Élelmiszermaradékok higiénizációs technológiájának kifejlesztése együttkomposztálással

Projektösszefoglaló

A Projekt célja

 A projektgazda OS Pelso Kft. jelen projekttel egy komplex hulladékhasznosítási problémára kíván innovatív termeléstechnológiai megoldást kifejleszteni.

A biológiailag lebomló hulladékok országos és nemzetközi kitekintésben is óriási mennyiségben termelődnek mind a lakossági, mind a közületi, továbbá a vállalkozási szektorban. Ezen hulladékok hasznosításával és hulladéklerakóktól való eltérítésével rendkívül értékes talajjavító tápanyagforrás előállítására van mód, amennyiben rendelkezésre áll egy, az adott hulladék kémiai-, fizikai paramétereihez adaptált szakszerű komposztálási technológia.

Jelenleg a begyűjtésre kerülő biológiailag lebomló hulladékok közül csak a zöldhulladék komposztálására vannak működő technológiák, eljárások. 2024. január 1-től az EU-s irányelveknek (1999/31/EK) megfelelően a zöldhulladék mellett az egyéb biológiailag lebomló hulladékot (konyhai maradékok, ételmaradékok stb.) is elkülönítetten kell gyűjteni és a körkörös gazdálkodás elvárásainak megfelelően újra kell hasznosítani.

A projekt kiemelt célja a 2024-tól az elkülönítetten gyűjtendő, állati eredetű hulladékot is tartalmazó biológiailag lebomló háztartási hulladékok, valamint a zöldhulladék és a szennyvíziszapok, együttes kezelésére, hasznosítására vonatkozó speciális - egységes - komposztálási eljárás kidolgozása, továbbá ezen alapanyagok esetében pasztőrözés nélküli higiénizációs eljárás kifejlesztése, melynek eredménye a jogszabályok által előírtaknak megfelelő minőségű, engedéllyel rendelkező komposzt termék létrehozása.

A tervezett eredmények sikeres elérése érdekében a projektgazda egy komplex komposztálási kísérletsorozatot hajt végre. A különféle keverési arányokkal, technológiai beavatkozásokkal (légbefúvás, forgatás, takarás), valamint mikrobiológiai készítmények adalékolásával megépített komposztprizmák teljes életútját (előkezelés, intenzív fázis, utóérlelés) végigkísérve, azt mérési jegyzőkönyvekkel, prizmanaplókkal alátámasztva kifejleszti a legoptimálisabb termelési eljárásrendet a nevezett hulladékfajták együtt-komposztálására. Az eredményeket mintavételezésekkel, laborvizsgálatokkal is alátámasztja.

Az általunk létrehozni tervezett technológiával előállított komposzt magas szervesanyag tartalma miatt jelentősen hozzájárul a talajerő (humusz, ásványi anyagok, tápanyagok, biodiverzitás) visszaállításához.

A problémakörre és az egyes vázolt részproblémákra nincs sem hazánkban sem külföldön komplex, mindenre kiterjedő technológiai megoldás, így projektünk eredménye nemzetközi jelentőségű.

A projekt tervezett eredményei:

• Új, innovatív technológiai eljárásrend kifejlesztése, mely során a hosszú időtartamú hipertermofil higiénizációval kiváltásra kerül a pasztörizálással történő előkezelés;

• Az új technológiai eljárásrend alkalmazásával lehetővé válik az állati eredetű hulladékot is tartalmazó, biológiailag lebomló háztartási hulladék hasznosítása és visszavezetése a körkörös gazdasági folyamatba;

• Engedélyezett termésnövelő termék létrehozása;

• Az input anyagok hulladék státusának megszüntetése;

• A komposztálás ciklus idejének optimalizálása és ezáltal a fajlagos költségek redukálása.  

A Projekt előrehaladása

2022. júliusában projektindító megbeszélésre került sor, ahol a résztvevők megvitatták a célkitűzéseiket, az ütemterv eredményes végrehajtáshoz vezető feladatokat: A fő cél: együtt komposztálással történő higiénizáció elérése konyhai és étkezdei maradékok felhasználásával. Konkrétan: az ételmaradékot aprított zöldhulladékkal és víztelenített szennyvíziszappal kívánjuk együtt komposztálni, optimális keverési arányok alkalmazásával. A kifejleszteni tervezett termék esetében a cél a minél jobb beltartalmi értékek és a patogénmentesség elérése.

A megbeszélésen a projektben közreműködők leegyeztették az első szakaszban tervezett beruházások megszervezését, lebonyolítását is.

