Kategorie technologii

TECHNOLOGIA GŁÓWNA KATEGORIA: ODZYSKIWANIE BIOLOGICZNYCH SKŁADNIKÓW: KOMPOSTOWANIE, FERMENTACJA BEZTLENOWA, TECHNOLOGIA MIKROALG
PODKATEGORIA DEFINITION Łącze FP ID dla technologii jest w fazie dojrzałej
Fermetacja beztlenowa

Fermentacja beztlenowa jest sekwencją procesów, w których mikroorganizmy rozkładają materiał biodegradowalny pod nieobecność tlenu.

Produkcja biogazu z biomasy odnawialnej w procesie fermentacji beztlenowej (AD) jest alternatywą dla gazu ziemnego. Proces AD nie tylko wytwarza energię odnawialną, przetworzona biomasa może również pomóc w żyzności gleby, np. konwersja węgla organicznego do stabilnej formy, która będzie utrzymywać się w glebie. Ma również inne zalety, takie jak zwiększanie zawartości węgla organicznego w glebie, który jest pochłaniaczem węgla, jak wspomniano w ograniczeniu celów związanych ze zmianami klimatu w porozumieniu paryskim COP-21. Obornik jest często trawiony beztlenowo, mieszany z innymi odpadami organicznymi o wyższym potencjale biometanu i bardziej optymalnym stosunku C / N: odpady zielone, produkty uboczne przemysłu spożywczego, odpady organiczne segregowane przez gospodarstwa domowe. Współfermentacja obornika z innymi substratami umożliwia lepszą produkcję biogazu i bardziej stabilną pracę reaktora, a także jest bardziej optymalna ekonomicznie. AD można teraz uznać za kluczową technologię w łańcuchu wartości odzyskiwania składników odżywczych. Wynika to z jego zdolności do mineralizacji substratów organicznych, dzięki czemu zawarte w nich składniki odżywcze (N, P i inne) mogą być łatwiej pobierane przez rośliny. Oznacza to, że produkty przefermentowane i pochodne mogą być bardziej odpowiednie jako nawozy niż surowce, z których powstały (takie jak szlamy, zawiesiny, bioodpady itp.) . Niemniej jednak różne surowce wejściowe mogą prowadzić do dużych różnic w składzie fermentu między instalacjami biogazu, a także produkcji fermentu o różnym i nieprzewidywalnym składzie w każdej z pojedynczych biogazowni. Jednakże rolnicy wymagają jednorodnych i „przewidywalnych” mineralnych składników odżywczych, jak to zwykle ma miejsce w przypadku syntetycznych nawozów mineralnych, więc właściciele biogazowni mogą być zmuszeni rozwiązać ten problem. [1]

Podczas fermentacji beztlenowej azot organiczny ulega mineralizacji, a pod koniec procesu stosunek amoniaku do azotu całkowitego może osiągnąć 70–80%. Wzrost stężenia azotu amoniakalnego prowadzi również do wzrostu pH zwykle między 8 a 9. Jednak proces trawienia nie modyfikuje całkowitej ilości azotu w produktach. Fermentacja beztlenowa jest bardzo skuteczną w zmniejszaniu emisji gazów cieplarnianych: w rzeczywistości podczas procesu fermentacji większość fermentowalnej materii organicznej ulega degradacji do metanu i dwutlenku węgla, w wyniku czego powstają ścieki (poferment) o niższym potencjale emisji GHG niż wchodzący produkty. Jednak niektóre badania wykazały wzrost emisji metanu podczas przechowywania pofermentu. Efekt ten może być związany z hydraulicznym czasem retencji w komorze fermentacyjnej, który może być zbyt krótki, aby dokończyć degradację materiału w biogazowni, a zatem jest kontynuowany w magazynie. Ponadto mogą wystąpić znaczne straty biogazu, nawet z rur i pokryw komór fermentacyjnych, które z łatwością mogą osiągnąć 10% wytworzonego biogazu. Ten proces może zwiększyć emisje amoniaku w kolejnej fazie przechowywania. Produkt przefermentowany zazwyczaj charakteryzuje się wyższą zawartością azotu amoniakowego i pH niż zawiesiny wyjściowej, które to czynniki ułatwiają ulatnianie się procesu amoniaku. Kolejnym czynnikiem, który ułatwia te emisje, jest zawartość i rodzaj substancji stałych obecnych w pofermencie; w rzeczywistości są one zmniejszone pod względem ilości i wielkości z powodu procesów degradacji, cech, które nie ułatwiają tworzenia skorupy, która może stanowić skuteczną barierę dla emisji. [1]

