Fermentacja metanowa gnojowicy z dodatkiem chemicznym i biologicznym

• Autorzy: Smurzyńska A. , Czekała W. , Kozłowski K. , Brzoski M. , Chełkowski D. , Woźniak E.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/79429

Warianty tytułu

EN

Methane fermentation of slurry with chemical and biological additive

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Problem z właściwym zagospodarowaniem gnojowicy obecny jest przede wszystkim podczas intensywnej produkcji zwierzęcej. Uprzemysłowione fermy zwierząt gospodarskich generują ogromne ilości odchodów w postaci gnojowicy w bezściółkowym systemie utrzymania zwierząt. Tradycyjne zagospodarowanie gnojowicy odbywa się poprzez wykorzystanie jej jako nawozu naturalnego. Alternatywne techniki wykorzystywane w celu zneutralizowania szkodliwego wpływu gnojowicy opierają się na stosowaniu dodatków chemicznych i biologicznych, a także poprzez wprowadzenie środowiska tlenowego przez napowietrzanie lub beztlenowego, prowadząc fermentację metanową. W przeprowadzonym doświadczeniu wykorzystano gnojowicę bydlęcą, która pochodziła z gospodarstwa Przybroda należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Celem badań było określenie wydajności biogazowej gnojowicy z zastosowaniem dodatku chemicznego i biologicznego dostępnego na polskim rynku. Dla wskazania skuteczności zastosowanego procesu fermentacji wykorzystano fermentację mezofilową oraz termofilową. Dodatkowo do badanej gnojowicy zastosowano dodatek biologiczny – Efektywne Mikroorganizmy oraz chemiczny – PRP. Przeprowadzone doświadczenie wykazało wyższą wydajność biogazową podczas zastosowania Efektywnych Mikroorganizmów.

EN

The problem of proper slurry management is primarily present in intensive livestock production. Industrialized livestock farms generate enormous quantities of manure droppings in a livestock-litter-free system. The traditional management of slurry is made by using it as a fertilizer. Alternative techniques used for neutralizing the detrimental effect of slurry are based on the use of chemical and biological additives, as well as by introducing aerobic environment through aerobic or anaerobic digestion, leading to methane fermentation. In the experiment, cattle manure was used, which came from the Przybroda farm belonging to the University of Life Sciences in Poznan. The aim of the study was to determine the biogas yield of slurry using the chemical and biological additive available on the Polish market. Mesophilic and thermophilic fermentation was used for the indication of the effectiveness of the employed fermentation process. The slurry was supplemented by a biological and chemical additive, i.e. Effective Microorganisms and – PRP, respectively. The experiment allowed to achieve a higher biogas yield during the use of Effective Microorganisms.

Słowa kluczowe

PL

gnojowica; biogaz; fermentacja metanowa; mikroorganizmy efektywne; PRP

EN

slurry; biogas; methane fermentation; Effective Microorganisms; PRP

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, nr 6
• Strony: 81--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Smurzyńska A.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Instytut Inżynierii Biosystemów, ul. Wojska Polskiego 50, 60-637 Poznań

autor

Czekała W.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Instytut Inżynierii Biosystemów, ul. Wojska Polskiego 50, 60-637 Poznań

autor

Kozłowski K.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Instytut Inżynierii Biosystemów, ul. Wojska Polskiego 50, 60-637 Poznań

autor

Brzoski M.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Instytut Inżynierii Biosystemów, ul. Wojska Polskiego 50, 60-637 Poznań

autor

Chełkowski D.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Instytut Inżynierii Biosystemów, ul. Wojska Polskiego 50, 60-637 Poznań

autor

Woźniak E.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Instytut Inżynierii Biosystemów, ul. Wojska Polskiego 50, 60-637 Poznań