A projekt első 4 hónapjában megvalósultak a vállalt beruházások:

• kísérleti prizmaterek kialakítása betonelem-oldalalakkal

• levegőztetőrendszer kialakítása (perforált levegőztetőcsövek beépítése, ventilátorok beüzemelése)

• Profikomp GORE-technológia kiépítése és üzembe helyezése komplett folyamatirányító rendszerrel, szemipermeábilis membrántakarókkal.

A megbízott tudományos munkatárs hazai és nemzetközi szakirodalmakat kutatott fel, nyilvántartásba szedte a releváns gyakorlatokat.

A projekt első szakaszában felmértük a hasznosításra kerülő inputanyagok beszerzési lehetőségeit.

A ütemterv szerint mindösszesen 36 db prizma megépítésére kerül sor különféle érlelési ciklusok alkalmazásával, valamint eltérő adalékanyagok bekeverésével.

Ez idáig 3 db prizma, 3 féle adalékanyag bekeverésével épült meg. A negyedik prizma pedig a kontrolprizma volt.

A 90 napos érlelési ciklust követően mintát vettük a prizmákból és eljuttattuk a tervezett laborvizsgálatok elvégzésére. Ezen eredmények kielemzése jelenleg is zajlik.

Végezetül elmondható, hogy minden érlelési ciklus után egyeztetnek a projekt résztvevői az eddig elért eredményekről és a további feladatokról.

Üdvözlettel,

OS Pelso Kft.

Szakmai Összefoglaló

A projekt indokoltsága:

A projektgazda OS Pelso Kft. a projekttel egy komplex hulladékhasznosítási problémára kívánt innovatív termeléstechnológiai megoldást kifejleszteni.

A biológiailag lebomló hulladékok ( zöldhulladék és élelmiszerhulladék ) országos és nemzetközi kitekintésben is óriási mennyiségben termelődnek mind a lakossági, mind a közületi, mind a vállalkozási szektorban. Magyarországon évente kb. 400.000 tonna zöldhulladék, és mintegy 300.000 tonna víztelenített szennyvíziszap keletkezik.

Ez idáig ezek a hulladékok csak alacsony arányban kerültek hasznosításra. A víztelenített szennyvíziszap jelentős része rekultivációs céllal kerül elhelyezésre, illetve égetőműben kerül ártalmatlanításra. Kisebb hányada, mindennemű előkezelés nélkül kerül ki mezőgazdasági területekre. A zöldhulladék tetemes része is lerakóra kerül vagy égetőműbe. Az állati eredetű hulladékot is tartalmazó biológiailag lebomló háztartási hulladékok, illetve élelmiszerhulladékok hasznosítása alapvetően biogázüzemben történik, ahol az elsődleges cél a metán kinyerése, de a technológia végén még mindig keletkezik fermentálási maradék, iszapszerű anyag, amit további hasznosítási műveletnek kell alávetni, azonban ennek széntartalma és a mezőgazdaság számára értékes tápanyagtartalma jócskán lecsökken a biogázüzemi hasznosítás következtében. Állati takarmányozás inputanyagaként is alkalmazzák ezt a hulladéktípust, azonban ez esetben előzetes hőkezelésen és előkezelésen kell átesnie az anyagnak, ami jelentős energiaigénnyel jár és alkalmazása szűk keretek között lehetséges.

Jelenleg a begyűjtésre kerülő biológiailag lebomló hulladékok közül csak a zöldhulladék komposztálására vannak nagy mennyiségekben is alkalmazható működő ipari technológiák, eljárások.

Európai Uniós kötelezettség:

2024. január 1-től az EU-s irányelveknek (1999/31/EK) megfelelően a zöldhulladék mellett az egyéb biológiailag lebomló hulladékot (konyhai maradékok, ételmaradékok stb.) is kell gyűjteni és a körforgásos gazdálkodás elvárásainak megfelelően újra kell hasznosítani.

A fejlett országokban az élelmiszerhulladékok meghatározó része a háztartásokban keletkezik. Ez Magyarországon egy főre vetítve évente körülbelül 68 kg-ot tesz ki. Ennek 49%-a elkerülhető élelmiszerhulladék, vagyis pazarlás eredménye. Az élelmiszerhulladék 47%-a elkerülhetetlen (pl. banánhéj, csirkecsont, tojáshéj).

