NL9300228A - Werkwijze en inrichting voor het verminderen van de ammoniakemissie uit veestallen. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het verminderen van de ammoniak-emissie uit veestallen.

Beschrijving Dé onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het verminderen van de emissie aan stoffen, zoals ammoniak, uit veestallen.

Een aanzienlijk milieuprobleem bij de veehouderij van onder andere koeien en varkens wordt veroorzaakt door de ammoniak-emissie hierbij. De ammoniak die bij de veehouderij vrijkomt, is in hoofdzaak afkomstig van het ureum dat door deze dieren met de urine wordt uitgescheiden. Dit ureum wordt onder de katalytische werking van het enzym urease omgezet in ammoniak. Dit enzym urease wordt geproduceerd door bacteriën, die onder andere aanwezig zijn in de faeces van deze dieren. Op oppervlakken die regelmatig bevuild worden met faeces en urine, zoals stalvloeren, ontwikkelt zich een bacteriefilm, welke een zeer hoge urease activiteit vertoont. Door deze hoge urease-activiteit wordt op de stalvloeren geloosde urine snel gehydrolyseerd, waarbij onder andere ammoniak vervluchtigt.

Tot nu toe wordt deze ammoniak-emissie tegengegaan door de stallen regelmatig met behulp van water en mechanische middelen, zoals mestschuiven, te reinigen, hetgeen arbeidsintensief is. Het op deze wijze reinigen van stalvloeren heeft als nadeel dat het mestvolume sterk toeneemt. Bovendien is de vermindering van de ammoniak-emissie gering.

De onderhavige uitvinding lost voornoemde problemen op doordat een op een stalvloer neergeslagen zoutlaag wordt verwijderd.

Deze werkwijze volgens de uitvinding berust op het inzicht dat op de stalvloer een uitzonderlijk harde "steenlaag" van uit urine en faeces afkomstige zouten, zoals carbonaten en fosfaten, wordt gevormd,· die de bacteriefilm met onder andere urease zeer goed beschermt. Door nu deze "steenlaag" (zoutlaag) te verwijderen of eventueel te steriliseren, zijn de urease en urease producerende bacteriën respectievelijk te verwijderen of onwerkzaam te maken. Met de uit de stand der techniek bekende werkwijzen voor het reinigen van stalvloeren wordt deze steenlaag echter niet aangepakt, waardoor nauwelijks of geen urease wordt verwijderd, en dus de ammoniak-emissie slechts in geringe mate wordt tegengegaan.

De zoutlaag is volgens de uitvinding echter op zeer voordelig wijze aan te pakken door aan de stalvloer een zuuroplossing toe te dienen. Door de zuuroplossing wordt de zoutlaag afgebroken/opgelost waarna de urease, de bécterien, de restprodukten van zoutlaag en zuuroplossing, en overige produkten gemakkelijk zijn te verwijderen. Een veehouder kan de werkwijze volgens de uitvinding gemakkelijk handmatig uitvoeren.

Volgens een verdere voordelige uitvoering van de uitvinding worden indien gewenst de restprodukten van de zuuroplossing en/of van de zoutlaag en overige produkten weggespoeld met een spoelvloeistof, zoals water.

Om eventuele milieuverontreiniging verder tegen te gaan is het volgens de uitvinding voordelig als de spoelvloeistof en/of restprodukten van zuuroplossing en zoutlaag en overige vrijkomende produkten in een houder worden opgevangen en apart verwerkt.

Verder is het volgens de uitvinding voordelig als een zuur en een fluïdum, zoals water, worden samengevoegd tot een zuuroplossing met een gewenste pH-waarde. Na het aanmaken van deze zuuroplossing, kan deze dan aan de stalvloer worden toegediend. Op deze wijze kan met een betrekkelijk kleine opslagruimte voor een zuur worden volstaan, terwijl door het aanmaken van de zuuroplossing toch een voldoende hoeveelheid· zuuroplossing voor het reinigen van de stalvloer ter beschikking komt.

Volgens de uitvinding is de pH-waarde van de zuuroplossing bijvoorkeur minder dan vier (4), en het liefst minder dan drie (3). Goede resultaten worden in het bijzonder verkregen bij een pH-waarde van de zuuroplossing van minder dan één (1).

Volgens de uitvinding kan het verwijderen van de zoutlaag periodiek plaatsvinden of in afhankelijkheid van de urease-activiteit op de stalvloer. De urease-activiteit is hierbij op voordelige wijze te bepalen door de ammoniak-concentratie of een afgeleide daarvan in de stal te meten. Een dergelijke meting kan zowel op de vloer als in de lucht plaats vinden.