Korzyści:

  • Produkcja energii odnawialnej
  • Redukcja zapachów
  • Stabilizacja obornika i substratów: rozkład węglowego ładunku organicznego wynikającego z fermentacji beztlenowej zapewnia obornikowi wystarczającą stabilność w kolejnych okresach przechowywania; powoduje spowolnienie procesów degradacji i fermentacji.
  • Redukcja patogenów: beztlenowe trawienie w środowisku mezofilnym (40 ° C) może częściowo zmniejszyć ładunek patogenny w oborniku. Działając w warunkach termofilnych (55 ° C) można zamiast tego uzyskać pełną higienizację ścieków przy całkowitym zniszczeniu patogenów. [1]

[1] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/eip-agri_fg_nutrients_recycling_final_report_2017_en.pdf

 

Kompostowanie

Kompostowanie to proces rozkładu odpadów organicznych pod wpływem bakterii tlenowych, grzybów i innych organizmów.

Kompostowanie jest jedną z najstarszych technik tworzenia bardziej stabilnego i higienicznego produktu. Stabilność i higiena są niezbędne do recyklingu minerałów ze złożonych i różnorodnych produktów organicznych, takich jak bioodpady. Te produkty organiczne zwykle działają bardziej jako środki wzmacniające glebę, zawierające wyższy ładunek węgla organicznego, a także P, które można uznać za środki o bardziej powolnym uwalnianiu. Jakość produktu podczas pracy z bioodpadów ma duże znaczenie dla użytkownika końcowego, co oznacza, że muszą istnieć protokoły oceny jakości produktu, najlepiej poddane audytowi i kontrolowane przez niezależne jednostki audytowe i certyfikujące. Naturalne ciepło uwalniane podczas kompostowania powoduje również „suszenie biotermiczne”, co zmniejsza zawartość wody i sprawia, że produkt jest łatwiejszy do transportu. [1]

Kompostowanie (samonagrzewanie) produktu w temperaturach przekraczających 70 ° C jest możliwe tylko wtedy, gdy stosuje się maksymalnie 30% wagowych frakcji stałej gnojowicy. Można to następnie połączyć z frakcją stałą gnojowicy bydlęcej, obornika bydlęcego ze słomą, obornikiem końskim lub obornikiem drobiowym, aby uzyskać wystarczającą strukturę i optymalny stosunek C / N. Niektórzy dodają również biomasę roślinną lub odpady warzywne, owocowe i ogrodowe (VFG) lub kompost z zielonych odpadów. Dzieje się tak głównie w zamkniętych pomieszczeniach składających się z kilku tuneli, które można oddzielnie zamknąć i napowietrzać (duża pojemność). Można to również zrobić za pomocą napowietrzanego bębna (wykonalne na poziomie gospodarstwa). Materiał można również układać w rzędach na podłodze i obracać ręcznie (obszerne kompostowanie). Kompostowanie na poziomie gospodarstwa rolnego można wykorzystać do optymalizacji jakości frakcji stałej nawozu naturalnego jako nawozu / polepszacza gleby oraz do zmniejszenia strat składników odżywczych podczas przechowywania. [2]

