تصمیم جدید لشبکات دفع الهواء لإنتاج السماد العضوی( الکومبوست)

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 معهد بحوث الهندسة الزراعیة – مرکز البحوث الزراعیة، مصر.

2 قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة بنها، مصر.

المستخلص

إن الهدف الرئیسى من هذا البحث هو تصمیم نظام هندسى لشبکة یتم من خلالها دفع الهواء مباشرةً إلى الکومة بمعدلات تحقق الإنتاج السـریع والجید للسماد العضـوى (الکومبوست)  وکذلک دراسة بعض العوامل الهندسیـة المؤثـرة على عملیة الإنتاج للکومبوسـت باستخدام هذا النظام مثل معدلات مختلفة لدفع الهواء ، بالإضافة إلى عمل مقارنة بین هذا النظام والأنظمة الأخرى لإنتاج السماد العضوی تحت الظروف المصریة (نظام الحمل الطبیعی للهواء  ونظام التقلیب باستخدام آلة ذاتیة).

وللوصول إلى تحقیق الهدف من هذا البحث فقد تم تصمیم وتصنیع وترکیـب أربع شبکات متماثلة فى المحیـط الخارجى کنماذج تجریبیة لدفع الهواء داخل کومات السماد العضوی ( شبکة عرضـیة (S1) - شبکة طولـیة (S2) - شبکة عرضـیة وطولـیة (S3) - شبکة على شکل رجل غراب (S4)) بحیث کان طول الشبکة الواحدة2.62 m.  وعرضها  1.3 m.،  کماتم دفع الهواء داخل الکومات بمعدلات مختلفة (0.0098 m3/min- 0.0196 m3/min- 0.0294 m3/min). وقد تم تحضیر کومات الکمبوست من قش الأرز مع روث الماشـیة الطازج بنسبة خلط مقدارها 2:1. وکانت أهم النتائج التى تم التوصل إلیها هی:


أعطى نظام الشبکة العرضیة والطولیة (S3) أعلى قیمة لرقم الحموضة (pH) فی السماد العضوی الناتج مقارنة بالأنظمة الأخری. بینما لم تکن هناک فروق معنویة لقیم رقم الحموضة (pH) بین المعدلات المختلفة لدفع الهواء.
أعطى نظام الشبکة العرضی والطولی (S3) أدنى قیمة للمحتوى الرطوبی فی السماد العضوی الناتج مقارنة بالأنظمة الأخری. بینما کانت أعلى قیمة للمحتوى الرطوبی فی السماد العضوی الناتج باستخدام معدل دفع الهواء 0.0196 m3/min.
کانت أعلى القیم لنسبة النیروجین الکلیة فی السماد العضوی الناتج باستخدام معدلی دفع الهواء  0.0196 m3/min و 0.0294 m3/min. بینما لم تکن هناک فروق معنویة بین القیم المختلفة لنسبة النیروجین الکلیة فی السماد العضوی الناتج باستخدام الأنظمة الشبکیة المختلفة لدفع الهواء.
أعطى نظام الشبکة العرضی والطولی (S3) أعلى قیمة للکثافة الظاهریة فی السماد العضوی الناتج مقارنة بالأنظمة الأخری. بینما أعطى معدل دفع الهواء0.0196 m3/min  القیم المتوسطة للکثافة الظاهریة فی السماد العضوی الناتج مقارنة بمعدلات دفع الهواء الأخرى.
أعطى نظام الشبکة العرضی والطولی (S3) أدنى قیمة لنسبة الکربون إلى النتیروجین (C/N ratio) فی السماد العضوی الناتج مقارنة بالأنظمة الأخری. بینما أعطى معدل دفع الهواء 0.0196 m3/min  القیم المتوسطة لنسبة الکربون إلى النتیروجین     (C/N ratio) فی السماد العضوی مقارنة بمعدلات دفع الهواء الأخرى.
أوضحت دراسة المقارنة بین الأنظمة المختلفة لانتاج السماد العضوی تحت الظروف المصریة أن طریقة التهویة عن طریق الحمل الطبیعی للهواء قد حققت أدنى تکالیف للمتر المکعب، وعلی الرغم من ذلک فإن طریقة دفع الهواء عن طریق الشبکة العرضیة والطولیة تعتبر أکثر تفضیلآ حیث أنها أدت إلی نوعیة أعلی من الکمبوست الناتج فضلآ عن أنه لم تکن هناک فروق معنویة بین التکالیف الکلیة للنظامین.

