التسميد داخل الأوعية

يشير مصطلح التسميد داخل الأوعية عمومًا إلى مجموعة من الطرق التي تحصر مواد التسميد داخل مبنى أو حاوية أو وعاء. ^{[ 1 ]} تتكون أنظمة التسميد داخل الأوعية من خزانات معدنية أو بلاستيكية أو أحواض خرسانية يمكن التحكم فيها بتدفق الهواء ودرجة الحرارة، باستخدام مبادئ " المفاعل الحيوي ". عادةً ما يتم التحكم في دوران الهواء عبر أنابيب مدفونة تسمح بحقن الهواء النقي تحت ضغط، مع استخراج العادم من خلال مرشح حيوي ، ومراقبة درجة الحرارة والرطوبة باستخدام مجسات داخل الكتلة للحفاظ على ظروف التحلل الهوائي المثلى . تستخدم العديد من أجهزة التسميد داخل الأوعية أيضًا مثاقب لولبية أو دورانًا لتحريك المواد، مما يسرع عملية التحلل من خلال التجانس المستمر والتهوية الميكانيكية للمواد. ^{[ 2 ]} تشمل الأمثلة الشائعة على ذلك أجهزة التسميد ذات الأسطوانة الدوارة من شركات مصنعة مثل XACT ^{[ 3 ]} وتقنية التسميد داخل الأوعية القائمة على المثاقب اللولبية مثل Earth Flow من Green Mountain Technologies ^{[ 4 ]} وBiomax G من Sorain Cecchinni. ^{[ 5 ]}

تُستخدم عملية التسميد داخل الأوعية بشكل عام لمعالجة النفايات العضوية القابلة للتحلل على نطاق بلدي واسع ، بما في ذلك المعالجة النهائية للمواد الصلبة الحيوية الناتجة عن مياه الصرف الصحي ، ومخلفات الطعام، أو الجزء العضوي من النفايات الصلبة البلدية. تتيح هذه العملية تعقيم النفايات من مسببات الأمراض، مما يسمح بإعادة استخدامها كمحسن للتربة، مع تقليل الأثر البيئي المتمثل في الروائح الكريهة، والجريان السطحي، والانبعاثات. كما يُشير مصطلح التسميد داخل الأوعية إلى التسميد بالهواء في أكوام ثابتة داخل مبنى أو تحت أغطية قابلة للإزالة تُحيط بالأكوام، كما هو الحال في النظام المُستخدم على نطاق واسع من قِبل مجموعات المزارعين في تايلاند، بدعم من الوكالة الوطنية لتطوير العلوم والتكنولوجيا هناك. ^{[ 6 ]} في السنوات الأخيرة، شهدت عمليات التسميد داخل الأوعية على نطاق أصغر تطورًا ملحوظًا. غالبًا ما تستخدم هذه العمليات حاويات نفايات قابلة للتدحرج، سواء كانت مُصممة خصيصًا أو شائعة الاستخدام. وقد تستخدم أيضًا حاويات شحن مُعدلة أو براميل مُصممة خصيصًا.

يُوفر استخدام حاويات النفايات المتنقلة أو حاويات الشحن بعض المزايا، فهي منخفضة التكلفة، ومتوفرة على نطاق واسع، وسهلة النقل، وغالبًا لا تتطلب تراخيص بناء، ويمكن الحصول عليها عن طريق الاستئجار أو الشراء. وتشمل الابتكارات الحديثة في حاويات النفايات المتنقلة، المستخدمة كوحدات تسميد داخلية، دمج الترشيح البيولوجي للانبعاثات الغازية، وجمع العصارة عند المدخل لمنع تسرب السوائل.

أثبتت الدراسات الحديثة أن التسميد داخل الأوعية مع التقليب المتكرر باستخدام المثقب الحلزوني هو الطريقة الأكثر فعالية لتحلل المواد البلاستيكية القابلة للتحلل، حيث تصل نسبة التحلل إلى ما يقارب 100% لكل من الألياف والبلاستيك القابل للتحلل، مقارنةً بالتسميد التقليدي في أكوام طويلة أو باستخدام نظام ASP. ^{[ 7 ]} يُعزى ذلك على الأرجح إلى ارتفاع درجات الحرارة مع التقليب المتكرر، مما يضمن تحلل جميع المواد بشكل متساوٍ.

لا يزال التقييم جارياً فيما يتعلق بالمخاطر الصحية المرتبطة بالسماد المشتق من الحمأة الحيوية لمياه الصرف الصحي، بما في ذلك تحديد المستويات الآمنة للملوثات مثل مركبات PFAS . ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

تنتج الروائح الكريهة عن تعفن ( التحلل اللاهوائي ) المواد الحيوانية والنباتية النيتروجينية، حيث تنطلق منها غازات الأمونيا ومركبات عضوية متطايرة أخرى. ويمكن التحكم في هذه العملية بزيادة نسبة الكربون إلى النيتروجين ، وتحسين التهوية، وزيادة تصريف الهواء إلى المرشح الحيوي، وتقليب المواد بشكل متكرر، واستخدام مواد كربونية ذات حبيبات خشنة لتحسين دوران الهواء. ويهدف المرشح الحيوي إلى منع واحتجاز أي غازات ( مركبات عضوية متطايرة ) تنبعث بشكل طبيعي أثناء عملية التسميد الهوائي الساخن، وعندما تتشبع مادة الترشيح بمرور الوقت، يمكن استخدامها في عملية التسميد واستبدالها بمواد جديدة.

يمكن أيضًا دمج التسميد داخل الأوعية مع الهضم اللاهوائي لإنتاج الطاقة والسماد معًا. ولضمان فعالية هذه العملية، من المهم أن تتجاوز بعض النفايات الهاضمة وتتجه مباشرةً إلى التسميد، مما يقلل من وقت الهضم، وأن تحتوي المواد على طاقة كافية للتسميد. ويمكن لبعض الهاضمات اللاهوائية تعقيم المخلفات قبل التسميد إذا كانت قادرة على الوصول إلى درجات حرارة تتراوح بين 41 و122 درجة مئوية (106 و252 درجة فهرنهايت) . ^[¹⁰^]