Jeśli rolnik zainwestował w system separacji (prasa śrubowa), może wykorzystać frakcję płynną jako nawóz NK na swojej ziemi i może dokonać higienizacji frakcji stałej. W ten sposób otrzymuje nawóz organiczny, który można wywieźć poza kraj lub sprzedać na rynek krajowym (ogrodnictwo itp.) . W Holandii pasteryzowaną frakcję stałą stosuje się również jako materiał na ściółkę dla krów. Daje to dodatkową gwarancję, że nie nastąpi infekcja. W Holandii istnieją dwie firmy, które oferują zdecentralizowany (na poziomie gospodarstwa) bęben napowietrzany, w którym można pasteryzować stałą część obornika. Jest to napowietrzany wirujący bęben, w którym obornik / przefermentowany pasteryzuje się bez zewnętrznego ciepła. Z powodu rotacji i powietrza wdmuchiwanego przez wentylator do bębna rozpoczyna się naturalny proces kompostowania. Kompostowanie na poziomie gospodarstwa to rozległy proces na otwartym powietrzu, w którym nie stosuje się zewnętrznego napowietrzania. Aby uzyskać dobry proces kompostowania, konieczny jest dobry stosunek materiałów wejściowych bogatych w węgiel i w azot. Ważnymi parametrami są również temperatura, CO2 i wilgotność. Aby napowietrzać pryzmę należy ją od czasu do czasu przewracać. Na poziomie gospodarstwa można to zrobić za pomocą maszyn. Przewracanie pryzmy wymaga od rolnika dodatkowego czasu i pracy. Celem ekstensywnego kompostowania w gospodarstwach rolnych jest wytworzenie jednorodnego i stabilnego produktu do stosowania na flamandzkich gruntach rolnych; dotyczy to utrzymania gleby (zastosowanie OM). Jeśli produkt można pasteryzować w procesie kompostowania, produkt końcowy można wyeksportować. [2]

[1] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/eip-agri_fg_nutrients_recycling_final_report_2017_en.pdf

[2] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/fg19_minipaper_1_state_of_the_art_en.pdf

Fermentacja beztlenowa + kompostowanie

Połączone zastosowanie fermentacji beztlenowej i kompostowania do przetwarzania odpadów organicznych.

Technologia mikroalg/ rzęsy/owadów/enzymów

Technologia mikroalg/rzęsy/owadów/enzymów odnosi się do zastosowania mikroalg/rzęs/owadów/enzymów w strumieniach odpadów do odzyskiwania składników odżywczych i produkcji biomasy jako paszy dla zwierząt lub nawozów uprawnych.

Uprawa glonów: Proces polega na biologicznym gromadzeniu i odzyskiwaniu składników pokarmowych ze złożonych strumieni ciekłych ścieków. Biomasa algowa może następnie służyć do różnych celów. Może to być stosowana na przykład jako dodatek do pasz dla zwierząt lub produkcji energii odnawialnej, ale także na przykład w celu odzyskania barwników (np. Fikocyjaniny przez Spirulinę). [1]

Potencjalną metodą ekstrakcji składników odżywczych z odpadów organicznych jest produkcja biomasy białkowej poprzez hodowlę mikroalg. Zwiększa to wartość i łatwość zarządzania składnikami odżywczymi. Recykling składników odżywczych z obornika i przyswajanie ich do biomasy algowej może skutkować nawozami wysokiej jakości bez ponoszenia kosztów środowiskowych i pieniężnych związanych z używaniem nawozów chemicznych przy jednoczesnym usuwaniu ścieków z tego procesu. Przefermentowany obornik jest szczególnie atrakcyjnym surowcem do uprawy mikroalg do produkcji bionawozów, ponieważ jest mniej zanieczyszczony niż nieoczyszczone ścieki i jest bogaty w azot i fosfor. Mikroalgi można wykorzystać do odzyskiwania składników odżywczych z ciekłej frakcji przefermentowanej, a ponieważ mikroalgi wprowadzają te składniki odżywcze do swojej biomasy, powstaje nawóz, który jest mniej podatny na straty składników odżywczych do środowiska. Zmniejszając objętość ciekłego produktu przefermentowanego, składniki odżywcze stają się łatwiejsze do wykorzystania i można odzyskać wodę do ponownego wykorzystania. Żywe mikro glony mogą być również stosowane jako utrwalacz azotu do dostarczania azotu atmosferycznego do gleby i jako środek poprawiający glebę. Mikro glony można również dalej przetwarzać (np. nawadniać) w celu uzyskania bardziej rozbudowanych bionawozów i biostymulatorów. [2]

