Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen 31/2006 – Luftrensning til stalde - Videreudvikling af biofiltre til eksisterendestaldanlæg med akutte lugtproblemer - pilottest ved svinestald

Luftrensning til stalde

Sammenfatning og konklusioner

Biologisk luftrenseanlæg er under stadig udvikling. Formålet med dette projekt er at videreudvikle et biofilter koncept til eksisterende danske staldanlæg med akutte lugtproblemer. Målet er at skabe et koncept, der er økonomisk og teknisk bæredygtigt for brugerne, hvilket bl.a. indebærer fokus på følgende forhold:

Mindre pladskrævende
Færre omkostninger til drift og vedligeholdelse
Bedre rensning for lugt (blandt andet metylsulfider og mercaptaner som hidtil har været vanskelige at fjerne i luftrensere)
Undersøgelse af, om der udvikles lattergas i filtret under omsætning af ammoniak

For at imødekomme ønsket om en mindre pladskrævende enhed med minimal vedligeholdelse, og en effektiv rensning for ammoniak og lugtstoffer med minimal produktion af lattergas, blev der etableret et forsøgs-fladefilter i tilknytning til en slagtesvinesektion med stier indrettet med 2/3 fast gulv, 1/3 spaltegulv og gulvudsugning. Staldsektionen var indrettet med gulvudsugningskanaler under lejeområdet i hver side af stalden. Biofiltret blev tilsluttet udsugningskanalerne. Fra hver gulvudsugningskanal blev luften fordelt ud på to filtre. Der blev således etableret fire uafhængige filtre fra staldsektionen. Fælles for de fire filterkamre var, at de blev opbygget med et lag bioblokke placeret på et rionet, hvorefter der blev udlagt henholdsvis halm og flis på to filtre samt LECA på de to resterende.

Der har undervejs i forløbet være udskiftet og afprøvet forskellige løsninger på blandt andet befugtningen. Etableringen skal således samlet opfattes som en forsøgsopstilling, hvor de direkte etablerings- og driftsudgifter ikke kan relateres til det antal slagtesvin, der blev behandlet luft fra.

Lugtreduktionen i sommerperioden (med et nyt befugtningssystem) lå i gennemsnit på 68 % og 75 % for LECA filtrene, mens halmfiltrenes effekt lå på 76 % og 72 %. På baggrund af tidligere resultater og erfaringer fra rensninger i sommerperioder, er de opnåede rensegrader for lugt høje, og i en størrelsesorden, der indikerer et potentiale for lugtrensning med de afprøvede materialer.

Målinger med MIMS (Membrane Inlet Mass Spectometry) viste, at der i LECA blev fjernet organiske sulfider, der notorisk har været svære at reducere i andre luftrensningssystemer inklusive halmfiltre på grund af disse stoffers lave opløselighed i vand.

Ammoniakkoncentrationen blev i sommerperioden (nyt befugtningssystem) reduceret med i gennemsnit for LECA filtrene henholdsvis 72 % og 45 %, mens halmfiltrenes effekt lå på 34 og 22 %. Filtrene med LECA som filtermatrix havde således en rimelig ammoniakreduktion, mens halmfiltrenes effektivitet var overraskende lav, og under det niveau, der tidligere er målt for halmfiltre.

Bioblokkene synes at have en gunstig effekt for rensningen af lugtstoffer. Effekten skyldes formodentlig, at luften fordeles bedre i filtrene, samt at der opnås en effekt gennem vandets fortætning på bioblokkenes overflader. På baggrund af den forholdsvis høje del etableringen af bioblokke udgør i det samlede budget, vil det være hensigtsmæssigt at overveje udeblivelse af disse i dette koncept. Dette skal også ses i sammenhæng med, at der i sammenligning med tidligere afprøvede halmfiltre (2) ikke opnås væsentligt forbedret effekt i halmfiltrene afprøvet i denne undersøgelse.

En effektiv befugtning af afkastluften fra stalden er vigtig for rensningseffekten for både ammoniak og lugtstoffer. Opbygning af et befugtningssystem med et vandtryk på 7-8 bar er ikke tilstrækkeligt til at opnå en effektiv befugtning af luften. Resultaterne har vist, at en optimal befugtning først kan opnås med et vandtryk på 40 – 50 bar, samtidig med etablering af dysser med fine forstøvningsegenskaber.

LECA er som materiale nemmere at håndtere og forventes mere holdbart end halm. På den baggrund er det derfor en løsning, der samlet giver mindre løbende vedligeholdelse. Erfaringer fra industrianlæg viser at LECA.let, som minimum kan holde i 4-5 år, mens erfaringerne viser at halmen skal udskiftes hvert år.

Undersøgelsen har vist, at der produceres biprodukter i form af lattergas og NO fra kvælstofomsætningen i filtret. Der blev erstimeret (overslag) en produktion i filtret, der svarer til en procentvis emission af henholdsvis lattergas og NO i størrelsesorden 5,0 – 5,4 % og 1,5 – 1,9 % af den tilførte kvælstofmængde.

Den producerede mængde lattergas, der er estimeret fra filtret, svare til en klimaeffekt på ca. 3 % af den klimaeffekt, der kan forventes fra produktionen af CO₂ fra svinestalden. Det skal påpeges at denne beregning er baseret på blot en trippelmåling, og bør således underbygges af væsentligt flere målinger. Dette har imidlertid ligget udenfor målet med denne undersøgelse.

Resultaterne fra vandanalyserne viser, at der findes en stor kvælstofmængde i det afløbsvand (rejectvand), der blev opsamlet under filtrene. Afløbsvandet kan derfor have en gødningsværdi, men der må forventes en hvis mængde afløbsvand til gylletanken

Den kvælstofmængde der ikke kan redegøres for i massebalance-beregningen findes formodentlig i filtermateriale. I halmfiltret vil dette kunne udnyttes ved at sprede materialet på marken, hvor det kan nedpløjes. Det vil være vanskeligere at udnytte den afsatte mængde kvælstof fra LECA.let, og der må således forventes et kvælstoftab ved bortskaffelse af LECA.let. Dog vil en del af LECA.let forventeligt kunne udnyttes som flydelag på gylletanken eller regenereres ved forbrænding. Sidstnævnte vil formodentlig være forbundet med dannelse af NOx-gasser fra den afsatte kvælstof.

Filtrene vil kunne fungere som fladefiltre, og vil med den nuværende viden og med baggrund i tyske erfaringer (2) kunne markedsføres og etableres. Filtrene vil imidlertid stadig være plads- og arbejdskrævende, og der bør stadig arbejdes videre med konceptet hen mod løsninger, hvor LECA.let eventuelt indbygges som materiale i opretstående filtre.