Jedním z vedlejších produktů zemědělské a živočišné činnosti je hnůj, který vzniká v místech, kde se ve velkém shromažďují zvířata. Exkrementy zabírají velkou plochu a je nutné je včas odstranit, aby byla zachována hygienická nezávadnost v prostorách, kde se nacházejí zaměstnanci a zvířata. Upravený hnůj lze plně znovu použít na farmě, a proto to podniky a zemědělci praktikují, aby snížili náklady a dosáhli cílů produkce.
Obsah
- Výhody hnojení hnojivy
- Struktura
- Závislost charakteristik na způsobu odstraňování
- Pravidla a způsoby skladování hnoje
- Potřeba zpracování hnoje
- Použití čerstvé hmoty
- Způsoby zpracování a likvidace hnoje
- Klasické kompostování
- Enzymatické kompostování
- Vermikompostování
- Granulační metoda
- Tepelná metoda (sušení)
- Zpracování larvami much
- Infuze ve vodě
- Výroba energie
- Výroba palivových briket nebo pelet
- Výroba bioplynu
- Výroba pyrolýzního plynu
- Recyklace na lepenku a papír
- Použití jako izolace
- Zpracování různých druhů hnoje
- Zařízení pro zpracování
- Typy přijatých produktů
- Proč je hnůj nebezpečný pro životní prostředí?
- Jak správně používat hnůj jako hnojivo
- Jak se dnes likviduje hnůj
- 5 moderních způsobů zpracování hnoje
- Likvidace kapalných a pevných frakcí kejdy
- Jak vyřešit problém s přepravou hnoje na farmách
Výhody hnojení hnojivy
Rozsah použití hnoje je omezen na stejnou oblast, kde se tvoří – zemědělství a chov hospodářských zvířat. Je to dáno přirozenými cykly přírodních procesů, ve kterých objem produkce kejdy nepřesahuje možné objemy spotřeby jako hnojiva. Souvisí to také s tím, že hnůj se obvykle používá ve stejném hospodářství, kde vznikl – to snižuje náklady na dopravu.
Podniky a zemědělci používají hnůj k ošetření horní vrstvy půdy, aby se zvýšila úrodnost, produktivita a další vlastnosti půdy.
Struktura
Zlepšení plodnosti nebo výnosu souvisí se složením hnoje v závislosti na potravě zvířete (skot má více vláhy, ptáci suchou potravu), možné podestýlce (sláma, pelety) a způsobu sběru exkrementů. Podíl obsažených látek se mezi zvířaty liší, ale samotné složky jsou společné všem:
| Komponenta | Podíl, % | popis |
|---|---|---|
| Voda | 50-80 | Hlavní komponenta |
| Organické | 20-35 | Záleží na vrhu a druhu zvířete |
| Stopové prvky | na 2,5 | Závisí na potravě zvířete: dusík (největší podíl), fosfor, draslík, vápník, hořčík, síra, chlór, křemík, hliník, železo |
Závislost charakteristik na způsobu odstraňování
Úprava podílu obsahu složky je možná při volbě způsobu odstraňování kejdy z místa původu.
Existují 4 způsoby odstraňování hnoje:
- manuál;
- mechanické;
- spláchnout;
- gravitace
Na soukromých farmách je běžná ruční práce, proto se hnůj odstraňuje ručně lopatami, s velkými ztrátami vody, ale se zvýšeným podílem organické hmoty v důsledku zachycení podestýlky. Velké zemědělské podniky a podniky zabývající se chovem hospodářských zvířat používají automatizovaná gravitační zařízení, která odstraňují exkrementy až do jejich akumulace. Nejvyšší úrovně vlhkosti se dosáhne splachovací metodou.
Pravidla a způsoby skladování hnoje
Podniky a farmy jsou povinny okamžitě odstranit vzniklý hnůj, aby byly zachovány hygienické požadavky na prostory.
Pro sběr a skladování se hnůj ukládá ve vrstvách, které se liší teplotou: čím vyšší teplota, tím vyšší ztráta živin.
