FarmTest - Bygninger nr. 20-2005 Gylleseparering Kemira Miljø A/S Orienterende undersøgelse af anlægget hos gårdejer Svend Clausen i samarbejde med Kemira Miljø A/S
Gylleseparering Kemira Miljø A/S Orienterende undersøgelse af anlægget hos gårdejer Svend Clausen i samarbejde med Kemira Miljø A/S Af Torben Ravn Pedersen, Dansk Landbrugsrådgivning, NordVest Agro
Titel: Gylleseparering Kemira Miljø A/S Forfatter: Konsulent Torben Ravn Pedersen, Dansk Landbrugsrådgivning, NordVest Agro Review: Specialkonsulent Jørgen Hinge, Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret, Byggeri og Teknik Layout: Sekretær Marianne Mikkelsen, Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret, Byggeri og Teknik Tryk: Dansk Landbrugsrådgivning, Landscentret Udgave: 1. udgave 2005 Oplag: 125 stk. Rapporten koster 110 kr. + moms og forsendelse og kan bestilles via internet på adressen www.landscentret.dk/netbutikken samt på telefon 87 40 55 00 Udgiver: Dansk Landbrugsrådgivning Landscentret Byggeri og Teknik Udkærsvej 15, Skejby 8200 Århus N Telefon 8740 5000 Fax 8740 5010 E-mail farmtest@landscentret.dk www.farmtest.dk ISSN: 1601-6815 Gylleseparering Kemira Miljø A/S 3
Forord Denne FarmTest omhandler undersøgelser vedrørende gyllesepareringsanlægget hos gårdejer Svend Clausen, Østermøllevej 34, 7900 Nykøbing Mors. Projektet blev igangsat i samarbejde med Kemira Miljø A/S. Dansk Landbrugsrådgivning vil gerne takke Svend Clausen og Kemira Miljø A/S for samarbejdet. Du kan også følge med i lignende undersøgelser eller læse om mange andre FarmTest på www.farmtest.dk. Ivar Ravn Dansk Landbrugsrådgivning Landscentret Byggeri og Teknik Skejby, januar 2005 Gylleseparering Kemira Miljø A/S 4
Indhold Forord...4 1. Sammendrag og vurderinger...6 2. Baggrund og formål med undersøgelsen...7 3. Anlægsbeskrivelse...8 3.1 Tilsætningstoffer... 11 4. Resultater...12 4.1 Opsamling af data...12 4.2 Driftsresultater... 12 5. Vurdering af resultater...13 5.1 Realiseret kapacitet...13 5.2 Specifikt forbrug af hjælpestoffer...13 5.3 Omkostninger til hjælpestoffer og energi... 13 5.4 Fordeling af mængder fra separation...14 5.5 Analyser af fraktioner...14 5.6 Fordeling af næringsstoffer/opkoncentrering af næringsstoffer... 16 5.6.1 Fordeling af næringsstoffer - kvælstof...17 5.6.2 Fordeling af næringsstoffer - organisk kvælstof...17 5.6.3 Fordeling af næringsstoffer - fosfor...17 5.6.4 Konklusion på opkoncentrering af næringsstoffer...18 6. Anlægsejers kommentarer og anbefalinger... 19 7. Kemira Miljø kommentarer og anbefalinger... 20 Bilag 1 Registrerede data for forsøget... 21 Bilag 2 Beskrivelse af tilsætningsstoffer...22 Bilag 3 Beskrivelse af tilsætningsstoffer...23 Gylleseparering Kemira Miljø A/S 5
1. Sammendrag og vurderinger Dansk Landbrugsrådgivning har i perioden fra den 1. oktober til den 15. december 2004 fulgt Kemira Miljø A/S anlæg til separering af gylle. Anlægget, der er en mobil enhed, har i afprøvningsperioden kørt hos Svend Clausen, Østermøllevej 34, 7900 Nykøbing Mors. Anlægget har i perioden behandlet 873 ton gylle med en gennemsnitlig kapacitet på 6,7 ton pr. time. Anlægget har været i drift i kortere og længere perioder af gangen afhængig af den gyllemængde, der har været til rådighed fra bedriften. Anlægget har i perioden haft følgende forbrug af hjælpestoffer: Periode Polymerforbrug, Vandforbrug, El-forbrug, kg pr. ton gylle m 3 pr. ton gylle kwh pr. ton gylle 1/10 1/11 0,48 0,05 1,78 1/11 15/12 0,28 0,05 1,87 Anlægget har i perioden haft følgende forbrug: Periode Polymer forbrug Vandforbrug El Variabel omkostning kr. pr. ton gylle kr. pr. ton gylle kr. pr. ton gylle kr. pr. ton 1/10 1/11 11,59 0,18 0,89 12,67 1/11 15/12 6,83 0,18 0,93 7,94 Opstart og drift af anlægget har ikke givet anledning til betjeningsmæssige eller tekniske problemer. Anlægsejer påpeger, at: