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 nagy mennyiségben ( t/év) keletkezik baromfi almos trágya magas N-tartalom (karbamid tartalom) trágya elő-kezelő és baromfi trágya tároló tér bővítése ellenkező esetben a szükséges tartózkodási idő nem tartható 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 tömegspektrométer) 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

19 Baromfi trágya előkezelése zeolittal (nyílt kísérlet) II. Elem-tartalom (3. és 4. hét) mg/kg sza 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

22

23

24

25

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

32