Kompost

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Kompost ist ein feinteiliges, lockeres Material, das aus zersetzten organischen Stoffen besteht. Es wird hauptsächlich als Pflanzennährstoff und Bodenverbesserer verwendet, um das Pflanzenwachstum zu stimulieren. Obwohl viele Leute die Kompostproduktion mit kleinen Gartenkomposthaufen assoziieren, die mit einer Schaufel bearbeitet werden, wird der meiste Kompost in großen kommunalen, industriellen oder landwirtschaftlichen Einrichtungen mit mechanisierten Geräten hergestellt.

Hintergrund

Der Ausdruck "älter als Dreck" trifft sicherlich auf Kompost zu. Die Natur produziert seit Millionen von Jahren Kompost als Teil des Kreislaufs von Leben und Tod auf der Erde. Die erste menschliche Nutzung von tierischem Dung, einer Rohform von Kompost, fand etwa 3.000 v. Chr. statt. in Ägypten, als es als Dünger direkt auf die Felder ausgebracht wurde. Später wurde Mist mit schmutzigem Stallstroh und anderem Abfall vermischt und auf Haufen liegen gelassen, bis er gebraucht wurde. Regen hielt die Haufen nass und unterstützte den Zersetzungsprozess, wodurch ein reichhaltiger Kompost entstand.

Die Griechen und Römer wussten um den Wert von Kompost zur Steigerung der Pflanzenproduktion und nutzten die Wärme des sich zersetzenden Komposts sogar, um im Winter Sommergemüse zu produzieren. Christliche Klöster hielten in Europa nach dem Untergang des Römischen Reiches die Kunst der Kompostierung am Leben, und um 1200 wurde Kompost von vielen Bauern wieder verwendet. Shakespeare erwähnt es in mehreren seiner Stücke, die zu Beginn des 17. Jahrhunderts geschrieben wurden.

In den Vereinigten Staaten waren die Präsidenten George Washington und Thomas Jefferson Ende des 18. und Anfang des 19. Jahrhunderts bedeutende Landbesitzer. Wenn sie nicht in Staatsangelegenheiten involviert waren, verbrachten beide einen Großteil ihrer Zeit damit, innovative landwirtschaftliche Praktiken auszuprobieren, einschließlich Experimenten mit verschiedenen Kompostierungsmethoden und -materialien. Als jahrelang aufeinanderfolgende Ernten die Nährstoffe im Boden an der Ostküste erschöpften, verbreitete sich die Kompostierung. Dieser Trend setzte sich bis Anfang des 20. Jahrhunderts fort, als geschätzt wurde, dass 90 % des in den Vereinigten Staaten verwendeten Düngers aus Kompost stammten.

Das änderte sich 1913, als ein deutsches Unternehmen mit der Produktion synthetischer Stickstoffverbindungen einschließlich Düngemitteln begann. Diese neuen chemischen Düngemittel konnten kostengünstiger hergestellt werden als unordentlicher Tiermistkompost, und der Komposthaufen auf dem Hof ​​gehörte schnell der Vergangenheit an. Bis 1950 wurde geschätzt, dass nur 1% des in den Vereinigten Staaten verwendeten Düngers aus Kompost gewonnen wurde.

Eine bemerkenswerte Ausnahme von diesem Trend waren die Arbeiten, die 1942 von J.I. Rodale, ein bekannter Pionier in der Entwicklung des biologischen Landbaus. Rodale war einer der ersten, der die Gefahren der Verwendung synthetischer Düngemittel und die Vorteile der Verwendung von Kompost aus natürlichen Quellen erkannte. Die Kompostierung erhielt während der umweltbewussten Ära der 1960er Jahre einen kurzlebigen Aufschwung, aber erst in den 1980er Jahren wurde sie zu einem großen Geschäft. Dieser Anstieg war nicht das Ergebnis eines erneuten Bewusstseins für die positiven Aspekte von Kompost, sondern eher einer wachsenden Besorgnis über die negativen Aspekte von Müll. Kurz gesagt, bei unseren Bemühungen, unseren Müll loszuwerden, haben wir unsere Luft verschmutzt, unsere Flüsse vergiftet und uns buchstäblich mit unseren Deponien darin begraben.