Ved igangsætning og drift af anlægget har der været en god support fra Kemira Miljø A/S. Anlæggets teknik er simpel og overskuelig og kan ved daglig drift sammenlignes med øvrig teknik, der findes på en landbrugsejendom. Tidsforbrug ved anlægget har været ca. ½ time ved opstart samt lidt tid til overvågning og borttransport af fiber. Anlægsproducenten påpeger, at: FarmTesten viser, at vores forventninger til anlægget nu holder. Vores primære indsatsområde på anlægget vil være at øge kapaciteten. Vi forventer at kunne øge den til 8 til 12 m 3 pr. time med enkle midler. Ud fra de foretagne analyser af gylle og fraktioner samt måling af tilledte og fraførte mængder, vurderer Dansk Landbrugsrådgivning, at anlægget i perioden har levet op til definitionen af et lavteknologisk anlæg jvf. Bekendtgørelse om husdyrhold og arealkrav mv. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 6
2. Baggrund og formål med undersøgelsen Dansk Landbrugsrådgivning har i perioden fra den 1. oktober til den 15. december 2004 fulgt Kemira Miljø A/S anlæg til separering af gylle. Anlægget, der er en mobil enhed, har i afprøvningsperioden kørt hos Svend Clausen, Østermøllevej 34, 7900 Nykøbing Mors. Formålet med undersøgelsen har været: At indsamle og formidle driftsdata og -erfaringer for anlægget gennem en given driftsperiode. At sammenholde disse data med de anlægsspecifikationer, der er opstillet af Kemira Miljø A/S. At vurdere, om anlægget lever op til betegnelsen lavteknologisk separingsanlæg. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 7
3. Anlægsbeskrivelse Anlægget er opbygget i en lastbils kølekærre for at være mobilt, så det kan bruges flere steder. Kølekærren er ud- og indvendig beklædt med glasfiber for at lette rengøringen. Der er i det hele taget tænkt over, at anlægget skal være rengøringsvenligt og er som standard udstyret med højtryksrenser. Figur 1. Kemira Miljø A/S' mobile anlæg til gylleseparation. Sikring mod spild og lækage af gylle sker ved, at anlægget er udstyret med flowvagt flere steder og ved overløbssikring af kar. Sker der en opstuvning af materiale eller en lækage ved anlægget, sker der automatisk en nedlukning af anlægget, og der sendes en alarm over mobiltelefon til driftspersonalet. Yderligere står anlægget på en betonplads med afløb til fortank, så eventuelt spild opsamles. Kar og bånd er udført i plastik og rustfrie materialer, og anlægget er forsynet med højtryksanlæg til rengøring. Anlægget kræver 380 volt elforsyning og en tomme vandtilslutning. Derudover kræves det, at der er en container eller lignende til opsamling af fiber samt en tank til reject. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 8
Figur 2. Diagram af Kemira miljøanlægget. Anlægget er PLC-overvåget, så anlægget vil standse, hvis der opstår ophobning, eller der ikke er tilførsel af gylle eller hjælpestoffer. Rågyllen tages fra ejendommens fortank og køres gennem en snitterpumpe (figur 3), der findeler eventuelle større partikler i gyllen. Figur 3. Snitterpumpe ved gylleindløb. Herefter pumpes gyllen ind i anlæggets blandekamre, som er under omrøring. I disse kamre bliver gyllen tilsat polymer og eventuelle fældningsmiddel. Polymeren opløses i Gylleseparering Kemira Miljø A/S 9
vand, inden den tilsættes gyllen. Efter tilsætning af polymer flokulerer de faste partikler i gyllen sammen til små to til otte millimeter store klumper. Efter fældningen ledes tørstoffet op på et filterbånd, hvor væsken ledes væk gennem båndet. Figur 4. Filterbånd til fraseparering af fiber. Tørstoffet ledes fra båndet og ned i en stempelpresser, der føder en nyudviklet skruepresse, hvor der frasepareres yderligere væske. Den afvandede fiber komprimeres og presses gennem en slange til en container. Figur 5. Skrue- og stempelpresse. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 10