[1] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/eip-agri_fg_nutrients_recycling_final_report_2017_en.pdf

[2] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/fg19_minipaper_1_state_of_the_art_en.pdf

TECHNOLOGIA GŁÓWNA KATEGORIA: ZAPOBIEGANIE FOSFOROWI Z PŁYNNEGO OBRÓBKI, ŚCIEKÓW I WODY SPUSTOWEJ
PODKATEGORIA DEFINITION Łącze FP ID dla technologii jest w fazie dojrzałej
Wytrącanie fosforu z obornika / pofermentu

Technologia ta odnosi się do odzyskiwania rozpuszczalnego fosforanu z obornika lub pofermentu przez dodanie roztworów chemicznych zawierających wielowartościowe jony metali, takie jak wapń, magnez i żelazo itp.

Wytrącanie fosforu z wielu odpadów organicznych

Technologia ta odnosi się do odzyskiwania rozpuszczalnego fosforanu z mieszaniny wielu odpadów organicznych przez dodanie roztworów chemicznych zawierających wielowartościowe jony metali, takie jak wapń, magnez i żelazo itp.

 

Wytrącanie fosforu ze ścieków / szlamu

Technologia ta dotyczy odzyskiwania rozpuszczalnego fosforanu ze ścieków lub szlamu przez dodanie roztworów chemicznych zawierających wielowartościowe jony metali, takie jak wapń, magnez i żelazo itp.

Fosfor w ciekłych strumieniach (takich jak ścieki lub frakcje ciekłe) można odzyskać w postaci oczyszczonej przez selektywne procesy strącania. Najbardziej znanymi osadami są struwit (MgNH4PO4) i fosforan wapnia (CaPO4). W przemyśle przetwórstwa ziemniaków następuje stopniowy rozwój rynku, podczas gdy w innych sektorach (takich jak przetwarzanie obornika) rozwój technik odzyskiwania fosforanu wapnia wydaje się w ostatnich latach nabierać rozpędu. [1]

[1] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/eip-agri_fg_nutrients_recycling_final_report_2017_en.pdf

TECHNOLOGIA GŁÓWNA KATEGORIA: ODZYSKIWANIE TERMOCHEMICZNE SKŁADNIKÓW
PODKATEGORIA DEFINITION Łącze FP ID dla technologii jest w fazie dojrzałej
Redukcyjny termochemiczny odzysk fosforu

Redukcyjny odzysk termochemiczny P jest specyficznym procesem pirolizy przy braku powietrza, o zerowej wydajności emisji wykorzystywany do produkcji biofosforanu w postaci śruty zwierzęcej. Proces został specjalnie zaprojektowany do obróbki cieplnej na skalę przemysłową w temperaturze 850° C kości zwierzęcych w celu odzyskania wysoko skoncentrowanych produktów zawierających fosfor o powolnym uwalnianiu.

Korzyści: wysoka wydajność przetwarzania, zerowa emisja w środowisku i pełne ponowne wykorzystanie wszystkich materiałów wejściowych. Specjalnie opracowana/ zaprojektowana zaawansowana technologia do przetwarzania kości, i wytwarzania dużej ilości nadwyżki zielonej energii elektrycznej. Zapewnienie zrównoważonej gospodarki poprzez przekształcenie niewykorzystanej biomasy w produkty o wysokiej wartości. Ciągła praca w ekonomicznej skali przemysłowej z systemem zasilania „we właściwym czasie” i niskimi kosztami operacyjnymi. Wyzwania: technologia high-tech wymagająca kapitału.

