علم کمپوست سازی

پس از تغییر به یک قهوه‌ساز سازگار با محیط‌زیست، اخیراً در دفتر COMSOL در برلینگتون، مایکروسافت شروع به دور ریختن تفاله‌های قهوه خود به‌عنوان ضایعات غذا به جای زباله کردیم. فهمیدن اینکه چگونه این کار را به درستی انجام دهیم به تنهایی یک پروژه بود، اما یک پروژه آموزشی ارزش به اشتراک گذاشتن دارد. برای انجام این کار، من در مورد کمپوست سازی در منطقه خود یاد گرفتم و شیفته علم کمپوست شدم.

پودر قهوه قابل کمپوست

همه چیز با قهوه شروع شد. ما اینجا خیلی قهوه می نوشیم. اخیراً به دلایل مختلفی برندهای قهوه ساز را تغییر داده ایم. نقطه فروش بزرگ برای ما این بود که قهوه سازهای جدید ما به جای فنجان هایی که سازگار با محیط زیست هستند از “غلاف” استفاده می کنند. بسته بندی قابل بازیافت و غلاف ها قابل کمپوست هستند. ما در حال کمک به تبدیل جهان به مکانی بهتر در یک زمان هستیم – البته این فقط در صورتی است که غلاف ها را به درستی دور بریزیم. ما با بررسی نحوه انجام این کار، به راه حلی رسیدیم و در این فرآیند چیزهای زیادی در مورد کمپوست کردن یاد گرفتیم.

یکی از سطل های جمع آوری تفاله قهوه ما.

فیزیک (و شیمی) کمپوست

اگر توجه نکرده بودید، همه ما در COMSOL از علاقه مندان به علم هستیم. ما همین هستیم. بنابراین، پس از آشنایی با نحوه کمپوست کردن تفاله های قهوه، می خواستم کمی بیشتر در مورد علم کمپوست تحقیق کنم. اطلاعات زیادی در این مورد وجود دارد که جای تعجب نیست – با توجه به اینکه انسان ها صدها سال است که کمپوست می کنند .

 

یک توده کمپوست تجاری که به عنوان “پنجره” شناخته می شود. «Andains de compost, sur une plateforme de compostage» اثر والنتین مانشن – اثر شخصی. دارای مجوز Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 از طریق Wikimedia Commons .

 

 

سطل کمپوست خانگی. “سطل های کمپوست – Vale Grove” اثر Rosser1954 – کار شخصی. دارای مجوز Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 از طریق Wikimedia Commons .

 

علوم پایه پشت کمپوست سازی

به بیان ساده تر، کمپوست کردن، تجزیه مواد آلی به خاک است. ترکیب مواد غنی از کربن (قهوه‌ای) و غنی از نیتروژن (سبز) با آب، هوا و میکروارگانیسم‌ها باعث می‌شود که آنها در طی چند ماه به یک ماده خاک مانند (که هوموس نامیده می‌شود) تجزیه شوند. یک نسبت ایده آل کربن به نیتروژن (C:N) (تقریباً 25-30:1) برای یک توده کمپوست موثر ضروری است.

قهوه ای ها نسبت C:N بالایی دارند و سبزها نسبت C:N پایینی دارند . نسبت مناسب C:N مهم است زیرا با کربن بیش از حد، فرآیند تجزیه بسیار کند خواهد بود. با نیتروژن بیش از حد، توده کمپوست شروع به بوییدن می کند، زیرا آمونیاک آزاد می شود.

هوا و آب

وجود اکسیژن و آب برای میکروارگانیسم هایی که مواد آلی موجود در توده کمپوست را مصرف و هضم می کنند ضروری است. در حالی که تجزیه به صورت هوازی و بی هوازی اتفاق می افتد ، تجزیه بی هوازی فرآیندی کندتر است که بوی بد تولید می کند (فکر کنید: محل دفن زباله). شمع به رطوبت نیاز دارد تا رشد میکروبی را تقویت کند، اما نه به اندازه ای که جریان آزاد آب در سیستم وجود داشته باشد. محتوای بیش از حد آب می تواند از انتقال اکسیژن به میکروب ها جلوگیری کرده و رفتار بی هوازی را تقویت کند. توده های کمپوست باید به طور مرتب مخلوط شوند تا سیستم هوادهی شود و اکسیژن دوباره به مرکز شمع وارد شود و همچنین رطوبت به طور یکنواخت در سراسر توزیع شود.

