Biologisk nedbrytning av avfall genom kompostering

Kompostering kan sägas innebära en förbränningsprocess med hjälp av mikroorganismer. Lätt nedbrytbara ämnen som stärkelse, socker, cellulosa och hemicellulosa bryts praktiskt taget fullständigt ned till koldioxid och vatten. De innehåller inga näringsämnen som kan frigöras och bidrar nästan inte alls till bildandet av humus.

Man kan ta kolinnehållet i ett komposteringsmaterial som ett ganska bra mått på biomassainnehållet. Råmaterialet består till knappt hälften av grundämnet kol medan helt färdig humus ligger på 58%. Kompost ligger någonstans däremellan. Jämför man den totala kolmängden i ett råmaterial före kompostering med mängden efteråt i den färdigmogna produkten finner man att den minskat med ca 70%. Mellanskillnaden har blivit koldioxid. Det handlar inte bara om substansomvandling utan om minskad mängd av biomassa - dvs nedbrytning.

Kväve och fosfor i olika material

Animalisk substans består huvudsakligen av proteiner och fetter med olika nedbrytbarhet. Färska växter t ex gräs innehåller också en del protein och speciellt innan blomning och fröbildning (avgörande för när höskörd helst bör ske). Efter blomning finns mer av proteiner och även fetter i frösubstansen. Proteiner och fetter bryts också ned i en kompost men anses bara bidra lite grand till bildningen av humus. Om det främst är humusskapande material man vill få fram med kompostering så är stort innehåll av animalisk substans inte särskilt bra.

Däremot innehåller denna substans mer av kväve och fosfor som kan frigöras i processen. En stor del av kvävet (50-70%) avgår dock normalt som ammonium eller som lustgas. Det är avgången av ammoniak och lustgas som för att kompostering vid livscykelanalys befinnes ge ett ofördelaktigt bidrag till övergödning, försurning och förstärkning av växthuseffekten. Vid för hög fukthalt kan man också få metanbildning.

Kväveläckage från öppen trädgårdskompost

En del av kvävet i kompost oxideras till nitrat vilket dels har hög växttillgänglighet och dels ger fördelen att det inte avgår i gasform. Istället finns en risk att det delvis förloras med urlakning under processen. Urlakning är inget stort problem för en storskalig komposteringsanläggning men kan vara av betydelse för en öppen trädgårdskompost där regnvatten och smältvatten kan sippra igenom och laka ut eventuell nitrat. För en sådan kompost är det därför en färdel om man ändå har viss övertäckning men inte så att lufttillträde försämras eller att det blir för torrt.

Enkla arrangemang är för övrigt med hänsyn till ohyra och risk för lukt olämpliga för att lägga matavfall i och särskilt i tätare småhusbebyggelse. För hemkompostering av matavfall är det därför bäst med speciella komposteringsbehållare men de kan vara för små för den som samtidigt har mycket trädgårdsavfall.

Lignin - vedämne och viktig humusbildare

Den viktigaste substansen i organiskt material för humusbildning är lignin som utgör en stor del av biomassan i växter med vedartad substans. Vill man kompostera för att få jordförbättringsmedel är det som tidigare nämnts inte matavfall som är det bästa råmaterialet utan gräs, löv, halm, bark och träspån. Tyvärr bildas också fytotoxiska ämnen - t ex olika sorters fenoler - som har negativ inverkan på groning och planttillväxt och det är därför viktigt att en komposteringsprocess drivs väldigt långt innan materialet används så att även dessa ämnen har brutits ned.

Risken för bildning av skadliga ämnen är större med bark och träspån. Ofullständigt komposterat material som grävs ned kan även orsaka syrebrist i jorden vilket också är negativt för växter som odlas men problemet är eventuella fytotoxiska ämnen av övergående natur.

