L'importanza della misurazione dell'ossigeno nel compostaggio aerobico

Il compostaggio è da tempo una tecnica tradizionale per il riutilizzo dei rifiuti organici. Tra i diversi metodi di compostaggio disponibili, il compostaggio aerobico è particolarmente noto per essere ecologico ed efficace nel trasformare i rifiuti organici in fertilizzanti ricchi di sostanze nutritive.

In questo blog esploriamo il processo di compostaggio aerobico e discutiamo l'importanza di monitorare i livelli di ossigeno per ottenere i migliori risultati di decomposizione possibili.

Il ruolo dell'ossigeno nel processo di compostaggio aerobico

Il compostaggio aerobico si basa sull'attività degli organismi del suolo, come funghi, batteri e lombrichi, per decomporre i rifiuti organici utilizzando l'ossigeno. Questo processo porta principalmente alla produzione di anidride carbonica, acqua, calore e prodotti di decomposizione simili all'humus che possono essere utilizzati come fertilizzanti. Il processo di compostaggio può essere suddiviso nelle seguenti fasi:

1. Fase iniziale (fase mesofila): Durante questa fase, i microrganismi mesofili, che prosperano a temperature moderate (da 20 a 45°C), decompongono rapidamente i componenti facilmente disponibili e degradabili dei rifiuti organici, come zuccheri, aminoacidi e carboidrati semplici. La temperatura all'interno del cumulo di compost inizia a salire a causa del calore generato dall'attività microbica.

2. Fase termofila: Con l'aumento della temperatura (da 45 a 65°C), i microrganismi termofili, che prosperano a temperature più elevate, subentrano nel processo di decomposizione. Questi microrganismi decompongono composti più complessi come la cellulosa, l'emicellulosa e le proteine. L'alta temperatura in questa fase aiuta a eliminare i semi delle erbe infestanti, gli agenti patogeni e i parassiti. È essenziale mantenere la temperatura al di sotto dei 65°C per evitare di uccidere i microrganismi benefici e generare emissioni indesiderate.

3. Fase di raffreddamento: Una volta che la materia organica è stata decomposta, l'attività microbica diminuisce, portando a una diminuzione della temperatura. I microrganismi mesofili tornano ad essere attivi e decompongono i materiali organici rimasti. Durante questa fase, il cumulo di compost torna gradualmente alla temperatura ambiente.

Fase di maturazione (Curing Phase): Questa fase finale comporta la stabilizzazione e l'umificazione della materia organica rimanente. I microrganismi continuano a scomporre i composti più resistenti e a produrre sostanze umiche, essenziali per la fertilità del suolo. Il compost è considerato maturo quando la temperatura si stabilizza vicino alla temperatura ambiente e il materiale presenta una consistenza scura e friabile con un aroma terroso. Questo compost maturo è ricco di sostanze nutritive e organiche e costituisce un eccellente ammendante per giardini e paesaggi.

L'importanza della misurazione dell'ossigeno nel compostaggio

Monitorare i livelli di ossigeno e assicurarsi che siano mantenuti nel compost è fondamentale per l'efficacia e la qualità complessiva del processo di compostaggio. Di seguito sono riportati alcuni motivi chiave che sottolineano l'importanza della gestione dell'ossigeno nel compostaggio aerobico:

Attività microbica ottimale:

I microrganismi aerobici hanno bisogno di ossigeno per scomporre efficacemente la materia organica. Quando i livelli di ossigeno sono mantenuti, questi microrganismi possono prosperare e decomporre efficacemente i rifiuti organici. Livelli di ossigeno inadeguati possono portare a una diminuzione dell'attività microbica, rallentando il processo di compostaggio.

