Test og demonstration af Proxy Composting

Transkript

1 Test og demonstration af Proxy Composting kompostering af gylle i overdækket lagertank * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Udarbejdet af Helle Birk Domino, medforfatter Mathias Andersen, AgroTech, udarbejdet for Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * December 27

2 Titel: Forfatter Layout: Tryk: Test og demonstration af Proxy Composting kompostering af gylle i overdækket lagertank Konsulent Helle Birk Domono og konsulent Mathias Andersen, AgroTech, Udkærsvej 15, 82 Århus N, , Sekretær Gitte Bomholt Christenen, AgroTech Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret

3 Test og demonstration af Proxy Composting - Kompostering af gylle i overdækket lagertank Af Helle Birk Domino og Mathias Andersen, AgroTech udarbejdet for Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret Det Europæiske Fællesskab og Fødevareministeriet ved Direktoratet for FødevareErhverv har deltaget i finansieringen af denne aktivitet. December 27

4 1. Sammendrag og konklusion Der er i foråret og sommeren 27 undersøgt effekterne ved brug af Proxy Composting produktet. Der er tale om en teknik, der placeres i gylletanke, med tanken om at producere en homogen og lugtfri gylle. Der er i nævnte periode målt primært på ændringer i lugt og kvælstofkoncentrationer; henholdsvis under lagring og under udbringning. Vi har konstateret en markant effekt på lugten, hvilket observeres både under lagring og udbringning. Det har således vist sig muligt at fjerne den karakteristiske gyllelugt ved brug af denne teknik. Teknikken ser lovende ud til reduktion af lugt, og den kan være med til at forbedre forholdet mellem landmand og nabo. Det konstateres dog også, at der forekommer en øget afgivelse af kvælstof under brug af teknikken. Det anbefales derfor at arbejde videre mod et minimalt kvælstoftab, der primært sker i forbindelse med udbringning af gyllen. 2. Baggrund De husdyrproduktioner, der ligger i nærheden af beboelser, kan give anledning til klager over lugtgener. Ved udbringning af gylle vil der ligeledes i den periode være lugtgener for naboer. Både landbruget, dets organisationer og naboer har en interesse i at begrænse lugtgenerne, og netop med målet at reducere lugten fra landbruget er der i de seneste år iværksat en række udviklings- og demonstrationsprojekter. Som en del af landdistriktsmidlerne fra Direktoratet for FødevareErhverv (DFFE) testede AgroTech for Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret, Plan & Miljø i forår og sommeren 27 Proxy Swedens produkt Proxy Composting. 3. Funktionel beskrivelse af teknik Producentens oplysninger Proxy Composting er baseret på en iltning, der opnås ved at tilføre luft under stærkt undertryk. Teknikken til at skabe undertryk bygger på en rotationsbevægelse. Denne frembringer et undertryk i Proxy-enhedens koniske del, som 1) trækker luft ind via den gennemborede aksel og 2) trækker gyllen ind i form af en centripetalhvirvel gennem konussens nedre del. Gyllens bevægelse op i konus skaber hurtige og kraftige bevægelser i både det behandlede gylle og det tilførte luft. Ved mødet mellem luft og væske "slås luften itu", og der dannes mikroskopiske bobler, som indeholder ilt og spredes i mediet. Figur 1. Proxyenhed. 2