Figur 6. Mobilt separationsanlæg og container til fiberfraktion. Væskefraktionen fra filterbånd og presseren ledes til ejendommens gyllebeholder. Alle funktioner i anlægget foregår langsomt, og der er et meget lavt støjniveau fra anlægget. 3.1 Tilsætningsstoffer For at separere gyllen blev denne tilsat polymer og fældningsmiddel. Før polymeren kan tilsættes gyllen, bliver den opløst i vand. Den tilsatte polymer var Optifloc C-2364. Det anvendte fældningsmiddel var Pix 115. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 11
4. Resultater 4.1 Opsamling af data Følgende parametre er registreret: Driftstimer. Mængder af behandlet biomasse. Mængde af de forskellige produkter fra separeringen. Totalt elforbrug. Mængder af forbrugsstoffer. Indhold af næringsstoffer i biomasse og fraktioner. Aflæsning af driftsdata er foretaget af Svend Clausen og Torben Ravn Pedersen, Dansk Landbrugsrådgivning. Prøver til analyser for næringsstofindhold er udtaget af Preben Nissen, Kemira Miljø A/S og Jørgen Hinge, Dansk Landbrugsrådgivning. Prøverne er efterfølgende analyseret af OK Laboratorium for Jordbrug. 4.2 Driftsresultater Af bilag 1 fremgår de registrerede data for ovennævnte parametre, og ud fra disse parametre er følgende beregnet: Realiseret kapacitet. Specifikt forbrug af hjælpestoffer. Fordeling af mængder af fraktioner fra separation. Massebalance. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 12
5. Vurdering af resultater 5.1 Realiseret kapacitet Anlægget har i perioden behandlet 873 ton gylle med en gennemsnitlig kapacitet i perioden på 6,70 ton pr. time. Anlæggets kapacitet har varieret en til to ton pr. time afhængig af type af husdyrgødning. Anlæggets kapacitet er af producenten opgivet til seks til ti ton pr. time, og den specifikke kapacitet i perioden har været inden for dette interval. FarmTesten har vist, at separationsanlægget har haft en kapacitet på 6,7 ton pr. time. 5.2 Specifikt forbrug af hjælpestoffer Der er i hele testperioden brugt polymer af typen Optifloc C-2364 (for beskrivelse, se bilag 2). Efter nogen tids drift viste det sig, at den monterede fødepumpe til polymer var for lille, og den 1. november 2004 blev denne udskiftet til en større pumpe, hvilket kom til udtryk i et noget lavere polymerforbrug. Der blev kun i en kort periode tilsat jernsulfat (Pix 115, for beskrivelse, se bilag 3) som fældningsmiddel, idet det viste sig, at flokuleringen kunne foregå tilfredsstillende uden tilsætning. Forbruget af jernsulfat er derfor ikke medtaget i denne opgørelse. Forbrug af hjælpestoffer. Periode Polymerforbrug, Vandforbrug, Elforbrug, kg pr. ton gylle m 3 pr. ton gylle kwh pr. ton gylle 1/10 1/11 0,48 0,05 1,78 1/11 15/12 0,28 0,05 1,87 Til opløsning af polymeren er der blevet tilsat 50 liter vand pr. ton gylle. Elforbruget til anlægget har været på 1,7 til 1,9 kwh pr. ton gylle. Kemira Miljø A/S har i anlægsspecifikationerne beskrevet, at når anlægget producerer produkter, der lever op til definitionen af lavteknologisk separation, skal der anvendes ca. 0,5 kg fældningsmiddel (jern) og 0,2-0,3 kg polymer. I testperioden har polymerforbruget svinget fra 0,28 til 0,48 kg pr. ton gylle, og der har kun i en meget begrænset periode været brugt fældningsmiddel. 5.3 Omkostninger til hjælpestoffer og energi Med det skitserede forbrug af hjælpestoffer og energi kan der med udgangspunkt i en strømpris på 0,5 kr. pr. kwh, 3,5 kr. pr. m 3 vand og 24 kr. pr. kg polymer beregnes følgende behandlingspriser. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 13