Prevenzione delle condizioni anaerobiche:

Se i livelli di ossigeno scendono troppo, i microrganismi anaerobici possono dominare il processo di decomposizione. Questa decomposizione anaerobica non solo è più lenta e meno efficace della sua controparte aerobica, ma genera anche sottoprodotti indesiderati come il metano, un potente gas serra, e l'idrogeno solforato, che rilascia un cattivo odore. Mantenendo adeguati livelli di ossigeno, è possibile evitare le condizioni anaerobiche e ottenere un processo di compostaggio più efficiente e inodore.

Maggiore velocità di decomposizione:

Livelli adeguati di ossigeno favoriscono un tasso di decomposizione più rapido, poiché i microrganismi aerobici possono scomporre la materia organica più velocemente di quelli anaerobici. Con un'adeguata aerazione, il processo di compostaggio può essere completato in tempi più brevi, producendo compost maturo più rapidamente.

Controllo della temperatura:

L'ossigeno è necessario per il metabolismo microbico, che genera calore durante il processo di compostaggio. Quando i livelli di ossigeno sono mantenuti, l'attività microbica può essere controllata e la temperatura all'interno del cumulo di compost può essere regolata in modo più efficace. Questo aiuta a prevenire il surriscaldamento, che può uccidere i microrganismi benefici e produrre emissioni indesiderate, garantendo al contempo l'eliminazione di semi di erbe infestanti e agenti patogeni grazie al calore generato.

Conservazione dei nutrienti:

In condizioni aerobiche, i nutrienti essenziali per la crescita e la salute delle piante, come azoto, fosforo e potassio, vengono conservati e stabilizzati all'interno del compost. D'altro canto, le condizioni anaerobiche possono portare alla perdita di nutrienti attraverso processi come la lisciviazione o la creazione di composti volatili, che riducono la qualità e l'efficacia del compost come fertilizzante.

Migliore qualità del compost:

Un cumulo di compost con un'adeguata aerazione di solito produce un prodotto finale di qualità superiore. Il compost aerobico maturo si distingue per il colore scuro, la consistenza friabile e il profumo di terra. Ricco di sostanze nutritive e di materia organica, questo compost di alta qualità è un ottimo ammendante per giardini e paesaggi.

Quale livello di ossigeno viene misurato?

Il livello ottimale di ossigeno per il compostaggio aerobico è tipicamente compreso tra il 5% e il 15%. Il mantenimento di un adeguato apporto di O2 durante tutto il processo di compostaggio è essenziale per promuovere la crescita di microrganismi aerobici, che decompongono i materiali organici in modo efficiente e producono calore.

Tuttavia, il livello ideale di ossigeno dipende da fattori quali la composizione del compost, la temperatura, il contenuto di umidità e gli specifici microrganismi aerobici presenti. Per mantenere livelli di ossigeno ottimali, si consiglia di rivoltare o aerare regolarmente il compost. In questo modo si evita la formazione di sacche anaerobiche, che possono causare cattivi odori e una lenta decomposizione.

È importante ricordare che il livello di ossigeno nel compost è solo uno dei fattori che influenzano il processo di compostaggio. Altri fattori critici sono il contenuto di umidità, il rapporto carbonio/azoto (C:N) e la temperatura. Il mantenimento di un corretto equilibrio di questi fattori contribuirà al successo del compostaggio.

Come misurare l'ossigeno nel compostaggio

Esistono diversi metodi per misurare i livelli di ossigeno nel compost, tra cui la respirometria e l'ispezione visiva. La respirometria misura la quantità di anidride carbonica (CO2) prodotta dai microrganismi aerobi del compost durante la respirazione. Poiché il consumo di ossigeno e la produzione di CO2 sono direttamente correlati, la respirometria può essere utilizzata per misurare indirettamente i livelli di ossigeno nel compost. Ciò può essere fatto utilizzando un sistema di respirometro chiuso o monitorando le emissioni di gas dal cumulo di compost. Anche se non è altrettanto preciso, l'ispezione visiva e l'odore del compost possono fornire alcune informazioni sui livelli di ossigeno. Un compost ben aerato dovrebbe avere un odore gradevole e terroso, mentre un odore forte e sgradevole può indicare condizioni anaerobiche, sfavorevoli al compostaggio.