A lineáris gazdaságról körforgásos gazdaságra történő áttérés Európai Uniós jövőkép:

A körforgásos gazdaság termelési és fogyasztási modellje arra épül, hogy egyszeri fogyasztás helyett a termékek élettartamát a lehető legjobban meghosszabbítsuk. Amikor az adott termék eléri az életciklusa végét, akkor az alapanyagokat újra lehet hasznosítani. Így csökken a hulladék mennyisége, ami nem terheli a hulladéklerakók erősen csökkenő kapacitását, ráadásul az input alapanyagok és késztermékek újbóli felhasználása gazdaságilag is értékteremtő.

Ez az élelmiszerhulladék esetében a hulladék összegyűjtését, annak olyan módon történő hasznosítását jelenti, hogy az visszakerüljön értékes tápanyagként a mezőgazdasági, valamint élelmiszer termelő szektorba.

Amennyiben a gyűjtőnevén biológiailag lebomló hulladékokat komposztálással hasznosítják elmondható, hogy a direkt módon valósul meg a körforgásos gazdaság.

A projekt során kikísérletezett technológiával lehetővé válik 900.000-1.000.000 tonna magas szervesanyag tartalmú hulladék körforgásos gazdálkodás szerinti újrahasznosítása. A jelenlegi ismereteink birtokában nincs adaptálható és engedélyezett komposztálási eljárás, valamint tapasztalati tudás és technológiai eljárás a szennyvíziszapok, és biológiailag lebomló hulladékok együttes komposztálására.

A projekt célja:

A projekt kiemelt célja volt hogy az állati eredetű hulladékot is tartalmazó biológiailag lebomló háztartási hulladékok, valamint a zöldhulladék és a víztelenített szennyvíziszapok együttes kezelésére, hasznosítására vonatkozó speciális – egységes - komposztálási eljárás kidolgozása, továbbá ezen alapanyagok esetében pasztőrözés nélküli higiénizációs eljárás kifejlesztése, melynek eredménye a jogszabályok által előírtaknak megfelelő minőségű, engedéllyel rendelkező komposzt termék létrehozása.

A projekt további célkitűzése volt, hogy a szokásos 4-24 havi komposztálás gyártási folyamatokat lerövidítse 4-6 hétre, ezáltal lehetővé téve a gyártási kapacitás számottevő növelését valamint a biológiailag lebomló zöld és konyhai hulladékok valamint a szennyvíziszap együttes komposztálásnak ipari szintű, gazdaságos technológiájának kialakításával a mezőgazdaságban használható, megfizethető terméket hozzon létre, mely a műtrágya valóságos versenytársaként lép fel a piacon.

A projekt megvalósítása:

A tervezett eredmények sikeres elérése érdekében a projektgazda egy komplex komposztálási kísérletsorozatot hajtott végre. A kísérlet végrehajtásához a projektgazda az alábbi beruházásokat hajtotta végre:

• Kialakított 2 db 25 méter hosszú kísérleti prizmateret lego beton kocka oldalalakkal

• Kialakított 2 db levegőztető rendszert, mely perforált levegőztető csövek beépítését és ventilátorok beüzemelését jelenti

• Profikomp GORE technológia kiépítése és üzembe helyezése komplett folyamatirányító rendszerrel, szemipermeábilis membrántakarókkal.

Kísérleti komposztálás:

A projekt megvalósítása során az OS Pelso Kft. 36 db, különféle keverési arányokkal, technológiai beavatkozásokkal (légbefúvás, forgatás, takarás), valamint mikrobiológiai készítmények adalékolásával megépített komposztprizma teljes életútját (előkezelés, intenzív fázis, utóérlelés) kísérte végig. A projekt végrehajtása alatt mérési jegyzőkönyvekkel, prizmanaplókkal alátámasztva kifejlesztette a legoptimálisabb termelési eljárásrendet a nevezett hulladékfajták együtt-komposztálására. Az eredményeket mintavételezésekkel, laborvizsgálatokkal is alátámasztotta. Szerves hulladék kezelésekor kiemelkedően fontos szempont a kórokozók életben maradásának minimalizálása. Keveréses komposztprizmák esetében jelentősen csökkent a vizsgált mikroorganizmusok (széklet coliform, széklet streptococcus, Salmonella, Escherichia coli ) legnagyobb lehetséges értéke.

A projekt eredményeképpen létrehozott technológiával előállított komposzt magas szervesanyag tartalma miatt jelentősen hozzájárul a talajerő (humusz, ásványi anyagok, tápanyagok, biodiverzitás) visszaállításához. A problémakörre és az egyes vázolt részproblémákra nincs sem hazánkban sem külföldön komplex, mindenre kiterjedő technológiai megoldás, így projektünk eredménye egyedi megoldást kínál.

