Neuffer Wurmsim IuU

Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer  Wurmsimulation Inhaltsverzeichnis 1 Einführung.......................................................................................................................................3 1.1 Persönliche Erfahrungen..........................................................................................................3 1.2 Gewerbliche Systeme..............................................................................................................5 1.3 Das Konzept von Wurmfarmen ...............................................................................................7 1.4 Zusammenfassung..................................................................................................................8 2 Umweltgedanke..............................................................................................................................8 3 Wurmsimulation.............................................................................................................................9 3.1 Wurmpezies............................................................................................................................9 3.2 Idealbedingungen E. hortensis...............................................................................................9 3.3 Annahmen.............................................................................................................................10 3.4 Parameter.............................................................................................................................10 3.5 Verwendete Programme.......................................................................................................12 4 Dokumentation und Projektführung.............................................................................................12 5 Fazit...............................................................................................................................................12 Quellenangaben...............................................................................................................................13 Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Stapelbares Wurmkompostiersystem für Heimanwender,  Quelle: http://thewormfarmonline.com...........................................................................................3 Abb. 2: Stapelia grandiflora im Wurmhumus‐Substrat, Quelle: Dominik Neuffer..............................5 Abb. 3: Kommerzielle Wurmfarm, Quelle: SouthernSpotlight, http://spotlight.siu.edu....................6 Abb. 4: Kommerzielle Wurmkompostierung mit Mieten, Quelle: http://www.oranaonline.com.au.6 Abb. 5: Aufbau einer Wurmfarm, Quelle: http://commons.wikimedia.org........................................7 Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 1/13

Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Hauptparameter und Steuermöglichkeiten......................................................................10 Tabelle 2: Auswirkungen des Futters auf Feuchtigkeit und PH‐Wert.................................................11 Tabelle 3: Wechselwirkungen zwischen Feuchtigkeit und Temperatur.............................................11 Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 2/13

1 Einführung In Deutschland erschienen in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts, im Zuge einer  Rückbesinnung zur Ökologie, die mit der ersten Ölkrise einherging, Konzepte zur Abfallvermeidung  mittels dem Verfahren der Wurmkompostierung. Diese Systeme sollten wie zusätzliche  Abfallbehälter unter der Küchenspüle ihren Platz finden (Abb. 1) und in regelmässigen Intervallen  befüttert werden, um Biomüll zu vermeiden. Ein richtig gewarteter Wurmkompost‐Behälter sollte  nicht durch unangenehme Gerüche auffallen und das Volumen an Küchenabfällen drastisch  reduzieren (Meyer 2009). Abb. 1: Stapelbares Wurmkompostiersystem für  Heimanwender, Quelle: http://thewormfarmonline.com Die Erinnerung an autofreie Sonntage der damaligen Zeit ist leider hierzulande ähnlich verblasst,  wie die an das Recyclingkonzept mittels Kompostwürmern und es herrscht – abgesehen von der  Braunen Tonne für Biomüll – immer noch die Rotte mittels konventionellen Kompostmieten  (Komposthaufen) vor. 1.1 Persönliche Erfahrungen Die Ankunft und weite Verbreitung des World Wide Webs und der damit verbundene  Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 3/13

Informations‐ sowie Güteraustausch ermöglichten es jedoch dem Verfasser dieser Zeilen im April  2007 einen eigenen Versuch in puncto Wurmkompostierung zu unternehmen. Das praktische  Experiment sorgte für tiefe Einblicke in das Thema Wurmkompostierung und führte zur  Erkenntnis, dass es zum einen nicht schwierig ist, auf engem Raum eine Wurmfarm zu unterhalten  und eine gesunde Wurmpopulation keine Geruchsbelästigung in der Wohnung darstellt, sofern  vom Kompostieren von Kohl oder Broccoli abgesehen wird. Tatsächlich entwickelt – gerade im  Sommer – der normale Mülleimer schnell einen sehr unangenehmen Geruch – wobei  Wurmhumus angenehm und wie Waldboden riecht. Nicht auszudenken, wie eine Biotonne, die  etliche Tage in der Sonne gestanden hat riechen und welche unerwünschte Population sich dort  ausbreiten mag. Innerhalb zwei von Jahren konnte die anfängliche Wurmpopulation von ca. 2000 auf ca. 20.000  vermehrt werden. Das Zählen erfolgte hierbei durch Wiegen und Schätzen. Selbst Abfälle, die nicht  in die Biotonne gedurft hätten, wie z.B. Brot‐ und Essenreste (Reis, Müsli, Nudeln, ect.),  Meerschweinchenkot oder alte Stoffbeutel und Papprollen bereiteten keine Probleme und wurden  innerhalb sechs Wochen in Wurmhumus umgewandelt. Der Wurmhumus selbst erwies sich als  äußerst nährstoffreich und ausgewogen in der Zusammensetzung von Stickstoff, Phosphor und  Kalium (N‐P‐K), sodass das Beimischen von Perlite und Kokosfasern genügte, um ein  ausgewogenes und günstiges Substrat, frei an Chemikalien, für sämtliche Zimmerpflanzen  herzustellen (Abb. 2). Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 4/13

