Tilläggsisolering av Ag Bag kompost för en förbättrad hygienisering under den kalla årstiden Barbro Beck-Friis, AgrD och Olle Östlund, VD, CompoNordic System AB, Box 139, 761 22 Norrtälje. April 2006
April 2006 Tilläggsisolering av Ag Bag kompost för en förbättrad hygienisering under den kalla årstiden Sammanfattning I ett försök med tilläggsisolering undersöktes temperaturen i Ag Bag-kompost under vintertid. Med tilläggsisolering blev temperaturen jämnare och högre i hela komposten. Utan tilläggsisolering påverkades temperaturen i komposten mer av yttertemperaturen. Två och tre lager av isolering på Ag Bagen under kompostering av butiksavfall gav en värmeutveckling över 65 C i ytskiktet. Naturvårdsverkets nationella råd (NFS 2003:15) vid kompostering av matavfall, butiksavfall och restaurangavfall anger en minimitemperatur på 55 C under 7 dagar. Detta krav uppfylldes i 90 % av komposten. Temperaturer under 55 C uppmättes i nedre kanten av bagen samt i det material som ligger i den understa decimetern närmast bottenplattan. Det innebär att under vinterhalvåret ska det kompostmaterial som ligger i nedre kanten och 15 cm från bottenplattan komposteras om, resten av materialet kan klassificeras som färdig kompost. En lyckad kompostering i Ag Bag-systemet kräver att ingående material är anpassat för kompostering innan det läggs i bagar. Med ingående material menas strukturmaterial, vattenhalt och blandning. Lika viktigt är en god syresättning med hjälp av rekommenderade ventilationssystem som syresätter komposten. Tar man inte hänsyn till dessa komponenter finns risk att komposten får ojämn temperatur, lakvatten bildas i botten på bagen och luktproblem uppstår. Bakgrund I Ag Bag-systemet komposteras organiskt avfall i en luftad och ventilerad plastbag. I bagens botten placeras hålförsedda plaströr och luftningen regleras med fläktar, fläktschema och justerbara ventiler. Systemet innebär en statisk kompostering utan omblandning medan materialet ligger i bagen. Blandning sker när bagen sprättas upp och materialet efterkomposteras. En temperaturgradient har konstaterats i kompostprofilen under den kalla årstiden. Det är materialet som finns närmast bagens hölje och materialet närmast bottenplattan som har en lägre temperatur än övrigt material. Yttertemperaturen påverkar temperaturen i kompostens ytskikt. Däremot är temperaturen ofta mellan 65-70 C tio centimeter från kompostens ytlager. I Naturvårdsverkets författningssamling (NFS 2003:15) med allmänna råd till 2 kap. 3 miljöbalken (1998:808) om metoder för yrkesmässig lagring, rötning och kompostering av avfall fastslås följande minimirekommendationer för sluten kompostering: 55 C i 7 dygn 60 C i 5 dygn 65 C i 3 dygn 70 C i 1 dygn 2
Naturvårdsverkets minimitemperaturer och minimitider gäller för kompostering av matavfall, butiksavfall, restaurangavfall (samlingsnamn catering waste )och slam men gäller inte för kompostering av animaliebiprodukter (naturgödsel, mag- och tarminnehåll, samt övrigt Kategori 3-material). Projektet Ett projekt för att förbättra Ag Bagens vinteregenskaper genomfördes av Componordic System AB under perioden januari-mars 2006. Syftet med projektet var att hitta en tillförlitlig och användarvänlig metod och utrustning som ger minimal temperaturgradient i kompostprofilen. Utrustningen skall också vara ekonomiskt försvarbar. Målsättning Målsättningen var att klara Naturvårdsverkets krav på hygienisering (NFS 2003:15) vid kompostering av matavfall, butiksavfall och restaurangavfall under den kalla årstiden. Ett specifikt