. Pro úplné zachování všech užitečných součástí se horký hnůj chladí. V závislosti na dostupnosti zařízení se používají celkem 3 způsoby akumulace hnoje:
| Metoda | Teplota, °C | popis | Stav součásti | Další zařízení na zpracování |
|---|---|---|---|---|
| Jisté | 60-70 | Nejžhavější, hnůj se hromadí na hromadě | Organické složky se ztrácejí v důsledku nerovnoměrného rozložení hmoty | Není třeba |
| Volně husté | 60-70 | Metoda lisování za tepla, při které se hnůj hromadí týdně ve vrstvách vysokých 1 metr, dokud není dosaženo celkové výšky 2-3 metry. Před opětovnou pokládkou se stará vrstva zhutní. | Snižuje organické ztráty díky jednotné distribuci objemu a kontrole teploty | Lisovací nebo pěchovací zařízení |
| Pevný | 25-35 | Studená akumulační metoda, při které se tvoří třímetrové (vysoké) vrstvy pokryté rašelinou nebo slámou. | Vlivem nízké teploty se biologické reakce zpomalují a vznikají překážky rozkladu organických sloučenin | Lisovací nebo pěchovací zařízení |
Potřeba zpracování hnoje
Přirozené procesy defekace zvířat mají za následek velké objemy exkrementů. Ve své původní tekuté formě nejsou pro zemědělství prospěšné a mohou dokonce způsobit určité škody ze dvou důvodů:
- velký obsazený objem neupraveného hnoje se stává příznivým prostředím pro rozvoj škodlivých mikroorganismů a hmyzu;
- exkrementy uvolňují oxid uhličitý.
K odstranění těchto faktorů musí být hnůj podroben dalšímu zpracování: sušení, pokrytí slámou nebo rašelinou, posypání fosfáty nebo jinými přísadami.
Použití čerstvé hmoty
Použití čerstvého hnoje je možné pouze při smíchání s jinými složkami. Obvykle se bez ošetření exkrementy používají ke zvýšení teploty půdy, aby se urychlilo zahájení období výsadby. To je možné, protože zvířecí exkrementy jsou produkovány v horké formě, která může přetrvávat alespoň týden.
Čerstvý hnůj se přidává do půdy dvěma způsoby:
- souvislý, ve kterém je umístěn do vykopaného příkopu a poté pokryt vrstvou zeminy;
- přerušovaný, při kterém se hnůj rozprostírá po povrchu a poté se kypří pro míchání.
Způsoby zpracování a likvidace hnoje
Volba způsobu zpracování hnoje, který ovlivňuje vlastnosti zpracovávaného produktu, závisí na potřebách zemědělského nebo živočišného podniku. Používá se několik metod:
- kompostování (jednoduché, enzymatické, vermikompostování);
- granulace;
- sušení;
- hmyz;
- infuze;
- výroba energie, paliva nebo plynu (bio, pyrolýza);
- recyklace na karton nebo papír.
Klasické kompostování
Nejjednodušší a nejběžnější způsob úpravy hnoje je kompostování. K tomu se hmota hnoje smíchá s primitivními přísadami: tráva, popel, organický odpad, rašelina, hobliny. Připravuje se vícevrstvá konstrukce vysoká 2-4 metry, ve které se každá vrstva zalévá a lisuje.
Vzniká prostředí o teplotě 60 °C, které zabraňuje rozvoji škodlivých mikroorganismů a pomáhá zachovat prospěšné vlastnosti hnoje. Výsledná hmota se používá k hnojení úrodné vrstvy půdy.
Enzymatické kompostování
Pro zvýšení hnojivých vlastností kompostu se do hmoty přidávají enzymy. Díky nim se zlepšuje průběh biologických reakcí a zrychluje se zrání půdy. Enzymatické kompostování zvyšuje podíl humusu při přidávání kompostu do půdy. Bez biologických přísad je kompost nadměrně mineralizován, což vede k postupnému snižování úrodnosti. Aditiva jsou:
- laktobacilus;
- kvasnice;
- humáty (sodík nebo draslík).
Vermikompostování
Dosažení potřebných vlastností humusu je možné přidáním červů do hmoty po ukončení fermentace.
