„Élelmiszeripari zöld innovációs program megvalósítása”
EEA Grants Norway Grants Szerves trágya kezelés, hasznosítás Dr. Mézes Lili, Debreceni Egyetem, Víz- és Környezetgazdálkodási Intézet
University of Debrecen, Institute of Water and Environmental Management
28 September 2015 HU09-0015-A1-2013
1
Bevezetés Mélyalmos tartástechnológiájú broiler csirkenevelés nagy mennyiségben (11.600 t/év) keletkezik baromfi almos trágya × trágya elő-kezelő és baromfi trágya tároló tér bővítése × ellenkező esetben a szükséges tartózkodási idő nem tartható 2015.11.19.
magas N-tartalom (karbamid tartalom)
× biogáz célú hasznosításra nem optimális × szántóföldi kihelyezése erősen korlátozott × sérülékeny vízbázisú, nitrát-érzékeny területek
HU09-0015-A1-2013
2
Átfogó célok és célkitűzések I. 1.
2.
A baromfi trágya túlzott ammónia-tartalmát és szaghatását csökkentő beruházás megvalósítása A baromfi trágya környezetbarát tárolása
Csökkentett ammónia tartalmú baromfi almos trágya
Ezen célokat intenzív előkezeléssel (gore-tex fólia) tervezzük megvalósítani biochar/zeolit alkalmazásával.
Előkezelt trágya
Biogáz alapanyag
2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
Talajjavító anyag
3
Átfogó célok és célkitűzések II.
Tesztelés
Csurgaléklé
Talajjavító termék 2015.11.19.
• A módszer hatékonyságának vizsgálata • Gázemissziós értékek elemzése (NH3-tartalom csökkenése) • Tároló medencébe gyűjtése (szükség esetén előkezelt trágya nedvesítés) • A megmaradt csurgaléklé tápanyagforrás (fermentlével hígítva) • N-eltávolítási módszer kidolgozása • NH3 a talajban lassabban feltáródó formában válik ki • =>csökken a túlzott nitrogén bemosódás a nitrátérzékeny területeken HU09-0015-A1-2013
4
Kísérleti fejlesztés => Beruházás A Debreceni Egyetem Víz- és Környezetgazdálkodási Intézete a baromfi trágya előkezelését, biogáz célú és talajjavító anyagként történő hasznosítását készíti elő K+F+I tevékenység keretében.
Az eredmények alapján a Bátortrade Kft. megvalósítja a beruházásokat: - előkezelő és átmeneti tároló terület kialakítása, - monitoring kutak létesítése 2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
5
Munkaszakaszok 1. munkaszakasz: Szerves trágya és az adalékanyagok minősítése 2. munkaszakasz: Szerves trágya intenzív keverési arányok beállítása
elő-kezelésének
monitoringja,
3. munkaszakasz: Szerves trágya intenzív elő-kezelésének levegőminőség-védelmi vizsgálatok
monitoringja,
4. munkaszakasz: Szerves trágya újrahasznosíthatóságának vizsgálata biogáz célra és talajjavító anyagként 2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
6
2. munkaszakasz: Feladat célkitűzése: Kutatás: • 1.) A trágya előkezelés vizsgálatához a keverési arányok beállítása laboratóriumi körülmények között • a.) Az trágya előkezelés folyamatának hőkamerás felvételezése • b.) A jelenleg képződő almos trágya beltartalmi értékeinek (N, P, K, pH, szerves-, száraza., mikroelem koncentráció) vizsgálata az ammóniamérséklő hatás vizsgálatának érdekében. Elvárt eredmény: • 1.) A gazdaságilag és technológiailag optimális adalékanyagarány meghatározása. 2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
7
3. munkaszakasz: Feladat célkitűzése: Beruházás: 1.) Trágyakezelő épületek megépítése (Bátortrade Kft.) 2.) Monitoring kút létesítése (Bátortrade Kft.) Kutatás: 1.) Az alomanyaghoz kevert különböző adalékanyagok hatásának vizsgálata a trágya előkezelése során a gázképződésre: • • • • • •
Biochar és zeolit különböző adalékanyag kombinációinak hatása A keletkező gázok (ammónia, szén-dioxid, kénhidrogén) koncentrációjának, eloszlásának vizsgálata Ammónia-fixáció hatékonyságának vizsgálata a trágya előkezelés során Biochar és zeolit alkalmazása esetén, Az almos trágya beltartalmi értékeinek (N, P, K, pH, szerves-, száraza., mikroelem koncentráció) vizsgálata A hőmérséklet folyamatos nyomon követése A trágya előkezelés folyamatának hőkamerás felvételezése
Elvárt eredmény: 1.) A baromfi előkomposztáló és átmeneti trágyatároló terv szerinti megépítése. 2.) Monitoring kút átadása 3.) Az ammónia és egyéb gázok fixációjához optimális adalékanyag kombináció, kezelés meghatározása.
2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
8
Anyag és módszer
Baromfi istálló: trágya keletkezése
Félüzemi kísérlet helyszíne
Gázemisszió mérés Zárt rendszer
Kémhatás mérése
Nyílt rendszer
Biochar/zeolit ammónia-megkötő képességének összehasonlító elemzése Alkalmazott zeolit: ZOOLIT UNIVERSAL takarmányalapanyag, ásványi anyag. - Ásványos összetétel (minimum): Klonoptilolit 43%, Krisztobalit 10%, kvarc 10/%, Káliföldpát 9%, Montmorillonit 7%, Amorf SiO2 5%, Illit 3% - Szemcseméret: 0-2,5 mm - Nedvesség tartalom max. 13% (50°C-on szárítva 2h-t) - Aktív bio- és nyomelem-tartalom (nyomokban): Zn, Sn, Ti, B, Li, Co, Se, Ga. - Gyártó: Gyógyító ásványok Geoproduct Kft. Mád.