5 4. Formål Proxy Composting installeres og opstartes ultimo februar i en gylletank ved en svineproducent i Grindsted. I foråret og sommeren 27 fokuseres både på ændring af gødningsværdi og afgivelse af lugt og ammoniak ved brug af Proxy Swedens belufter i en overdækket gylletank. Til sammenligning udtages prøver i en gylletank, hvor belufteren ikke er monteret. Gyllen i de to gylletanke stammer fra samme sektion i produktionen og er begge teltoverdækkede. Formålet var at undersøge, hvorvidt der sker en ændring i næringsstofferne i gyllen, hvorvidt der sker en kvælstoffrigivelse og hvorvidt, lugtkoncentrationen og lugtstofsammensætningen ændres. Derudover blev der fokuseret på driftsomkostningerne. Der fokuseres såvel på lagring som udbringning. Producenten henviser til tidligere forsøg, der er udført i Sverige, hvorfra der berettes såvel om lugtfri gylle, fastholdelse af ammoniak og større vækstudbytte fra marken. Det var vores ønske at se, hvorvidt samme situation ville opstå hos den benyttede vært i Danmark. 5. Beskrivelse af afprøvning Lagring Under lagringen blev der fra gyllebeholderen med Proxy Swedens enhed installeret opsamlet luft til lugtanalyse, og der blev opsamlet luft til analyse for lugtstoffer. Derudover blev der målt ammoniak og svovlbrinte i luften lige over gylleoverfladen. Der blev opsamlet gylle til kemiske analyser og desuden blev lugtobservationer konstateret. De enkelte metoder er beskrevet nedenfor i metodeafsnittet. Gyllebeholderen er overdækket med telt. Som kontrol benyttes en teltoverdækket gylletank beliggende ved samme produktion. Gyllen heri stammer fra den samme sektion, men er blot ikke behandlet med Proxy. Fra 1. marts skulle der ikke have været tilført gylle i tanken med installeret belufter. Det skete dog to gange i forløbet, at der blev tappet gylle og tilført igen. Ultimo marts blev gyllebeholderen tømt for 3-4 m 3 gylle og hurtigt fyldt op igen og primo juni blev dette gentaget. Medio april blev en elmåler etableret, og strømforbruget følges i en defineret periode. Udbringning Der blev lavet registreringer under udbringning af gylle på mark. Der blev målt både på lugt, enkeltstoffer, ammoniak og svovlbrinte, og desuden blev lugtobservationer noteret. De enkelte målinger blev foretaget som beskrevet under metodeafsnittet. 3

6 OU/m3 Figur 2. Placering af kadaverbokse på mark, hvorpå gylle er udbragt.inden i kadaverboksen er der monteret en blæser til at sikre,at der udtages en repræsentativ luftprøve. I toppen af kadaverboksen er etableret huller til prøveudtag. Lige efter udbringning af gylle blev en kadaverboks placeret over markområdet med den udbragte gylle. Der blev udbragt behandlet gylle og ubehandlet gylle, og desuden blev der målt på en kontrol uden udbragt gylle. Der blev udbragt gylle svarende til 25 t pr. ha. 8. Resultater Lagring Lugt Lugt i lagertanke Proxy Ubehandlet marts 2. maj 14. juni 21. august Figur 3. Lugtudvikling i behandlet og ubehandlet gylle. Der er ikke resultater fra ubehandlet gylle d.1.marts og d. 2.maj. 4

7 µg/m3 µg/m3 µg/m3 Lugtstoffer Iltet gylle - enkeltstoffer mar 2-maj 14-jun 21-aug 5 ROS Carboxylsyrer P-cresol Phenol Skatol 4-ethylphenol Figur 4. Udvikling af lugtstoffer ved behandlet gylle. Ubehandlet gylle - enkeltstoffer µg/m maj 14-jun 21-aug 2 1 ROS Carboxylsyrer P-cresol Phenol Skatol 4-ethylphenol Figur 5. Udvikling af lugtstoffer ved ubehandlet gylle. Iltet gylle - organiske svovlforbindelser mar 2-maj 14-jun 21-aug 5 dimethylsulfid dimethyldisulfid Dimethyltrisulfid Figur 6. Udvikling af organiske svovlforbindelser i behandlet gylle. 5

