Sistemul Național de Eliminare a Evacuării Poluanților (NPDES)

Subiecte AFOs

  • Prezentare generală a AFO-urilor
  • NPDES CAFO Permis
  • Reglementări și îndrumări
  • Compendiu de autorizații și programe de stat
  • Divulgare și educație
  • Utilizările gunoiului de grajd
  • Tehnologie și inovație


De-a lungul istoriei, oamenii care cresc animale și păsări de curte au folosit gunoiul de grajd ca îngrășământ, modificarea solului, sursă de energie, chiar și material de construcție. Gunoiul de grajd conține multe componente utile, reciclabile, inclusiv nutrienți, materie organică, solide, energie și fibre. Cu tehnologia actuală, gunoiul de grajd poate fi utilizat mai eficient și în mai multe moduri ca niciodată, ceea ce ar trebui să atenueze multe dintre impacturile asupra mediului care rezultă atunci când gunoiul de grajd este tratat ca o deșeu.

operații

Nutrienți

Agricultorii, grădinarii, peisagistii și alții folosesc în mod obișnuit gunoiul de grajd pentru animale ca îngrășământ pentru a furniza substanțele nutritive necesare pentru producția de culturi. Nutrienții pentru dejecții au o valoare reală ca îngrășământ. Valoarea îngrășămintelor de gunoi de grajd va crește odată cu creșterea prețului îngrășămintelor comerciale.

La fel ca îngrășămintele comerciale, gunoiul de grajd trebuie gestionat corespunzător pentru a evita impactul asupra mediului. Gunoiul de grajd are valoare îngrășământ în forma sa brută; cu toate acestea, procesarea gunoiului de grajd prin digestie, compostare sau alte mijloace poate produce materiale mai portabile și ale căror substanțe nutritive sunt mai disponibile pentru plante, mai echilibrate în funcție de necesitățile culturilor sau mai puțin predispuse la pierderi de mediu.

Gunoi de grajd proaspăt

Utilizarea gunoiului de grajd proaspăt ca îngrășământ pentru creșterea culturilor care vor fi alimentate înapoi la animale, fie direct, fie ca produs secundar al procesării ulterioare, este o modalitate excelentă de reciclare a nutrienților. În mod ideal, gunoiul de grajd proaspăt ar fi folosit la ferma în care este generat gunoiul de grajd sau la o fermă vecină, deoarece gunoiul de grajd proaspăt este scump pentru a transporta chiar și distanțe scurte.

Gunoiul de grajd este adesea aplicat pe uscat sub formă de semisolid sau lichid. Fermierii pot încorpora gunoiul de grajd în sol sau îl pot injecta sub suprafața solului pentru a reduce riscul de pierderi din scurgeri și probleme de miros. Uneori solidele de gunoi de grajd sunt separate de lichid. După separarea gunoiului de grajd lichid/solid, resturile de gunoi de grajd conțin încă aproximativ jumătate din substanțele nutritive originale. Solidele pot fi utilizate pentru așternut sau pentru alte utilizări, iar lichidele pot fi aplicate atât pe apă cât și pe fertilizarea culturilor.

Fermierii sunt cei mai frecvenți utilizatori de gunoi de grajd proaspăt pentru îngrășăminte, dar grădinarii de casă și peisagistii se fertilizează uneori cu gunoi de grajd proaspăt.

Compost

Compostarea gunoiului de grajd reduce reducerea mirosurilor, ucide agenții cauzatori de boli (agenți patogeni), reduce volumul și stabilizează gunoiul de grajd pentru o manipulare mai ușoară. O operațiune de compostare a gunoiului de grajd construită și gestionată corect poate procesa, de asemenea, mortalitatea Ieșirea (animale moarte) din operațiunile de creștere a animalelor. În unele părți ale țării, operațiunile de compostare trebuie gestionate intens pentru a garanta compostul fără patogeni care îndeplinește atât cerințele reglementărilor de sănătate, cât și percepția publică.