 

Redukcyjna piroliza termochemiczna

Redukcyjna piroliza termochemiczna jest tradycyjną redukcyjną obróbką termiczną w temperaturze 450° C przy braku powietrza produktów ubocznych/odpadów zawierających celulozę w celu produkcji biowęgla.

Korzyści: zastosowanie dla wielu surowców (pasz), różne typy systemów piroylisy, może być stosowane w małej i średniej skali. Wyzwania: dostawa i logistyka materiałów paszowych, wpływ na środowisko, wysokie koszty operacyjne przy małych i średnich pojemnościach.

Oxidative thermochemical Phosphorus recovery

Utleniające przetwarzanie termochemiczne to spopielanie w celu spalania materiałów w środowisku pełnego utleniania lub zgazowanie (częściowe spalanie materiałów w środowisku pół-utleniającym) ze spalonymi odpadami produktu w postaci stałego popiołu, a następnie chemiczna przeróbka P z odzysku.

Korzyści: tradycyjne i dobrze znane technologie

Wyzwania: dostawy i logistyka materiałów paszowych, znaczący wpływ na środowisko i klimat, złożona i kosztowna chemiczna obróbka końcowa nierozpuszczalnych w wodzie produktów stałych popiołu, niska wartość produktu wyjściowego.

 

TECHNOLOGIA GŁÓWNA KATEGORIA: FIZYKO-CHEMICZNEGO ODZYSKIWANIE AZOTU Z OBORNIKA, FERMENTACJI I POFERMENTU: PROCESY SEPARACJI, ROZKŁADU i FILTRACJI MEMBRANOWEJ
PODKATEGORIA DEFINITION Łącze FP ID dla technologii jest w fazie dojrzałej
Odzysk azotu z powietrza

Ta technologia wychwytuje azot z powietrza. W układzie absorpcyjnym azot jest absorbowany, tworząc stabilny nawóz azotowy, zwiększając zawartość minerałów w produkcie wejściowym.

Dodatki ek chemiczne

Technologia ta dotyczy dodawania roztworów chemicznych do strumieni odpadów w celu odzyskania składników odżywczych, np. roztwory kwaśne są dodawane do obornika, aby zmniejszyć emisję N podczas przechowywania i aplikacji oraz zwiększyć wartość nawozu N.

Zakwaszenie zawiesin i pofermentu nie jest techniką odzyskiwania składników odżywczych jako taką, ale jest promowane w niektórych państwach członkowskich UE jako środek łagodzący w celu zmniejszenia emisji amoniaku związanych z gospodarką obornikiem / pofermentem. Zwolennicy zakwaszenia twierdzą, że poprawia to magazynowanie i stabilizację obornika oraz umożliwia lepszy powrót azotu do upraw po rozrzuceniu obornika, co poprawia efektywność wykorzystania składników odżywczych przez obornik. Podczas stosowania zakwaszenia należy zwrócić uwagę na rodzaj stosowanego kwasu: w przypadku stosowania kwasu siarkowego ważne jest, aby unikać późniejszego beztlenowego tworzenia się siarkowodoru (H2S) podczas przechowywania. Siarkowodór jest nie tylko wonny i może powodować uciążliwości, ale ten produkt jest również bardzo toksyczny, wdychany nawet w niskich stężeniach. Dlatego należy przestrzegać ścisłych wytycznych. Wadą zakwaszenia obornika jest utrata zdolności buforowania, która występuje w surowym oborniku i pofermencie w postaci wolnych węglanów. Zakwaszenie zmniejszy zdolność wapnowania takich produktów i przekształci węglany w CO2, uwalniając go do atmosfery. [1]