Um einen Teil des städtischen Mülls von Deponien abzuleiten, richteten mehrere Städte Anfang der 1970er Jahre Recyclingzentren ein, in denen die Menschen Dosen, Flaschen und Zeitungen mitbringen konnten, anstatt sie in den Müll zu werfen. Es folgte das Recycling am Straßenrand, bei dem die Menschen diese Wertstoffe in separaten Containern zur Abholung vor ihren Häusern abstellen konnten. Schließlich fügten viele Städte zusätzliche Container für die Kompostierung von Gartenabfällen am Straßenrand hinzu. 1992 gab es in fast 1.500 Städten Kompostierungsanlagen für Hofabfälle.

Gleichzeitig verlangten strenge neue Umweltgesetze, dass die Industrie ihre Abfallprodukte nicht mehr einfach auf das umliegende Land oder in nahegelegene Flüsse abladen durfte. Um diese Gesetze zu erfüllen, haben viele Branchen ihre eigenen Recycling- und Kompostierungsprogramme gestartet. Umweltbedenken betrafen auch Landwirte, denen die negativen gesundheitlichen Auswirkungen von chemischen Düngemitteln und Pestiziden auf Mensch und Tier vorgeworfen wurden. Infolgedessen entschieden sich viele Landwirte, Chemikalien zugunsten der Verwendung von Kompost zu reduzieren oder zu eliminieren.

Heutzutage wird der meiste Kompost in großen Anlagen verarbeitet, die für den Umgang mit einer bestimmten Art von Rohstoffen ausgelegt sind. Landwirtschaftlicher Kompost wird in der Regel auf dem gleichen Betrieb hergestellt und verwendet, der die Rohstoffe erzeugt hat. Industriekompost kann in Säcken verpackt und an einzelne Käufer verkauft werden, oder die Rohstoffe können in großen Mengen an andere Kompostieranlagen verkauft werden. Kommunaler Hofabfallkompost wird in der Regel in Einrichtungen der Stadt oder des Müllabfuhrunternehmens produziert und an örtliche Landschaftsbaubetriebe und Gartencenter verkauft.

Rohstoffe

Technisch gesehen kann Kompost aus jedem organischen Material hergestellt werden. Das heißt, es kann aus jedem Teil eines Organismus, einer Pflanze oder eines Tieres, hergestellt werden, der Kohlenstoff enthält. Kompost benötigt auch eine Stickstoff-, Sauerstoff- und Wasserquelle sowie kleine Mengen einer Vielzahl von Elementen, die normalerweise in organischem Material vorkommen, einschließlich Phosphor, Kupfer, Kalium, Kalzium und andere.

Damit sich die organischen Materialien mit den anderen Materialien verbinden und sich zu Kompost zersetzen können, werden mehrere lebende Organismen und Mikroorganismen benötigt. Dazu gehören Sauenkäfer, die bei der Verdauung der Materialien und beim Transport von Bakterien helfen; Regenwürmer, die mit ihren Tunneln das Material belüften; eine Vielzahl von Pilzen, die bei der Verdauung von verrottungsresistenter Zellulose helfen; schimmelähnliche Bakterien, sogenannte Actinomyceten, die rohes Pflanzengewebe angreifen; und viele andere.

Die am häufigsten verwendeten Rohstoffe zur Herstellung von Kompost sind Gartenabfälle wie Grasschnitt, Blätter, Unkraut und kleiner Schnitt von Sträuchern und Bäumen. Die meisten Komposthaufen für den Hausgarten und die kommunalen Kompostieranlagen verwenden aufgrund der großen Menge an verfügbaren Materialien ausschließlich Hofabfälle.

