā kompostēšana ir organisko materiālu sadalīšanās process anaerobos apstākļos, anaerobās sadalīšanās gala metabolīti ir metāns, oglekļa dioksīds un daudzi zemas molekulmasas starpprodukti, piemēram, organiskās skābes.

Galvenās kompostēšanas procesā iesaistītās mikrobu sugas ir baktērijas, sēnītes un aktinomicīti.Visiem šiem trīs mikroorganismu veidiem ir mezofilās baktērijas un hipertermofīlās baktērijas.

Kompostēšanas procesā mikrobu populācija pārmaiņus mainījās šādi: zemas un vidējas temperatūras mikrobu kopienas mainījās uz vidējas un augstas temperatūras mikrobu sabiedrībām, bet vidējas un augstas temperatūras mikrobu kopienas mainījās uz vidējas un zemas temperatūras mikrobu kopienu.Pagarinot kompostēšanas laiku, pakāpeniski samazinājās baktēriju skaits, pakāpeniski palielinājās aktinomicītu skaits, un kompostēšanas beigās ievērojami samazinājās pelējums un raugs.

Organiskā komposta fermentācijas procesu var vienkārši iedalīt četros posmos:

2.3.1. Sildīšanas posmā

Kompostēšanas sākumposmā mikroorganismi, kas atrodas kompostā, galvenokārt ir mērenas temperatūras un labas atmosfēras, visbiežāk sastopamās ir nesporu baktērijas, sporu baktērijas un pelējums.Tie sāk komposta fermentācijas procesu un labas atmosfēras apstākļos enerģiski sadala organiskās vielas (piemēram, vienkāršu cukuru, cieti, olbaltumvielas utt.), radot daudz siltuma un nepārtraukti paaugstinot komposta temperatūru, paaugstinot no plkst. Aptuveni 20 °C (apmēram 68 grādi pēc Fārenheita) līdz 40 °C (apmēram 104 grādi pēc Fārenheita) sauc par febrilo stadiju vai vidējās temperatūras stadiju.

2.3.2 Augstas temperatūras laikā

Siltie mikroorganismi pakāpeniski pārņem siltās sugas, un temperatūra dažu dienu laikā turpina paaugstināties, parasti virs 50 °C (apmēram 122 grādi pēc Fārenheita), nonākot augstas temperatūras fāzē.Augstas temperatūras stadijā par galvenajām sugām kļūst labā karstuma aktinomicīti un labā karstuma sēne.Tie sadala kompostā esošās sarežģītās organiskās vielas, piemēram, celulozi, hemicelulozi, pektīnu utt.Karstums uzkrājas un komposta temperatūra paaugstinās līdz 60 °C (apmēram 140 grādi pēc Fārenheita), tas ir ļoti svarīgi, lai paātrinātu kompostēšanas procesu.Nepareiza komposta kompostēšana, tikai ļoti īss augstas temperatūras periods vai bez augstas temperatūras, un līdz ar to ļoti lēns briedums, pusgadu vai ilgākā periodā nav pusgatavs stāvoklis.

2.3.3. Dzesēšanas fāzē

Pēc noteikta laika augstas temperatūras fāzē lielākā daļa celulozes, hemicelulozes un pektīna vielu ir sadalījušās, atstājot aiz sevis grūti sadalāmas kompleksās sastāvdaļas (piemēram, lignīnu) un jaunizveidoto humusu, mikroorganismu aktivitāte ir samazinājusies. un temperatūra pakāpeniski pazeminājās.Kad temperatūra nokrītas zem 40 °C (apmēram 104 grādi pēc Fārenheita), mezofīlie mikroorganismi kļūst par dominējošo sugu.

Ja atdzišanas stadija iestājas agri, kompostēšanas apstākļi nav ideāli un augu materiālu sadalīšanās nav pietiekama.Šajā brīdī var pārvērst kaudzi, kaudzes materiālu sajaukšanu, tā, ka tā ražo otro apkuri, apkuri, lai veicinātu kompostēšanu.

2.3.4. Nogatavināšanas un mēslojuma saglabāšanas posms

Pēc kompostēšanas tilpums samazinās un komposta temperatūra pazeminās līdz nedaudz augstākai par gaisa temperatūru, tad komposts ir cieši jāsaspiež, kā rezultātā rodas anaerobs stāvoklis un vājina organisko vielu mineralizāciju, lai saglabātu mēslojumu.

Īsāk sakot, organiskā komposta fermentācijas process ir mikrobu metabolisma un vairošanās process.Mikrobu metabolisma process ir organisko vielu sadalīšanās process.Organisko vielu sadalīšanās rada enerģiju, kas virza kompostēšanas procesu, paaugstina temperatūru un izžāvē mitro substrātu.

 
Ja jums ir kādi citi jautājumi vai vajadzības, lūdzu, sazinieties ar mums šādos veidos:
whatsapp: +86 13822531567
Email: sale@tagrm.com