Ammoniakfordampning fra husdyrstalde

Transkript

1 Diplomkursus i Arealforvaltning modul 3 5. februar 2009 Ammoniakfordampning fra husdyrstalde Peter Kai Udviklingskonsulent AgroTech A/S

2 Virkemidler svinestalde Virkemiddel Effekt Anvendelse Køling af kanalbund med skraber (delvist spaltegulv) % Nye svinestalde. Gylleforsuring 70% i svinestalde. Nye og de fleste gamle staldanlæg med gylle. Skrabeanlæg af spaltegulve i kvægstalde. Skraber + ajledræn i fast gulv (f.eks beton/asfalt eller gummibelagt) med min. 2% fald mod centralt placeret dræn eller præfabrikeret "rillet beton gulv med ajledræn Ca. 20 % Ca. 50% i forhold til stald med ringkanal Ca. 25 % i forhold til kanal med skraber (ca. 4 % staldtab af total N) De fleste nye og eksisterende staldanlæg. Nye staldanlæg. Bilag til Vejledning om tilladelse og miljøgodkendelse m.v. af husdyrbrug

3 Virkemidler kvægstalde Virkemiddel Effekt Anvendelse Gylleforsuring 50% i malkekvægstalde. Nye og de fleste gamle staldanlæg med gylle. Skrabeanlæg af spaltegulve i kvægstalde. Skraber + ajledræn i fast gulv (f.eks beton/asfalt eller gummibelagt) med min. 2% fald mod centralt placeret dræn eller præfabrikeret "rillet beton gulv med ajledræn Ca. 20 % Ca. 50% i forhold til stald med ringkanal Ca. 25 % i forhold til kanal med skraber (ca. 4 % staldtab af total N) De fleste nye og eksisterende staldanlæg. Nye staldanlæg. Bilag til Vejledning om tilladelse og miljøgodkendelse m.v. af husdyrbrug

4 Normtal for husdyrgødning Foder ind N, P, K, tørstof, fordøjelighed Produktion Ab dyr Udskillelse N, P, K, tørstof, fordelt på urin (=TAN) og fæces (Org.N)

5 Normtal for husdyrgødning Ab dyr Udskillelse N, P, K, tørstof, fordelt på urin (=TAN) og fæces (Org.N) Stald N- tab + halm: N, P, K, tørstof + vand - tørstoftab omlejring ab Stald N, P, K, tørstof

6 Malkekvæg: Emissionsfaktorer for aktuelle staldtyper Total-N TAN NH3 tab, % Bindestald m. grebning 5 10 Bindestald m. riste 3 6 Sengestald m. fast gulv Sengestald m. spaltegulv (0,4 m kanal, linespil) 6 12 Sengestald m. spaltegulv (1,2 m kanal, bagskyl) 8 16 Sengestald m. spaltegulv (1,2 m ringkanal) 8 16 Sengestald m. præfabrikeret drænet gulv 4 8 Sengestald m. gulv. 2% hældning. Skrabning 2. time 4 8 Sengestald m. gulv. 2%. Dræn i side. Skrabning 2. time 6 12 Dybstrøelse (hele arealet) 6 - Dybstrøelse + lang ædeplads, fast gulv 6 - Baseret på Poulsen et al., 2001

7 Primær dannelse af ammoniak i husdyrgødning Urease CO(NH 2 ) 2 + 3H 2 O 2NH 4+ + HCO 3- + OH - NH 4+ (l) NH 3 (l) NH 3 (g)

8

9 Ammoniakfordampning - principskitse Ammoniak i staldluften Fordampningen afhænger af: Overfladeareal ph Koncentration i gylle (TAN) Koncentration i grænselag Temperatur Lufthastighed Turbulensintensitet +/- strøelse Ammoniak (gas) Ammoniak (l) Ammonium Grænselag Gylle

10 Partialtryk af ammoniak i vandig opløsning Hvor P NH3 = partialtryk af NH 3, bar T = gylletemperaturen, K TAN = NH3 + NH 4+, g/kg ph = -Log[H + ]

11 NH 3 : NH 4 + forhold NH3/NH4 + Ratio NH3/NH4 + Ratio (%) ph in Slurry slurry ph i gyllen 10 C 15 C 20 C 25 C 30 C 35 C 10 C 15 C 20 C 25 C 30 C 35 C [ TAN ] = [ NH ] +[ NH ] 3 l + 4 ph Kilde: Zhang 1992

12 Ammoniakkonc., ppm Henry s lov Forudsætning: ph 7,2 & 4,0 g TAN pr. kg gylle Ammoniak ligevægt Temperatur i gylle, C Kilde: Mats Andersson 1995

13 Ammoniakkonc., ppm Henry s lov Forudsætning: Gylletemp. 20 C, 4,0 g TAN pr. kg gylle Ammoniak ligevægt ,5 7 7,5 Surhedsgrad, ph Kilde: Mats Andersson 1995

14 Ammoniakkonc., ppm Henry s lov Forudsætning: ph 7,2 & gylletemp. = 20 C Ammoniak ligevægt Ammoniak/ammonium i gylle, g/kg Kilde: Mats Andersson 1995

15 Faktorer der påvirker ammoniakfordampning Model udarbejdet af Svend Morsing, DjF Bygholm efter Aarnink, 1997

16 Ammoniakreduktion Faktorer der påvirker ammoniakfordampningen 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Gylletemperatur - reduktion fra 20 C Model udarbejdet af Svend Morsing, DjF Bygholm efter Aarnink, 1997

17 Hollandsk system for køling af gylleoverflade med grundvand Temperaturer og reduktion af ammoniakfordampning ved køling af gylle Slagtesvin Smågrise Farestald Drægtighedsstald Antal hold Gylletemperatur, C Kølevand frem, C Kølevand retur, C 2 13, ,0 10,4-11,7 12,6-13,9 4 13,9 9,3-11,7 12,4-13, Ammoniakemission Norm, kg N/stipl./år Målt, kg N/stipl./år Reduktion, pct. 2,5 1, ,6 0, ,3 2,4 71 4,4 2,2 48

18 Ammoniakfordampning som funktion af gylletemperaturen i kogylle 100 m 3 /m 2 h 50 m 3 /m 2 h Kilde: Andersson, 1995

19 Eksempel på brug af køernes drikkevand til køling i bindestald Temperatur stigning i drikkevand: 2,6-8,1 C Vandforbrug pr. ko: gns. 81 l/dag Køleeffekt : 1,8-2,1 MJ/ko/dag = W køleffekt/ko NH 3 reduktion: 11-23% Kilde: Gustafsson et al., 2005

20 Fast, drænende gulv i kvægstald Præfabrikerede gulve med profilering Billigere end spaltegulv + gyllekanal Montage kræver præcision 50% lavere ammoniakemission sml. med ringkanalstald BAT-Byggeblad, kvæg Betydning for lugt? Klovsundhed? Skridsikkerhed?

21 Fast betongulv med deltaskraber

22

23 Profileret gulv med skraber og dræn Thisted Fjerritslev Beton og LJM