عوامل حرارتی

فرآیند کمپوست سازی به سه مرحله تقسیم می شود. مرحله اول، فاز مزوفیلیک است و طی دو تا سه روز رخ می دهد. در طول این مرحله، رشد زیادی از میکروارگانیسم ها و افزایش جزئی دما در توده وجود دارد. فاز دوم فاز ترموفیل است که طی یک هفته تا چند ماه اتفاق می افتد و بیشترین فعالیت میکروبی را دارد و منجر به دماهای بالاتر می شود. فاز سوم فاز دوم مزوفیلیک است که مهمترین و فعال ترین فاز است. این مرحله طی چند ماه انجام می شود و در طی آن توده کمپوست بیشتر به خاک قابل استفاده تجزیه می شود .

همانطور که میکروارگانیسم ها کار خود را با مصرف تمام ضایعات غذا و اکسیژن انجام می دهند، دی اکسید کربن و گرما در مرکز توده ها تولید می شود ( توده های کمپوست می توانند تا 55 درجه سانتی گراد یا 131 درجه فارنهایت گرم شوند ). این افزایش دما مفید است، زیرا منجر به تجزیه سریعتر و از بین رفتن عوامل بیماری زا در سیستم می شود. همانطور که در مورد هوا و آب، گرمای بیش از حد معکوس است. با ادامه روند، مرکز شمع خیلی داغ خواهد شد. مخلوط کردن توده کمپوست به طور منظم در اینجا نیز کمک می کند، زیرا گرما را در کل توده پخش می کند. طبق EPA، ” محدوده دمایی مطلوب 32 تا 60 درجه سانتیگراد است .”

یک توده داغ کمپوست برای توزیع گرما در حال تبدیل شدن است. “Flipping hot compost pile 811” توسط SB Johnny – کار شخصی. دارای مجوز Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 از طریق Wikimedia Commons .

COMSOL و کمپوست

برگشت به قهوه هنگام تعیین نحوه دفع این زمین های شن سه گزینه به ذهنم خطور کرد: استخدام یک سرویس حمل و نقل، اضافه کردن آن به توده کمپوست خودم (هنوز شروع نشده)، یا دفع زباله ها در مکان های تعیین شده.

من از تمام جزئیات کسل کننده (جستجو در وب و برقراری تماس های زیاد) صرف نظر می کنم و نسخه اختصاری آن را به شما می دهم.

ما در یک پارک اداری کار می کنیم که خدمات جمع آوری ضایعات خود را دارد و به طور منظم مقدار حداقلی زباله های غذایی تولید می کنیم. بنابراین، برداشتن غلاف ها یک گزینه عملی نبود. علاوه بر این، زندگی در یک آپارتمان، من را از راه اندازی توده کمپوست خود باز می دارد، به طوری که گزینه دوم من را حذف می کند. این یک گزینه دیگر را باقی می گذارد و زمینه را در مکان های خاص رها می کند. خوشبختانه، شهر من تعداد انگشت شماری مکان تعیین شده برای ساکنان برای دفع زباله های غذایی خود دارد.

در حالی که فعلاً کارساز است، من قصد دارم راهی برای شروع توده کمپوست خود بیابم یا احتمالاً با رستوران های محلی همکاری کنم تا پارک اداری ما را متقاعد کنم که شروع به جداسازی زباله های آلی از غیر آلی کند. این کمک می کند که ایالت ماساچوست اخیراً قانونی را تصویب کرد که از اول اکتبر 2014 اجرایی شد، که بر اساس آن مشاغل و مؤسساتی که بیش از یک تن ضایعات غذایی در هفته تولید می کنند را ملزم می کند آن را به یک سایت کمپوست ارسال کنند.

بیشتر خواندن

در طول سال ها، چند مقاله و ارائه موضوع کمپوست سازی و تجزیه زباله های آلی را پوشش داده اند. آنها را در اینجا بررسی کنید:

• پیش بینی شار حرارتی برای یک مدل کمپوست سه بعدی
• خشک کردن در محیط متخلخل: رویکردهای تعادلی و غیرتعادلی برای فرآیندهای کمپوست سازی
• انتقال در محیط متخلخل واکنش پذیر حاوی بیوفیلم