Research of composting processes of solid domestic wastes’ food composition - Науково-технічний журнал «Техногенно-екологічна безпека»

Research of composting processes of solid domestic wastes’ food composition

О. Sagdeeva, G. Krusir, A. Tsykalo, H. Leuenberger

DOI: 10.5281/zenodo.1244572

Received: 29 March 2018

Accepted: 3 May 2018

Published online: 7 May 2018

ABSTRACT

Solid domestic waste management in Ukraine remains one of the most urgent tasks in the field of environmental safety. Since 40 % of solid domestic waste refers to organic waste that decomposes easily, the removal of this part of waste from landfills, their composting and transformation into a secondary material resource will significantly reduce the environmental burden from existing and planned landfills. Aerobic composting is one of the best available technologies for an integrated waste management system by minimizing anthropogenic impact on the environment, compliance with the latest domestic and foreign developments, economic and practical acceptance of technology. The purpose of the pilot study is to study the possibility of accelerating the process of composting the food component of solid municipal waste by introducing microbiological additives for introduction as a nature protection technology in landfills. The article presents the results of the study of the influence of a microbiological additive on the process of composting the food component of solid household wastes in order to accelerate it in the mesophilic and thermophilic temperature regimes with controlled parameters. To improve the efficiency of the process of composting and to compare the characteristics of the processes as inoculum, the soil was used, as a microbiological additive - an extract from the soil. It has been shown that the microbiological complex of the process of composting the food component of a solid household waste by 3.3 times for the thermophilic regime and 2.1 times for the mesophilic conditions of the composting process, which testifies to the efficiency of its use in the processes of processing solid household waste in order to improve the general level of environmental safety.

Keywords: composting, waste, composted mixture, microbiological additive, mesophilic and thermophilic regimes.

REFERENCES

1. Koloskov, V. (2018). Identification of significant indicators for environmental reserve criterion of territories adjoined to wastes storage places based. Naukovo-tekhnichnyy Zhurnal «Tekhnohenno-ekolohichna bezpeka», 3(1/2018), 44–51. http://doi.org/10.5281/zenodo.1182841.

2. Vambol, V, Rashkevich, N. (2017). Analysis of methods of identification of ecologically danger substances in atmospheric air. Naukovo-tekhnichnyy Zhurnal «Tekhnohenno-ekolohichna bezpeka», 2, 73–78. http://doi.org/
10.5281/zenodo.1182894.

3. Adani, F., Tambone, F., & Gotti, A. (2004). Biostabilization of municipal solid waste. Waste Management, 24(8), 775–783. doi: 10.1016/j.wasman.2004.03.007.

4. Jouraiphy, A. (2005). Chemical and spectroscopic analysis of organic matter transformation composting of sewage sludge and green plant waste. International biodeterioration and biodegradation, 56, 101–108. doi: 10.1016/j.ibiod.2005.06.002.

5. Pavlenko, S. I. (2011). Analiz i obgruntuvannya tekhnolohichnykh protsesiv kompostuvannya silʹsʹkohospodarsʹkykh orhanichnykh vidkhodiv tvarynnoho pokhodzhennya. Zbirnyk naukovykh pratsʹ Vinnytsʹkoho natsionalʹnoho ahrarnoho universytetu, 9(2), 94–104. http://econjournal.vsau.org/files/pdfa/172.pdf.

6. Yong, Xiao, Guang–Ming, Zeng, &Zhao–Hui, Yang. (2009). Continuous thermophilic composting (CTC) for rapid biodegradation and maturation of organic municipal solid waste. Bioresource Technology, 100(20), 4807–4813. doi: 10.1016/j.biortech.2009.05.013.

