Bygninger nr FarmTest. Gylleseparering med Vredo tromleseparator

Transkript

1 Bygninger nr FarmTest Gylleseparering med Vredo tromleseparator

2 Gylleseparering med Vredo tromleseparator Af Karl Jørgen Nielsen, Dansk Landbrugsrådgivning, Byggeri & Teknik I/S

3 Titel: Gylleseparering med Vredo tromleseparator Forfatter: Konsulent Karl Jørgen Nielsen, Dansk Landsbrugsrådgivning, Byggeri & Teknik I/S Review: Specialkonsulent Jørgen Hinge, Miljøteknologi, AgroTech A/S Layout: Lone E. Haargaard, AgroTech A/S Tryk: Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret Udgave: 1. udgave 2007 Oplag: 20 stk. Udgiver: Dansk Landbrugsrådgivning Landscentret Udkærsvej 15, Skejby 8200 Århus N Telefon Fax farmtest@landscentret.dk ISSN:

4 Forord Denne FarmTest omhandler undersøgelse af separering af mink- og svinegylle med en Vredo Tromleseparator. Dansk Landbrugsrådgivning vil gerne takke Leif Mogensen, Claus Ottosen og Vredo Danmark ved Maarten Lerink for samarbejdet. Eventuel kontakt til producent: Vredo Danmark Sønderbyvej Ulfborg Karl Jørgen Nielsen Dansk Landbrugsrådgivning Byggeri & Teknik I/S Skejby, august 2007 Gylleseparering med Vredo tromleseparator 4

5 Indhold Forord Sammendrag og vurderinger Formålet med undersøgelsen Anlægsbeskrivelse Omrøring og pumpning Resultater Kapacitet Drift af anlægget Analyseresultater Analyseresultater fra minkgylle Kvælstof Fosfor Analyseresultater fra svinegylle Kvælstof Fosfor Vurdering af resultater Kapacitet Omkostninger til energi Fordeling af mængder fra separation Konklusioner: Fordeling af næringsstoffer / opkoncentrering af næringsstoffer Gylleseparering med Vredo tromleseparator 5

6 1. Sammendrag og vurderinger Dansk Landbrugsrådgivning har i efteråret 2005 foretaget undersøgelser af gylleseparering med en Vredo tromleseparator på minkgylle hos Leif Mogensen, Harboøre og i første halvdel af 2006 på svinegylle hos Sydklittens Svineproduktion Aps ved Hemmet. Separeringen med tromleseparatoren sker rent mekanisk uden brug af hjælpestoffer. Ændringer i separeringseffektiviteten sker ved udskiftning af filterstørrelse. Tromleseparatoren kræver, at gyllen doseres i et jævnt flow, hvilket gav problemer i starten. Efter montering af en ny pumpe til svinegyllen synes dette problem løst. I minkgylle var der problemer med at få gyllen tilstrækkelig omrørt i fortanken inden indpumpning til separatoren. Gyllens indhold af tørstof varierede meget vertikalt (fra top til bund) i fortanken. For at kunne separere specielt minkgylle tilstrækkelig effektivt, kræves en meget effektiv omrøring i fortanken. Tabel 1.1 Resultater fra de to gylletyper. Andel af rågyllens kvælstof der ender i tørstoffraktionen Andel af rågyllens fosfor der ender i tørstoffraktionen Opkoncentrering Fiberfraktion udgør af mængden Minkgylle 41,0 %... >1,5 gange i N ca. 24 % Svinegylle 30,5 % 40,0 % 1,2 gange ca. 27 % I minkgylle har nogle prøver vist en høj fraseparering af fosfor. Vanskeligheder med tilstrækkelig omrøring i fortanken, har givet så store udsving i prøverne, at det ikke entydigt kan konkluderes, om anlægget kan leve op til definitionen lavteknologisk separationsanlæg, jvf. bekendtgørelse om husdyrhold og arealkrav mv. Ud fra de udtagne prøver og analyser med svinegylle vurderes det, at anlægget ikke kan leve op til definitionen for lavteknologisk separationsanlæg, jf. Bekendtgørelse om husdyrhold og arealkrav mv. Kapaciteten for anlægget har i undersøgelsen været 2-3 m 3 /time for både mink- og svinegylle. Der har ikke været problemer med igangsætning og drift af anlægget i svinegylle efter, at der er monteret ny pumpe og doseringsventil. Tromleseparatoren er en enkel og energimæssigt billig metode til separering af gylle, som især kan anvendes, hvor der ikke er behov for, at anlægget skal opfylde kravene til lavteknologisk separering. Det vurderes, at separeringseffektiviteten vil variere en del med mindre anlægget er under konstant overvågning. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 6