Tuttavia, uno dei metodi più accurati è quello di misurare l'ossigeno direttamente all'interno del processo utilizzando una sonda di ossigeno. Le sonde o i sensori di ossigeno possono essere inseriti direttamente nel cumulo di compost per misurare la concentrazione di ossigeno. Le sonde di ossigeno da utilizzare nel compostaggio sono in genere più resistenti e possono sopportare le condizioni di elevata umidità e temperatura spesso presenti nei cumuli di compost. Per ottenere una misura rappresentativa dei livelli complessivi di ossigeno, la sonda di ossigeno deve essere inserita nel cumulo di compost a varie profondità e posizioni, facendo attenzione a non entrare in contatto con materiali duri.

Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di una sonda di ossigeno per misurare i livelli di O2 nel compostaggio?

L'uso di una sonda per l'ossigeno per misurare i livelli di O2 nel compostaggio offre diversi vantaggi che possono contribuire a un processo di compostaggio più efficiente ed efficace con una migliore qualità del compost.

1. Monitoraggio in tempo reale

Le sonde di ossigeno forniscono misurazioni accurate e in tempo reale dei livelli di ossigeno nei cumuli di compost, consentendo agli utenti di valutare le condizioni e di effettuare le regolazioni necessarie per ottimizzare il processo di compostaggio.

2. Una migliore comprensione delle dinamiche del compostaggio

Misurare regolarmente i livelli di ossigeno può aiutare a comprendere le dinamiche del processo di compostaggio, ad esempio come l'aerazione, il contenuto di umidità e l'equilibrio dei materiali ricchi di carbonio e azoto influenzano la disponibilità di ossigeno.

3. Identificazione precoce dei problemi

Le sonde di ossigeno possono aiutare a rilevare problemi come un'aerazione insufficiente, un'umidità eccessiva o uno squilibrio nei materiali del compost. L'identificazione precoce di questi problemi consente di apportare modifiche tempestive e di prevenire potenziali problemi come la decomposizione anaerobica, che può produrre cattivi odori e rallentare il processo di compostaggio.

4. Uso efficiente delle risorse

Utilizzando una sonda per monitorare i livelli di ossigeno, è possibile prendere decisioni più informate su quando girare il cumulo di compost o aggiungere agenti di carica, riducendo così al minimo l'impiego di manodopera e risorse e massimizzando la qualità e l'efficienza del compost.

Soluzione PST

Comprendere l'importanza della misurazione dell'ossigeno nel compostaggio aerobico è fondamentale per ottenere un processo di compostaggio efficiente ed efficace. Monitorando e mantenendo adeguati livelli di ossigeno, si crea un ambiente favorevole alla crescita dei microrganismi aerobici, che garantisce una rapida decomposizione, una riduzione degli odori e la conservazione dei nutrienti essenziali.

Le sonde e i trasmettitori di ossigeno offrono un monitoraggio in tempo reale e misurazioni accurate, consentendo di prendere decisioni e regolazioni informate per ottimizzare ulteriormente il processo di compostaggio. PST offre una gamma di trasmettitori di O2 progettati specificamente per durare più a lungo in questo ambiente aggressivo.

Il Serie OXY-FLEX è un trasmettitore di O2 in zirconio compatto ed economico per la misurazione del livello percentuale di ossigeno. L'unità può essere configurata per misurare livelli di ossigeno compresi tra 0-25% o 0-100% e offre l'opzione di calibrazione manuale o automatica, a seconda delle preferenze del cliente. L'OXY-FLEX dispone di sonde in acciaio inossidabile di diversa lunghezza per consentire la misurazione a diversi livelli all'interno del compost. La semplice elettronica, che fornisce un'uscita 4-20mA, consente di posizionare le sonde in ampie aree di produzione. Il OXY-FLEX consente una perfetta integrazione nei sistemi preesistenti, senza la necessità di alcun software specializzato.