Compostul poate fi aplicat mai uniform și cu un control mai bun decât gunoiul de grajd. Azotul din compost nu este la fel de ușor disponibil pentru plante ca azotul în gunoiul de grajd proaspăt, dar disponibilitatea fosforului, potasiului și a altor substanțe nutritive din compost este similară sau mai mare decât disponibilitatea acelor substanțe nutritive din gunoiul de grajd proaspăt.

Fermierii și fermierii pot folosi gunoi de grajd compostat în propriile operațiuni ca îngrășământ sau așternut. Vânzările de compost pot elimina excesul de nutrienți din ferme și ferme care nu își pot folosi toți nutrienții pentru gunoi de grajd pentru propriile nevoi.

Compostul este mai puțin costisitor de transportat decât gunoiul de grajd proaspăt datorită conținutului său scăzut de umiditate și mai profitabil de transportat datorită valorii sale de piață mai mari. Aceasta înseamnă că compostul are un potențial mai mare de utilizare în zone mai îndepărtate de fermă. Compostul de gunoi de grajd poate fi utilizat în mai multe scopuri în zonele non-agricole, inclusiv restaurarea amplasamentului, controlul eroziunii, remedierea solului și refacerea zonelor umede.

  • North America Dakota State State Extension’s Composting Animal Bejectures (PDF) (8 pp, 358 K, Despre PDF) Ieșire
  • Compostarea Departamentului Sănătății și Mediului din Kansas la instalațiile pentru creșterea animalelor (PDF) (5 pp, 387 K, Despre PDF) Ieșiți

Alte produse de gunoi de grajd

Peletizarea compactează gunoiul de grajd proaspăt la temperatură și presiune ridicate pentru a-l transforma într-un produs finit uscat. Peletele sunt utile ca ameliorare a solului sau îngrășământ. Deoarece peletele ocupă un volum mai mic, pot fi depozitate și transportate mai ușor decât gunoiul de grajd. În unele cazuri, prelucrarea poate avea ca rezultat un produs cu un conținut de nutrienți consistent și previzibil, făcându-l mai convenabil pentru producția de culturi și alte utilizări. Procesul de peletizare este utilizat în principal pentru gunoiul de păsări, dar ar putea fi aplicat solidelor separate de alte gunoi de grajd.

Tehnologiile de extracție a nutrienților sau tehnologiile de recuperare a nutrienților de gunoi de grajd pot elimina substanțele nutritive din gunoi de grajd pentru produsele de îngrășământ. Extracția nutrienților elimină nutrienții elementari din gunoiul de grajd brut, lichidele separate sau reziduurile de digestie anaerobă prin precipitare chimică sau coagulare. Exemple de produse de îngrășăminte care pot fi generate cu ajutorul sistemelor de extracție a nutrienților sunt cristale de sulfat de amoniu, fosfat de calciu și sulfat de magneziu amoniu (struvit).

Conversia biomasei

Bioconversia implică creșterea organismelor pe gunoi de grajd sau nutrienți pentru gunoi de grajd și apoi recoltarea acestora pentru a fi utilizate ca componente ale hranei pentru animale, îngrășământ sau modificări ale solului.

Algele cultivate cu substanțe nutritive din apele uzate din lactate pot fi recoltate pentru a produce un produs utilizat în îngrășăminte vegetale și suplimente alimentare bogate în proteine ​​pentru hrana animalelor. Larvele cu muște soldat negru mănâncă gunoi de grajd, ucid agenți cauzatori de boli (agenți patogeni) și transferă nutrienții gunoiului de grajd în corpul lor. Larvele bogate în nutrienți sunt un produs cu valoare adăugată care poate fi exportat de la fermă. Furajele bogate în proteine ​​realizate cu astfel de produse pot valora până la 500 USD pe tonă. Gunoiul de grajd rămas după recoltarea larvelor este util ca amendament al solului sau îngrășământ similar cu compostul.

Vermicompostarea folosește viermi pentru a digera gunoiul de grajd, creând produse fără patogeni, bogate în nutrienți, care pot fi vândute și exportate de la fermă. Viermii produc piese turnate bogate în nutrienți. Piesele turnate, împreună cu gunoiul de grajd folosit pentru creșterea viermilor, sunt utile ca îngrășământ sau modificare a solului. Se spune că acest vermicompost conține mai mulți nutrienți disponibili ai plantelor decât compostul convențional. În plus față de veniturile din vânzarea vermicompostului, viermii pot fi vânduți ca momeală de pescuit sau prelucrați pentru hrană suplimentară pentru operațiunile de păsări sau pești.