7 2. Formålet med undersøgelsen Formålet har været at undersøge, hvor effektiv en separering der kan opnås med en tromleseparator, og hvor effektkrævende den er. Det var på forhånd forventet, at anlægget ville få svært ved at leve op til definitionen lavteknologisk separationsanlæg, jvf. Bekendtgørelse om husdyrhold og arealkrav mv. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 7

8 3. Anlægsbeskrivelse Figur 3.1 Fire meter tromleseparator prøveopstillet på container. Tromleseparatoren separerer gyllen i en tørstoffraktion og en væskefraktion (rejektet). Anlægget består af en tromle på 3 eller 4 meters længde, hvor der indeni sidder filtre. Filtrene er spændt løst op inde i tromlen og er lette at udskifte med andre filterstørrelser. Der køres typisk med filtre på 40µ eller 80µ. Længden af tromlen afhænger af, hvor effektiv en separering man ønsker. En 0,75 kw motor roterer tromlen med ca. 65 omdrejninger pr. minut, og det er rotationen og hældningen på tromlen, der bestemmer, hvor lang opholdstid gyllen har i tromlen. Rågyllen pumpes ind i et rør i bagenden af tromlen, hvorefter det langsomt løber gennem tromlen. Væsken løber gennem filteret, opsamles og ledes/pumpes til rejekttank. Tørstoffet, der tilbageholdes af filtrene, danner ved tromlens rotation en pølse (se figur 4), der falder ud for enden af tromlen og opsamles i en container. Pølsen har endvidere den funktion, at den er med til at bremse væsken op, så den ikke løber for hurtigt igennem. Anlægget fødes i et jævnt flow med en fortrængningspumpe. Hele anlægget er udført i rustfri stål, og der er monteret faste dyser, der kan vaske filtrene, hvis anlægget skal standses i længere tid. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 8

9 3.1 Omrøring og pumpning For at anlægget kan fungere optimalt kræves, at gyllen er homogen og pumpes ind i et jævnt flow. Derfor kræves en god omrøring i fortanken. Hvis flowet ikke er jævnt, er der risiko for, at tromleseparatoren overfodres. Hvis dette sker, vil den tørstofpølse, som er opbygget i filtret blive skyllet ud. Der vil så blive skyllet mere væske ud i beholderen til tørstoffraktion, indtil der er opbygget en ny i løbet af nogle minutter. Ved undersøgelsens start var anlægget monteret med en fortrængningspumpe, hvor en del af gyllen blev returneret til fortanken. Denne viste sig at være for unøjagtig, og der er senere monteret en 1,84 kw Grundfos pumpe, der henter rågyllen op fra fortanken. En ventil regulerer det ønskede flow til separatoren. I tilfælde af at der sætter sig en klump tørstof fast i ventilen, registrerer flowmåleren, at der kommer for lidt igennem, og ventilen åbner sig indtil klumpen slipper. Det betyder, at en sådan klump forstyrrer det jævne flow, når fortanken ikke er tilstrækkelig omrørt, men det standser ikke processen. Figur 3.2 Grundfos pumpe med flowmåler og doseringsventil. Figur 3.3 Rågyllen pumpes ind til bagenden af tromlen og filtreres gennem tromlens filtre. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 9

10 Figur 3.4 Tørstoffraktionen samler sig som en pølse i bunden af separatoren og glider langsomt ud af tromlen og ned i containeren. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 10

11 4. Resultater 4.1 Kapacitet I minkgylle har separatorens gennemsnitlige kapacitet været på 2-3 m 3 /time. På grund af utilstrækkelig omrøring i fortanken har kapaciteten varieret meget. I svinegylle har kapaciteten ligget meget konstant på samme niveau med 2-3 m 3 /time. 4.2 Drift af anlægget I svinegylle har anlægget kørt uden større driftsstop. Det ser dog ud til, at fortrængningspumpen enten skal justeres, eller der skal en anden type til, som kan give et mere ensartet flow. Opstart af anlægget kræver, at flowet fra pumpen sænkes, fordi der først skal opbygges en pølse af fibermateriale, som skubbes langsomt ud. Uden den langsomme opstart vil rågyllen bevæge sig for hurtigt gennem tromlen med for dårlig separering til følge. Standsning af anlægget kræver vask af filtre og tromle, hvilket kan ske med de påmonterede dyser, som kun kræver vandtilslutning. I minkgylle har der været problemer med at få gyllen rørt tilfredsstillende op, så rågyllen blev tilstrækkeligt ensartet. Det har medført et uensartet flow op til tromleseparatoren med varierende separeringseffektivitet til følge. Løsningen vil være at sikre en optimal omrøring i fortanken. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 11