8 ppm ammoniak (NH3) ppm svovlbrinte µg/m3 Ubehandlet gylle - organiske svovlforbindelser maj 14-jun 21-aug dimethylsulfid dimethyldisulfid Dimethyltrisulfid Figur 7. Udvikling af organiske svovlforbindelser i ubehandlet gylle. Svovlbrinte Svovlbrinte udvikling i tankene Proxy Ubehandlet 1 5 Figur 8. 1-mar 2-maj 24-maj 14-jun 16-jul 21-aug 5. okt Udvikling af svovlbrinte i behandlet og ubehandlet gylle. D.16. juli, 21. august, 29. august og 5. oktober kan der ikke detekteres svovlbrinte over den behandlede gylle. Ammoniak Ammoniak i luftlaget i lagertanke Proxy Ubehandlet marts 24. maj 14. juni 16. juli 21. aug 5.okt 6

9 Figur 9. Udvikling af ammoniak i behandlet og ubehandlet gylle. Der blev ikke målt på ammoniak over den ubehandlede gylle d. 1. marts. Kemiske gylleanalyser Proxy 1- mar 26-mar 2-maj 24-maj 14-jun 16-jul 21-aug 29-aug Total kvælstof kg/t 2,33 2,65 3,21 3,2 2,83 3,19 2,47 2,83 Ammoniumkvælstof kg/t 2,3 2,25 2,42 2,4 2,34 2,68 2,13 2,45 Fosfor kg/t,18,24,37,45,29,76,12,58 Kalium kg/t 1,6 1,7 1,5 1,3 1,15 1,2 1,5 1,6 Tørstof % 1,13 1,39 1,5 2,6 1,43 2,89,88 1,75 Svovl kg/t,5,13,33 i.m.,1,3,12,1 Magnesium kg/t,11,8,14,15,19,27,2,26 Nitrit+nitrat-N kg/t i.m. i.m.,55 1,1,24 i.m.,35,71 Coliforme bakterier antal/ml <1./ml Ubehandlet 26-mar 2-maj 24-maj 14-jun 16-jul 21-aug 29-aug Total kvælstof kg/t 3,1 3,32 2,6 2,99 2,84 2,81 3,14 Ammoniumkvælstof kg/t 2,46 2,98 2,3 2,55 2,23 2,38 2,68 Fosfor kg/t,39,21,17,4,89,2,44 Kalium kg/t 1,8 1,5,94 1,3 1,6 1,1 1,2 Tørstof % 1,75 1,59 1,16 1,63 2,71 1,28 1,72 Svovl kg/t,23,18 i.m.,16,5,12,1 Magnesium kg/t,16,6,55,16,25,6,19 Nitrit+nitrat-N kg/t i.m.,17,16,17 i.m.,26,55 Coliforme bakterier Antal/ml 14./ml Figur 1. Kemiske analyser af behandlet og ubehandlet gylle. I figur 1 kan man se relativ stor variation på de enkelte målinger. Der må påregnes analyseusikkerhed, en usikkerhed i udtagelse af en repræsentativ prøve og derudover blev der ultimo marts og primo juni tilført 3-4 m 3 frisk gylle til gyllebeholderen, hvor Proxy Composting er monteret. Der kan ikke ud fra parret T-test konkluderes på et 5 % signifikans niveau, at der er forskel på koncentrationerne af stof i henholdsvis iltet og ubehandlet gylle. Dette gælder for samtlige kemiske analyser, der figurerer i figur 1. Observationer Der konstateres en løbende ændring af lugten fra den iltede gylle. Hen over sommeren udvikles luften fra den karakteristiske gyllelugt til en karakteristisk lugt af ammoniak. Den iltede gylle ændrer karakter til en mere flydende fraktion end udgangspunktet. 7

10 µg/m3 OU (lugtkoncentrationen) Udbringning Lugt Lugt (OU) ved udbringning proxybehandlet gylle ubehandlet gylle kontrol 2 1 ¼ 2½ 4½ timer efter udbringning Figur 11. Lugt ved udbringning af behandlet og ubehandlet gylle. Lugtstoffer Lugtstoffer efter udbringning af iltet gylle ¼ time 2½ time 4½ time 1 5 ROS Carboxylsyrer P-cresol Phenol Skatol 4-ethylphenol Figur 12. Lugtstoffer ved udbringning af behandlet gylle. 8