Industrielle Kompostieranlagen verwenden in der Regel Abfallstoffe, die in einer bestimmten Anlage oder Region anfallen. Zum Beispiel wird Zuckerrübenschnitzel mit anderen Materialien vermischt, um in einem Gebiet, in dem Zuckerraffinerien arbeiten, Kompost herzustellen. Auch gebrauchter Hopfen und Getreide aus Brauereien sind ausgezeichnete Kompostmaterialien. Andere Materialien sind Sägemehl und Holzspäne aus Sägewerken, Fischabfälle aus Konservenfabriken sowie getrocknetes Blut und pulverisierte Tierknochen aus Schlachthöfen.

Landwirtschaftliche Kompostanlagen verwenden Materialien, die auf nahe gelegenen Farmen leicht verfügbar sind. Dazu gehören Tiermist, gebrauchtes Stallstroh, verdorbenes Obst und Gemüse, Feldabfälle, Reb- und Obstbaumschnitt, verrottetes Heu und andere landwirtschaftliche Abfallprodukte.

Einige der ungewöhnlicheren Rohstoffe, die zur Herstellung von Kompost verwendet werden, sind Algen, Hühnerfedern, Erdnussschalen und Haarschnitt.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Die Herstellung von Kompost ist sowohl ein mechanischer als auch ein biologischer Prozess. Die Rohstoffe müssen zunächst mechanisch getrennt, gesammelt und zerkleinert werden, bevor der biologische Abbauprozess beginnen kann. In einigen Fällen wird der Zersetzungsprozess selbst durch mechanisches Rühren oder Belüften der Materialien unterstützt. Nach der Zersetzung wird der fertige Kompost mechanisch gesiebt und zur Verteilung in Säcke verpackt.

Es gibt verschiedene Verfahren, um Kompost in großem Maßstab herzustellen. Bei der Methankocher-Methode werden die Rohstoffe in einen großen, verschlossenen Behälter gegeben, um Sauerstoff auszuschließen. Die resultierende sauerstoffarme Zersetzung erzeugt nicht nur Kompost, sondern auch Methangas, das zum Kochen oder Heizen verwendet werden kann. Beim belüfteten Pfahlverfahren werden die Rohstoffe in Pfähle oder Gräben mit perforierten, luftumwälzenden Rohren eingebracht. Die resultierende sauerstoffreiche Zersetzung erzeugt eine große Menge an Hitze, die die meisten schädlichen Bakterien abtötet. Bei der Schwadmethode werden die Rohstoffe in langen Haufen, sogenannten Schwaden, abgelegt, wo sie sich über einen Zeitraum von mehreren Wochen oder Monaten auf natürliche Weise zersetzen können. Es ist die kostengünstigste Methode von allen. Hier ein typischer Arbeitsablauf zur Umwandlung von Siedlungsabfällen in Kompost im Schwadverfahren.

Trennen

• 1 Gartenabfälle werden von den Hausbesitzern in separaten Containern deponiert und die Container werden am regulären Müllabfuhrtag am Bordstein zur Abholung bereit gestellt. Hausbesitzer werden darauf hingewiesen, dass nur bestimmte Gartenabfälle zur Abholung akzeptiert werden. Dazu gehören Grasschnitt, Blätter, Unkraut und kleine Schnitte von Sträuchern und Bäumen. Auch kurze Äste von bis zu 15 cm Durchmesser sind akzeptabel. Hausbesitzer werden auch darauf hingewiesen, dass bestimmte andere Gartenabfälle nicht akzeptabel sind. Dazu gehören Steine, Rasen, tierische Exkremente und übermäßige Mengen an Schmutz. Palmwedel sind verboten, da sich die Wedelspitzen nicht zersetzen und kein Gift in sich tragen. Essensreste, Obst und Gemüse sind ebenfalls verboten, da sie Nagetiere anlocken, unerwünschte Samen transportieren und zu Gerüchen beitragen können.
• 2 Die Hofabfälle werden von separaten Müllfahrzeugen gesammelt und zum Verarbeitungszentrum transportiert, wo sie gestapelt werden. Die Stapel werden visuell inspiziert und alle übergroßen oder inakzeptablen Materialien werden manuell entfernt.