12 5. Analyseresultater 5.1 Analyseresultater fra minkgylle De udtagne prøver af rågylle, tørstoffraktioner og rejekt er analyseret hos OK Laboratorium for Jordbrug eller Steins Laboratorium. Testen på minkgylle er gennemført med en 3 meter tromleseparator med 3 stk. 40µ filtre. Der er brugt en fortrængningspumpe med returløb som fødepumpe. Denne pumpe har ikke vist sig tilstrækkelig nøjagtig til at give et jævnt flow op til separatoren. Senere i testforløbet med svinegylle er anvendt anden type pumpe med doseringsventil, som har vist bedre resultater. Rågylle M inkgylle Kg pr. ton og tørstofprocent 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Tørstof Total N NH4-N P K Figur 5.1. Minkgylle; rågyllens indhold af næringsstoffer. Tørstoffraktion minkgylle Kg pr. ton og tørstofprocent. 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Tørstof Total N NH4-N P K Figur 5.2. Minkgylle; tørstoffraktionens indhold af næringsstoffer. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 12

13 Rejekt minkgylle Kg pr. ton og tørstofprocent. 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Tørstof Total N NH4-N P K Figur 5.3. Minkgylle; rejectets indhold af næringsstoffer. Der har været stor variation i minkgyllens indhold af tørstof og næringsstoffer, hvilket efter alt at dømme skyldes, at det ikke var muligt at opnå en tilfredsstillende omrøring i fortanken. Større partikler i rågyllen eksempelvis rester af fiskeben - bundfældede meget hurtigt og lagde sig som et lag i bunden, der ikke kunne omrøres, selv i en lille fortank. I praksis betyder det, at fortankens størrelse og udformning nøje skal afpasses efter omrøringskapaciteten. Tabel 5.1. Minkgylle; analyseresultater gennemsnit af 3 målinger. Tørstof % Total N kg/ton NH4-N kg/ton P kg/ton K kg/ton Rågylle 4,78 5,76 3,84 3,46 0,83 Tørstoffraktion 16,3 9,65 3,84 11,29 1,05 Rejektvæske 1,07 4,56 3,90 0,94 0, Kvælstof I minkgylle har der i gennemsnit været 41 % af N i fiberfraktionen. Fiberfraktionen har udgjort ca. 25 % af mængden Fosfor I minkgylle har der været for store udsving i analyserne til at foretage valide vurderinger. Tallene er dog taget med, fordi de viser en høj fraseparering af fosfor, og det forventes, at der med tilstrækkelig omrøring kan opnås gode resultater. Årsagen til de store udsving skyldes som sagt, at minkgyllen var meget vanskelig at holde omrørt, så næringsindholdet i gyllen var ens fra start til slut i fortankens forskellige lag. Det er vigtigt at pointere, at ovenstående resultater er opnået med hjemmeblandet minkfoder, som kan afvige fra foder fremstillet på minkfoderfabrik med hensyn til indhold, konsistens og homogenitet. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 13

14 Tromleseparatoren har opfyldt kravet om en opkoncentrering på mindst 1,5 gange med hensyn til kvælstof. 5.2 Analyseresultater fra svinegylle Der er kun medtaget resultater med en 4 meter tromleseparator (maskestørrelse?), hvor en Grundfos fortrængningspumpe har hentet rågyllen op fra fortanken. En ventil har sørget for at regulere, så det ønskede flow kom til separatoren. I fortanken er anvendt en almindelig langakslet spulepumpe til omrøring. Rågylle svin Kg pr. ton og tørstofprocent Tørstof Total N NH4-N P K Figur 5.4. Svinegylle; rågyllens indhold af næringsstoffer. Tørstoffraktion svinegylle kg pr. ton og tørstofprocent Tørstof Total N NH4-N P K Figur 5.5. Svinegylle; tørstoffraktionens indhold af næringsstoffer. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 14

