A hígtrágya kezelés korszerû gépesítése

A nyugaton elleset technológiákból azonban sajnálatos módon kimaradt a keletkezõ hígtrágya kezelésének módszere, így nemsokára a „korszerû” telepek bûzlõ fekélyként terültek el szerteszét úton-útfélen, egyre nagyobb területet szennyezve be maguk körül. Ezen telepek java része ma már bontásra érett, vagy csak a technológiájuk jelentõs korszerûsítése után lehetnek versenyképesek.

Az, elvben, szigorú szabályzások, sõt törvények ellenére, az eredmény az élõ és élettelen természet súlyos károsodása volt. Elég csak a talajvizek elszennyezõdésére, nitrátosodására, és a talajok elsavanyodására gondolnunk.

A hazai és EU-s jogszabályok pedig egyre szorosabbra fonják a hálót a gazdák körül. Kiutat csak az elõre menekülés kínál, hiszen ma már, az EU-ban, csak a legkorszerûbb környezetkímélõ, energia- és élõmunka-takarékos telepek lehetnek hosszútávon versenyképesek.

A EU 91/676 EEC elõírása, és annak magyar adaptációja az úgynevezett Nitrát direktíva, 170 kg/ha-ban maximálja a kijutatott nitrogén hatóanyagot. Ez a kutatások szerint egy számosállat (500 kg élõsúlyú állat) egy évi trágyatermelésének felel meg. Azaz ezzel kimondva-kimondatlanul az állattartó telepek és a körülöttük mûködõ gazdák együttmûködését, illetve terület felértékelõdését feltételezi.

Az állattartó telepek „iparosítására” továbbra sincs jobb megoldás, mint az almozás nélküli, ún. hígtrágyás tartástechnológia, tekintsük tehát végig ennek gépesítettségét az új eredmények tükrében.

A hígtrágya az almozás nélküli tartástechnológiájú istállókban keletkezõ melléktermék, amely a tenyésztett állat fajától, és technológiától függõen, eltérõ, de általában 30%-nál nem nagyobb szárazanyag-tartalmú anyag. Döntõ alkotórésze öblítõvíz, e mellet bélsár, vizelet, ivóvíz, technológiai víz, élelem maradványok és kis mértékben egyéb anyagokat tartalmaz. A hígabb, vízhez közel álló áramlási tulajdonságokkal rendelkezõ formáját trágyalének nevezzük.

Ez, az állattartó telepeken nagy mennyiségben keletkezett, magas szervesanyag-tartalmú, de nagyon eltérõ (fajtafüggõ) hasznosanyag-tartalmú melléktermék, környezetvédelmi szempontból gondot okoz, ha elhelyezése ellenõrizetlenül és szakszerûtlenül történik. Hasznosításával viszont komoly elõnyökhöz juthatunk.

A hígtrágya hasznosítás lehetõségei

1, A hígtrágya hasznosításának az egész világon legszélesebb körben alkalmazott módszere a talaj gazdagítására, a növények tápanyag- és vízigényének pótlására való felhasználás.

2, Talajszerkezet javítás a szilárdfázissal

3, Komposztálással értéknövelt kereskedelmi árú elõállítása

4, Biomassza energetikai hasznosítása

A hígtrágya kezelés technológiai áttekintése az 1 ábrán látható.

A hígtrágya kezelése a trágya az istállóból való eltávolításával kezdõdik. Ennek négyféle „hidraulikus” megoldása terjedt el.

1, Trágyapincés módszer: A legegyszerûbb, mondhatni primitív, módszer, az egyszerûség minden elõnyével és hátrányával.

Kötetlen tartásnál alkalmazzák. Lényegében az állatok tartózkodási helye alatt elhelyezett nagy méretû, 2-3 méter mély medence, vagy csatornarendszer, amelyet havonta ürítenek. Az összegyûlt anyag híg része szippantóval eltávolítható, praktikusan egy, az istállón kívül elhelyezett gyûjtõaknából kiemelve azt. A szilárd fázis viszont, amely az ürítések között nem, vagy csak alig mozog, és ezért laposan összetömörödik, csak nehezen, sok kézi munka felhasználásával távolítható el.  

Elõnye az olcsó kialakítás és üzemeltetés.