Obornik zwierzęcy jest bogatym źródłem azotu, a mianowicie amonu (NH4 +), który jest bezpośrednio dostępny dla roślin. Jednak część tego azotu amonowego może zostać utracona podczas przechowywania lub stosowania w terenie z powodu ulatniania się amoniaku (NH3). Emisje NH3 stanowią poważny problem środowiskowy, 80% całkowitej emisji NH3 z działalności rolniczej pochodzi z obór i zbiorników gnojowicy, a ponad 50% zastosowanego N może zostać utracone przez emisje NH3 podczas i po aplikacji gnojowicy do gleby. Takie straty doprowadziły do dwóch głównych problemów pod względem wydajności wykorzystania składników pokarmowych: spadku wartości nawozu w gnojowicy w przeliczeniu na azot i znacznej zmienności stężeń azotu w gnojowicy podczas stosowania w polu. [2]

Zakwaszenie gnojowicy jest prostym rozwiązaniem pozwalającym uniknąć emisji NH3, ale dziś taką technikę stosuje się w skali gospodarstwa wyłącznie w Danii oraz w niektórych krajach Europy Północnej i Wschodniej. Głównym powodem tego niskiego poziomu wdrożenia w skali gospodarstw rolnych w innych krajach europejskich jest prawdopodobnie obawa rolników przed obchodzeniem się ze stężonymi kwasami (głównie kwasem siarkowym). W praktyce takie operacje muszą być wykonywane przez przeszkolony personel i w większości przypadków polegają na usługach. Zakwaszenie gnojowicy może również prowadzić do znacznych emisji CO2 podczas procesu, a także emisji H2S podczas przechowywania. Konsekwencje długotrwałego stosowania zakwaszonej gnojowicy na glebie są nadal niejasne, a spadek pH gleby i wzrost zawartości S w glebie są często przedstawiane jako główne zagrożenie aplikacji zakwaszonej (H2SO4) gnojowicy. Wreszcie brakuje narzędzi do szybkiego i dokładnego pomiaru pH gnojowicy, co utrudnia nadzór władz w gospodarstwach przy użyciu takiej techniki. Promuje się zakwaszenie zawiesiny, aby zminimalizować straty N, ale może to również zwiększyć dostępność instalacji P, ponieważ ilość rozpuszczalnego P znacznie wzrasta, gdy zawiesinę zakwasza się kwasem siarkowym. [2]

[1] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/eip-agri_fg_nutrients_recycling_final_report_2017_en.pdf

[2] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/fg19_minipaper_1_state_of_the_art_en.pdf

 

Filtracja membranowa

Filtracja membranowa obejmuje wszystkie podejścia inżynierskie do transportu substancji między dwiema frakcjami za pomocą przepuszczalnych membran. W zależności od warunków operacyjnych technologię tę można podzielić na: mikrofiltrację, ultrafiltrację, nanofiltrację, odwróconą osmozę, przednią osmozę i elektrodializę.

Techniki membranowe (MF) i ultrafiltracyjne (UF) polegają na fizycznym oddzieleniu przez wymuszenie wprowadzania strumienia (tj. ciekłej frakcji obornika lub fermentu) po odwirowaniu przez membranę za pomocą ciśnienia. Membrany stosowane do przetwarzania pofermentu można sklasyfikować w następujący sposób według wielkości porów: MF- (pory> 0,1 μm, 0,1-3 bar), UF- (pory> nm, 2-10 bar) i membrany RO (brak porów, 10-100 barów). Stosowane membrany mogą być organiczno-polimerowe lub ceramiczne. Pierwsze są tańsze, ale trudne do czyszczenia i nie wytrzymują wysokiego ciśnienia. Membrana ceramiczna, stosowana przede wszystkim do ultrafiltracji, jest łatwiejsza do czyszczenia (mają odporność na chemikalia) i umożliwiają wyższą wydajność ze względu na zastosowane wysokie ciśnienie. Niemniej jednak, im wyższa wydajność separacji, tym wyższe zużycie energii, co może być głównym ograniczeniem wdrażania takiej techniki. [1]