15 Rejekt svinegylle kg pr. ton og tørstofprocent Tørstof Total N NH4-N P K Figur 5.6. Svinegylle; rejektets indhold af næringsstoffer. Tabel 5.2. Svinegylle; analyseresultater gennemsnit af 4 målinger. Tørstof % Total N kg/ton NH4-N kg/ton P kg/ton K kg/ton Rågylle 4,9 5,0 3,5 1,0 3,5 Tørstoffraktion 10,38 5,28 3,48 1,37 3,80 Rejektvæske 2,90 4,67 3,40 0,79 3, Kvælstof I svinegylle har der i gennemsnit været 30,5 % af N i fiberfraktionen, som har udgjort ca. 27 % af mængden. Opkoncentrationen af N i fiberfraktion ændrer sig dermed kun lidt i forhold til rågyllen Fosfor I svinegylle har der i gennemsnit været ca. 40 % af P i fiberfraktionen, igen hvor fiberfraktionen har udgjort ca. 27 % af mængden. Tromleseparatoren har i svinegylle givet en opkoncentrering på ca.1,2 og opfylder dermed ikke kravet til lavteknologisk separering om en opkoncentrering på mindst 1,5 gange. Tørstofprocenten i fiberfraktionen ligger på godt 10 % og er opsamlet i lukket container med låg, da den stadig har en flydende konsistens. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 15

16 6. Vurdering af resultater 6.1 Kapacitet Med en fire meter lang tromleseparator er kapaciteten ca. 2-3 m3/time for både mink- og svinegylle. Hvis doseringen hæves, vil der stadig opnås en separering i anlægget, men på grund af hurtigere gennemstrømning i tromlen vil tørstofindholdet i tørstoffraktionen blive lavere. Herved bliver opkoncentreringen lavere. FarmTesten har vist, at anlæggets kapacitet er ca. 2-3 m 3 /time for både minkog svinegylle. 6.2 Omkostninger til energi El-forbruget begrænser sig til en 0,75 kw motor til tromleseparatoren og en 1,85 kw pumpe. Energiforbruget er under 1 kwh/tons gylle. Dertil kommer energiforbrug til en effektiv omrøring i fortanken, som vil være afhængig af fortankens udformning og størrelse samt gyllens beskaffenhed. 6.3 Fordeling af mængder fra separation Med prøveopstillingen har det ikke været muligt at veje de totale mængder som er separeret, og derfor er fordelingen beregnet ud fra, hvor stor en delmængde af de to fraktioner der er separeret over en kortere tidsperiode. Tabel 6.1 Den procentvise fordeling mellem fiberfraktion og rejektvæske. Rågylle Rejektvæske Fiberfraktion Minkgylle 100 % 76 % 24 % Svinegylle 100 % % % Undersøgelsen viser, at % af rågyllen kommer ud som tørstoffraktion. Gylleseparering med Vredo tromleseparator 16

17 7. Konklusioner: Fordeling af næringsstoffer / opkoncentrering af næringsstoffer I bekendtgørelse om husdyrhold og arealkrav mv (Fødevareministeriets bekendtgørelse nr. 824 af 2. oktober 2002) 9, er opstillet betingelser for, hvornår et gyllesepareringsanlæg defineres som lavteknologisk. Ved et lavteknologisk anlæg forstås et anlæg, hvor: I testperioden med mink- og svinegylle har anlægget ikke levet op til de krav der stilles til et lavteknologisk gylleseparingsanlæg. Fiberfraktionen har udgjort ca % af mængden og indholdet af N deri har fulgt mængden. Det vil sige, at der er mere end 20 % af N i fiberfraktionen, men der er ikke opnået en tilstrækkelig koncentration på mindst 1,5 gange højere end koncentrationen i ubehandlet gylle For fosforens vedkommende er der i svinegylle ikke opnået en fraseparering på mere end 60 %. I minkgylle er der for stor usikkerhed i prøverne med hensyn til fosfor til at konkludere, at der er frasepareret mere end 60 %. Da fiberfraktionen udgør så stor en andel, så er det meget vanskeligt at få den gennemsnitlige koncentration op på 1,5 gang. Det kunne afhjælpes ved at lade fiberfraktionen køre gennem en presse for at få tørstofprocenten hævet, men samtidig er der risiko for at en del af N og P ledes over i væskefraktionen. Vurderingen er, at anlægget vil få vanskeligt ved at blive godkendt som lavteknologisk gyllesepareringsanlæg specielt i rågylle med lavt tørstofindhold Figur 7.1 Figuren viser de krav der stilles til lavteknologiske anlæg og om tromleseparatoren kan opfylde dem l Lavteknologisk def Opnået i minkgylle Opnået i svinegylle N-sep P-sep Gylleseparering med Vredo tromleseparator 17