Materie organică

Fermierii, grădinarii și alții folosesc gunoiul de grajd pentru a îmbunătăți calitatea solului. În plus față de furnizarea de substanțe nutritive pentru creșterea plantelor, aplicarea gunoiului de grajd proaspăt sau compostat pe terenurile de cultură îmbunătățește materia organică și înclinarea solului (condițiile fizice care fac un sol potrivit pentru cultivarea culturilor). Aplicarea gunoiului de grajd pe terenurile cultivate crește cantitatea de materie organică din sol, care îmbunătățește structura solului și poate crește capacitatea solului de a reține apa.

Creșterea materiei organice din sol ajută, de asemenea, la menținerea carbonului în sol („sechestrarea carbonului”) și în afara atmosferei, unde poate forma dioxidul de carbon al gazelor cu efect de seră. Gunoiul de grajd oferă aceste beneficii atunci când este aplicat sub formă brută sau când solidele sunt aplicate după separarea solid-lichid, peletizare, digestie sau compostare.

  • Raport Biochar orientat către SUA: Evaluarea beneficiilor Biochar pentru Statele Unite ale Americii (PDF) (84 pp, 1,5 MB, Despre PDF) Ieșire - Raport de Centrul pentru Securitate Energetică și de Mediu și Inițiativa Biochar din Statele Unite.

Solid

Unele ferme lactate folosesc rumeguș, așchii de lemn, paie, nisip sau alte materiale achiziționate ca așternut pentru animale. Lenjeria de pat poate fi costisitoare - de la 40 $ la 50 $/vacă/an. În ultimele decenii, materialele tradiționale pentru așternut, cum ar fi rumegușul sau nisipul, au devenit mai scumpe. Materialul solid poate fi recuperat din gunoi de grajd (prin separare solid-lichid, compostare sau digestie anaerobă) și utilizat ca așternut, înlocuind materialele cumpărate de la fermă.

  • Utilizarea solidelor uscate de gunoi de grajd ca așternut pentru vacile de lapte (PDF) (9 pp, 487 K, Despre PDF) Ieșire - Raport de Cornell Waste Management Institute.

Energie

  • Utilizarea gunoiului de grajd pentru îngrășăminte și pentru energie: Raport către Congres - Raportul USDA afirmă că utilizarea gunoiului de grajd pentru producerea de energie nu ar aduce atingere utilizării gunoiului de grajd pentru îngrășăminte, deoarece procesele utilizate pentru a produce energie lasă nutrienții gunoiului de grajd ca reziduuri pentru a fi utilizate în altă parte.

Biogaz

Biogazul recuperat de la digestoarele anaerobe este util pentru generarea de căldură sau electricitate pentru a fi utilizate în fermă sau pentru a le vinde la rețeaua electrică locală. Producția de biogaz folosește de obicei gunoi de lapte sau porc din cauza potențialului lor relativ mare de producere a metanului. Cu toate acestea, unii digestori din S.U.A. folosiți gunoi de vită sau gunoi de pasăre ca materii prime.

Gazul din digestia anaerobă este de aproximativ 60 până la 80% metan și are o valoare de încălzire de 600 - 800 BTU/ft 3. (Ca o comparație, gazul natural conține în general mai mult de 85% metan și are o valoare de încălzire de aproximativ 950 - 1050 BTU/ft 3). Majoritatea echipamentelor care utilizează gaze naturale, butan sau propan ca combustibil pot fi modificate pentru a utiliza biogaz. Aceasta include cazane, încălzitoare de spațiu și generatoare electrice.

Deoarece digestorii captează metanul și alți poluanți atmosferici, reduc emisiile nocive de aer din gunoi de grajd și asigură un control superior al mirosurilor. Utilizarea biogazului din digestori compensează, de asemenea, consumul de combustibil și emisiile provenite din combustibilii fosili neregenerabili.

