Effect of operating Parameters during compost stability Respiration activity tests

The goal of this work was to assess the effect of various operating parameters (sample size, temperature, air flowrate)during static and dynamic respiration activity tests that are used to assess compost stability. The material used in allexperiments was a MSW compost derived from a commingled MSW composting facility in Athens, Greece. Thefacility receives raw commingled MSW that go through several pre-processing steps, an active in-vessel compostingstep of 18 hr and 6 weeks and a final curing period of 5-6 weeks.

Further Authors:
D. Kanellos - Democritus University of Thrace
C. Kletsas - Democritus University of Thrace

The material used in this research had a moisture content of less than 30% ww and had been stored in plastics bags for more than 3 years. The static respiration test wasperformed with 1 L air-tight vessels equipped with Oxi-Top® manometric heads. Five different sample weights wereused during the static respiration assay, namely 25, 50, 75, 100 and 125 g (wet weight). Cumulative Oxygen consumptions were calculated every 28 min via the pressure drops recorded by the manometric heads over a 7 dayperiod. Carbon dioxide generation was calculated on day 1, 3, 5, and 7, according to Komilis et al. (2011), to allow theassessment of the profiles of respiratory quotients versus time. All runs were performed in triplicates at 20°C and 35°C.The dynamic respiration tests were performed in custom made 5.5 L air-tight reactors made of plexi-glass. A gravellayer placed at the bottom of the respirometers facilitated the uniform distribution of air that entered from the bottom ofthe reactors. The dynamic experiments were performed in a 36°C±2°C incubation room. Different dynamic experimentswere performed with variable wet weights and air-flow rates. The (wet) weights of the compost placed in the dynamicreactors during all runs was 300, 600 and 900 g, whilst air flow rates were kept between 29 ml/min and 78 ml/min; theresulting unit air flowrates ranged from 6 to 30 L air kg-1VS h-1. Measurements of momentary O2 consumption and CO2generation rates were performed 3 to 4 times daily during a 7 day period. All runs were performed in triplicates. Severaldynamic respiration indexes were calculated. Respiratory quotients, cumulative O2 consumptions (DCRI7) andcumulative CO2 productions (Total CO2) were calculated over the 7 day period that experiments lasted. According tothe results of this work, the 25 and 50 g (wet weight) sample sizes resulted in statistically similar unit O2 consumptionsand CO2 productions during the static respiration assay, whilst the 125 g sample size resulted in significantly lowerindexes compared to those obtained with the other samples sizes. The static respiratory indexes calculated at 20°C weremore than 20% lower than the ones calculated at 35°C. The results from the dynamic respiration tests showed that thehighest DRI24 (230 mg O2 kg-1 DM h-1) and the lowest respiratory quotient (less than 0.1), was obtained at the 30 Lair/kg VS/h unit air flowrate. The highest respiratory quotient was 0.50 and was recorded at the 9 L kg-1VS h-1 unit airflowrate. The static CRI7 (SCRI7) at 35°C was 12 g O2 kg-1DM. The corresponding dynamic cumulative respirationindex (DCRI7) was 27 g O2 kg-1 DM, and was obtained at a unit air flowrate of 24 L kg-1VS h-1. Conclusively,dynamic respiration tests led to higher respiration indexes compared to the static tests; in addition, sample size, airflowrate and temperature were crucial during the determination of these stability Indexes.



Copyright: © European Compost Network ECN e.V.
Source: Orbit 2012 (Juni 2012)
Pages: 8
Price: € 8,00
Autor: D.P. Komilis

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