EEA Grants Norway Grants

Átírás

1 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 HU A

2 Bevezetés Mélyalmos tartástechnológiájú broiler csirkenevelés Kapacitás-növelés =>nagy mennyiségben ( t/év) keletkezik baromfi almos trágya trágya elő-kezelő és baromfi trágya tároló tér bővítése ellenkező esetben a szükséges tartózkodási idő nem tartható Magas N-tartalom (karbamid tartalom) biogáz célú hasznosításra nem optimális szántóföldi kihelyezése erősen korlátozott sérülékeny vízbázisú, nitrát-érzékeny területek HU A

3 Átfogó célok és célkitűzések I. 1. A baromfi trágya túlzott ammónia-tartalmát és szaghatását csökkentő beruházás megvalósítása 2. 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 Talajjavító anyag HU A

4 Átfogó célok és célkitűzések II. Tesztelés A módszer hatékonyságának vizsgálata Gázemissziós értékek elemzése (NH 3 -tartalom csökkenése) Csurgaléklé Talajjavító termék Tároló medencébe gyűjtése (szükség esetén előkezelt trágya nedvesítés) A megmaradt csurgaléklé tápanyagforrás (fermentlével hígítva) N-eltávolítási módszer kidolgozása NH 3 a talajban lassabban feltáródó formában válik ki =>csökken a túlzott nitrogén bemosódás a nitrátérzékeny területeken HU A

5 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 HU A

6 Munkaszakaszok 1. munkaszakasz: Szerves trágya és az adalékanyagok minősítése 2. munkaszakasz: Szerves trágya intenzív elő-kezelésének monitoringja, keverési arányok beállítása 3. munkaszakasz: Szerves trágya intenzív elő-kezelésének monitoringja, levegőminőség-védelmi vizsgálatok 4. munkaszakasz: Szerves trágya újrahasznosíthatóságának vizsgálata biogáz célra és talajjavító anyagként HU A

7 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 HU A

8 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 HU A

9 Baromfi istálló: trágya keletkezése Anyag és módszer Félüzemi kísérlet helyszíne Gázemisszió mérés Zárt rendszer Nyílt rendszer Kémhatás mérése

10 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 SiO 2 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 HU A

11 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

12 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) Baromfi trágya Biochar Zeolit Szalma

13 Baromfi trágya minták előkészítése Szárítás Kenwood típusú aprítógép Száraz előkezelt baromfi trágya Aprítás Szárított trágya aprítása dörzsmozsárban HU A

14 A vizsgálat során használt eszközök PT100 hőmérő Laboratóriumi mérleg HANNA HI 2550 kombinált mérőműszer Szitasor (Retsch) Rázatóalap (Edmund Böhler: KS15 A)

15 A vizsgálat során használt eszközök FPXRF NITON XL 700 röntgen fluoreszcenciás spektrofotométer Oldham MX21 Plus hordozható gázanalizátor

16 Gáz-emisszió mérése a nyílt és zárt kísérletekben Zárt rendszer Nyílt rendszer HU A

17 A baromfi trágya előkezelés folyamatának hőkamerás felvételezése Hőmérsékleti értékek elemzése: HEXIUM PYROLATER-12 termokamera Kontroll 1% 2% 5% A hőkamerával készített felvételeket IRPlayer szoftverrel elemeztünk HU A

18 Sza.% % Eredmények és azok értékelése Baromfi trágya előkezelése zeolittal (nyílt kísérlet) I. 94,6 89,3 91,1 82,5 Szemcseméret (4. hét, Zeolit, Nyílt kísérlet) 6,5 10,7 3,35,7 2,31,22,14,4 0,70,30,51,1 1,30,50,71,3 7,04 6,89 7,42 ph érték változása 7,68 7,7 7,67 7,54 7,55 7,53 7,35 7,36 7,4 5 MM 2,0 MM 1,0 MM 630 ΜM 500 ΜM> Kontroll 1% zeolit 2% zeolit 5% zeolit KONTROLL 1% ZEOLIT 2% ZEOLIT 5% ZEOLIT 2. hét 3.hét 4. hét Szárazanyag-tartalom (%) változása NAP 1. HÉT 2. HÉT 3. HÉT 4. HÉT Kontroll 1% zeolit 2% zeolit 5% zeolit

19 mg/kg sza. Baromfi trágya előkezelése zeolittal (nyílt kísérlet) II. Elem-tartalom (3. és 4. hét) Ca K Cl S HU A

20 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.