Kaskady membranowe, kończące się ultrafiltracją lub odwróconą osmozą, umożliwiają odfiltrowanie zawieszonych cząstek i mineralnych składników odżywcze w postaci rozpuszczonych soli (głównie N i / lub K) w celu dalszego zatężenia. Odwrócona osmoza jako ostatni krok w kaskadzie membranowej prowadzi również do uzyskania ultraczystej wody, którą można poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać. Ten rodzaj technologii pozwala na produkcję koncentratów mineralnych, chociaż stężenia nie są tak wysokie jak w syntetycznych nawozach mineralnych. Ponadto stosowanie membran w środowisku rolniczym napotkało problemy operacyjne związane z (bio) zabrudzeniem i zatkaniem porów membrany, co prowadzi do utraty wydajności i (w takich przypadkach) nadmiernych kosztów operacyjnych.   Trwają prace nad nowymi rozwiązaniami mającymi na celu wyeliminowanie tych negatywnych skutków, jednak okazało się, że wprowadzenie technologii membranowej w środowisku rolniczym stanowi duże wyzwanie. [2]

[1] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/fg19_minipaper_1_state_of_the_art_en.pdf

[2] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/eip-agri_fg_nutrients_recycling_final_report_2017_en.pdf

Rozdzielanie i czyszczenie

Rozdzielanie przeprowadza się przez przedmuchiwanie powietrza przez strumienie odpadów bogatych w azot, jednocześnie podnosząc temperaturę lub pH (np. za pomocą CaOH), co spowoduje zgazowanie azotu mineralnego (NH3). Uznaje się to za obróbkę wstępną potrzebną przed procesem odzysku N z przemywania, w którym powietrze wypełnione NH3 zostanie przemyte zakwaszoną (HNO3 lub H2SO4) wodą (przemywanie) w celu wychwytywania amonu w postaci płynnej (siarczan amonu z H2SO4 lub azotan amonu z HNO3).

Amoniak może być usuwany za pomocą powietrza, pary lub próżni przez frakcję płynną. Oddzielenie amoniaku można uzyskać bezpośrednio z obornika, pofermentu lub nawet z ich frakcji ciekłej przez ogrzewanie w temperaturze 80° C. Niemniej jednak podniesienie pH (z NaOH) do 10,5 i temperatury do 70 ° C pozwalają na usunięcie 85–90% amoniaku.
Oddzielony gaz bogaty w amoniak jest następnie odzyskiwany przez przemywanie strumieniem powietrza z silnym roztworem kwasu (H2SO4), który wytwarza siarczan amonu (N = 3-8% m / m). Oprócz H2SO4 jako sorbentu można również stosować kwas azotowy (HNO3) w celu uzyskania azotanu amonu. Innym rozwiązaniem jest „odpędzanie zimnego amoniaku” w przypadku koncentratu mineralnego. W takim przypadku odpędzanie N można prowadzić w temperaturze otoczenia przez dostosowanie pH za pomocą CaO (lub podobnego). Wydajność zgłoszona dla instalacji na pełną skalę wynosi 80–90% odpędzonego amoniaku. [1]

Równowaga chemiczna między rozpuszczalnym w wodzie amonem (NH4+) i jego lotnym odpowiednikiem amoniakiem (NH3) jest określana prawie całkowicie przez temperaturę i pH. Konkretnie, poprzez zwiększenie pH i temperatury, amon może być wypychany w postaci gazowego amoniaku. Przepuszczając powietrze nasycone amoniakiem przez kwasowy układ płuczący, odzyskuje azot jako rozpuszczalny amon. W zależności od tego, który przeciwkwas stosuje się w płuczce (np.kwas siarkowy, kwas azotowy), można uzyskać czysty nawóz mineralny siarczan amonu (NH4SO4) lub azotan amonu (NH4NO3). Powstałe produkty składają się całkowicie z azotu mineralnego, a zatem mają 100% efektywność wykorzystania azotu (NUE), podobnie jak nawozy syntetyczne. Zarówno azot, jak i siarka (S) są niezbędnymi składnikami odżywczymi dla roślin, więc woda płuczkowa w postaci NH4SO4 zapewnia również rolnikowi dobre źródło minerałów S. Niemniej jednak stosunek N / S znaleziony w płynie płuczki może różnić się od faktycznego stosunku N / S wymaganego dla uprawy, co może prowadzić do nadmiernego nawożenia S. To ograniczenie nie występuje podczas pracy z wodami płuczki NH4NO3. [2]