Životně důležitá aktivita červů ve fermentované hromadě hnoje po několik měsíců přispívá k vytvoření příznivého prostředí pro udržení úrodnosti horní vrstvy půdy.
Omezení použití červů souvisí se složením hnoje:
- před přidáním červů musíte počkat, až se z kompozice odstraní dusík a metan – k tomu dochází během fermentace;
- červi nepřežijí ve hmotě s vysokým podílem bílkovin (typické pro dobytek), proto je nutné tento objem zpracovat jinými metodami.
Granulační metoda
Podestýlkové pelety řeší dopravní problém, který výrazně omezuje prodej druhotných produktů mimo vlastní farmu. Pro peletování se nejlépe hodí hnůj s minimálním obsahem vlhkosti: koňský nebo kuřecí. Nízký obsah vlhkosti zjednodušuje zpracování: sběr, sušení a separaci granulí.
Jedná se o jednu z nejdražších metod zpracování, protože k realizaci je zapotřebí další vybavení: sušičky, granulátory.
Z tohoto důvodu je na trhu nedostatek granulí: sekundární produkty se prodávají s velkou marží, což vám umožňuje rychle získat zpět náklady.
Tepelná metoda (sušení)
Pro vyloučení příznivého prostředí pro bakterie se hnůj suší. Za tímto účelem se voda odstraní z celé hmoty jedním z následujících způsobů:
- přírodní (vypařování při skladování venku);
- tepelné (zahřátí hmoty na teplotu 100-150 °C nebo vytvoření prostředí se zvýšenou teplotou);
- ždímání (lisování a mačkání podobné houbě).
Pro zachování prospěšných vlastností hnoje během sušení se přidávají nové složky pro regulaci kyselosti nebo jiných vlastností.
Zpracování larvami much
Ke zpracování hnoje se kromě červů používá i další hmyz – mouchy. Jsou to oni, na rozdíl od červů, kteří jsou schopni obohatit hmotu o bílkoviny a to v bohatém proteinovém prostředí charakteristickém pro exkrementy dobytka. Ke zpracování se hnůj a larvy naloží do speciálního kontejneru, ve kterém se vzájemně ovlivňují izolovaně od vnějšího prostředí.
Infuze ve vodě
Potřebná úroveň obsahu vody v hnoji se získá infuzí. K tomu se hnůj nalije vodou v určitém poměru a do týdne pod sluncem hmota začne kvasit. Volba poměru závisí na podílu obsahu vody v trusu: například v kuřecím trusu je vody méně, proto se do něj nasype 15násobek hmoty exkrementů. U ostatních druhů hnoje je poměr přidané vody menší a poměr 1 ku 2 minimální.
Výroba energie
Hnůj se používá k výrobě energie: tuhá paliva, energie spalování, plyn. K tomuto účelu se používají podobné způsoby zpracování jako při výrobě hnojiv.
Díky tomu bude možné dosáhnout největšího výkonu. Všechny 3 produkty zpracování hnoje se používají k výrobě energie:
- brikety nebo pelety;
- bioplyn;
- pyrolýzní plyn.
Výroba palivových briket nebo pelet
Při sušení hnoje se ztrácí více než polovina hmoty a zbylé organické sloučeniny mají nižší tepelnou vodivost než například dřevo. Objem vyprodukovaných exkrementů však stačí na vytápění zemědělských objektů.
K tomu se hmota vysuší, nařeže na granule nebo brikety, které se přidávají do pece ke spalování.
Na této metodě je dobré, že využívá stejné vybavení jako při výrobě granulí hnojiv. Majitel si může vybrat pouze rozsah použití pelet nebo briket.
Výroba bioplynu
Získání plynného paliva je možné zavedením pokročilého systému sběru exkrementů, ve kterém půjdou přímo do reaktoru. Dalším požadavkem na sběrné zařízení je vlhčení nedostatečně vlhkého hnoje (např. slepičího). V reaktoru začíná kejda pod vlivem mikroorganismů fermentovat a uvolňovat tři plyny:
Při průchodu filtry se oxid uhličitý a sirovodík čistí a uvolňují do atmosféry. Zbývající metan je vypouštěn do lahví.