De uitvinding betreft tevens een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding. Deze inrichting omvat opslagmiddelen voor een zuur of zuuroplossing, en verdeelmiddelen om de oplossing over de stalvloer te verdelen. Om de opslagruimte te beperken is het voordelig als de inrichting volgens de uitvinding doseermiddelen omvat om het zuur gedoseerd aan een fluïdum toe te voeren, waarbij een zuuroplossing met eén gewenste pH-waarde ontstaat. Voor het naspoelen met een spoelvloeistof omvat de inrichting op voordelige wijze spoelmiddelen. Voor het weer opvangen van de spoelvloeistof en/of restprodukten van zuuroplossing en zoutlaag en overige produkten is bijvoorkeur een opvanghouder aangebracht. Voor het bepalen van de urease-activiteit op de stalvloer omvat de inrichting sensoren. Deze sensoren geven bijvoorkeur een signaal af aan regelmiddelen, die het doseren, het verdelen van de zuuroplossing over de stalvloer, en bijvoorkeur ook het naspoelen van de stalvloer met spoelvloeistof regelen. Om aantasting van de stalvloer door het zuur tegen te gaan is de stalvloer, evenals de rest van de inrichting volgens de uitvinding, op voordelige wijze zuurbestendig.

In het nu volgende zal de uitvinding aan de hand van enkele figuren nader worden toegelicht. Hierin toont: figuur 1 schematisch een stalvloer met daarop een zoutlaag, waarbij ammoniak vrijkomt, - figuur 2 in schematische vorm een inrichting volgens de uitvinding, en figuur 3 een grafiek met testresultaten.

Figuur 1 toont een betonnen stalvloer 1, waarop een zuurbestendige laag 2 is aangebracht. Op de zuurbestendige laag 2 heeft zich een steenachtige zoutlaag 3 gevormd. Deze zoutlaag 3 beschermd een bacteriefilm, welke zich gedeeltelijk in en/of onder de zoutlaag bevindt. Deze bacteriefilm bevat onder andere urease, die het in de urine van dieren aanwezige ureum omzet in onder andere ammoniak 5· Deze ammoniak vervluchtigt en komt dan in het milieu terecht. Bij de gebruikelijke wijzen om deze ammoniak-emissie tegen te gaan, wordt de vloer van de stal schoongemaakt, zonder dat hierbij de harde steenlaag 3 van zouten wordt verwijderd, of de zich in en onder deze steenlaag 3 bevindende urease of urease producerende bacteriën worden aangepakt. Hierdoor is het effect van het gebruikelijke schoonmaken op de ammoniak-emissie gering. Door echter de zoutlaag 3 te verwijderen is volgens de uitvinding een aanzienlijke vermindering van de ammoniak-emissie te realiseren.

Figuur 2 toont schematisch een voorbeeld van een inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding. In een opslag 11 bevindt zich een zuur of geconcentreerde zuuroplossing 10. Deze wordt via een leiding 2k en klep 13 aan een doseereenheid 14 toegevoerd. In de doseereenheid 14 wordt via leiding 12 toegevoerd water met het zuur of de geconcentreerde zuuroplossing 10 uit opslag 11 aangelengd tot een aangelengde zuuroplossing met een gewenste pH-waarde. Via leiding 23 en klep 15 wordt deze aangelengde zuuroplossing naar de sproeimiddelen 16 gevoerd. Met behulp van de sproeimondstukken 16 wordt de aangelengde zuuroplossing door versproeiing 17 aan de stalvloer 20 toegediend. De aangelengde zuuroplossing breekt vervolgens de zoutlaag op de vloer 20 af, waarna de restprodukten, zoals overtollige zuuroplossing, zoutresten etc, en overige produkten in bijvoorbeeld goten 18 worden opgevangen en via afvoerleidingen 19 naar een opvang 21 worden geleid, waarin de restprodukten 22 worden verzameld. Zodra de zoutlaag voldoende is verwijderd, kan de vloer met een spoelvloeistof worden na gespoeld, zodat alle losse restanten, zoals van de bacteriefilm en steenlaag, vanaf de vloer via de afvoerleidingen 19 worden af gevoerd naar de opvang 21. Dit naspoelen is op voordelige wijze met het hiervoor beschreven leiding- en sproeistelsel uit te voeren door klep 13 te sluiten, zodat het via leiding 12 in de doseereenheid 14 komende water niet meer wordt aangelengd. Het gehele schoonmaakproces kan worden gestopt door klep 15 te sluiten.

Door middel van regeleenheid 32 is het gehele schoonmaakproces automatisch te sturen. Deze regeleenheid is door signaalbanen 33 en 3^ met respectievelijk de kleppen 13 en 15 verbonden. Bij periodiek schoonmaken, bijvoorbeeld eens per 7 dagen, kan de regeleenheid het schoonmaakproces aansturen. Kleppen 13 en 15 worden dan geopend, waarna de in de doseereenheid aangelengde zuuroplossing via de sproeimiddelen 16 over de stalvloer wordt verdeeld. Zodra voldoende zuuroplossing op de stalvloer is gebracht, sluit regeleenheid 32 (bijvoorbeeld na een vooraf ingestelde tijd) via signaalbaan 33 klep 13, waarna alleen nog maar met water wordt nagespoeld, totdat de regeleenheid het schoonmaakproces beëindigd door de klep 15 via signaalbaan 3^ te sluiten.

Als extra voorziening kan een via signaalbaan 31 met de regeleenheid 32 verbonden sensor 30 zijn aangebracht, die de urease activiteit meet. De regeleenheid kan het schoonmaakproces dan in werking stellen, zodra de urease activiteit een zekere normwaarde overschreidt.