  • Programul AgSTAR al EPA conține mai multe informații despre digestia anaerobă a gunoiului de grajd pentru energie.

Ulei bio

Combustibilii lichizi bio-ulei pot fi produși din gunoi de grajd prin procese termochimice, cum ar fi piroliza și gazificarea. Bioconversia, cum ar fi creșterea algelor cu nutrienți de gunoi de grajd, este un alt proces care poate produce bio-ulei.

Bio-uleiurile sunt fizic diferite de păcura pe bază de petrol. De exemplu, bio-uleiurile au un conținut de energie mai mic pe galon și o aciditate mai mare decât păcura pe bază de petrol. Cu toate acestea, testele indică faptul că bio-uleiul ar putea fi utilizat pentru aplicații precum încălzirea sau generarea de energie electrică.

Experiența comercială cu biodiesel a fost foarte promițătoare. Biodieselul funcționează la fel ca și motorina din petrol, reducând în același timp emisiile în aer de particule, monoxid de carbon, hidrocarburi și oxizi de sulf.

  • Tehnologia pirolizei: soluție ecologică pentru gestionarea nutrienților în Golful Chesapeake (PDF) (35 pp, 2,9 MB, Despre PDF).
  • Programul de tehnologie alternativă și regenerabilă pentru combustibili și vehicule din California Ieșiți din proiecte care produc producția de biodiesel la scară comercială din gunoiul de lapte uscat în aer ar putea duce la până la 6,8 milioane de galoane de motorină regenerabilă anual, 30 până la 50 de locuri de muncă cu normă întreagă și reduceri anuale de gaze cu efect de seră de 851.050 tone de dioxid de carbon echivalent [CO2e] metan și 720.666 tone CO2e oxizi de azot.

Cânta

Gazificarea poate acoperi gunoiul de grajd (în prezent, în principal, gunoi de pasăre) într-un combustibil sintetic compus dintr-un amestec de vapori de apă, gudroane, hidrogen gazos, monoxid de carbon, dioxid de carbon, azot gazos și gaze hidrocarbonate. O parte din gaz se condensează pentru a forma un bio-ulei combustibil. Gazul rămas poate alimenta o varietate de sisteme de putere, inclusiv motoare cu piston alternativ, turbine cu gaz și celule de combustibil.

Fibră

Este posibil să se producă produse specializate cu valoare adăugată din gunoiul de grajd pentru animale pentru comercializare către consumatori pe baza conținutului de fibre al gunoiului de grajd. În cea mai mare parte, exemplele date mai jos sunt fie experimentale, fie realizate la scară tip boutique. Majoritatea implică extragerea și utilizarea fibrei solide din gunoi de grajd.

  • Înlocuitor de mușchi de turbă. Fibrele recuperate din digestia anaerobă a dejecțiilor lactate sunt utile ca mediu de creștere a plantelor. Testele de creștere a plantelor au arătat că, atunci când este procesată corespunzător, fibra funcționează ca mușchiul de turbă pentru cultivarea plantelor container.
  • Produse din fibră de noutate. Fermierii și alți inovatori găsesc modalități creative de a face produse cu valoare adăugată din fibre recuperate din gunoi de grajd.
    • Ghivece de pepinieră, ghivece de pornire a semințelor pe bază de fibre de gunoi de grajd, realizate cu gunoi de grajd biodegradabil compostat de vacă.
    • Sculpturi realizate cu gunoi de grajd compostat și comercializate ca artă de grădină fertilizantă.
    • Hârtie fabricată din gunoi de grajd prelucrat de la o varietate de animale, inclusiv elefanți și vaci. Gunoiul de grajd uscat este clătit în apă, lăsând fibra nedigerată, care este fiartă și amestecată cu alte fibre naturale pentru a produce o varietate de produse din hârtie.
  • Materiale de construcții. Fibra de gunoi de grajd recuperată a fost inclusă în plăci de fibre pentru construcții de clădiri.

Contactați-ne pentru a pune o întrebare, pentru a oferi feedback sau pentru a raporta o problemă.