Hátrányai:

-         nagy munkaerõigény

-         a ritkán eltávolított trágya szennyezi az istálló levegõjét è fertõzésveszély, fokozott szellõztetésigény

- a medence zugaiban lerakódott trágya nehezen távolítható el.

2, Vízöblítéses trágyaeltávolítás:

Elsõsorban sertésólakban és borjúnevelõkben alkalmazott eljárás. A lejtõsen kialakított boxok végén ráccsal fedett trágyacsatorna húzódik. Ennek szélessége 0,7-2 méter, mélysége állattól és tartástechnológiától függõen 0,3-0,5 méter, alja 2-5°-os lejtéssel vezeti ki a trágyát az istállón kívüli gyûjtõtérbe. Öblítése a csatorna felsõ részen elhelyezett tartály szelepének megnyitásával történhet meg. Ezt általában központilag egy pneumatikus munkahenger segítségével, napjában kétszer végzik. A tartályból lezúduló víz a trágyát a gyûjtõtérbe sodorja.

A rendszer elõnye, a egyszerûségében és a jó tisztítási hatásfokában rejlik.

Hátrányai: a jelentõs vízfogyasztás, a magasabb beruházási költségigény, és a technológia (2-5°-os lejtés) korlátok miatti behatárolt (általában 15-20 méteres) istállóhossz, illetve az ilyen osztásban telepítendõ járulékos technológiai egység (átemelõ szivattyú és vezérlésének) plusz költsége.

3, Úsztatásos technológia:

Az elõzõ technológiához hasonlóan kialakított módszer. A rácspadozat alatt azonban nagy felületen tálcák gyûjtik az ürüléket, de a könnyebb öblítés érdekében e tálcák, és a trágyacsatorna között egy 5-10 cm magas bukógát a magasságának megfelelõ vízréteget hoz létre. Az ebbe hulló anyag a lejtés hatására a bukógát mellé sodródik, majd a trágyacsatornába esik. Ez szintén 1-5°-os lejtéssel rendelkezik. A csatornából öblítéssel távolítják el a felgyülemlett trágyát.

Elõnye: egyszerû technológia.

Hátrány:

-         Istálló légterében maradó, a környezetre veszélyes anyag.

-         Jelentõs vízigény

-         A lejtés miatt korlátozott istállóhossz, vagy pótlólagos technikai eszköz igény.

-         A leülepedõ részek eltávolítása munkaerõ- és vízigényes

4, Duzzasztásos trágyaeltávolítás:

Az elõzõ módszer továbbfejlesztése. A trágyacsatorna végét gát zárja el, így abban is vízréteg tartja lebegésben a belehulló trágyát. A gátat hetenként kinyitva az összegyülemlett trágyát a gyûjtõmedencébe vezetik.

Elõnye: az úsztatásos eljárásnál alacsonyabb vízigény

Hátrány:

-         Istálló légterében hosszan megmaradó, a környezetre veszélyes anyag.

-         A lejtés miatt korlátozott istállóhossz, vagy szakaszoláshoz pótlólagos technikai eszköz igény.

-         A leülepedõ részek eltávolítása munkaerõ- és vízigényes

A hígtrágya épületbõl való eltávolítása után átmeneti tárolóba kerül. Egyszerû esetben innét a kezeletlen anyag egyenesen kiszórásra kerül. Erre még ma is, zömében õsi, tartálykocsikat alkalmaznak. Bár a csigás keverõvel ellátott egyszerû szórókocsik már kikoptak, a régi DETK, HFS és HTS zagyszivattyús és kompresszoros pótkocsikkal még lehet találkozni az utakon. Az Agro Napló 2002/7. számában megjelent egy FVMMI (Dr. Fenyvesi L. – Mátyás L.) méréssorozat értékelése, amelyben a nem túl korszerû, de elterjedt pótkocsik megfelelõ átalakítását taglalják. Ezzel a kijuttatás szabályozottabbá tehetõ és megfelel a követelményeknek. A nagy nevû, Magyarországon már jelen levõ, gyártók kocsijai ezeket az elvárásokat alapesetben teljesítik. A hígtrágya mozgatására csavarszivattyúk, forgólapátos szivattyúk, aprítókéses szivattyúk állnak rendelkezésre. Az önfeltöltõ pótkocsik nyomás alatt tartásához kompresszoros szivattyúkat alkalmaznak. Ez nem érintkezhet a hígtrágyával. 

