Vermikompostování předkompostovaného čistírenského kalu

Bc. Bronislava Říhová

Master's thesis

Vermicomposting of pre-composted sewage sludge

Abstract:

Kal z čistíren odpadních vod (ČOV) může být při správné úpravě cennou surovinou pro aplikaci na zemědělskou půdu. Obsahuje živiny i látky zlepšující kvalitu půdy. V této práci byl v průběhu 14 dnů předkompostován (PK) a následně během 4 měsíců vermikompostován (VK) kal (K) z ČOV ve směsi se slaměnými peletami (SP) v poměru K:SP. Jednalo se o varianty 4:0; 3:1; 2:2; 1:3 a 0:4. PK probíhalo v aerobních fermentorech. VK ve vermikompostovacích boxech z předkompostovaného materiálu. Cílem práce bylo posoudit vliv přídavku pelet na efektivitu VK předkompostovaného kalu a sledovat účinnost PK a VK. U PK a v průběhu VK bylo stanovováno pH, elektrická vodivost (EC), celkový obsah C v % a Ca, K, Mg a P v mg/kg sušiny a také přístupný obsah prvků v roztoku CAT. U PK se sledovala teplota. U VK probíhal průzkum vývoje populace žížal v čase. Statistické šetření neprokázalo průkazné rozdíly mezi průměrnými teplotami variant 0:4 a 1:3. Průměrná teplota těchto variant se pohybovala mezi 48 a 51 °C. Tím pádem byla zamítnuta hypotéza o nejvyšší průměrné teplotě v termofilní fázi PK ve variantě 0:4. Bylo potvrzeno, že s narůstajícím množstvím slaměných byly nalezeny statisticky průkazné rozdíly mezi variantami 4:0, 3:1, 2:2 vůči variantám 0:4. pH bylo na konci VK ve 4 variantách z 5 kyselé. Nejnižší bylo u varianty 3:1 a to 5,18. Celkový obsah C nejvíce klesl také ve variantě 3:1 a to o 6,52 %. Celkový obsah Ca a Mg v sušině byl největší u 1:3. Přístupný obsah Mg nejvíce narost u 4:0 o 26 %, u varianty 1:3 o 1,7 %. Maximální celkový obsah K byl ve variantě 0:4, ale přístupný obsah ve variantě 4:0 narostl o více než 14 %. U varianty 0:4 dokonce přístupný obsah prvku klesl o 40 %. Naopak celkový obsah P byl maximální u 3:1. Přístupný obsah dosáhl svého maxima u varianty 1:3 a zvýšil se o 7,8 % u varianty 0:4 došlo opět k poklesu dostupnosti o 17,3 %. Nevyšší hmotnost (39,1 g) a počet žížal (164 ks) v 1 kg vermikompostu bylo ve variantě 3:1 po dvou měsících VK. Ve variantě 0:4 hmotnost a počet žížal s časem narůstal. Na závěr práce byl doporučen další výzkum s většími objemy materiálů v průmyslovém měřítku a sledování nejenom fyzikálně-chemických parametrů, ale také vliv vermikompostů na rostliny při aplikaci na zemědělskou půdu.

Abstract:

Sewage sludge (SS) can be a valuable raw material for application to agricultural land. SS contains nutrients and substances that improve soil quality. In this thesis, was sludge mixture with straw pellets (SP) in various ratios of SS:SP. Precomposting (PC) of the materials lasted 14 days, followed by vermicomposting (VC) for 4 months. These were variants 4:0; 3:1; 2:2; 1:3 and 0:4. PC was in aerobic fermenters. VC in vermicompostingboxes with precomposted materials. The aim of the thesis was to assess the effect of the addition of straw pellets and the efficiency of VC precomposted sludge and to monitor the efficiency of PC and VC. The pH, electrical conductivity, the total carbon in % and calcium, potassium, magnesium, and phosphorus in mg/kg dry material in the precomposts and, as well as the accessible content of elements in the CAT. The temperature of the PC was monitored. A survey of the development of the earthworm population over time was carried out at VC. The statistical survey did not show significant differences between the average temperatures of the 0:4 and 1:3 variants. The average temperatures of these variants ranged between 48 and 51 °C. The hypothesis of the highest average temperature in the thermophilic phase of PK in the 0:4 variant was rejected. It was confirmet that with increasing of straw pellets, statistically significat differences were betwenn variants 4:0, 3:1, 2:2 compered to 0:4. The pH was acidic at the end of VC in 4 variants out of 5. The lowest was in the 3:1, namely 5.18. The total carbon content also decreased the most in the 3:1 variants by 6.52 %. The total content of calcium and magnesium in the dry material was the highest at 1:3. The accessible magnesium increases the most at 4:0 by 26 %, at variant 1:3 by 1.7 %. The maximum total potassium was in the 0:4 the variant, but the available content in the 4:0 variant increased by more than 14 %. In the 0:4 variant, even the accessible element content decreased by 40 %. In contrast, the total phosphorus was maximal at 3:1. The available phosphorus reached the maximum in the 1:3 variant and increased by 7.8 %, and in the 0:4 variant the availability decreased by 17.3 %. The highest weight of 39.1 and the number of earthworms 164 pieces in 1 kg of vermicompost was in the 3:1 variant after two months of VC. In the 0:4 variant, the weight and number of earthworms increased over time. At the end of the work, further research with larger volumes of materials on an industrial-scale was recommended and to monitor not only physicochemical parameters, but also the effect of vermicompost on plants when will be applied to the soil.

Keywords

předkompostování, vermikompostování, kal z čistíren odpadních vod, vermikompost, zemědělství

Keywords

precomposting, vermicomposting, sewage sludge, vermicompost, agriculture

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Aleš Hanč, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Waste Technology