Abb. 2: Stapelia grandiflora im Wurmhumus‐Substrat,  Quelle: Dominik Neuffer 1.2 Gewerbliche Systeme Industrielle Wurmfarmen rangieren in Größenordnungen von 500.000 bis 1.000.000 Würmer  oder mehr und sind in der Lage 250 kg bis zu einer Tonne Küchenabfälle täglich – auch  Zitrusfrüchte und Knochen, die in Hobby‐Wurmfarmen schnell zu Problemen führen würden – in  Wurmhumus umsetzen. Dabei kann das ursprüngliche Abfallvolumen um ca. 60‐80 % reduziert  werden. Das konventionelle Entsorgen von Küchenabfällen ist kostspielig und es wird dabei das  umweltschädliche Treibhausgas Methan erzeugt (Shelly's). In Amerika hat sich ein kompletter  Industriezweig entwickelt, der sich mit Wurmkompostierung beschäftigt. Erklärtes Ziel der  Bestrebungen hierbei ist die Produktion von Würmern für die Fischerei. In anderen Teilen der Erde  (z.B. Indien) steht jedoch die Müllvermeidung und das Vermeiden von damit verbundenen  Gesundheitsrisiken im Vordergrund. Kommerzielle Wurmkompostierung erfolgt entweder mit  Wurmfarmen (Abb. 3) oder Wurmmieten (Abb. 4). Das Prinzip ist jedoch stets gleich. Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 5/13

Abb. 3: Kommerzielle Wurmfarm, Quelle:  SouthernSpotlight, http://spotlight.siu.edu Abb. 4: Kommerzielle Wurmkompostierung mit Mieten, Quelle:   http://www.oranaonline.com.au Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 6/13

1.3 Das Konzept von Wurmfarmen  Kompostwürmer können jegliche organische Substanz (z.B auch Altöl oder Klärschlamm und  Fäkalien, ect.) in Wurmhumus umwandeln. Jedoch muss gerade bei problematischen Substanzen  ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Füllmaterial und Futter (normalerweise 4:1) eingehalten  werden (Abb. 5). Normale Küchenabfälle und Kaffee‐ oder Teereste, Wellpappe, Eierkartons,  Baumwolle und in kleineren Mengen Teigwaren, Reis Brot und Milchprodukte stellen für eine  gesunde Wurmpopulation keine Probleme dar, ein ca. zweiwöchiges Vorrotten oder Einfrieren ist  wünschenswert, jedoch nicht zwingend notwendig. Der Umwandlungsprozess durch die Würmer  selbst erfolgt unter aeroben Bedingungen und bei Umgebungstemperaturen und ist schneller als  die Rotte bei konventionellen Kompostierverfahren unter anaeroben Bedingungen und hohen  Temperaturen. Abb. 5: Aufbau einer Wurmfarm, Quelle: http://commons.wikimedia.org Kompostwürmer können unter idealen Bedingungen ihr eigenes Körpergewicht an Nahrung  umsetzten. Generell kann zwischen drei verschiedenen Verfahren der Kompostierung mit  Würmern unterschieden werden: 1. Einfache Behälter: Einfach, ausreichend belüftete (perforierte) Behältnisse, die jeweils im  6‐8 Wochenrhythmus geleert und neu befüllt werden können. 2. Durchflussbehälter: Stapelbare Systeme, bei denen die Würmer in obenliegende  Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 7/13