A projekt céljai összefoglalva:

• Új, innovatív technológiai eljárásrend kifejlesztése, mely során a hosszú időtartamú hipertermofil higiénizációval kiváltásra kerül a pasztörizálással történő előkezelés;

• Az új technológiai eljárásrend alkalmazásával lehetővé tenni az állati eredetű hulladékot is tartalmazó, biológiailag lebomló háztartási hulladék hasznosítását és visszavezetését a körkörös gazdasági folyamatba;

• Engedélyezett termésnövelő termék létrehozása;

• Az input anyagok hulladék státusának megszüntetése;

• A komposztálás ciklus idejének optimalizálása és ezáltal a fajlagos költségek redukálása.

• CO2 kibocsátás csökkentése

A projekt tudományos, műszaki újdonsága:

A projekt egy olyan újszerű hasznosítási mód kifejlesztését tűzte ki célul, ahol a biológiailag lebomló hulladékokból értékes, magas tápértékű talajjavító anyag keletkezik. Az újszerű eljárás alkalmazásával megvalósul a teljeskörű higiénizáció a direkt hőkezeléshez képest jóval kevesebb energia felhasználásával. A kikísérletezett eljárásban az amúgy nagyon hullámzó fizikai paraméterekkel rendelkező élelmiszerhulladék is eredményesen komposztálható aerob biológiai folyamatok során, mely az élelmiszerhulladékhoz kevert szennyvíziszapnak (szerves tápanyagforrás) és a struktúrát és az ideális nedvességtartalmat / szárazanyagtartalmat biztosító zöldhulladéknak köszönhető. A komposztálási eljárás, a keverési arányok változtatásával rugalmasan igazodik a beérkező élelmiszerhulladék nedvességtartalmához, összetételéhez. Ez utóbbi beavatkozás megoldja a szakirodalmakban említett problémát, miszerint a változó, általánosságban nagyon magas nedvességtartalmú élelmiszerhulladékot nehéz aerob körülmények között eredményesen komposztálni. Természetesen a jól kiválasztott keverési arányon túl fontos szerepe van a levegőztetés optimális időintervallum beállításának is, amit a projektben kísérleteztünk ki. Az aerob folyamatok a biológiai rendszer hőmérsékleti diagramjain keresztül ellenőrizhetővé válnak.

A háromféle hasznosításra kerülő inputanyag optimális összekeverésével egy újszerű receptúrát alkottunk. A szakirodalom szerint számos esetben tettek kísérletet faforgács-élelmiszerhulladék, szennyvíziszap-élelmiszerhulladék, illetve szennyvíziszap-élelmiszerhulladék-bioszén összekeverésére és komposztálására. Ezen kísérletek során a komposztprizmák hőmérséklete nem emelkedett stabilan 50 Celsius fok fölé, ami a humán patogének és egyéb kórokozók elpusztítását nem oldja meg. A projektben együtt komposztált anyagok megfelelő arányú keverésével a hőmérséklet stabilan akár 90 napig is 65-70 fok környékén volt tartható, ami biztosítja a kívánt higiénizációt.

A projektben alkalmazott három féle inputanyag innovatív összeházasítása a korábbiaknál jóval magasabb és gazdagabb mikrobiális diverzitást okozott. A laborvizsgálatok során tapasztalt nagymértékű mikrobiális diverzitás előrevetíti a lebomlási, átalakulási és humusz felépülési folyamatok ideális lezajlását, ezáltal a mezőgazdasági termelés számára egy rendkívül értékes, a talajok állapotát javító terméket kapunk.

A műtrágyázással egy adott (fix) mennyiségű tápanyagot, vagy tápanyag komplexet juttatunk ki a termőterületre. A kijuttatott tápanyagok csak egy része hasznosul, az is csak optimális feltételek (jó talajszerkezet, jó vízháztartás, elegendő csapadék, időben elvégzett talajmunka) megléte mellett, a többi tápanyag vagy kötött formában lesz jelen, vagy egyszerűen kimosódik, szennyezve ezzel a talajvizeket. A műtrágyák a talajéletet nem javítják, szerves anyagot nem juttatnak a talajba.

Az új technológiával előállított komposztok teljesen más szemléletű tápanyag szolgáltatást biztosítanak, mint a széleskörben alkalmazott műtrágyázás. Az innovatív komposzttermék szervesanyag tartalma 35-45 %-os értéket mutat. A szerves tápanyagok a talajok számára létfontosságúak, különösképpen a hazánkban jellemző leromlott talajok esetében (alacsony átlagos humusztartalom). Néhány kivételtől eltekintve elmondható, hogy ma Magyarországon a talajok átlagos humusztartalma 1,5-3% közé tehető. Az ideális 5-6% humusztartalom eléréséhez intenzív szerves tápanyag utánpótlás szükséges huzamosabb ideig, melyre a komposzt kiválóan alkalmas.