Biochar: VERORA: magas széntartalmú anyag, amely megfelel az Európai Biochar tanúsítványnak, prémium minőségű, innovatív pirolitikus eljárás során keletkezik.
2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
10
Anyag és módszer Kísérleti beállítások: Baromfi trágya előkezelése Nyílt kísérleti beállítások (20 kg)
Hozzáadott adalékanyag
Kontroll (0% zeolit/biochar)
0 kg zeolit/biochar
1% zeolit/biochar
0,33 kg zeolit/biochar
2% zeolit/biochar
0,665kg zeolit/biochar
5% zeolit/biochar
1,66 kg zeolit/biochar
Zárt kísérleti beállítások (5 kg)
Hozzáadott adalékanyag
Kontroll (0% zeolit/biochar)
0 kg zeolit/biochar
1% zeolit/biochar
0,05 kg zeolit/biochar
2% zeolit/biochar
0,10 kg zeolit/biochar
3% zeolit/biochar
0,15 kg zeolit/biochar
5% zeolit/biochar
0,25 kg zeolit/biochar
10% zeolit/biochar
0,5 kg zeolit/biochar
Anyag és módszer Vizsgált paraméterek a baromfi trágya előkezelése során: • nedvességtartalom (szárítószekrény, laboratóriumi mérleg) • szervesanyag-tartalom (izzító kemence) • szemcseméret (rázatóalap, szitasor) • hőmérséklet (PT 100 hőmérő) • pH érték, sótartalom, összes oldott anyag-tartalom (HANNA HI 2550 kombinált mérőműszer) • gázösszetétel (Oldham MX21 Plus hordozható gáz-analizátor) • elem-tartalom meghatározás (FPXRF NITON XL 700 röntgen fluoreszcenciás spektrometria elvén működő spektrofotométer és IPC-MS tömegspektrométer)
Baromfi trágya
Biochar
Zeolit
Szalma
Baromfi trágya minták előkészítése Kenwood típusú aprítógép
Szárítás
Száraz előkezelt baromfi trágya
Aprítás
2015.11.19.
Szárított trágya aprítása dörzsmozsárban
HU09-0015-A1-2013
13
A vizsgálat során használt eszközök PT100 hőmérő
Szitasor (Retsch)
Laboratóriumi mérleg
Rázatóalap (Edmund Böhler: KS15 A)
HANNA HI 2550 kombinált mérőműszer
A vizsgálat során használt eszközök FPXRF NITON XL 700 röntgen fluoreszcenciás spektrofotométer
Oldham MX21 Plus hordozható gázanalizátor
Gáz-emisszió mérése a nyílt és zárt kísérletekben Zárt rendszer
Nyílt rendszer
2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
16
A baromfi trágya előkezelés folyamatának hőkamerás felvételezése Hőmérsékleti értékek elemzése:
HEXIUM PYROLATER-12 termokamera
Kontroll
2%
1%
5%
A hőkamerával készített felvételeket IRPlayer szoftverrel elemeztünk. 2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
17
Baromfi trágya előkezelése zeolittal (nyílt kísérlet) II.
Elem-tartalom (3. és 4. hét) mg/kg sza.
80000 60000 40000 20000 0
Ca
2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
K
Cl
19
S
Baromfi trágya előkezelése zeolittal (nyílt kísérlet) III. • • • •
A baromfitrágya talajjavító anyagként kerül felhasználásra => lényeges a nitrogén-, foszfor,- illetve a kálium-tartalom (NPK). A kísérlet időtartama alatt (4 hét) a N-tartalom 20-25%-kal csökkent. A nitrogén-tartalom csökkenése és a szerves anyag feltáródása is intenzívebb volt nagyobb zeolit mennyiség esetén.
Hőkamerás felvételezés eredményei Baromfi trágya előkezelése zeolittal (0, 1, 2, 5%) Kontroll (0% zeolit, 1. hét)
5% zeolit-os kezelés (1. hét)
2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
26
Következtetések és javaslatok • Csiba Anita előzetes vizsgálatai alapján a baromfi trágyához 5%ban adagolt zeolit 86,11%-ban volt képes megkötni a felszabaduló ammóniát. Kísérletünk igazolta állítását (84%). • Azonban 10tf% biochar alkalmazásával, zárt körülmények között 90% fölötti ammónia-emisszió csökkenés is elérhető. • Nyílt kísérleti beállítások esetében magasabb volt az illékony szerves vegyületek mennyisége a kezdeti időszakban. • Az ammónia-megkötés detektálhatósága mind a biochar, mind a zeolit esetében a zárt kísérleteknél bizonyult eredményesebbnek. • Továbbá a szemcseösszetétel is kedvezőbb volt, illetve gyorsabb volt az átalakulás mértéke (4 hét). • Javasolom zárt körülmények alkalmazását a további kísérleteknél.
Előzetes eredmények: Csíratesztek: Kukorica tesztnövény
Beruházás 1: Monitoring kutak létesítése
Beruházás 2: Nyírvasvári baromfi almos trágya tároló és csurgalékvíz-gyűjtő építése
2015.11.19.
HU09-0015-A1-2013
30