mål var att uppnå kraven för certifiering av kompost. Material och metoder Försöket var upplagt som ett fullskaleförsök på Ragn-Sells avfallsbehandling i Högbytorp utanför Bro. Kompostutrustningen var en CT 5 med tillhörande plastemballage s k Ag Bag, se bild 1. Kompostblandningen bestod av butiksavfall blandat med parkavfall. Försöksperioden var under perioden januari-februari 2006. Bild 1. CT 5 med Ag Bag-utrustning Olika lager av ett plastmaterial lades på komposten som en eller flera mattor på varandra för att studera deras isoleringskapacitet. Plastmaterialet bestod av en film med ingjutna luftfyllda plastkuddar, och används normalt till väggar och tak i plastväxthus (LP-Keder Air Bubble Greenhouse film). Plastens värmeledningstal var 0,065 watt/m C. Kompostbagen var 60 m lång och 1,5 m i diameter. Den mittersta tredjedelen av bagen utgjorde försöksplatsen. Fyra olika behandlingsmetoder användes: 3
1. Utan isolering 2. Ett lager isolering 3. Två lager isolering 4. Tre lager isolering Bild 2. Isolering av Ag Bag De fyra behandlingarna upprepades en gång, d v s totalt åtta försökssektioner. Inom varje sektion upprepades provtagningsschemat. Varje isoleringstäcke var 2,4 m gånger 4 m stort och täckte komposten från nedre kant till motsvarande nedre kant på andra sidan. Temperaturen mättes i tre profiler; toppen, slänten och kanten. Temperaturen mättes i topprofilen på djupnivåerna, 0, 10, 20, 50, 90 och 120 cm, se Figur 1. I slänten mättes temperaturen på djupen 0, 10, 20 och 50 cm och vid kanten vid 0, 10, 20 och 40 cm. Kantens djup på 40 cm är alldeles vid botten av komposten. Isoleringen lades på sju dagar efter att komposten startats upp (den 17 januari). Temperaturprovtagningen utfördes dag 0, 2, 6, 8 och dag 13. Vid de två sista provtagningarna togs enbart temperaturen i kantprofilerna och på några djup i de två övriga profilerna. 4
Figur 1. Kompostprofil som beskriver provtagningen av temperaturen. Statistik Registrerade temperaturdata bearbetades vid SLU, avd. för växtnäringslära. Forskningsledare Lennart Mattsson ansvarade för detta. Bearbetningen inriktades på att jämföra temperaturerna i kompostens delar vid olika täckningsalternativ. Varje djup och mättillfälle betraktades för sig. Undersökningens uppläggning i en blockstruktur medgav att mätosäkerheten, felvariansen, kunde skattas på basis av blockskillnader och genom upprepad mätning. Temperaturen förändrades mer eller mindre över tiden beroende på täckningsalternativ, mätdjup och läge, dvs var i komposthögen mätningen gjordes. Detta åskådliggjordes grafiskt i en serie diagram. För datahantering, bearbetning och presentation användes SAS för Windows, ver. 9.1 TS Level 1M3. Skattningarna gjordes med Proc. GLM i SAS med läge, behandling och samspelseffekter som variationsorsaker. Resultat Väderförhållanden Temperaturdata från Arlanda (Figur 2), som ligger 25 km från Högbytorp, visade att medeltemperaturen per dygn varierade mellan -13 till + 4 C under försöksperioden i området. Försöksperiodens medeltemperatur var -4 C. 5