Azonban ma már szinte megengedhetetlen, hogy ezt a potenciális fertõzõ anyagot kezelés nélkül kijuttassuk. A szakirodalom szerint 7-10 napos telepi kezelés után a hígtrágyában található kórokozók legnagyobb része elpusztul (sajnos közben a nitrogén hatóanyag tartalom is csökken).

A fázisbontás nélküli módszerek a hígtrágyát egységes anyagként kezelik, a szilárd és hígfázist összekeverve, egy menetben, jutatják ki a földekre. Ez a, viszonylag rövid ideig tartó (2-14 nap) pihentetés után a gyûjtõtartályból való kiemelés elõtt homogenizálni kell az elkülönült híg- és szilárd fázist. Erre mechanikus keverõk, áramló folyadékkal mûködõ hidraulikus keverõk, és nagynyomású pneumatikus keverõk széles választéka áll rendelkezésre. Ezek, az elsõsorban olasz, osztrák, és német piacról importált, keverõegységek eltérõ beszerzési, és üzemeltetési költségekkel rendelkeznek, beszerzés elõtt tanácsos több viszonteladótól ajánlatot kérni. A rendszert úgy kell méretezni, hogy az megfeleljen a keverésre kerülõ anyag mennyiségének, a túlméretezés gazdaságtalan, az alulméretezés a szilárd fázis leülepedéséhez vezet.

Végül meg kell említeni egy új eljárást, az elektrolitikus homogenizálást, ahol az anyag mozgatását a tartályban nyúló elektródákról leváló rézionok mozgatják át teljes felületén az elektrolitként viselkedõ hígtrágyát.

A homogenizált hígtrágyát szintén szórókocsikkal jutathatjuk ki a rendelkezésre álló területre.

A fázisbontásos kezelési módszerek szétválasszák a folyadék és szilárd fázist. Ezzel a két eltérõ tulajdonságú fázis külön-külön a hagyományos, és így már jól kicsiszolt, speciális technológiai eszközökkel (pl. öntözõrendszerrel és szervestrágyaszórókkal) kijutatható. A kérdés a szétválasztás mikéntje. Két alapvetõ elv közül választhatunk. A gépi eszközök nélkül mûködõ, rendszerben ülepítéssel vagy szûréssel, illetve a kettõ kombinálásával történik meg a szétválasztás. Ennek elõnye az egyszerûség, olcsóság. Hátránya a nagy felületû ülepítõmedence kialakításának igénye, és az ennek következtében megjelenõ környezeti ártalmak elleni (bûz, kártevõk, kórokozók elszaporodása a környéken stb.) védekezés igénye. A régebbi elvek szerint földmedencékbe került a hígfázis. A jól kialakított, vízzáró rétegre telepített, vagy abból kialakított medence jól megtartotta a belé eresztett anyagot, de a záróréteg sérülése esetén komoly környezeti károk keletkeztek. Ma jellemzõen mechanikailag jól terhelhetõ, a kémiai agressziónak is ellenálló tófóliákkal bélelik a földmedencéket, és megjelentek az elõre gyártott betonelemekbõl összeállított és bõvíthetõ tárolótartályok is. (Itt kell említést tenni arról, hogy érdekes kísérletek zajlanak, a debreceni egyetem felügyeletében, hazai beszerzésû riolittufa alkalmazására a bûz csökkentése érdekében.). A szûrésre nagy felületû szalmaszûrõket alkalmaznak. Itt cserélhetõ szalma bálákkal fogják fel a szilárd fázist, és a folyékony fázis egy részét is felszívásra kerül. Ezután a szalmabála, felbontás után, hagyományos istállótrágyaként kezelhetõ, és juttatható, amikor szükségessé válik. Ez a szalmabálás szûrés a hígfázis mennyiségét, ezáltal a hígtrágya-tárolótér méretét és a tárolás költségét is lecsökkenti. Ugyanakkor megjelenik a szilárd fázis tárolásának szükségessége. Erre az elõírások szerint ötoldalról zárt tárolótereket kell kialakítani, a nyolc hónap elméleti trágyamennyiségének befogadására méretezve. Külön kell kezelni a megjelenõ csurgaléklevet, amelyet szintén a hígtrágyához hasonló zárt térben kell kezelni kijuttatásig.