Metan je zdroj energie se zvýšenou tepelnou vodivostí. Akumulace v lahvích umožňuje prodej plynu mimo farmu, kde byl vyroben.
Výroba pyrolýzního plynu
Pro vlastní potřebu podniku postačuje pyrolýzní jednotka, do které se ukládá suchá kejda. Rozdíl mezi takovým plynem a bioplynem je obtížnost akumulace přebytečného plynu, takže pyrolýzní plyn se používá pouze na farmě, kde byl vyroben. Pyrolýzní plyn vzniká spalováním v peci, ze které byl odčerpán veškerý kyslík.
Recyklace na lepenku a papír
Poslední vyvinutou metodou zpracování hnoje je výroba lepenky nebo papíru. V Rusku se tato metoda zatím nepoužívá, ale ve světě je nejrozšířenější v Indii, protože se k tomu nejlépe hodí sloní trus. Kromě slonů jsou vhodné i exkrementy koní a krav.
Použití metody je možné díky přítomnosti celulózy v hnoji – základu pro výrobu lepenky a papíru.
Pro získání produktů prochází odpad dvěma stupni čištění sloučeninami sodíku:
- hydroxid ke zničení škodlivých složek (bílkoviny, odumřelé buňky, lignin);
- chlornan pro bělení a dezinfekci.
Použití jako izolace
Snížená tepelná vodivost exkrementů umožňuje jejich použití jako izolace zemědělských prostor (kvůli zápachu pouze pro ně). K tomu je celá hmota vysušena a poté jsou stěny pokryty. Pro zajištění stability konstrukce se do připravených buněk přidává hnůj, aby se neroztekla a neopadala. Pro její posílení se suchý hnůj mísí se slámou. Jako vnější vrstva se používá omítka.
Zpracování různých druhů hnoje
Způsob zpracování exkrementů a jejich složení závisí na druhu zvířete. Je to dáno rozdílnou stravou a životním stylem různých živočišných druhů.
Na základě těchto údajů podniky nebo farmy upravují základní charakteristiky při zpracování: přidávají vodu nebo ji suší, odstraňují organickou hmotu nebo přidávají nové přísady.
| Zdroj hnoje | Obsah vody,% | Organický obsah, % | Vlastnosti |
|---|---|---|---|
| Dobytek | 70-80 | 15-20 | K získání humusu se používá nejvyšší vlhkost. Není racionální používat pro granulaci. |
| Prasata | 60-70 | 20-30 | Nejuniverzálnější druh hnoje, vhodný pro většinu druhů zpracování. Vysoká úroveň vlhkosti je udržována smícháním exkrementů s močí, která se rychle usadí. Vysoké riziko výskytu parazitických červů. |
| ptactvo | 50-55 | 40-45 | Nejméně mokrý typ, proto vhodný pro granulaci. Aby se přidal do půdy, musí být bohatě promíchán kvůli vysoké koncentraci organické hmoty. |
| Koně | 60-70 | 20-25 | Pro praktické použití se musí ředit vodou nebo organickou hmotou. Počáteční poměr vody a organické hmoty neumožňuje použití bez přísad. |
| Králíci | 50-60 | 30-40 | Vhodné pro pěstování skleníkových rostlin. |
Zařízení pro zpracování
Jednou ze zvláštností průmyslu zpracování hnoje je, že nemá smysl instalovat zařízení v samostatné fázi výroby, je nutné vybavit celou linku. Aplikace metod zpracování závisí na technologiích používaných při sběru a skladování kejdy. Například při ručním sběru hnoje (lopatou) je podnik nebo farma zbavena možnosti vyrábět bioplyn. Pro zpracování se běžně používají následující typy zařízení:
- sušičky;
- lisy;
- rotující šneky pro míchání;
- komory pro spalování nebo výrobu energie;
- granulátory.
Kromě toho se používají dopravní mechanismy: potrubí nebo dopravníkové pásy k přesunu surovin.
Typy přijatých produktů
Druhotné produkty ze zpracování hnoje se dělí do dvou oblastí:
- hnojiva;
- zdroje energie.