Temperatur Arlanda 6 4 2 0-2 -4 18-jan 20-jan 22-jan 24-jan 26-jan 28-jan 30-jan 01-feb 03-feb 05-feb 07-feb 09-feb -6-8 -10-12 -14 Figur 2. Medeltemperaturer vid Arlanda under perioden 17 januari-9 februari 2006. Komposttemperaturer Temperaturmätningen i komposten startade den 24 januari, samma dag som isoleringen lagts på komposten. Då var komposten sju dagar gammal och större delen av materialet var i en termofil fas. Under de åtta första försöksdagarna visade behandlingen med isolering signifikanta skillnader vid djupen 0 och 10 cm jämfört med utan isolering. Vid första provtagningen var temperaturen 43 C vid kompostytan (0 cm) utan isolering i topprofilen och med ett lager isolering uppmättes 71 C vid 0 cm djup. Vid djupen 20 och 50 cm uppmättes vid några tillfällen signifikant skillnad med isolering jämfört med utan, men isoleringens effekt avtog med avståndet mellan provpunkten och omgivande luft. Generellt gav dock isoleringen högre och jämnare temperaturer i hela komposten även om det inte alltid gick att säkerställa signifikanta skillnader. Temperaturer på 70 C och högre mättes i topprofilen med isolering vid 0, 10, 20, 50 och vid 90 cm djup. Släntprofilen uppnådde också 70 C med isolering vid 10, 20 och 50 cm djup. Under åtta dagar var temperaturen 65 C och högre i topprofilen ner till 90 cm djup. Topprofilens ytskikt krävde isolering men djupen 10-90 cm uppnådde 65 C utan isolering. Släntprofilen uppnådde 65 C på samtliga djup, 0-50 cm, i behandlingar med isolering. Temperaturen vid 120 cm (nära bottenplattan) i topprofilen var mellan 54-58 C vid ett par tillfällen. Kantprofilen nådde 55 C och högre mellan 0-20 cm djup vid en till två mättillfällen med två och tre lager med isolering. I botten av kantprofilen, 40 cm djup, varierade temperaturen mellan 26-39 C. Försöket upprepades med samma förutsättningar och behandlingar men kompletterades med att bagen placerades på ett ca 10 cm tjockt lager halm eller parkavfall. Med parkavfall som underlag var temperaturen närmast bottenplattan 51 C vilket var en förbättring jämfört med oisolerad bottenplatta, men fortfarande inte tillräckligt för en hygienisering. 6
I figur 3-7 redovisas temperaturen vid 0 och 10 cm djup med olika behandlingar: utan isolering, 1, 2 och 3 lager isolering vid toppen, slänten och kanten under samtliga provtagningar. Övriga data presenteras i Bilaga 1. Figur 3. Temperaturen under försöksperioden vid läget toppen och nivå 0 cm vid fyra olika behandlingar. Svart linje visar temperaturen utan isolering, röd linje visar ett lager med isolering, grön linje visar två lager isolering och blå linje visar temperaturen vid tre lager med isolering. 7
Figur 4. Temperaturen under försöksperioden vid läget toppen och nivå 10 cm vid fyra olika behandlingar. Svart linje visar temperaturen utan isolering, röd linje visar ett lager med isolering, grön linje visar två lager isolering och blå linje visar temperaturen vid tre lager med isolering. Figur 5. Temperaturen under försöksperioden vid läget slänten och nivå 0 cm vid fyra olika behandlingar. Svart linje visar temperaturen utan isolering, röd linje visar ett lager med isolering, grön linje visar två lager isolering och blå linje visar temperaturen vid tre lager med isolering. 8
Figur 6. Temperaturen under försöksperioden vid läget slänten och nivå 10 cm vid fyra olika behandlingar. Svart linje visar temperaturen utan isolering, röd linje visar ett lager med isolering, grön linje visar två lager isolering och blå linje visar temperaturen vid tre lager med isolering. Figur 7. Temperaturen under försöksperioden vid läget kanten och nivå 0 cm vid fyra olika behandlingar. Svart linje visar temperaturen utan isolering, röd linje visar ett lager med isolering, grön linje visar två lager isolering och blå linje visar temperaturen vid tre lager med isolering. 9