Bibliografia

• 1. Amon B., Kryvoruchko V., Amon T., Zechmeister- Boltenstern S. 2006. Methane, nitrous oxide and ammonia emissions during storage and after application of dairy cattle slurry and influence of slurry treatment. Agric. Ecosyst. Environ. 112, 153–162.
• 2. Chynoweth D. P., Wilkie A. C., Owens J. M. 1999. Anaerobic treatment of piggery slurry – review. Asian-Aus. J. Anim. Sci. 12, 607–628.
• 3. Clemens J., Trimborn M., Weiland P., Amon B. 2006. Mitigation of greenhouse gas emissions by anaerobic digestion of cattle slurry. Agric. Ecosyst. Environ. 112, 171–177.
• 4. De Bere L. 2000. Anaerobic digestion of solid waste: state-of-the-art. Water Sci. Technol. 41, 283–290.
• 5. Dourmad J. Y., Guingand N., Latimier P., Sève B. 1999. Nitrogen and phosphorus consumption, utilisation and losses in pig production: France. Livest. Prod. Sci. 58, 199–211.
• 6. Dugba P. N., Zhang R. 1999. Treatment of dairy wastewater with two-stage anaerobic sequencing batch reactor systems-thermophilic versus mesophilic operations. Bioresource Technology. 68, 225–233.
• 7. Fierro J., Gómez X., Murphy J. D. 2014. What is the resource of second generation gaseous transport biofuels based on pig slurries in Spain? Appl. Energy., 114, 783–789.
• 8. Gołaś Z., Kozera M. 2008. Ekologiczne konsekwencje koncentracji produkcji trzody chlewnej [Ecological implication of pig production concentration]. Journal of Agribusiness and Rural Development. 1(7), 29–42.
• 9. González-Fernández C., León-Cofreces C., García-Encina P.A. 2008. Different pretreatments for increasing the anaerobic biodegradability in swine manure. Bioresource Technology, 99, 8710–8714.
• 10. É. Gocsik, A.G.J.M. Oude Lansink, G. Voermans, H.W. Saatkamp. 2015. Economic feasibility of animal welfare improvements in Dutch intensive livestock production: A comparison between broiler, laying hen, and fattening pig sectors. Livestock Science, Volume 182, 38–53.
• 11. Guan T. Y., Holley R. A. 2003. Pathogen survival in swine manure environments and transmission of human enteric illness – a review. J. Environ. Quality., 32, 383–392.
• 12. GUS. 2016. Główny Urząd Statystyczny. Rocznik Statystyczny Rolnictwa 2016 r. Warszawa.
• 13. Hansen K. H., Angelidaki I., Kiær ahring B. 1998. Anaerobic digestion of swine manure: inhibition by ammonia. Water Research., 32, 5–12.
• 14. Hansen M.N., Henriksen K., Sommer S.G. 2006. Observations of production and emission of greenhouse gases and ammonia during storage of solids separated from pig slurry: Effects of covering. Atmospheric Environment, Volume 40, Issue 22, 4172–4181.
• 15. Hao X., Larney F. J. 2011. Reducing greenhouse gas emissions from animal manure. Manure Manage., 37–45.
• 16. Heinonen-Tanski H., Mohaibes M., Karinen P., Koivunen J. 2006. Methods to reduce pathogen microorganisms in manure. Livestock Sci. 102, 248–255.
• 17. Jędrczak A. 2007. Biologiczne przetwarzanie odpadów [The biological treatment waste]. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa
• 18. Kafle G. K., Kim S. H. 2013. Anaerobic treatment of apple waste with swine manure for biogas production: batch and continuous operation. Appl. Energy. 103, 61–72.
• 19. Milán Z., Sánchez E., Weiland P., Borja R., Martín A., Ilangovan K. 2001. Influence of different natural zeolite concentrations on the anaerobic digestion of piggery waste. Bioresource Technology., 80, 37–43.
• 20. Lu S. G., Imai T., Ukita M., Sekine M. 2007. Start-up performances of dry anaerobic mesophilic and thermophilic digestions of organic solid wastes. J. Environ. Sci., 19, 416–420.
• 21. Murto M., Björnsson L., Mattiasson B. 2004. Impact of food industrial waste on anaerobic codigestion of sewage sludge and pig manure. Journal of Environmental Management, 70, 101–107.
• 22. Sahlström L. 2003. A review of survival of pathogenic bacteria in organic waste used in biogas plants. Bioresource Technology, 87, 161–166.
• 23. Sakadevan K., Nguyen M.-L. 2017. Chapter Four: Livestock Production and Its Impact on Nutrient Pollution and Greenhouse Gas Emissions. Advances in Agronomy, Volume 141, 147–184.
• 24. Skowron K., Bauza-Kaszewska J., Kaczmarek A., Budzyńska A., Gospodarek E. 2015. Mikrobiologiczne aspekty gospodarki gnojowicą. Post. Mikrobiol., 54, 3, 235–249.
• 25. Shrestha S., Fonoll X., Khanal S.K., Raskin L. 2017. Biological strategies for enhanced hydrolysis of lignocellulosic biomass during anaerobic digestion: Current status and future perspectives. Bioresource Technology, In press, corrected proof, Available online 18 August 2017
• 26. Smurzyńska A., Czekała W., Kwiatkowska A., Działak B., Bartnikowska S. 2016a. Techniczne i technologiczne rozwiązania magazynowania nawozów naturalnych. Ekologia i Technika, nr 2 (141), 66–71.
• 27. Smurzyńska A., Dach J., Czekała W. 2016b. Technologie redukujące emisje uciążliwych gazów powstających podczas chowu zwierząt gospodarskich. Inż. Ekol., nr 47, 189–198.
• 28. Stachowiak B., Piotrowska-Cyplik A., Dach J. 2008. Assessing the fungi static activity of a compost prepared from plant biomass with the addition of tobacco waste. Ochrona Środowiska, 30(3), 27–29.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).