Jako hnojivo se používá zpracovaný hnůj: humus, sapropel, granule, tekuté nebo minerální krmivo.
To zvyšuje úrodnost půdy a produktivitu. Pro tuto aplikaci je nutné povrch nezasypávat hnojem, ale smíchat s vrchní vrstvou zeminy. Hnůj se používá jako zdroj energie v jednom ze dvou skupenství: pevný, plynný. Pevné palivo se získává vysušením celé hmoty a jejím dalším dělením na granule nebo brikety. Kromě toho můžete oblepit zemědělské budovy a obložit je omítkou. Plyn je produkt získaný tepelným zpracováním ve speciálních komorách vybavených filtry a zásobníky.
Počet hospodářských zvířat v živočišné výrobě se každým rokem zvyšuje, takže problém likvidace a zpracování odpadů zůstává aktuální. Většina farmářů, aniž by se tím obtěžovali, odváží hnůj na pole nebo ho spálí. Jak bezpečné jsou takové akce ve vztahu k životnímu prostředí a lidem? Koneckonců, živočišné odpadní produkty mohou být kontaminovány helminty, larvami hmyzu a semeny plevelů.
Správně zpracovaný hnůj je pro rostliny zdrojem živin a organické hmoty
Proč je hnůj nebezpečný pro životní prostředí?
V přirozených podmínkách se hnůj rozkládá na humus, vodu, oxid uhličitý, dusík, metan a čpavek. Plyn se uvolňuje do atmosféry a část vody pod vlivem gravitace jde do půdy spolu s helminty a patogeny. V každém okamžiku se může zvýšit aktivita patogenní flóry a infikovat blízké rostliny. Proto je nemožné vyhodit čerstvý hnůj bez zpracování, které nasměruje chemické procesy správným směrem.
Hnůj a stelivo bez steliva představují pro životní prostředí mnohem větší nebezpečí než komunální odpad. Podle WHO mohou obsahovat více než 100 druhů patogenů různých chorob. Problém zhoršuje skutečnost, že se zvětšují chovy hospodářských zvířat, zvyšuje se počet hospodářských zvířat, čímž se zpřísňují požadavky na jejich hygienický a hygienický stav.
Z tohoto pohledu je dnes hnůj, jehož objem neustále roste, považován nejen za zdroj hnojiv, ale také za faktor znečištění životního prostředí – půdy, půdy, vody, zejména na „šedých“ skládkách. Odpadní produkt se hromadí, protože neexistují žádné okamžité zpracovatelské technologie, stejně jako speciální bezpečné prostory pro odstranění.
V průběhu roku může taková drůbežárna nashromáždit 50 tun trusu.
Drůbežárna o průměrné kapacitě (40 tisíc nosnic) ročně vyprodukuje od 35 do 83 tun hnoje a více než 400 tisíc metrů krychlových odpadních vod s vysokou koncentrací organických složek. Farma skotu na 4,5 tisíce kusů vyprodukuje podle průměrných odhadů 175 tisíc tun hnoje a farma pro prasata pro 5 tisíc prasnic dodá 400 kubíků hnoje denně!
Jak správně používat hnůj jako hnojivo
Hnůj, který je z hygienického a veterinárně-hygienického hlediska bezpečný, lze použít jako organická hnojiva. Neměl by obsahovat patogenní mikroorganismy, semena plevelů, těžké kovy a pesticidy nad rámec normy. Po 8–12 měsících po vzniku ztrácí své nebezpečné vlastnosti. Tato vlastnost se využívá k přirozené dezinfekci.
Na stávajících chovech hospodářských zvířat se hnůj ukládá do obrovských umělých jímek, kde se v průběhu několika měsíců mění z čerstvého hnoje na humus. Sklady hnoje musí být organizovány tak, aby se škodlivé látky nedostaly do půdy a řek, aby emise plynů do atmosféry byly minimální.
