肥料処理技術の選択肢を理解する

ミシガン州イーストランシング。 - 肥料に関しては、酪農産業にとってテクノロジーが期待されています。

「目標は、作物への肥料の適用方法と使用方法の持続可能性を改善し、肥料により多くの価値を見出すことです」と、ミシガン州立大学嫌気性消化研究教育センターの生物システムおよび農業エンジニアであるダナ・カーク博士は講演中に述べた。 DAIReXNET による糞尿処理技術オプションに関するプレゼンテーション。

問題は、酪農場がその糞尿を処理したいかどうか、そしてもしそうであれば、どのような技術が最適であるかということです。 それは、水分、栄養分、汚染など、生産される肥料の特性や、農場がどのように肥料を敷き、肥料の収集と運搬を行うかによって左右される、とカーク氏は語った。

農場が糞尿を処理する理由もこれに含まれる。栄養分やリンを濃縮することで臭いや輸送コストを削減したり、寝具を作成したり、新たな収入源を開発したりするためかもしれない。

最初のステップでは、肥料を粗い固体と液体に分離し、パイプの詰まり、保管庫内のスラッジの蓄積、保管庫のクラスト化を軽減し、土地への施用を容易にします。 剥ぎ取った材料は土壌改良剤や堆肥として利用できます。

粗い固体の分離は、傾斜スクリーンまたは回転ドラム スクリーンを使用して行うことができます。これらのスクリーンでは、ウェッジ ワイヤーとスクリーンを使用し、希釈した肥料をポンプで送り込んで粗い固体を除去します。 固体はローラーまたはスクリュープレスを通過して、追加の水を除去できます。

粗い固液分離により、リンと窒素のおよそ 15 ～ 30 パーセントが除去されます。 費用は比較的安価です。

次のステップは、液体から微細な固体を分離することです。 使用する技術に応じて、有機窒素の 85 パーセント以上とリンの 90 パーセント以上を除去できます。

これは土地利用制限のある農場にとって利益となる可能性があるとカーク氏は指摘した。 濃縮された物質はトラックの交通量や輸送コストを削減でき、栄養素市場の機会を提供する可能性があります。

利用可能な技術オプションには、化学物質を使用して粒子を結合するポリマーまたは凝集剤の凝集、移動ディスク、ベルト フィルター、またはプレートを伴うプレスが含まれます。

遠心分離機、振動スクリーン、および傾斜スクリーンを使用できるほか、ストルバイト結晶化も使用できます。これにより、乾燥した高リン含有量の徐放性のペレット状肥料が生成されます。

微細な固体は堆肥、肥料、土壌改良剤として、またはリンケーキの製造に使用でき、液体は灌漑目的の排水濾過茶水になります。

エネルギー生成/熱変換も別のアプローチです。 熱分解では、空気の不在下で適度な温度を使用して、バイオマス固体をよりエネルギー密度の高い形態に変換します。 結果として得られる可燃性のガスと液体は、さらに精製して液体燃料やバイオ炭にすることができます。

焙焼は熱分解の低温バージョンであり、バイオ炭または木炭を生成することによってバイオマス固体のエネルギー含有量を高密度化することを目的としています。

ガス化では、高温と空気による制御された燃焼を使用して、固体バイオマスを熱、電力、燃料として使用できるガスに完全に変換します。

カーク氏によると、嫌気性消化装置は酪農糞尿から天然ガスを生成する非常に優れた生物学的プロセスであるという。 システムには、プラグフロー、完全混合、屋根付きラグーンが含まれます。

農場の寝具や市場性のある製品の繊維乾燥には、農家はドラム乾燥機またはベルト乾燥機を使用できます。これらの乾燥機では、暖かい空気の水平方向の流れに沿って固形物を運ぶ一連の穴あき鋼板が使用されます。

堆肥化ドラムは、輸送され、分離された固形肥料が熱風にさらされて回転する回転ドラムで、非常に迅速な病原体減少につながり、肥料、造園、敷料に使用できる製品です。

虫濾過は多くの追加アプローチの 1 つであり、カーク氏によると、食品廃棄物を削減し、「本当に優れた高価値の堆肥と肥料」を作成するために MSU キャンパスで使用されているアプローチです。

赤虫は肥料を介して働き、廃水のアンモニア含有量を大幅に減らしながら、販売可能な虫の鋳造副産物を作ります。

蒸発システムは単純な乾燥を超えて、一連のカスケード蒸発反応器を通して液体を蒸発させます。 得られた固形物は、敷料、堆肥、さらには肥料複合板としても使用できます。

カーク氏は、肥料散布コストは依然として安価だが、社会的圧力は非常に高いと指摘した。 「社会的にも規制的にも、私たちが肥料をどのように管理するかに多くの注目が集まっていることは承知しています。これは業界として私たちが対処する準備が必要な問題です。」