Schichten wandern können. Das Befüttern erfolgt durch Aufbringen eines neuen  Ablagekastens mit Futter. Die Würmer migrieren in die neuen Behälter, unten liegende  Behälter enthalten nur noch einen geringen Teil der Wurmpopulation und können  geerntet werden (Abb. 1). 3. Mieten: Die Kompostierung erfolgt in Mieten, die im 6‐8 Wochenrhythmus geerntet  werden können. 1.4 Zusammenfassung Die Wurmkompostierung stellt eine interessante Alternative zu herkömmlichen Verfahren dar. Mit  Hilfe unserer Software‐Simulation einer Wurmpopulation wollen wir zum einen durch einen  spielerischen Umgang das Thema Wurmkompostierung propagieren und zum anderen klären, ob  sich der Einsatz in kleineren Unternehmen, die ihre Umwelt‐Bilanz verbessern wollen, lohnt und  mit welchem Aufwand in etwa (Behältergrösse, Wurmpopulation, Umsatz an Biomüll) zu rechnen  ist. 2 Umweltgedanke Hinsichtlich der positiven Auswirkungen auf die Umwelt, ergeben sich mehrere Faktoren: • Reduzierung des Müllvolumens: Das Ausgangsmaterial wird im Laufe der  Wurmkompostierung um bis zu 80% im Volumen reduziert. • Schonung von Ressourcen durch Biodünger: Wurmhumus hat einen ausgewogenen N‐P‐ K‐Anteil. Durch Ausbringen von Wurmkompost kann auf den Einsatz von Kunstdüngern  verzichtet werden. Dadurch werden wertvolle Rohstoffe eingespart. • Verringerung des CO2‐Ausstosses: ◦ Konventionelle Müllverbrennungsanlagen belasten durch ihren CO2‐Ausstoss die  Atmosphäre. Ein grosser Teil dieses Mülls könnte jedoch auch mit Würmern  kompostiert werden. ◦ Durch Vermeiden von Kunstdüngern werden weitere Ressourcen geschont und  ebenfalls CO2 eingespart. Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 8/13

◦ Kunstdünger schädigen die Mikroorganismen in der Humusschicht. Dadurch wird CO2  freigesetzt. Wurmhumus ist reich an bodenverbessernden Mikroorganismen, die eine  gesunde Humusschicht aufbauen können, wodurch CO2 wieder gebunden werden  kann. Es entsteht eine Pufferschicht. • Reduzierung des Treibhausgases Methan: Bei herkömmlichen Kompostierungsverfahren  entsteht das Treibhausgas Methan. Da das Kompostierungsverfahren mit Würmern unter  aeroben Bedingungen erfolgt, wird die Entstehung von Methan vermieden. 3 Wurmsimulation Um die Simulation so realistisch wie möglich und gleichzeitig nicht zu komplex zu gestalten,  mussten die relevanten Informationen erhoben werden. 3.1 Wurmpezies Bei der Wurmart der simulierten Population fiel die Wahl auf die heimische Spezies Eisenia  hortensis (auch Dendrobaena veneta oder European nightcrawler). Anm.: In Amerika wird vorwiegend Eisenia fetida eingesetzt, die mit Eisenia hortensis artverwandt  ist. E. hortensis ist noch unproblematischer in der Haltung als E. fetida, jedoch langsamer in der  Reproduktion. Beide Wumspezies sind gute Futter und Angelköder. Würmer, die sich  normalerweise in Kompostmieten bilden und als natürliche Population dort einfinden, sind  übrigens meistens Tauwürmer (Lumbricus terrestris). Theoretisch ist auch mit diesen Würmern die  Kompostierung möglich, jedoch besiedelt L. terrestris die tieferliegenden Erdschichten (bis 3 m)  und ist bei weniger Nahrungsumsatz wesentlich schwieriger zu halten. 3.2 Idealbedingungen E. hortensis • Temperatur: 16 ‐ 21° C • Feuchtigkeit: Wurm selbst: 85 %, Einstreu: 80 ‐ 60 %  • PH Wert: 6 ‐ 7 • Platzangebot: 1 : 4, Bsp.: 1kg Würmer (1000 St.) benötigen 5 L minimum. • Verhältnis Futter zu Einstreu: ca. 20 ‐ 25% im Verhältnis zur Einstreu Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 9/13

3.3 Annahmen Unter o.g Idealbedingungen ergibt sich eine Netto Reproduktion von 1.4 Jungtiere/Woche pro  adultem Tier, wobei die maximale Wachstumsrate 97 ‐ 214 Tage vom Ei bis zum adultem Tier  beträgt. Des weiteren wird von einer maximalen Recyclingrate der Hälfte des Lebendgewichts  ausgegangen (Ingram, Shelly's). 3.4 Parameter Nachdem ein Prototyp erstellt wurde, der eine Wurmpopulation unter Idealbedingungen abbildet,  konnten zusätzliche Parameter, um die Simulation zu beeinflussen, hinzugefügt werden. Insgesamt  ergeben sich vier Hauptparameter (Feuchtigkeit, PH‐Wert, Futtermenge und Temperatur), die über  verschiedene Faktoren gesteuert werden können (Tabelle 1): Feuchtigkeit PH‐Wert Futtermenge Temperatur Belüftung Steuer‐ Bewässerung  Eierschalen (+) Futter (+) Futter (+) Belüftung (+) möglichkeit (+) Steuer‐ Belüftung (‐) Zitronen (‐) Wasser (‐) Futter (‐) möglichkeit Steuer‐ Futter (+/‐) Futter (+/‐) Belüftung (+/‐) möglichkeit Tabelle 1: Hauptparameter und Steuermöglichkeiten Das Füttern der Würmer wird in der Simulation mit Umweltpunkten belohnt. Bei den vier Arten an  Futter (inkl. Zitronen und Eierschalen), die zur Auswahl stehen, ergeben sich unterschiedliche  Auswirkungen auf die Feuchtigkeit und den PH‐Wert des simulierten Lebensraumes (Tabelle 2): Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 10/13

