Ugrás a tartalomhoz

"B" Tételű modul - Fenntartható mezőgazdasági rendszerek és környezettechnológia

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. (2008)

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. a TÁMOP 4.1.2 pályázat keretein belül

Mezőgazdasági hulladékok kezelése, elhelyezése, hasznosítása

Mezőgazdasági hulladékok kezelése, elhelyezése, hasznosítása

Magyarországon évente mintegy 100 millió tonna melléktermék és termelési hulladék keletkezik, ezt növeli még a közel 22-23 millió tonna szilárd és folyékony települési hulladék. A mezőgazdaság részaránya ebből a 100 millió tonnából közel 60 millió tonna, a következő megoszlásban:

  • növényi hulladék 14,5 millió tonna, ebből hasznosított kb. 7 millió tonna;

  • állati eredetű kb. 45 millió tonna és ennek közel 49%-a, 22 millió tonna kerül hasznosításra.

A mezőgazdaságban keletkező növényi és állati hulladékok és melléktermékek kezelése, hasznosítása igen változatos. Megmaradt a hulladékok kezelésének hagyományos környezetfenntartó gyakorlata, a talajerő-megőrzés, a bomlékony szerves anyagoknak a talajba való visszapótlása révén.

A növénytermesztés hulladékait silózva, szárítva vagy eredeti állapotban állattakarmányozásra, nem megfelelő minőség esetén trágyázásra igyekeznek felhasználni. Újabb tendencia a növényi hulladékból (préselés extrakcióval, élesz-tősítéssel stb.) fehérjedús takarmánykiegészítő anyag előállítása.

Nagyobb gondot okoz az iparszerű állattartásnál keletkező nagy mennyiségű trágya. Hazánkban a hagyományos konzisztenciájú szerves trágya mennyisége 35-40 millió tonna évenként, ebből szarvasmarhatrágya 15-16 millió tonna, a többi sertés- és baromfitartásból ered. A műtrágyákkal összehasonlítva, nemcsak a kisebb beltartalmi értékű, nagy trágyatömeg mozgatása jelent problémát, hanem az is, hogy az alom nélküli, vízöblítéses iparszérű állattartónál keletkező trágya folyékony, zagyszerű. Az eddig elmondottakból megállapíható, hogy az országban képződő hulladék (termelési + települési) közel 50%-a a mezőgazdaságból származik. Ennek a közel, 60 millió tonna hulladéknak a kezelése, elhelyezése, hasznosítása nem kis feladat, amely nincs is megoldva, csak mintegy 49-50%-ban.

A mezőgazdasági hulladékok hasznosítása számos területen és módon történhet. A hulladék jellegéből, sokrétűségéből adódóan ezek a területek a következők:

  • ipari;

  • mezőgazdasági;

  • energetikai hasznosítás.

Mezőgazdasági hulladékok, melléktermékek energetikai hasznosítása

A mezőgazdaságban keletkező hulladékanyagok minden esetben szerves anyagok. Energetikai hasznosításuk a mezőgazdaságban háromféle módon is történhet; égetéssel, pirolízissel és biogáznyeréssel.

Hulladéktüzelés

A mezőgazdaságban hulladékként jelentkező, tüzelésre alkalmas anyagok a fanyesedék, szalma, napraforgószár, nád stb. Ezeknek az anyagoknak tüzelőanyagként való felhasználását fűtőértékük és tüzeléstechnikai alkalmazásuk határozza meg. A fűtőérték az anyag éghető komponenseitől függ, elsősorban a széntől, és mint látható a táblázatban ez általában 50% alatt van (a kőszenek széntartalma 80-92%).

Az oxigéntartalom a karbontartalommal a fánál és szalmánál közel azonos értékű. A szalmaféléket tüzeléssel fűtési célú melegvíz előállítására, hőcserélőn keresztüli léghűtésre, illetve szükség esetén gőz vagy esetleg kapcsolt villamosenergia-termelésre használjuk fel 50 kW - 50 MW tartományban. Különböző présekkel a szalmából biobrikettet is előállíthatunk. Erre már hazai példák is vannak. A brikett a hagyományos lakossági tüzelőberendezésekben ugyanolyan hatásfokkal elégethető, mint a szén. Hamuja környezetbarát, sem a füstnek, sem a koromjának nincs kéntartalma.

Pirolízis

A pirolízis: levegőhiány mellett fellépő részbeni elégetés, amikor a keletkező oxidációs hő hatására, éghető gázzá való anyagbomlás történik.

A gázosító berendezések főleg a nagy cellulóztartalmú növényi részek és melléktermékek (pl. fahulladék, dió- és mogyoróhéj, rizshéj, ocsú, szalma stb.) esetében használhatók. A zárt térben magas hőfokon végzett mezőgazdasági melléktermék gázosításakor keletkező gáz energiatartalma 14-21 MJ/kg között van. A hulladékok átlag 85%-os hatásfokkal alakíthatók át gázra, melynek fűtőértéke 5000-7500 KJ/ m3, a földgáz energiaértékének mintegy 14-20%-a. A pirolízis a mezőgazdasági melléktermékekből energiát előállító technológiák sorában közepes technológiai kidolgozottsággal és tőkeigénnyel bír.

Biogáz előállítás

A biogáz gyártás folyamata régóta ismert. Magyarországon már századunk első felében építettek berendezéseket a szennyvíziszap gázosításához. Mezőgazdasági alkalmazása az 1950-es évek elejére tehető.

Biogáz előállítására valamennyi természetes eredetű szerves anyag alkalmas (pl. trágya, zöld növényi részek, háztartási hulladék stb.).

A biogáz képződéshez szükséges feltételek a következők:

  • folyamatosan és kellő mennyiségben képződő szerves anyag;

  • levegőtől elzárt (anaerob) környezet;

  • metánbaktériumok jelenléte;

  • állandó, kiegyenlített hőmérséklet;

  • folyamatos keverés;

valamint a metanogén és az acidogén baktériumok megfelelő aránya.

Az eddigi tapasztalatok azt mutatják, hogy a mintegy 25-30 napos erjesztési idő figyelembevételével, a kiindulási anyagminőségtől függően egy tonna száraz¬anyagból a következő gázmennyiségek nyerhetők:

  • Sertéstrágyából 500 Nm3/t,

  • Marhatrágyából 300 Nm3/t,

  • mezőgazdasági hulladékból 550 Nm3/t.

  • A keletkező gáz összetétele: metán 60-65%, szén-dioxid 35-40%.

  • A metántartalomtól függően a gáz fűtőértéke 21,8-25 MJ/Nm3 között változik.

A gáztermelés mellett, környezetvédelmi szempontból nem lényegtelen, hogy a metánbaktériumok tevékenysége következtében az anaerob rothasztás alatt a szerves hulladékok fertőtlenítése is végbemegy. Ennek során a colibaktériumok száma 0,2%-ra csökkenhet, a kórokozók, férgek, féregpeték és a gyommagvak a fermentáció során nagyrészt elpusztulnak, vagy életképességük erősen csökken.