Schleifen

• 3 Eine große Maschine mit Rädern, Frontlader genannt, nimmt Material von den Haufen auf und kippt es in eine Wannenmühle. Die Wannenmühle hat einen stationären vertikalen zylindrischen Außenmantel mit einem rotierenden zylindrischen Innenmantel. Wenn das Material zwischen den beiden Schalen passiert, wird es in kleinere Stücke gemahlen und gründlich gemischt. Das Mahlgut fällt unten heraus und durch ein Sieb, wo die größeren Stücke ausgesiebt werden. Das restliche Material wird über ein Förderband zu einem Vorhaltestapel transportiert.
• 4 Die größeren Stücke werden ohne weitere Verarbeitung an Landschaftsgärtner zur Verwendung als Mulch oder Bodendecker verkauft. Der Rest wird in große Muldenkipper verladen und zum Kompostierbereich transportiert, wo er in langen Reihen, sogenannten Schwaden, abgeladen wird. Jede Reihe ist etwa 2 bis 3 m hoch und mehrere hundert Fuß (m) lang mit einem dreieckigen Querschnitt. Zwischen jeder Reihe bleibt ein flacher Raum von etwa 3 m Breite, damit sich die Fahrzeuge entlang der Länge bewegen können.

Kompostierung

• 5 Die Kompostierfläche kann mehrere Morgen (Hektar) umfassen. Nachdem ein Schwad gelegt wurde, wird das Material von einem Tankwagen befeuchtet, der sich entlang der Reihe bewegt und Wasser sprüht. Das Wasser unterstützt den Kompostierungsprozess und hilft, den vom Wind aufgewirbelten Staub zu minimieren.
• 6 Alle paar Wochen überspannt eine spezielle Maschine jeden Schwad und bewegt sich der Länge nach, um das Material zu wenden und zu bewegen. Dadurch wird das Material in noch kleinere Stücke zerlegt und Sauerstoff ausgesetzt, was den Zersetzungsprozess unterstützt. Nach dem Wenden wird der Schwad erneut mit Wasser besprüht. Dieser Prozess dauert zwei bis drei Monate. Bei heißem, trockenem Wetter müssen die Schwaden eventuell öfter bewässert werden. Während der Zersetzung kann die Innentemperatur des Haufens 130 ° F (54 ° C) erreichen, was dazu beiträgt, viele der möglicherweise vorhandenen Unkrautsamen abzutöten.

Aushärtung

• 7 Der Rohkompost wird mit einem Frontlader aufgenommen und auf einen großen konischen Haufen transportiert, wo er den Zersetzungsprozess über einen Zeitraum von mehreren Wochen beenden kann. Dieser Prozess wird als Aushärten bezeichnet und ermöglicht es dem Kohlenstoff und Stickstoff im Kompost, sich auf ihre endgültigen Werte einzustellen.

Screening

• 8 Nachdem der Kompost ausgehärtet ist, wird er mit einem Frontlader aufgenommen und in den Trichter eines Rotationssiebs gekippt. Dieses Gerät besteht aus einem großen zylindrischen Sieb, das sich um eine Achse dreht, die leicht gegenüber der Horizontalen geneigt ist. Die Öffnungen in Diogramm, das die kommerzielle Verarbeitung von Gartenabfällen zu Kompost darstellt. Der Bildschirm hat einen Durchmesser von etwa 1 cm. Der Kompost wird aus dem Trichter über ein Förderband in das erhöhte Ende des rotierenden Siebes eingeführt. Während der Kompost über das rotierende Sieb taumelt, fällt das kleinere Material durch das Sieb und wird von einem Förderband zu einem Lagerhaufen transportiert. Das größere Material, das das Sieb nicht passieren kann, fällt am unteren Ende des Zylinders heraus und wird entweder zur weiteren Zersetzung auf die Komposthaufen zurückgeführt oder als Holzhackschnitzel verkauft.