الموضوعات الرئيسية


Abbas, H.H., E.H.A. Noufal, I.M. Farid and I.M.E. Ali (2006) Organic manuring and bio – fertilization approaches as potential economic and safe substitutes for mineral nitrogenous fertilization. Egypt. J. Soil Sci., 46 (2):219 – 135.
Abbas, H.H., I.M.Farid and Ali, M.M.E. (2010) Growth of maize and its uptake of some macro and micronutrients under different untraditional  fertilization treatments. Minia 2nd Conf. Agric. Environ. Sci., March 22-24,2010.
Abd El-Mottaleb,A.F. and Kotob,M.M.(2005)''Engineering and economical studies on compost agitation systems under Egyptian conditions  '' Misr  J. Ag. Eng., 22(2): 612 – 634.
Ahmed, A. M. (2010) "Study of compost application for clay soil under surface and subsurface drip irrigation systems" undergoing Ph.D. Th., Ag. Eng., Fac. Ag. Benha U.
ASAE, standards D241.4 (1997) "Methods of determining density, specific gravity, and mass moisture" ASAE St. Joseph, Michigan.
Bitton G. (1999). Public health aspects of wastewater and sludge disposal, p. 347. In Bitton G (ed.) Wastewater microbiology. John Wiley & Sons Inc.,N.Y.
Bunt, A.C. (1976) "Modern potting composts" London, George Allen and Unwinltd.: (128).
Chang C.S.; Lai, F.S.; Rousser, R. and Miller, B.S. (1981) "Composting grain dust in the continuous compositor and evaluation of the compost" Trans. ASAE, 24 (5):1329-1332.
Conti, F., Urbini, G., Zorzi, G. and Bertoldi,M. de(ed.)(1996) Basic processing  technologies and composting plant design in Italy.The Sci. composting: part 2,: 958-972.
Das, K. and Keener, H.M. (1997)"Numerical Model for the dynamic simulation of large scale composting system" Trans. ASAE, 40 (4):1179-1189.
Eldridge, R.; Collins, J. and Shan, C.P. (1993) "Development of composting recipe for swine. Presentation at  I. summer Mtg.  Sponsored by ASAE, Spokane center, Washi., paper no.934033.
Hansen, R. C. , Keener,  H.  M. and   Hoitink, H. A. J. (1989) ''Poultry manure composting. An exploratory study''.Trans. ASAE, 32 (6) : 2152 – 2157.
Hatem, M. H.; and Gay , A. E. (1994). '' Composting of municipal solid waste  '' Misr, J. Agric. Eng., 11 (2) :  548 – 558.
Hong , J. H. ; Matsuda , J. and Ikeuehi , Y. (1983) '' High rapid composting of cattle manure with crop and forest residues" Trans. ASAE, 26 (3):533-545.
Hong, J. H.; Park, K. J. and Sohn, B. K.(1997). '' Effect of composting heat from , intermittent aerated static pile on the elevation of underground temperature ''. Appl. Engi. Ag.. Vol. 13 ( 5 ) : 679 - 683.
Hong , J. H. ; Matsuda , J. and Ikeuehi , Y. (1985) '' An overview of compost maturity during solid composting in mixture of dairy manure and crop residues ''. Soci. Ag. Structures, Japan, 16 ( 1): 6 – 13.
Inbar, Y. , Hadar, Y. and Chen, Y. (1993). ''Recycling of cattle manure: The composting process and characterization of maturity''. Environ. Qua., (4): 857 – 863.
Martin, D. L. and G. Gershung (1992) The Rodale Book of composting. Rodal press, Emmaus, Pennsylvania.
Merkel, J.A. (1981). ''Managing livestock wastes'' AVI Publ.Co., Westport Conn. : 306-324.
Rynk, R. (1992). "On-farm composting handbook", Northeast Reg. Agr. Eng. Service, Ithaca, N. Y:54.
Sartaj, M.; Fernandes, L. and Patni, N.K. (1995). '' Influence zone of aeration pipes and temperature variations in passively aerated composting of manure slurries Trans. ASAE, 38 (6): 1835 – 1841.
Sartaj, M.; Fernandes, L. and Patni, N.K.(1997). Performance of forced, passive and natural aeration methods for composting manure slurries. Trans. ASAE, 40 ( 2 ): 457 – 463.
Seki, H. (2000). '' Stochastic modeling of composting processes with batch operation by the Fkker – Plant equation Trans. ASAE, 43 (1): 169 – 179.
Walker, L. P.; Nock, T. D.; Gossett, J. M. and VanderGheynst, J. S. (1999). ''The role of periodic water addition in managing moisture limitations during high–solids aerobic decomposition '' Process Bio-Chem., 34 (6-7):  601 – 612.
Wilson, G.B. and Hummel, J.W. (1972) " Aeration for rapid composting dairy manure" In  Proc. Agric. Wastes Manage. Cornell Uni.., Ithaca, NY:145-158.