Variable omkostninger ved gylleseparation. Periode Polymerforbrug, Vandforbrug, Elforbrug, Variabel omkostning, kr. pr. ton gylle kr. pr. ton gylle kr. pr. ton gylle kr. pr. ton 1/10 1/11 11,59 0,18 0,89 12,67 1/11 15/12 6,83 0,18 0,93 7,94 Omkostningerne til hjælpestoffer har varieret fra 7,94 til 12,67 kr. pr. ton gylle. Til vurdering af den totale omkostning til gylleseparation skal der også medtages omkostninger til forrentning og afskrivning af anlægget samt eventuelle anlægsinvesteringer. Ud fra målinger i undersøgelsen kan det beregnes, at de variable omkostninger til Kemia Miljø A/S Separation har varieret fra 7,94 til 12,67 kr. pr. ton gylle. 5.4 Fordeling af mængder fra separation Ud af de 873 ton gylle og 44,5 ton vand blev der i perioden produceret 82,3 ton fiber og 764 ton reject. Mængden af fiber har i testperioden udgjort mellem 9 til 13 % af gyllemængden. I forbindelse med målinger over tilført gylle og producerede mængder separationsprodukter har der været nogen usikkerhed omkring målinger. Kun 92 % af det registrerede input er registreret som output. Det skyldes formodentlig unøjagtigheder ved flowmålere og vejninger af fiber. Fordeling af forarbejdet husdyrgødning. Rågylle Reject Fiber Total mængde, ton 873* 764 82,3 Mængde fordeling, % 100 87,5 9 *) derudover er anvendt 44,5 m 3 vand. Undersøgelsen har vist, at 9 % af den behandlede gylle frasepareres i fiberfraktionen. 5.5 Analyser af fraktioner I testperioden er der udtaget prøver af rågylle og separationsprodukter fire gange. Analyserne er straks efter udtagning bragt til analyse hos OK Laboratorium for Jordbrug. I følgende figurer kan fraktionernes sammensætning ses. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 14
Rågylle 6 5 kg pr. ton og tørstofprocent 4 3 2 19-10-04 02-11-04 23-11-2004 29-11-04 1 0 Tørstof % Total N NH4-N P K Figur 6. Rågyllens indhold af næringsstoffer. Sammensætning fiberfraktion 40 35 30 kg pr. ton og tørstofprocent 25 20 15 19-10-04 02-11-04 23-11-2004 29-11-04 10 5 0 Tørstof % Total N NH4-N P K Figur 7. Fiberfraktionenes indhold af næringsstoffer. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 15
Reject 4 3,5 3 kg pr. ton og tørstofprocent 2,5 2 1,5 19-10-04 02-11-04 23-11-20 29-11-04 1 0,5 0 Figur 8. Tørstof % Total N NH4-N P K Rejectvæskens indhold af næringsstoffer. Der har været nogen variation i gyllen samt fraktionernes indhold af næringsstoffer fra gang til gang. Dette skyldes især, at gyllens sammensætning har varieret alt afhængig af, hvilket staldafsnit der blev behandlet gylle fra på den pågældende prøvedato. 5.6 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: 1. De næringsstofrige fraktioner (koncentraterne) tilsammen skal indeholde mere end 20 pct. af gyllens kvælstof og mere end 60 pct. af gyllens fosfor. 2. Disse fraktioner (koncentraterne) har en gennemsnitlig koncentration, mængdevægtet af kvælstof og fosfor, der for både kvælstof og fosfor er mindst 1,5 gange højere end koncentrationen i den ubehandlede gylle. Under FarmTesten er der udtaget flere sæt analyser af de forskellige fraktioner for data, se bilag 2. Strømmen af væsker ind og ud af anlægget er målt med flowmålere, ligesom den fraseparerede fiber er blevet vejet over en brovægt. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 16
Disse enkelte analyser kan ikke danne grundlag for en egentlig massebalance, da der i forløbet er brugt gylle fra både sostalde og smågrisestalde, hvilket giver usikkerhed vedrørende indholdet af næringsstoffer i indgangsgyllen. Ligeledes vil der skulle udtages et større antal analyser af rejectet for at lave en egentlig massebalance. Dette ligger uden for rammen af denne undersøgelse. Det er forsøgt at få en indikation af, om anlægget lever op til Landbrugsloven. Nedenstående massebalance er lavet med udgangspunkt i et gennemsnit af de foretagne analyser. 5.6.1 Fordeling af næringsstoffer - kvælstof Størstedelen af gyllens kvælstof genfindes i rejectfraktionen, og nedenstående beregninger viser, at ca. 28,5 % af kvælstoffet findes i fiberfraktionen. Massebalance kvælstof. Massebalance Kg N pr. ton Mængde ton Total N kg N regnskab % Rågylle 3,8 873,0 3.334,9 100,0 Reject 2,9 764,0 2.215,6 66,4 Fiber 11,6 82,3 951,4 28,5 Anlægget har frasepareret 28,5 % af gyllens kvælstof i fiberfraktionen. 