Figuur 3 toont een grafiek met testresultaten, die de lange termijn effecten van de behandeling van een stalvloer met een zoutoplossing met een pH-waarde van ongeveer 0,5 . zoals een oplossing van 0,5 molair zoutzuur (0,5 M HC1), toont. De behandeling heeft hierbij plaatsgevonden tussen dag "0" en dag ”1". Tevens is in de grafiek het effect van mechanisch reinigen met een hoge druk spuit en koud water (schoon gespoten) en niet reinigen (onbehandeld) weergegeven. Deze drie verschillende meetreeksen zijn in één in bedrijf zijnde stal, die in drie "behandel zones" is verdeeld, onder gelijke omstandigheden parallel aan elkaar gemeten. Als criterium voor de urease-activiteit is hierbij de emissie van ΝΗή gemeten door de hoeveelheid N in mg/m2 vloer gedurende een periode van 45 minuten na uitgieten van een standaard ureum-oplossing te bepalen.

Zoals uit de grafiek van figuur 3 blijkt is er gedurende de eerste vier dagen geen duidelijk verschil waar te nemen tussen mechanisch reinigen (schoonspuitemn) en niet reinigen. Dit komt doordat bij mechanisch reinigen de harde steenlaag intakt blijft, en deze steenlaag de "oorzaak" van de ammoniak-emissie beschermt. Het behandelen van de vloer met 0,5 M HC1 blijkt gedurende deze periode een aanzienlijk reductie van ruim 80% in de ammoniak-emissie te weeg te brengen. Ook na tien dagen blijkt de reductie in de ammoniak-emissie na behandeling van de vloer met 0,5 M HC1 nog waarneembaar, alhoewel ten gevolge van het vormen van een nieuwe bacteriefilm de emissie wel toeneemt. Gezien deze testresultaten lijkt het dat het volstaat om de vloer eens in de bijvoorbeeld 7 dagen met een zuuroplossing te behandelen.

Het zal duidelijk zijn dat het hiervoor gegeven voorbeeld slechts een mogelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding is, en dat vele varianten, wijzigingen, en toepassingen denkbaar zijn zonder buiten de strekking van de uitvinding te komen.

Claims (17)

1. Werkwijze voor het verminderen van de emissie aan stoffen, zoals ammoniak, uit veestallen, met het kenmerk, dat hierbij een op een stalvloer neergeslagen zoutlaag wordt verwijderd. 4

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat aan de stalvloer een zuuroplossing wordt toegediend.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de restprodukten van zuuroplossing en/of zoutlaag worden weggespoeld met een spoelvloeistof.

4. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de spoelvloeistof en/of restprodukten van de zuuroplossing en/of van de zoutlaag in een houder worden opgevangen.

5. Werkwijze volgens een van de conclusies 2-4, met het kenmerk, dat een zuur en een fluïdum worden samengevoegd tot een zuuroplossing met een gewenste pH-waarde.

6. Werkwijze volgens een van de conclusies 2-5, met het kenmerk, dat de pH-waarde van de zuuroplossing minder dan drie is.

7. Werkwijze volgens een van de conclusies 2-6, met het kenmerk, dat de pH-waarde van de zuuroplossing minder dan één is.

8. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-7, met het kenmerk, dat het verwijderen van de zoutlaag periodiek wordt uitgevoerd.

9* Werkwijze volgens een van de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de urease-activiteit op de stalvloer wordt bepaald, en dat in afhankelijkheid daarvan de zoutlaag wordt verwijderd.

10. Werkwijze volgens conclusie 9. met het kenmerk, dat de urease-activiteit wordt bepaald door de ammoniak-concentratie of een afgeleide daarvan in de stal te meten.

11. Inrichting voor het verwijderen van een op een stalvloer neergeslagen zoutlaag, met het kenmerk, dat deze omvat: - opslagmiddelen voor een zuur of zuuroplossing, - verdeelmiddelen om de zuuroplossing over de stalvloer te verdelen.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat deze omvat 4 doseermiddelen om het zuur gedoseerd aan een fluïdum toe te voeren, waarbij een zuuroplossing met een gewenste pH-waarde ontstaat.

13· Inrichting volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat deze spoelmiddelen omvat om de stalvloer na te spoelen met een spoelvloeistof.

14. Inrichting volgens een van de conclusies 10-13, met het kenmerk, dat deze een opvanghouder omvat om de van de stalvloer afkomstige epoelvloeistof en/of restprodukten van zuuroplossing en zoutlaag op te vangen.

15. Inrichting volgens een van de conclusies 10-14, met het kenmerk, dat deze sensoren voor het bepalen van de urease-activiteit op de stalvloer omvat.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat deze sensoren een signaal afgeven aan regelmiddelen, die het doseren, het verdelen van de zuuroplossing over de stalvloer, en bijvoorkeur ook het naspoelen van de stalvloer met spoelvloeistof regelen.

17. Inrichting volgens conclusie 10-16, met het kenmerk, dat de stalvloer zuurbestendig is.