دراسة فنیة و إقتصادیة لنظم تهویة الکومبوست تحت الظروف المصریة

عویضة, اسماعیل حسین; العوضی, محمد نبیل; کامل, أسامة محمد; جنیدی, محمد عبد المجید; البردینی, محمود

doi:10.21608/mjae.2020.110167

دراسة فنیة و إقتصادیة لنظم تهویة الکومبوست تحت الظروف المصریة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

¹ طالب ماجیستیر قسم الهندسة الزراعیة – جمعة عین شمس، مصر.

² أستاذ الهندسة الزراعیة غیر المتفرغ – جامعة عین شمس، مصر.

³ وکیل أول وزارة الزراعة، مصر.

⁴ أستاذ الهندسة الزراعیة المساعد – جامعة عین شمس، مصر.

⁵ أستاذ مساعد بقسم الأراضی – کلیة الزراعة – جامعة عین شمس، مصر.

10.21608/mjae.2020.110167

المستخلص

یهدف هذا البحث إلى المقارنة بین أکثر نظم خدمة الکمیر شیوعا فی مصر و هی : نظام التقلیب , نظام التهویة الطبیعیة, مع اضافة نظام آخر یعتبر تطویر لنظام التهویة الطبیعیة, و هو نظام التهویة المساعدة باستخدام خامات محلیة مثل حطب الذرة ترص فی حزم لتوفر مسالک للهواء.
أولا: نظام التهویة الطبیعیة (Naturally aerated static piles):

تم استخدام هذا النظام کتجربة مقارنة حیث انه لم یعامل بمعاملات التهویة او التقلیب، و یعتبر هذا النظام أساس کل نظم التکمیر المفتوحة، و تعتبر النظم الأخرى مجرد مکملات. فالتهویة الطبیعیة تقوم على أساس الحرکة بالحمل للهواء حیث یرتفع الهواء الساخن الى أعلى و یحل محله الهواء البارد. و بالرغم من سهولة النظام و عدم الحاجة إلى عمالة أو تقلیب, إلا أن هذا النظام غیر منتشر فی مصر خصوصا لبعض المواد الخام التى تأخذ وقتا طویلا فی التحلل کقش الأرز مثلا.

ثانیا: نظام التهویة المساعدة(Passively aerated static piles):
تم تطویر هذا النظام لیوافق الظروف المصریة, حیث تم استبدال أنابیب التهویة الPVC المثقبة بحزم من عیدان الذرة لیکون أنسب للبیئة المصریة و أوفر للفلاح. و المعروف عن الPVC أنه صعب التحلل و ملوث للبیئة. و تقوم فکرة هذا النظام على مساعدة الهواء المتحرک داخل الکومة
بصورة طبیعیة و أکثر سلاسة حیث وضع حطب الذرة للسماح للهواء بالدخول إلى قلب الکومة. و تعتبر هذه الطریقة أفضل النظم, حیث أنها لا تحتاج الى عمالة أو معدات تقلیب أو کهرباء و تقوم بإدخال الهواء إلى قلب الکومة بدون تبرید.
ثالثا: نظام التقلیب(Turning agitation):
تعتبر هذه الطریقة أوسع الطرق انتشارا فی مصر, و تکاد تکون الطریقة الوحیدة المستخدمة فی إنتاج الکومبوست على نطاق واسع. ویرجع انتشار هذه الطریقة فی مصر الى اعتدال الجو صیفا و شتاءا مما جعلها بیئة مناسبة طوال العام لعمل الکومبوست فی النظم المفتوحة. و تعتبر هذه الطریقة مکلفة للمزارع الصغیر, حیث تشغل مساحات أکبر من الأرض لتتناسب مع ظروف عمل الآلة. و تکلفة الحد الأدنى لمعدة التقلیب غیر اقتصادیة (فی حالة تأجیر المعدة). تم التقلیب على فترات ثابتة لا تعتمد على درجة الحرارة لیناسب ظروف الریف المصری, حیث لا تتوافر أجهرة قیاس الحرارة مع الفلاح. و کان جدول الفترات کالتالی: عدم التقلیب بعد تکویم الکومة لمدة شهر و نصف, ثم بدء التقلیب مرة کل اسبوعین نظرا لظروف البرودة و الأمطار التى توثر على نشاط الکومة مع زیادة التقلیب.
و کانت أفضل نتائج درجات الحرارة لنظام التهویة المساعدة بواسطة حزم حطب الذرة, حیث وصلت درجة الحرارة المتوسطة للکومة ککل الى 41درجة مئویة, فی 19یوم من بدء التجربة. و تکون أعلى درجة حرارة 44,3درجة فی الیوم الثانی و العشرین. و کانت أعلى قراءة لدرجات الحرارة فی الکومة 53,2 درجة مئویة. وظلت درجات الحرارة فوق الأربعین حتى الیوم الخمسین, یلیه نظام التقلیب حیث بلغت درجة حرارة الکومة فی الیوم التاسع عشر إلى 36,2 درجة مئویة, و تصل الى أعلى درجة حرارة لها فی الیوم السادس و الثلاثین فکانت 41 درجة مئویة. و کانت أعلى قراءة لدرجات الحرارة 46,5 درجة مئویة , و أخیرا نظام التهویة الطبیعیة حیث کانت درجة حرارة الکومة فی الیوم التاسع عشر 35,6 درجة مئویة. ووصلت الکومة إلى أعلى درجة حرارة فی الیوم الثالث و الأربعین لتکون 41,9 درجة مئویة. و کانت أعلى قراءة لدرجات الحرارة 49,1 درجة مئویة. أما بالنسبة الى التحلیلات المعملیة فکانت النتائج شبه متقاربة مما یؤکد نجاح الثلاثة نظم. و من الناحیة الاقتصادیة حقق نظام التقلیب أعلى تکلفة فکانت تکلفة التقلیب على طول عمر الکومة 325جنیه بقیمة (72جم/م³) بینما تساوت قیم النظامین الآخرین فکانت 32.5جنیه لکل نظام بقیمة (7,2جم/م³), وهی تکلفة انشاء الکومة و بذلک کان نظام التهویة المساعدة أفضل النظم بالنسبة للمساحات الصغیرة و المتوسطة من الناحیة الفنیة و الإقتصادیة, یلیه نظام التهویة الطبیعیة و أخیرا نظام التقلیب, ذلک لأن هذا النظام غیر اقتصادی بالنسبة للمساحات الصغیرة و المتوسطة.

الموضوعات الرئيسية

هندسة النظم الحیویة

المراجع

Agnew, J.M., and J.J. Leonard, 2003. The physical properties of compost. Compost Science & Utilization, 11(3): 238-264.

Awady, M. N., M. M. Mostafa, A. M. El Gendy, and M. M. Hegazi, 2006, Introduction to Agricultural Engineering, 3^rd. ch. on "Management of Agricultural Mechanization" by M. N. Awady, Col. Ag., A.S. Univ.:36-38 (In Arabic).

Hanna website: access date Jan 2008 www.hannacan.com .

Haug, R.T., 1993. The practical handbook of compost engineering. Lewis Pub.:717p.

Rynke, R., 1992. On farm composting handbook. NRAES-54 Ithaca, N.Y., Northeast Reg. Ag. Eng. Serv.:186p.

Sartaj, M., L. Fernandes, N. K. Patni.,1997 Performance of forced, passive, and natural aeration methods for composting manure slurries. Trans. ASAE, 40: 457-463.

Seki, H., 2002. A new deterministic model for forced aeration composting processes with the batch operation. Trans. ASAE, 45: 1239-1250.