A szerves anyag hányad a termékeny talajok elengedhetetlen feltétele. Javítja a növények kondícióját, ellátja táplálékkal a mikrobákat és a talajlakó élőlényeket, valamint szabályozza a víz, a levegő és a tápanyagok körforgását. A komposzt a növények számára szükséges Nitrogén, Foszfor és Kálium tartalom mellett nagyon gazdag mikro és mezoelemekben is (Ca, Mg, Zn stb.)

A szervesanyagok biztosítják az életteret az eredményes gazdálkodáshoz létfontosságú, a növényfejlődés számára előnyös mikroorganizmusok (baktériumok, gombák) számára.

A megfelelő szervesanyag, továbbá humusz értékkel rendelkező talajok nagyobb mennyiségű vizet tudnak megtartani és képesek elnyomni a növény betegségeket. Kevesebb műtrágya szükséges ezeken a területen, mint az alacsonyabb szerves anyagú talajok esetében. A szervesanyag-tartalom növelése segíti a szén-dioxid légköri koncentrációjának stabilizálását, hozzájárul a szén megkötéséhez, az üvegházhatású gázok légkörbe jutásának redukálásához.

A kutatómunkával feloldott tudományos bizonytalanságok:

• A kutatás során kikísérletezett keverési aránnyal (6 egység zöldhulladék 2 egység élelmiszerhulladék, 2 egység speciális pihentetett struktúra- és oltóanyag, 4 egység víztelenített szennyvíziszap) létrehozható olyan biológiai rendszer (prizmatest), amely tartósan az érés intenzív fázisában minimum 45 napig stabilan tartja a 60-65 Celsius fok feletti hőmérsékletet.

• Lehetséges extra energiaszükséglet (direkt hőkezelés) felhasználása nélkül olyan rendszert működtetni, ami megoldja a humán patogének és egyéb kórokozók megsemmisítését.

• A kísérletben szereplő 3 féle anyag rögzített receptúrával való együttkomposztálása magas tápértékű komposztot eredményez. A mikróba diverzitás magas fokú a létrehozott biológiai rendszerben.

• Az adalékanyagok közül relevanciája egyedül a telepi, pihentetett középfrakciónak van. A baktérium készítmények nem hoztak szignifikáns tápérték emelkedést.

• A négy vizsgált érési időintervallum közül (90 nap, 75 nap, 60 nap, 45 nap) a 60 napos komposztálás bizonyult a legoptimálisabbnak (a labor analízisek összevetése alapján). A 60 napos komposztálási periódus ipari léptékekben is költséghatékony termelést eredményezhet.

A projekt eredmény-termékei:

1. Biológiailag lebomló hulladékok hasznosításával készült komposzt termék

2. Komposztálási technológia mely magában foglalja a szennyvíziszap, zöldhulladék feldolgozási technológiát, valamint a projekt keretében kifejlesztésre kerülő pasztőrözési technológiát (jelenleg nem áll rendelkezésre a világon a tervezettel egyenértékű, vagy közel egyenértékű technológia).

A projekt jövőképe:

A szénkörforgás egyensúlya, valamint a körforgásos gazdaságra való áttérés szempontjából nélkülözhetetlen, hogy a háztartási biohulladékban és zöldhulladékban megkötött szén visszakerüljön a talajokba.

A projekt eredményeként kifejlesztett technológiának köszönhetően egy nemzetgazdasági szempontból is nagyjelentőségű hulladékhasznosítási és talajerőgazdálkodási feladat oldható meg hatékonyan.

Jelenleg évente hazánkban csaknem 385.000 tonna élelmiszerhulladék, 250.000 tonna víztelenített szennyvíziszap, valamint csaknem 317.000 tonna zöldhulladék keletkezik. A projekt által kifejlesztett technológia lehetőséget kínál a felsorolt hulladékok (együttesen nagyságrendileg 900.000 - 1.000.000 tonna) hasznosítására a körforgásos gazdaság elveinek figyelembevételével.

A kidolgozott együtt-komposztálási technológiával a tápanyagok, valamint a szén visszakerül a talajainkba támogatva a fenntartható mezőgazdasági termelést. A hulladékok hasznosításával a lerakók terhelése csökken, megvalósulhat a lerakóktól való eltérítés csaknem 100 %-ban.

2025.04.09.