[1] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/fg19_minipaper_1_state_of_the_art_en.pdf

[2] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/eip-agri_fg_nutrients_recycling_final_report_2017_en.pdf

Fizyczna separacja

Fizyczna separacja obornika / pofermentu, w tym dodatek chemikaliów lub błon (stajnie, wirówki, suszenie itp.)

Mechaniczne oddzielanie surowego obornika lub pofermentu powoduje stężenie azotu (i potasu) we frakcji ciekłej oraz stężenie fosforu i materiału organicznego we frakcji stałej. Technikę tę stosuje się przede wszystkim jako obróbkę wstępną do technik odzyskiwania składników odżywczych. Jednak separacja może być już interesującą techniką zarządzania obornikiem. Ciekła frakcja bogata w N może być stosowana na gruntach ornych / użytkach zielonych w gospodarstwie, aby ograniczyć zużycie nawozów mineralnych. Frakcja stała zawiera wysokie stężenie fosforu i jest stosowana głównie w regionach o niskiej glebie P i / lub o wysokim zapotrzebowaniu na węgiel. Dzięki stężeniu P we frakcji stałej duża ilość P może być transportowana w małej objętości (15-20% stałej frakcji). Oddzielanie obornika można osiągnąć różnymi technikami, takimi jak prasa śrubowa, wirówka lub prasa taśmowa. Głównym celem hodowców trzody chlewnej w celu oddzielenia obornika jest usunięcie P z fermy (obornik świński ma niski stosunek N:P), a dla hodowców bydła również wykorzystanie frakcji płynnej na użytkach zielonych/gruntach rolnych (łatwe do stosowania, wysoki stosunek N: P) jest główną motywacją. Wirówka jest droższa (koszt inwestycyjny i operacyjny) niż prasa śrubowa, a jako pojedyncza inwestycja wirówka jest w większości przypadków niewykonalna, natomiast prasa śrubowa, bardziej dostosowana do umiarkowanych ilości osadu lub obornika, jest bardziej przystępna cenowo. [1]

Polega to na oddzieleniu obornika lub pofermentu we frakcji stałej o wyższej zawartości materii organicznej i zawartości P oraz frakcji ciekłej o wyższej zawartości minerałów N i K. Frakcja ciekła ma zwykle wyższy stosunek mineralnego N w stosunku do całkowitego N, co implikuje wyższą bezpośrednią dostępność roślin w porównaniu do surowego niepodzielonego pofermentu lub zawiesin zwierzęcych. Z drugiej strony, ponieważ P jest mniej rozpuszczalny, zwykle kończy się głównie frakcją stałą.  Powoduje to różne stosunki N / P w dwóch frakcjach w porównaniu do niepodzielonego pofermentu lub zawiesiny. Biorąc pod uwagę wymagania upraw i zarządzanie nawożeniem, frakcje płynne, które mają wysoką zawartość minerałów N w stosunku do całkowitego N, a także wysokie N w stosunku do P, są uważane za lepsze produkty nawozowe niż obornik lub poferment w ich surowej nieprzetworzonej formie. Jednak wydajność oddzielania, a następnie podział P i N, zależy od wprowadzanego surowego nawozu naturalnego lub przefermentowanego, które podlegają zmienności. Oznacza to, że również tutaj homogeniczność produktu może stać się kluczową kwestią do rozwiązania. [2]

[1] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/fg19_minipaper_1_state_of_the_art_en.pdf

[2] https://ec.europa.eu/eip/agriculture/sites/agri-eip/files/eip-agri_fg_nutrients_recycling_final_report_2017_en.pdf