7. Shatsky, V.V.,& Povolotsky, A.A. (2015). Method of Composting of Organic Waste.Patent for Utility Model No. 100991 Ukraine. C02F 7/00. u 2014 13758. Declared 22.12.2014; Published August 25, 2015, Bull No. 16

8. Kulcu, R.,&Yaldiz, O. (2004). Determination of aeration rate and kinetics of composting some agricultural wastes. Bioresource Technology, 93, 49–57. doi: 10.1016/j.biortech.2003.10.007.

9. Pedra, F. (2007). Effects of municipal solid waste compost and sewage sludge on mineralization of soil
organic matter. Soil biology and biochemistry, 39(6), 1375–1382.

10. Hatsenko, M. V. (2014). Kompostuvannya orhanichnoyi rechovyny. Mikrobiolohichni aspekty.Silʹsʹkohospodarsʹka mikrobiolohiya, 19(1), 11–20. http://nbuv.gov.ua/UJRN/smik_2014_19_3.

11. Linnyk, M. H., & Semchuk, M. M. (2012).Tekhnolohiyi i tekhnichni zasoby vyrobnytstva ta vykorystannya orhanichnykh dobryv. Nizhyn, 244 s.

12. Lyashenko, O. O., & Movsesov, H. YE. (2006). Tekhnolohiya ta ustatkuvannya pryskorenoho kompostuvannya orhanichnykh vidkhodiv. Sotrudnychestvo dlya reshenyya problemy otkhodov: materialy III Mizhnar. konf., 7–8 lyut. r. S. 88–89. https://www.waste.com.ua/cooperation/2006/theses/lyashenko.html.

13. Shatsʹkyy, V. V., & Povolotsʹkyy, A. A. (2015). Osnovni vymohy do protsesu ta biotekhnichnoyi systemy kompostuvannya orhanichnoyi syrovyny. Visnyk Kharkivsʹkoho natsionalʹnoho tekhnichnoho universytetu silʹsʹkoho hospodarstva imeni Petra Vasylenka,157, 140–146. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vkhdtusg_2015_157_26.

14. Fierer, N., &Jackson, R. B. (2006). The diversity and biogeography of soil bacterial communities. PNAS, 103(3), 626–631. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16407148.

15. Castaldi, P., Alberti, G., Merella, R., &Melis, P. (2005). Study of the organic matter evolution during municipal solid waste composting aimed at identifying suitable parameters for the evaluation of compost maturity. Waste Management, 25(2), 209–213. doi: 10.1016/j.wasman.2004.12.011.

16. Netrusov, A. I. (2005). Praktikum po mikrobiologii: uchebnoye posobiye dlya studentov vysshikh uchebnykh zavedeniy. M.: Akademiya, 608 s.

17. Harrison, B. I. (1966). Seed deterioration in relation to storage conditions and its influence upon seed germination, chromosomal damage and plant performance. J. nat. Inst. Agric. Bot, 10, 644–633.

18. Samofalova, I. A. (2013). Laboratory and practical classes on chemical soil analysis: Textbook. allowance. Perm: Publishing house of the PermStateAgriculturalAcademy, 133 p. http://pgsha.ru:8008/books/study.pdf.

19. Tognetti, C., Mazzarino, M. J.,&Laos, F. (2007). Improving the quality of municipal organic waste compost. Bioresource Technology, 98, 1067–1076. doi: 10.1016/j.biortech.2006.04.025.

ЛІТЕРАТУРА

1. Koloskov, V. Identification of significant indicators for environmental reserve criterion of territories adjoined to wastes storage places based // Техногенно-екологічна безпека. 2018. Випуск 3(1/2018). С. 44–51. http://doi.org/10.5281/zenodo.1182841.

2. Vambol, V., Rashkevich, N. Analysis of methods of identification of ecologically danger substances in atmospheric air // Техногенно-екологічна безпека. 2017. Випуск 2. 73–78. http://doi.org/10.5281/zenodo.1182894.

3. Adani F., Tambone F., Gotti A. Biostabilization of municipal solid waste // Waste Management. 2004. Vol. 24(8). P. 775–783. doi: 10.1016/j.wasman.2004.03.007.