11 µg/m3 µg/m3 Lugtstoffer efter udbringning af ubehandlet gylle ¼ time 2½ time 4½ time 1 ROS Carboxylsyrer P-cresol Phenol Skatol 4-ethylphenol Figur 13. Lugtstoffer ved udbringning af ubehandlet gylle. Lugtstoffer fra marken (ingen udbragt gylle) ¼ time 2½ time 4½ time 1 ROS Carboxylsyrer P-cresol Phenol Skatol 4-ethylphenol Figur 14. Lugtstoffer fra bar mark (kontrol forsøg). 9

12 ppm Ammoniak Ammoniak (ppm) ved udbringning Proxybehandlet gylle Ubehandlet gylle Kontrol 5 Figur Minutter Ammoniak ved udbringning af behandlet og ubehandlet gylle samt kontrol. Det var ikke muligt på nogle af tidspunkterne at detektere ammoniak ved kontrollen (mark uden udbragt gylle). Svovlbrinte Der kunne ikke detekteres svovlbrinte hverken ved behandlet gylle, ubehandlet gylle eller ved kontrol forsøget. Observationer Ved udbringning af ubehandlet gylle konstateres den karakteristiske gyllelugt og først mellem 3 og 4½ timer efter udbringning kunne den ikke længere konstateres. Der blev observeret mange fluer på marken. I den første halve time efter udbringning af iltet gylle konstateres kraftig lugt af ammoniak. Herefter konstateres ikke lugt af ammoniak. Der registreres ingen lugt af gylle, og der observeres kun ganske få fluer. Den iltede gylle konstateres som en markant tyndere fraktion end den ubehandlede gylle. Den iltede gylle trænger nemmere ned i marken og det konstateres, at der ikke efterlades tyk gyllefraktion på marken. 9. Konklusion og diskussion Det er åbenlyst, når man lugter til den behandlede gylle, at effekten på lugten er markant. Den karakteristiske gylle eksisterer simpelthen ikke efter tilstrækkelig behandling med teknikken. Disse observationer understøttes af resultater fra lugtpaneler, der sidst i forløbet konstaterer stor forskel i lugt fra behandlet og ubehandlet gylle. Svovlbrinte, der er et betydeligt lugtstof, kan efter to måneder med behandling af gylle, ikke registreres mere. Samme billede viser sig ved analyse af carboxylsyrer og organiske svovlforbindelser, hvor der konstateres en markant højere frigivelse af disse lugtstoffer ved ubehandlet gylle. 1