Feuchtigkeit PH‐Wert neutral ‐‐ Biomüll ++ ‐‐ Kaffee‐ und Teereste ‐‐‐ ‐ Papier und Kartonagen + ‐‐‐ Essensreste neutral +++ Eierschalen neutral ‐‐‐ Zitronen Tabelle 2: Auswirkungen des Futters auf Feuchtigkeit und PH‐Wert Des weiteren ergeben sich aus dem Modell folgende Wechselwirkungen bezüglich Feuchtigkeit  und Temperatur des simulierten Lebensraumes (Tabelle 3): Feuchtigkeit Temperatur ‐‐ ++ Belüftung ++ ‐‐ Bewässerung ‐‐ ++ Temperaturerhöhung Tabelle 3: Wechselwirkungen zwischen Feuchtigkeit und Temperatur Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 11/13

3.5 Verwendete Programme Die Erstellung des Prototyps erfolgte als Java Applet, um jedoch eine unkomplizierte Web‐ Applikation mit einer ansprechenden Oberfläche in kurzer Zeit umzusetzen, wurde für die  entgültige Version Adobe Flex eingesetzt. Zu diesem Zweck wurden zwei unentgeltliche  Studentenversionen bei Adobe beantragt. Illustrationen und Grafiken wurden mit Adobe Flash  erstellt, da sie problemlos in Flex eingebunden werden können. Dazu genügte die unentgeltliche  30 Tage Testversion. 4 Dokumentation und Projektführung Um, aufgrund des straffen Zeitplans aller Beteiligter währen der Durchführung des Projekts,  zusätzliche Treffen ausserhalb des Zeitraums, in dem das Seminars an der Hochschule stattfand, so  gering wie möglich zu halten, wurden folgende Methoden angewendet: • E‐Mail‐Verteilerliste: Eine Kommunikation über die Verteilerliste ermöglichte es, alle  Beteiligten stets auf dem aktuellen Stand zu halten. • Dokumente bei Google Text und Tabellen (Google Apps): Alle umfangreichen  Gruppendiskussionen wurden mit den Werkzeugen, die Google zur Gruppenarbeit  anbietet, erledigt. Besonders erwähnenswert sind hier die Möglichkeiten zur online  Textverarbeitung und zum Erstellen von Bildschirmpräsentationen. In allen zentralen  Belangen kamen die Google Apps zum Einsatz. • Twitter zur Echtzeitkommunikation: Gegen Ende des Projekts erlangte die  Kommunikation in Echtzeit eine besonders wichtige Bedeutung. Zusätzlich wurde dadurch  der URL, unter dem die Simulation eingestellt ist, schnell bekannt und es fanden sich  etliche Betatester ein. 5 Fazit Als Ergebnis der Projektarbeit steht eine Simulation, die unter realistischen Bedingungen die  Entwicklung einer Wurmpopulation eines Jahres innerhalb von fünf Minuten darstellt. Wer in der  Lage ist, innerhalb dieser fünf Minuten, seine Population an Würmern gedeihen zu lassen, hat die  Prinzipien der Wurmkompostierung verstanden. Das Interesse und Feedback an unserem  Projektstand hat gezeigt, dass die Wurmsimulation einen Nerv getroffen hat. Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 12/13

Quellenangaben Ingram, B. (undatiert): Trinity Ranch 'Worm Tips 'N' Tricks',  http://mypeoplepc.com/members/arbra/bbb/, zugegriffen am 2009‐07‐10 Meyer, D. (2009): Wurmkompostierung bei der Behandlung medizinischer Abfälle, Weimar Shelly's, (undatiert): Environmental Initiatives,  http://www.shellys.com.au/EnvironmentalNews.aspx, zugegriffen am 2009‐07‐08 Informatik und Umwelt – Wurmkompostierung am Beispiel einer Wurmsimulation | Erstellt von Dominik Neuffer Seite 13/13

Neuffer Wurmsim IuU

by Dominik Neuffer on Jul 18, 2009

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