Balans mellan kol och kväve viktigt för mikroorganismerna

För att de mikroorganismer som är verksamma vid kompostering skall fungera bäst måste man ha balans mellan kolhalt och kvävehalt i materialet. Mycket animaliskt avfall eller färsk grönmassa som kan ha höga kvävehalter kräver tillsats av material med mer av cellulosa och stärkelse för att processen skall förlöpa bättre. Man bör då veta att kolet i vedämne (lignin) inte är lättillgängligt för nedbrytning och därför inte bidrar särskilt mycket till balansen men det behövs ändå för att man skall få en bättre struktur och mer av den humusliknande återstoden som kanske är just det man vill ha.

Fukt och lukt

En komposteringsprocess kräver lämplig fukthalt för att fungera. För lite fukt ger en alltför långsam nedbrytning och för mycket ger syrefria förhållanden och det blir mer av rötning i materialet med metanavgång som följd. Man får också luktproblem om materialet samtidigt är kväverikt eller innehåller en del fettämnen.

Det är luktproblemen som ibland uppstår som gör att storskaliga komposteringsanläggningar är svåra att lokalisera och kan behöva byggas in och förses med specialfilter för ventilationsluften och som också medför att stor andel matavfall i en hemkompost inte är lämpligt i tätare småhusbebyggelse. Matavfall har ofta en fukthalt på 70 % eller mer, vilket är för mycket, och man måste tillsätta torrare substans. Den optimala fukthalten ligger i området 30 till 60 %.

Storskalig kompostering

Det finns olika processer för kompostering. Småskalig kompostering för enbart växtavfall och som traditionellt utgörs av en avfallshög på marken som man får vända då och då, eller ett isolerat men genomluftat kärl där man även kan kompostera köksavfall och där temperaturökningen i processen kan ge en viss hygienisering av materialet.

Storskalig kompostering kan bedrivas i öppna anläggningar där man vänder och hanterar materialet med schaktmaskiner men det kan också ske i helt slutna anläggningar med avancerad ventilationsutrustning och speciella fasta maskiner för vändning av materialet. Så länge man endast arbetar med trädgårds- och parkavfall synes nog utomhusmetoder vara väl användbara men börjar man arbeta med tillsats av utsorterat matavfall bör man ha en mer avancerad sluten anläggning. Annars får man svårt att klara de hygieniseringskrav som finns.

För kompostering av livsmedelsindustrins avfall ställs numera hårda krav på att materialet skall vara hygieniserat vilket innebär att man för utomhuskompostering eller kompostering i strängar och liknande kan bli tvungen att pastörisera utgångsmaterialet. Perfekt kompostering innebär att temperaturen i materialet stiger till så hög nivå att det blir en godtagbar hygienisering och att allt material genom omröring kommer i ett sådant läge att det når den högsta temperaturen. I verkligheten är det svårt att garantera att hygieniseringen blir tillräckligt bra. Det här leder till att man antingen väljer rötning där processen i praktiken ändå kräver pastörisering eller att man väljer förbränning.

Storkompost med matavfall kan ge luktproblem

Ett problem med komposteringsanläggningar är att undvika lukt. Kompostering av park- och trädgårdsavfall ger en lukt som är måttligt besvärande. Har man matavfall med fett och proteiner som har högre kväveinnehåll och även innehåller svavel så kan besvären bli stora. Animaliskt matavfall i komposten kan ge så stora problem att sådana anläggningar blir omöjliga att lokalisera om de inte byggs som slutna med luktreducerande filter. Vinterklimatet i Sverige och krav på att man skall nå tillräcklig hygieniseringstemperatur talar också för slutna anläggningar.

I en sluten anläggning kan ventilationsluften behandlas i luktminskande filter - vanligen av biologisk typ. Ett välskött biofilter reducerar inte lukten helt men kan klara upp till 95 %. Även med bra filter måste komposteringsanläggningar lokaliseras tämligen långt från bebyggelsen, helst flera hundra meter. Biofilter fungerar sämre i kallt väder och måste hela tiden hållas fuktiga. Det finns betydande erfarenheter av komposteringsanläggningar och hur man hanterar luktproblem i Mellaneuropas mer tätbefolkade länder.