21 Ammónia emisszió (cm 3 /m 3 ) Ammónia emisszió (cm 3 /m 3 ) Baromfi trágya előkezelése zeolittal.: Ammónia-emisszió NH 3 -emmisszió változása a nyílt kísérletekben hét 2. hét 3. hét 4. hét Tartózkodási idő (hét) K 1% 2% 5% NH 3 -emmisszió változása a zárt kísérletben hét 2. hét 3. hét 4. hét Tartózkodási idő (hét) K 1% 2% 3% 5% 10%

22 Ammónia-tartalom csökkenése (%) Ammónia-tartalom csökkenése (%) Zeolit: Ammónia-kibocsátás csökkenés mértéke (%) NH 3 -emmisszió csökkenése a nyílt zeolitos kísérlet esetében 27, ,2 1% zeolit 6,6 2% zeolit 5% zeolit NH 3 -emmisszió csökkenése a zárt zeolitos kísérlet esetében , ,1 91, ,4 1% zeolit 2% zeolit 3% zeolit 5% zeolit 10% zeolit

23 Kénhidrogén emisszió (cm 3 /m 3 ) Kénhidrogén emisszió (cm 3 /m 3 ) Baromfi trágya előkezelése: Kénhidrogén-emisszió 1,2 1 H 2 S-emisszió változása (nyílt kísérlet) 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Kontroll Kísérleti beállítások 5% zeolit 1. hét 2. hét 3. hét 4. hét H 2 S-emisszió változása (zárt kísérlet) hét 3.hét 5 0 Kontroll 1% zeolit 2% zeolit 3% zeolit 5% zeolit 10% zeolit Kísérleti beállítások HU A

24 Ammónia emisszió (cm 3 /m 3 ) Ammónia emisszió (cm 3 /m 3 ) Baromfi trágya előkezelése biochar-ral: Ammónia-emisszió NH 3 -emmisszió változása a nyílt kísérletekben hét 2. hét 3. hét 4. hét K 1% 2% 5% Tartózkodási idő (hét) NH 3 -emmisszió változása zárt kísérletekben K hét 2. hét 3. hét 4. hét Tartózkodási idő (hét) 1% 2% 3% 5% 10%

25 Ammónia-tartalom csökkenése (%) Ammónia-tartalom csökkenése (%) Biochar: Ammónia-kibocsátás csökkenés mértéke (%) NH 3 -emmisszió csökkenése a nyílt biochar-os kísérlet esetében 31,1 11,7 10,5 1% biochar 2% biochar 5% biochar NH 3 -emmisszió csökkenése a zárt biochar-os kísérlet esetében 84,2 91,6 70,8 40,6 28,2 1% biochar 2% biochar 3% biochar 5% biochar 10% biochar

26 Hőkamerás felvételezés eredményei Baromfi trágya előkezelése zeolittal (0, 1, 2, 5%) Kontroll (0% zeolit, 1. hét) 5% zeolit-os kezelés (1. hét) HU A

27 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.

28 Előzetes eredmények: Csíratesztek: Kukorica tesztnövény

29 Beruházás 1: Monitoring kutak létesítése

30 Beruházás 2: Nyírvasvári baromfi almos trágya tároló és csurgalékvíz-gyűjtő építése HU A

31 Beruházás 3:Baromfi almos trágya tároló és csurgalékvíz-gyűjtő építése (Nyírbátor külterület, 0369/6 hrsz.) HU A

32 Köszönöm a megtisztelő figyelmet!