Diskussion Det finns ett behov av att isolera komposten under vintertid för att få temperaturer som ger en tillräcklig hygienisering i det yttersta kompostmaterialet. I föreliggande försök gav isolering en betydligt bredare marginal för att klara hygieniseringen än den kompost som var utan isolering. Isoleringen innebar dessutom en jämnare och högre temperatur och gjorde kompostprocessen mer oberoende av yttertemperaturen. Resultaten visade att vid användning av två och tre lager isolering var temperaturen i komposten mellan 60 och 70 C under 7 dagar, med undantag av nedersta kanterna av bagen och det material som låg närmast bottenplattan. Otillräcklig temperatur i komposten uppmättes i de nedersta 15 cm närmast bottenplattan. Dessa förhållanden kan förbättras om komposten läggs på ett isolerande lager av t ex färdig kompost eller om bottenplattan är uppvärmd. Försöket utfördes i en kompostbag med 1,5 m i diameter. På flera platser i Sverige används en större kompostmaskin med bagar på 2,7 m i diameter. Författarna bedömer att temperaturutvecklingen är liknande i den större komposten som i den som försöket utfördes i. Risken för återkontaminering är liten om den färdiga komposten transporteras till en ren zon för efterkompostering. Den del av komposten som komposteras om kan blandas med nytt avfall och fungera som ympmaterial. Enligt europaparlamentets och rådets förordning (EG) nr 1774/2002 gällande bearbetningskrav vid kompostering av animaliebiprodukter (naturgödsel, mag- och tarminnehåll och Kategori 3-material) är kraven en sluten kompostanläggning och att materialet hygieniseras i 70 C under 1 timme. Materialets partikelstorlek ska vara maximalt 12 mm. Dessa regler gäller även för avfall som ska till biogasanläggningar. Reglerna är framför allt utformade för biogasanläggningar där avfallet hygieniseras före rötningsprocessen. Samma förfarande kan göras före komposteringen och då ställs inga särskilda krav på temperaturen under komposteringen. Slutsatser och kommentarer En lyckad kompostering kräver att ingående material är anpassat för kompostering innan det läggs i bagar. Med ingående material menas strukturmaterial, vattenhalt och blandning. Lika viktigt är en god syresättning med hjälp av rekommenderade ventilationssystem som syresätter komposten. Tar man inte hänsyn till dessa komponenter finns risk att komposten får ojämn temperatur, lakvatten bildas i botten på bagen och luktproblem uppstår. Tack Vi vill tacka Ragn-Sells på Högbytorp för all hjälp med försöket och att vi fick möjligheten att göra mätningar i fullskala. Tack till AgrD Lennart Mattsson vid SLU, som utförde den statistiska bearbetningen av materialet. Tack också till AgrD Sven Smårs som deltog som kontrollant vid temperaturprovtagningen och även bidrog med goda råd. 10
BILAGA 1. Figur 1. Temperaturen under försöksperioden vid läget toppen och nivå 20 cm vid fyra olika behandlingar 11
Figur 2. Temperaturen under försöksperioden vid läget toppen och nivå 50 cm vid fyra olika behandlingar Figur 3. Temperaturen under försöksperioden vid läget toppen och nivå 90 cm vid fyra olika behandlingar. Figur 4. Temperaturen under försöksperioden vid läget toppen och nivå 120 cm vid fyra olika behandlingar 12
Figur 5. Temperaturen under försöksperioden vid läget slänten och nivå 20 cm vid fyra olika behandlingar. Figur 6. Temperaturen under försöksperioden vid läget slänten och nivå 50 cm vid fyra olika behandlingar. 13
Figur 7. Temperaturen under försöksperioden vid läget kanten och nivå 10 cm vid fyra olika behandlingar. Figur 8. Temperaturen under försöksperioden vid läget kanten och nivå 20 cm vid fyra olika behandlingar. 14
Figur 9. Temperaturen under försöksperioden vid läget kanten och nivå 40 cm vid fyra olika behandlingar. 15