Během skladování prochází hnůj několika fázemi a v závislosti na tom má různé vlastnosti:
- čerstvé – inhibuje růst plodin, poškozuje kořeny, protože obsahuje semena plevelů, spory hub a vajíčka helmintů;
- napůl shnilý – lze použít pouze ve formě vodného roztoku, například při podzimním kopání;
- dobře shnilé – sypké a lehké, vhodné pro hnojení půdy na jaře při kopání;
- humus – Nejužitečnější organické schválení, používané jako mulč a jako složka půdních směsí.
Organická hnojiva na bázi hnoje lze aplikovat na pole všech typů, kromě drceného kamene, štěrku, hrubého písku a vysoce zasolených. Tímto způsobem je zakázáno hnojit ochranu vod, pásma hygienické ochrany, jakož i pásma hygienické ochrany vodárenských zdrojů.
Jak se dnes likviduje hnůj
Likvidace odpadu z hospodářských zvířat se provádí s ohledem na lékařská, hygienická a veterinární pravidla, protože životaschopné patogenní mikroby, vajíčka a larvy helmintů mohou přetrvávat po dlouhou dobu.
Hnůj prochází několika karanténními opatřeními:
- uchovává se na speciálně k tomu určeném místě, aby se během této doby infekce identifikovala a zbavila (dochází k tzv. „spálení“ hnoje a přirozené dezinfekci);
- dezinfikovat tepelnými, biotermickými, chemickými nebo fyzikálními metodami;
- používá se odčervení.
5 moderních způsobů zpracování hnoje
- Granulace. Výsledný produkt je vhodný pro všechny typy půd, snadno se rozpouští ve vodě a není nebezpečný.
- Vermikompostování. Technologie se od předchozí liší tím, že k jejímu obohacení využívá červy, které zpracovávají hnůj.
- Bakteriální zpracování. Jsou vytvořeny podmínky pro hnůj, ve kterém se aktivně množí bakterie. Nepříjemný zápach zmizí, ale prospěšné látky a mikroelementy zůstanou zachovány.
- Pyrolýza. Suroviny se dělí na plynné, pevné a kapalné produkty.
- Spalování. Hnůj se spaluje ve speciálních pecích a vzniklý plyn se čistí.
Likvidace kapalných a pevných frakcí kejdy
Někdy se hnůj odděluje separací na kapalné a pevné frakce. Každý z nich se likviduje samostatně.
Tekutá kejda se skladuje ve speciálních skladech hnoje (laguny), kde se k hubení helmintů přidávají biologické inhibiční přípravky ze sazenic lilkovitých.
Stelivová mrva a pevná frakce bezpodestýlkového hnoje se biotermicky dezinfikují na hromadách nebo v urychlených kompostárnách. Pokud vlhkost hmoty přesahuje 75 %, použijte materiál pohlcující vlhkost, jako je sláma nebo piliny.
Jak vyřešit problém s přepravou hnoje na farmách
Na farmách a komplexech hospodářských zvířat není důležitý pouze problém zpracování a skladování: je důležité rychle a efektivně odstranit hnůj z prostor. Dříve se k tomu používalo hydraulické proplachování. Exkrementy byly odplavovány vodou, takže objem odtoku hnoje dosahoval milionů metrů krychlových ročně.
Dnes již mnoho podniků instalovalo škrabací a šnekové dopravníky a v provozu jsou buldozery, což umožňuje výrazně snížit objem vytvářené organické hmoty. Na velkých farmách je instalován dávkový systém s gravitačním plněním. Zahrnuje akumulační vany, slitinová potrubí s uzavíracími ventily a čerpací zařízení pro přečerpávání. Tímto přístupem je možné minimalizovat objem výstupu kejdy, takže gravitační systém je z hlediska vlivu na životní prostředí nejvýhodnější.
Hydroflush se dnes na farmách používá jen zřídka: vzniká velké množství hnoje
Ne každá farma nebo chovatelský komplex je vybaven vším potřebným pro odvoz, dezinfekci a zpracování hnoje. Problém je ale ještě třeba vyřešit, protože každý den vznikají nové svazky. Uspořádání skladu hnoje podle všech pravidel a vybudování odtoků není levná radost. Někdy je vhodné vybrat si dodavatele pro sběr a přepravu hnoje na místo likvidace a důvěřovat profesionálům.