A korszerû hígtrágyakezelés ma talán leginkább elterjedt módja a gépesített fázisbontásos eljárás. Ezekre is számtalan megoldás ismert, és van forgalomban a piacon. A leginkább elterjedtek a az ívsziták, a vibrosziták, a préssziták és a szeparátorok.

Az ívsziták egyszerû, mozgó alkatrész nélküli szitaelemek, amelyek ívesen vannak felfogatva. A homogenizált hígtrágya a felsõ éltõl lefelé tartava lassan csorog rajta lefelé és szétválik, a híg fázis a szita alatti tartályból elvezethetõ, a profilelem felett maradt szilárdfázis egy szállítórendszerre esik, ami a tárolóhelyre jutatja. A szûrõfelület résmérete 0,25-0,5-1-1,5 mm. A választás állat és technológiafüggõ. Az így történt fázisbontás után a szilárd fázis 35-50%-os szárazanyag-tartalommal rendelkezik. Ez még biztonságosan szállítható akár hosszabb távon is, de struktúr anyag (szalma, törek, faforgács, fûrészpor stb.) hozzáadagolásával jó tulajdonságú szervestrágya nyerhetõ. Az ívsziták teljesítménye 30-40 m3/óra. Mindez minimális (pl. tisztítás) energiabefektetéssel.

A vibrosziták síkfelületû szûrõelemei kisebb, 0,3-0,4 mm-es résmérettel rendelkeznek. A keretet villanymotor excenteren és kiegyenlítõ tálcán keresztül készteti mozgásra. Teljesítménye 5-10 m3/óra.

A présszitákban egy gumi préshenger szorítja a befolyó homogenizált hígtrágyát a 0,3-0,4 mm-es résekre. Teljesítménye is az elõzõvel azonos nagyságrendû.

A vibro- és préssziták, kisebb szûrõfelületük ellenére, nem különítik el a két fázis egymástól olyan effektíven, mint a nagy felületû és lassú ívsziták.

Meg kell említeni az egyre nagyobb tért hódító szeparátorokat. Ezek különféle centrifugális, forgó elven mûködõ szerkezetek különféle teljesítménnyel (30-45 m3/óra), nagyobb energiaigénnyel (1,1-5 kW,) de sokkal hatékonyabb munkát végeznek. A dobszita lukméretétõl és beállított fordulatszámától függõen 60-90%-os szárazanyagtartalom kinyerés valósítható meg, ami értelemszerûen ellentétes arányban áll a szilárd fázis nedvességtartalmával. A visszamaradó kis szárazanyagtartalmú, vízhez közelálló áramlási tulajdonságú trágyalé könnyen kezelhetõ, kijuttatható öntözõ berendezéssel akár közvetlenül növényzetre is, vagy talajba injektálható. A nagyobb nedvességtartalmú szilárd fázis struktúranyagok hozzáadásával kezelhetõbbé alakítható, estleg komposztálható, vagy biogáz elõállításra alkalmazható.

 Ezzel el is érkeztünk a kezelés egy teljesen más dimenziójához, a tisztításhoz. A részleges tisztítás több módszere is említést érdemel.

Az anaerob (vagyis oxigén mentes) kezelési eljárást a biogáz elõállításnál alkalmazzuk. A biogáz a szerves anyagok erjedésekor keletkezõ gázkeverék. Fõ alkotórészei az éghetõ metán (50-65%) és a széndioxid (25-40%), de tartalmaz kénhidrogént (0,05-1,5%) és esetleg szénmonoxidot, valamint hidrogént is. Fûtõértéke 20-24 MJ/m3-nek vehetõ, ami a földgáz fûtõértékének csaknem a fele. A metán/széndioxid arány metán javára történõ eltolásával a fûtõérték növelhetõ lenne, de ehhez a széndioxid metánná redukálását (biológiai úton) fokozni kellene. A biogáztermelõ rendszerben a nyersanyagot nagy térfogatú tárolómedencébe gyûjtik, hogy az erjesztõkamra (reaktor) folyamatos ellátását biztosítsák. A reaktor folyadék- és gázszigetelt tartály, amelyben keverõberendezés akadályozza meg a rétegezõdést. Az anaerob baktériumos, gázfejlõdéssel járó erjedés idõtartama hõmérsékletfüggõ: 30-40°C-on 15-25 nap, de 50-60°C-on ennél rövidebb. Az idõtartam természetesen függ a betáplált szervesanyag mennyiségétõl és minõségétõl is: nagyobb rendszerekben 40-50 nap is lehet. A gázképzõdés két lépcsõben zajlik, elõször fermentálódás során a hosszú szerves molekulák lebomlanak, a második lépcsõben az ekkor keletkezett anyagok bomlanak tovább és alakulnak át metánná az oxigénhiányos környezetben. Mivel a folyamat endoterm, a reaktor hõmérsékletének beállítása és fenntartása hõcserélõn keresztül történik. A szervesanyag tárolók és az erjesztõkamrák legtöbbször betonból készülnek és a jobb hõmérséklettartás érdekében földbeágyazottak. Fûtésük is alulról történik.