5.6.2 Fordeling af næringsstoffer - organisk kvælstof Massebalance organisk kvælstof Massebalance Kg N pr. ton Mængde ton Total N kg N regnskab % Rågylle 1,3 873,0 1.152,4 100,0 Reject 0,4 764,0 305,6 26,5 Fiber 8,1 82,3 663,3 57,6 Af ovenstående tabel ses det, at langt størsteparten af gyllens organiske kvælstof frasepareres i fiberfraktionen. 5.6.3 Fordeling af næringsstoffer - fosfor Masse balance fosfor. Massebalance Kg P pr. ton Mængde ton Total P kg P regnskab % Rågylle 0,9 873,0 785,7 100,0 Reject 0,3 764,0 191,0 24,3 Fiber 7,0 82,3 576,1 73,3 Anlægget har frasepareret > 70 % af gyllens fosfor i fiberfraktionen. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 17
5.6.4 Konklusion på opkoncentrering af næringsstoffer Kun detaljerede analyser kan danne grundlag for en egentlig massebalance, og dette ligger uden for rammerne af undersøgelsen. Ved beregning ud fra de foreliggende data viser det sig, at anlægget fraseparerer væsentligt mere kvælstof end de 20 %, der beskrives i bekendtgørelsen for lavteknologiske separationsanlæg. Vedrørende fosfor er der frasepareret > 70 %, og bekendtgørelsen beskriver, at der minimum skal frasepareres 60 % af gyllens fosfor. Anlægget har i perioden levet op til bekendtgørelsens krav til lavteknologisk separation. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 18
6. Anlægsejers kommentarer og anbefalinger I forbindelse med opstart af anlægget var der enkelte driftsmæssige problemer, og der har været en god support fra Kemira Miljø A/S. Anlæggets teknik er simpel og overskuelig og kan ved daglig drift sammenlignes med øvrig teknik, der findes på en landbrugsejendom. Tidsforbrug ved anlægget har været ca. en halv time ved opstart samt tid til overvågning og borttransport af fiber. Anlægget har i testperioden ikke været flyttet, og tidsforbrug ved dette er derfor ikke kendt. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 19
7. Kemira Miljø kommentarer og anbefalinger Der har været tilfredshed med anlæggets drift i perioden. Der har været enkelte driftsmæssige problemer, som blev rettet i testperioden. Pumpen til polymeropblanding blev skiftet. Da pumpen til polymeropblanding blev skiftet til en støre, faldt polymerforbruget til det forventede. Testen viste også, at det er meget vigtigt, at rågyllen er under omrøring, da variationen i rågyllen ellers bliver for stor med ustabilt forbrug af tilsætningsstoffer til følge. Tidsforbruget på ca. ½ time pr. opstart er som forventet. Der har været enkelte driftsforstyrrelser, som er rettet, og en tragt skal forstørres for at undgå tilstopning. Snittepumpen bliver nu efter afprøvningsperioden monteret inde i containeren. FarmTesten viser, at vores forventninger til anlægget nu holder. Vores primære indsatsområde på anlægget vil være at øge kapaciteten. Vi forventer, at kunne øge den til 8-12 m 3 pr. time med enkle midler. Gylleseparering Kemira Miljø A/S 20
Bilag 1. Registrerede data for forsøget Dataopsamling Dato Flowmåler Flowmåler El, Vandur, Polymer, Fiber, Timegylle ind, m 3 reject, m 3 kwh m 3 kg kg tæller 01.10.2004 124 1.771 0,2 2,66 0 0 0 05.10.2004 9040 13.10.2004 222 1.868 179,6 7,63 56,5 19.10.2004 312 1.952 336 12,0 95,6 10.420 01.11.2004 442 2.072 567 19,0 153,0 11.520 1,15 26.11.2004 730 2.309 1.118 32,8 202,9 20.280 43,0 03.12.2004 839 2.399 1.308 37,8 249,3 12.000 57,5 09.12.2004 931 2.471 1.466 42,5 289,8 10.280 71,0 15.12.2004 997 2.535 1.603 47,2 311,6 8.780 83,5 Gylleseparering Kemira Miljø A/S 21
Bilag 2. Beskrivelse af tilsætningsstoffer Gylleseparering Kemira Miljø A/S 22
Bilag 3. Beskrivelse af tilsætningsstoffer Gylleseparering Kemira Miljø A/S 23