Diplomkursus i Arealforvaltning modul 3 5. februar 2009 Ammoniakfordampning fra husdyrstalde Peter Kai Udviklingskonsulent AgroTech A/S
Virkemidler svinestalde Virkemiddel Effekt Anvendelse Køling af kanalbund med skraber (delvist spaltegulv). 10-30% 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
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
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)
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
Malkekvæg: Emissionsfaktorer for aktuelle staldtyper Total-N TAN NH3 tab, % Bindestald m. grebning 5 10 Bindestald m. riste 3 6 Sengestald m. fast gulv 10 20 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
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)
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
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 + ]
NH 3 : NH 4 + forhold NH3/NH4 + Ratio NH3/NH4 + Ratio (%) 100 25 90 20 80 70 15 60 50 10 40 30 20 5 10 0 46 56.5 6 7 7 7.5 8 8 9 8.5 10 911 9.5 12 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
Ammoniakkonc., ppm Henry s lov Forudsætning: ph 7,2 & 4,0 g TAN pr. kg gylle Ammoniak ligevægt 70 60 50 40 30 20 10 0 10 15 20 25 30 Temperatur i gylle, C Kilde: Mats Andersson 1995
Ammoniakkonc., ppm Henry s lov Forudsætning: Gylletemp. 20 C, 4,0 g TAN pr. kg gylle Ammoniak ligevægt 40 35 30 25 20 15 10 5 0 6 6,5 7 7,5 Surhedsgrad, ph Kilde: Mats Andersson 1995
Ammoniakkonc., ppm Henry s lov Forudsætning: ph 7,2 & gylletemp. = 20 C Ammoniak ligevægt 35 30 25 20 15 10 5 0 2 3 4 5 6 Ammoniak/ammonium i gylle, g/kg Kilde: Mats Andersson 1995
Faktorer der påvirker ammoniakfordampning Model udarbejdet af Svend Morsing, DjF Bygholm efter Aarnink, 1997
Ammoniakreduktion Faktorer der påvirker ammoniakfordampningen 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 5 10 15 20 Gylletemperatur - reduktion fra 20 C Model udarbejdet af Svend Morsing, DjF Bygholm efter Aarnink, 1997
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 13,6 - - 2 15,0 10,4-11,7 12,6-13,9 4 13,9 9,3-11,7 12,4-13,9 - - - - Ammoniakemission Norm, kg N/stipl./år Målt, kg N/stipl./år Reduktion, pct. 2,5 1,42 43 0,6 0,15 75 8,3 2,4 71 4,4 2,2 48
Ammoniakfordampning som funktion af gylletemperaturen i kogylle 100 m 3 /m 2 h 50 m 3 /m 2 h Kilde: Andersson, 1995
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 = 21-24 W køleffekt/ko NH 3 reduktion: 11-23% Kilde: Gustafsson et al., 2005
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?
Fast betongulv med deltaskraber
Profileret gulv med skraber og dræn Thisted Fjerritslev Beton og LJM