Mivel a biogáz 6-12%-ban levegõvel keveredve robbanásveszélyes és gyúlékony is, a biogáz-üzemek építésénél és mûködtetésénél bizonyos elõírásokat be kell tartani. A szûrt biogázt ma leginkább áramtermelésre és fûtésre használják, ún. erõ-hõ átalakító motorok segítségével. A biogáz-üzemû motor generátort hajt meg, amely elektromos áramot termel. A motor mûködése közben termelt hõcserélõn keresztül lakóház, istálló és melléképületek fûtésére használható. A termelt hõnek kb. egyharmada az erjesztõtérhez jut vissza, és annak hõmérsékletét tartja fönn. A generátor által termelt áram nem csupán belsõ használatra szólhat, hanem külsõ hálózathoz csatlakoztatva fölös elektromos energiát táplálhat oda, államilag garantált ellenszolgáltatásért.

Hazánkban ez elsõ ilyen, ipari nagyságrendû, berendezést februárban helyezték üzembe. Nyugat- és észak-európában az egy farm hõ és áramellátását biztosító „családi” verziótól az ipari kaliberig széles választékban léteznek bioerõmûvek. (Tegyük hozzá, hogy a nyolcvanas évek végén komoly válságba kerültek ezek a rendszerek, de azóta, a környezetvédelem fontosságának megnövekedése, az energiaárak növekedése, az új technológiák megjelenése, és nem utolsó sorban az ökoadó hatására komoly fellendülés indult a biogázerõmûvek terén.)

A biogázüzemû erõmûvek értékelésénél nem hagyható figyelmen kívül az, hogy a kierjedt maradék kórokozó mikroorganizmusokat nem tartalmaz, szaga a komposztéhoz hasonló, nem kellemetlen, állaga laza, könnyen kezelhetõ, a talajra juttatva könnyen beszívódik, és N-tartalma jól érvényesül, tehát trágyaként, vagy csomagolva, értéknövelt komposztanyagként alkalmazható, forgalmazható.

Az aerob tisztítás lényegében a fázisbontott, vagy akár homogenizált anyag nagy felületû kádakban való levegõztetésébõl, és közben mechanikai és kémiai-biológiai kezelésbõl áll.

A kombinált tisztításnál mechanikai, kémiai és biológiai tisztítást egyaránk alkalmaznak. A fázisbontás után a keletkezõ szilárd fázist tárolótartályokban komposztálják, vagy hagyományos módon kijuttatják. A hígfázist ülepítõtartályokban levegõztetik. A maradék szilárd anyagokat kémiai eljárásokkal csapatják ki, amelyet azután ülepítéssel lehet eltávolítani. A tiszta trágyalé aerob levegõztetés után kijuttatható.

Mint látható a hígtrágya kezelése meglehetõsen összetett feladat. Amennyiben beruházásra kerül sor, érdemes több, a témában érdekelt gép- vagy akár komplett rendszer szolgáltató kereskedõ, vagy integrátor választékát áttekinteni. A kereskedõk kínálta lehetõségeket a referenciáknál mûködésben is megtekinteni. A gyakorlati tudás megszerzése így egyszerûbb, mint saját bõrön kitapasztalni mindent. A témával kapcsolatban néhány pályázati lehetõség is megjelent, ami szintén fokozott figyelmet érdemel.