13 Med hensyn til kvælstof i gyllen i lageret ses i figur 1, at der løbende udvikles en fraktion af gylle, der giver anledning til øget frigivelse af ammoniak. Målingerne understøttes af en kraftig skarp lugt af ammoniak, der kan konstateres hen over sommeren, hvor koncentrationen af fri ammoniak er høj i luftfasen over den behandlede gylle. Det er en vigtig pointe, at det er nødvendigt med overdækning. Såfremt der ikke er overdækning, vil der ske en markant højere fordampning af ammoniak under processen og dermed et stort tab af kvælstof. Omkostningen for en teltoverdækning skal således med i den samlede betragtning. Strømforbruget konstateret i perioden ligger på 6 kr. per m 3. Dette er i en periode over 139 dage og ved to enheder, der kører kontinuerligt. Det oplyses fra firmaet, at normalt skal enhederne køre skiftevis og i otte måneder ud af et år. Ud fra disse oplysninger ekstrapoleres en pris på 8 til 9 kr. per m 3 gylle. Det eksakte strømforbrug er således ikke målt. Kemiske gylleanalyser har vist sig ikke at give klare data. Der er stor variation i data, og det er ikke muligt at konkludere ud fra disse, hvorvidt der mistes kvælstof eller ej. Det er usikkerhed på analyserne fra laboratoriet, og ligeledes er det svært at udtage repræsentative prøver. Desuden er der af to omgange opfyldt med frisk gylle og dermed tilført yderligere kvælstof, hvilket besværliggør at konkludere på kvælstofmængden direkte på gylleprøverne. Ud fra en parret T-test kan der dog ikke konkluderes en forskel på kvælstofniveauerne i iltet og ubehandlet gylle. Der er én gang i undersøgelsen foretaget analyse på antallet af coliforme bakterier i behandlet og ubehandlet gylle. Denne undersøgelse er foretaget ved afslutningen af forsøget (d. 29. august). Analysen viste en stor reduktion af antallet af coliforme bakterier (en reduktion fra 14./ml til < 1/ml). Coliforme bakterier er en gruppe af bakterier, der benyttes i andre sammenhænge som indikatorbakterie i forbindelse med at påvise mulig forekomst af patogene bakterier og vira og bruges altså som en indikator for sundhedsmæssig risiko. I figur 16 illustreres, at der kort efter udbringning er en markant højere koncentration af lugt ved den ubehandlede gylle. Analyserne på lugt viste, at efter 2½ og 4½ time efter udbringning var der den samme lugtkoncentration fra såvel behandlet som ubehandlet gylle. Lugtoplevelsen var, at der fra den behandlede gylle ikke eksisterede en karakteristisk gylle lugt, men en kraftig ammoniaklugt i den første ½ time efter udbringning. Derefter var lugten af ammoniak væk, og der var lugtfrit fra området. Fra den ubehandlede gylle var der en karakteristisk gyllelugt i op til 4½ time efter udbringning af gyllen. Angående lugtstoffer er der ikke noget entydigt billede. Der kan konstateres en dobbelt så høj koncentration af carboxylsyrer ved ubehandlet gylle efter 2½ time i forhold til behandlet gylle, mens koncentrationen af organiske svovlforbindelser er tre gange så høj ved behandlet gylle ved 2½ time efter udbringning. Der kunne hverken ved behandlet gylle, ubehandlet gylle eller kontrol detekteres svovlbrinte under udbringningen. I figur 2 illustreres registreringerne af ammoniak. Der er ikke noget i den undersøgte periode (4½ time efter udbringning), der tyder på større fordampning af ammoniak fra den behandlede gylle end fra den ubehandlede gylle. Tværtimod er fordampningen højere for den ubehandlede gylle. Herpå kan være flere forklaringer. Dels er der tale om en behandlet tyndere gyllefraktion, der nemmere vil sive ned i marken og dermed ikke ligge på over- 11

14 fladen med mulighed for fordampning. En anden forklaring kan være, at den kvælstofdel, der blev konstateret på ammoniakform i lageret, ved åbning af teltoverdækning og transport til mark allerede der kan være tabt; og derved vil der være en mindre kvælstofmængde i den behandlede gylle, når fraktionen når ud på marken. 1. Demonstration af Proxy Sweden Composting Åbent hus arrangement Den 25. oktober 27 blev åbent hus arrangement afholdt i Grindsted. Der var forinden annonceret i LandbrugsAvisen, Midtjysk Ugeavis, på Landscentrets hjemmeside og på AgroTechs hjemmeside TV2 Syd var til stede under åbent hus arrangementet, og der var samme aften indslag på TV. Indslag findes under Publikation af artikler og rapport Der er publiceret artikler i henholdsvis LandbrugsAvisen (bilag 5), Effektivt Landbrug (bilag 6) og Maskinbladet (bilag 7). Elektronisk formidling På LandbrugsInfo under ammoniak og miljø publiceres en information omkring afprøvningen, der ligeledes sendes ud med nyhedsbreve til abonnenter. 12