Verteilen

• 9 Ein Großteil des fertigen Komposts wird in große Muldenkipper verladen und in großen Mengen an Landschaftsgärtner, Kommunen, Baumschulen und andere gewerbliche Kunden verkauft. Ein Teil davon ist in Plastiktüten mit 40 lb (18 kg) für den Einzelhandelsverkauf an Hausbesitzer versiegelt. Mit der Schwadmethode kann eine typische Vorstadt-Hofabfallverarbeitungsanlage bis zu 100.000 Tonnen (91.000 Tonnen) Kompost pro Jahr produzieren.

Qualitätskontrolle

Kompostbetriebe lassen ihren fertigen Kompost regelmäßig auf Schadstofffreiheit und die richtige Menge an Pflanzennährstoffen prüfen. Die Tests messen die Größe der Partikel, den Feuchtigkeitsgehalt, den Mineralstoffgehalt, das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis, den Säuregehalt, den Nährstoffgehalt, die Keimrate von Unkrautsamen und viele andere Faktoren. Abfallpartikel sollten beispielsweise einen Durchmesser von 0,5-2 Zoll (1,2-5 cm) haben, um den Sauerstofffluss im Kompost zu fördern. Ebenso sollte der Feuchtigkeitsgehalt über 40% liegen, um den Kompostierungsprozess zu erleichtern. Feuchtigkeitsgehalte unter 40% verlangsamen den Prozess und bergen die Gefahr einer Selbstentzündung. Außerdem sollte das ideale Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff durchschnittlich 30 Gewichtsteile Kohlenstoff zu einem Gewichtsteil Stickstoff betragen. Das ideale Gleichgewicht hält eine gesunde mikrobielle Population aufrecht, die die Zersetzung beschleunigt und Gerüche minimiert.

Schädliche Materialien

Kompost aus Gartenabfällen wie Laub und Grasschnitt enthält selten Schadstoffe. Probleme können jedoch auftreten, wenn Kompost aus teilsortierten Siedlungsabfällen, bestimmten Industrieabfällen oder Klärschlamm hergestellt wird. In diesen Fällen können inakzeptable Mengen an giftigen Metallen, Chemikalien oder schädlichen Bakterien vorhanden sein.

Um die Öffentlichkeit zu schützen, legt die Bundesumweltbehörde (EPA) akzeptable Werte für Tausende von Materialien fest, die in Kompost enthalten sein könnten. Jeder Staat kann auch seine eigenen Standards haben. Bei kommunalen Abfällen gilt die Quellentrennung – d. h. Hausbesitzer, die ihre Gartenabfälle in separate Behälter sortieren, anstatt sie mit dem Rest ihres Mülls wegzuwerfen – als eine der effektivsten Möglichkeiten, sauberen und sicheren Kompost herzustellen.

Die Zukunft

Schätzungen zufolge können Kommunen die Müllmenge, die auf Deponien landet, um etwa 20 % reduzieren, indem Hausmüllabfälle getrennt und zu Kompost verarbeitet werden. Dies ist zwar eine erhebliche Reduzierung, aber es wird erwartet, dass in Zukunft noch mehr Müll von Deponien umgeleitet werden muss. Materialien wie verschmutzte Lebensmittelverpackungen, Einwegwindelpolster, Essensreste, Naturfaserlappen, Holzstücke und andere organische Materialien könnten alle kompostiert werden. Um dies zu erreichen, müssen Gemeinden möglicherweise Einrichtungen zur Behandlung von Siedlungsabfällen (MSW) einrichten, um die kompostierbaren Materialien von den schädlichen Materialien wie Altbatterien, Motoröl, Asbest und vielen Haushaltschemikalien zu trennen.

Schließlich kann die Kompostierung auch ein Mittel zur Handhabung und Neutralisierung sogar der schädlichen Materialien sein. So ist beispielsweise bei mehreren älteren militärischen Munitionsfabriken und -lagern der umgebende Boden mit dem Explosivstoff Trinitrotoluol, auch TNT genannt, verseucht. Forscher verwenden eine speziell formulierte Kompostmischung aus Pflanzenabfällen und Büffelmist, um den Boden durch einen einfachen biologischen Kompostierungsprozess zu neutralisieren, der die explosiven organischen Bestandteile von TNT in weniger schädliche Verbindungen umwandelt.