4. Jouraiphy A. Chemical and spectroscopic analysis of organic matter transformation composting of sewage sludge and green plant waste // International biodeterioration and biodegradation. 2005. Vol. 56. Р. 101–108. doi: 10.1016/j.ibiod.2005.06.002.

5. Павленко С. І. Аналіз і обґрунтування технологічних процесів компостування сільськогосподарських органічних відходів тваринного походження // Збірник наукових праць Вінницького національного аграрного університету. 2011. № 9(2). С. 94–104. http://econjournal.vsau.org/files/pdfa/172.pdf.

6. Yong Xiao, Guang–Ming Zeng, Zhao–Hui Yang. Continuous thermophilic composting (CTC) for rapid biodegradation and maturation of organic municipal solid waste // Bioresource Technology. 2009. Vol. 100(20). Р. 4807–4813. doi: 10.1016/j.biortech.2009.05.013.

7. Пат. на корисну модель №100991 Україна. C02F 7/00 Спосіб компостування органічних відходів / Шацький В.В., Поволоцький А.А.; власник Запорізький НДЦ з механізації тваринництва ННЦ "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства" НААН України. – u 2014 13758; Заявл. 22.12.2014; опубл. 25.08.2015. Бюл. № 16.

8. Kulcu R.,Yaldiz O. Determination of aeration rate and kinetics of composting some agricultural wastes // Bioresource Technology. 2004. Vol. 93. Р. 49–57. doi: 10.1016/j.biortech.2003.10.007.

9. Pedra F. Effects of municipal solid waste compost and sewage sludge on mineralization of soil
organic matter // Soil biology and biochemistry. 2007. Vol. 39(6). Р. 1375–1382.

10. Гаценко М. В. Компостування органічної речовини. Мікробіологічні аспекти // Сільськогосподарська мікробіологія. 2014.№ 19(1). С. 11–20. http://nbuv.gov.ua/UJRN/smik_2014_19_3.

11. Лінник М. Г., Семчук М. М. Технології і технічні засоби виробництва та використання органічних добрив. Ніжин, 2012. 244 с.

12. Ляшенко О. О., Мовсесов Г. Є. Технологія та устаткування прискореного компостування органічних відходів // Сотрудничество для решения проблемы отходов: матеріали ІІІ Міжнар. конф., 7–8 лют. 2006 р. С. 88–89. https://www.waste.com.ua/cooperation/2006/theses/lyashenko.html.

13. Шацький В. В., Поволоцький А. А. Основні вимоги до процесу та біотехнічної системи компостування органічної сировини // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. 2015. № 157. С. 140–146. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vkhdtusg_2015_157_26.

14. Fierer N., Jackson R.B. The diversity and biogeography of soil bacterial communities // PNAS. 2006. Vol. 103(3). P. 626–631. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16407148.

15. Castaldi P., Alberti G., Merella R., Melis P. Study of the organic matter evolution during municipal solid waste composting aimed at identifying suitable parameters for the evaluation of compost maturity // Waste Management. 2005. Vol. 25(2). P. 209–213. doi: 10.1016/j.wasman.2004.12.011.

16. Нетрусов А.И. Практикум по микробиологии: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. М.: Академия, 2005. 608 с.

17. Harrison B.I. Seed deterioration in relation to storage conditions and its influence upon seed germination, chromosomal damage and plant performance // J. nat. Inst. Agric. Bot. 1966.Vol. 10. P. 644–633.

18. Самофалова И.А. Лабораторно-практические занятия по химическому анализу почв: учеб. пособие. Пермь: Изд–во ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, 2013. 133 с. http://pgsha.ru:8008/books/study.pdf.

19. Tognetti C., Mazzarino M.J., Laos F. Improving the quality of municipal organic waste compost // Bioresource Technology. 2007. Vol. 98. Р. 1067–1076. doi: 10.1016/j.biortech.2006.04.025.