Využití digestátů jako organického hnojiva

1. Úvod

Pro zbytky po anaerobní digesci jsme v minulosti zavedli termín digestát. Tento termín je dnes možno nalézt v odborných slovnících (Wikipedia) i v názvosloví legislativních předpisů. Na digestáty jsou z hlediska legislativního kladeny zejména hygienické požadavky. Jedná se o splnění procesních hygienizačních parametrů, splnění limitních hodnot rizikových prvků a indikátorových organismů. V případě, že se digestáty využívají jako organické hnojivo na zemědělské půdě je určujícím předpisem úplné znění zákona č. 156/1998 Sb., o hnojivech, a zejména úplné znění vyhlášky č. 474/2000 Sb., o stanovení požadavků na hnojiva. Pro digestát z bioodpadů je určujícím legislativním předpisem úplné znění zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech, s přihlédnutím ke změnám provedeným zákonem č. 314/2006 Sb. Limitní hodnoty koncentrací rizikových prvků a indikátorových organismů v digestátech a metody stanovení jsou podle tohoto zákona stanoveny prováděcím právním předpisem, který vypracuje Ministerstvo životního prostředí ČR ve spolupráci s Ministerstvem zemědělství a Ministerstvem zdravotnictví. Tato očekávaná vyhláška o bioodpadech dosud nebyla vydána. Pro digestáty z anaerobní digesce vedlejších živočišných produktů je rozhodující legislativa Evropské unie označovaná jako legislativa ABP (Animal by product), zejména Nařízení Evropského parlamentu a Rady č. 1774/2002, kterým se stanoví hygienická pravidla týkající se vedlejších živočišných produktů, které nejsou určeny pro lidskou spotřebu, včetně vydaných dalších nařízení Komise (č. 808/2003; č. 92/2005; č. 181/2006; č. 208/2006). Pod legislativu ABP jsou zahrnuty i hnůj a kejdy , za předpokladu jejich zpracování na bioplynové stanici. Bioplynové stanice zpracovávající hnůj a kejdu jsou zařazovány pod působnost zákona 76/2002 Sb., o integrované prevenci a omezování znečištění podle přílohy č. 1 kategorie 6.5.

V současné době se často hovoří o digestátech ze společného zpracování čistírenských kalů a jatečních nebo kuchyňských odpadů (např. připravované zařízení ve Vysokém Mýtě). Výstup z podobných zařízení je možné využívat pouze jako upravený kal podle navazující vyhlášky zákona o odpadech č. 382/2001 Sb., o podmínkách použití upravených čistírenských kalů na půdě. Zároveň však musí splnit i hygienická kriteria ABP legislativy. Tyto společné výstupy bývají často nadlimitně kontaminovány cizorodými látkami, těžkými kovy a vykazují riziko infekčnosti. Proto Evropská unie ve svých dokumentech tyto společné způsoby zpracování nedoporučuje včetně instalací kuchyňských drtičů.

2. Digestáty ze statkových hnojiv

2.1. Digestáty ze zbioplynování rostlinné biomasy

V současné době se v zahraničí nejčastěji provádí anaerobní digesce kukuřičné siláže, dalších pícnin nebo energetických rostlin. Dále je často zbioplynována čerstvá nebo senážovaná travní fytomasa, jejímž zdrojem jsou nejen louky, ale též veřejná zeleň, golfová hřiště a pod. Sušina digestátu by měla minimálně obsahovat 25% spalitelných látek a 0,6% celkového dusíku. Takový digestát je považován za typové organické hnojivo vyrobené anaerobní fermentací ze statkových hnojiv (číslo typu 18. 1. e.). Ostatní digestáty určené pro zemědělskou půdu jsou považovány za netypové organické hnojivo. Vyhláška č. 209/2005 Sb. zrušila zvláštní ustanovení, že digestát tohoto typu je možné aplikovat na půdu maximální dávkou 30 t/ha nejvýše jednou za 3 roky. Limitní hodnoty rizikových prvků v digestátu jsou uvedeny v tab. č.1. Při využití digestátů na zemědělské půdě je nezbytné tuhé digestáty zapravit do půdy do 48 hodin, tekuté digestáty do 24 hodin. Aplikace musí být rovnoměrná po celém pozemku, je zakázáno aplikovat na půdu přemokřelou, zasněženou nebo promrzlou. Ve zranitelných oblastech je třeba respektovat Nařízení vlády č. 103/2003 Sb., zejména omezení hnojení dusíkem a respektování období zákazu hnojení. Digestát je třeba aplikovat na pozemku rovnoměrně a je nutno zamezit vniknutí digestátu do povrchových vod nebo na sousední pozemek. Aplikace digestátu je předmětem evidence použitých hnojiv podle vyhlášky č. 274/1988 Sb., příloha č.1. Pro tuhý i tekutý digestát ze statkových hnojiv musí být dostatečné skladovací prostory.

V případě, že digestát je používán na pozemcích producenta, nemusí být registrován jako organické hnojivo. V případě, že je digestát šířen do oběhu prodejem nebo jiným způsobem převodu, musí být provedena jeho registrace podle §4 zákona č. 156/1998 Sb., o hnojivech. V případě, že bioplynová stanice je provozována Sdružením zemědělských subjektů dodávajících siláž a odebírajících digestát je registrace digestátu rovněž nezbytná.

2.2. Digestáty ze zbioplynování zvířecích fekálií

Digestát z anaerobní digesce hnoje, kejdy drůbežího trusu platí obdobné legislativní požadavky jako na digestát z rostlinné biomasy. Navíc musí splnit hygienické požadavky pro vedlejší živočišné produkty 2. kategorie podle Evropské legislativy ABP. Pro digestát ze zvířecích fekálií je požadován podle Nařízení komise č. 208/2006 nový způsob hodnocení hygienizace reprezentativních vzorků digestátu při vyskladňování, a to pro indikátorový organismus Escherichia coli:

n = 5 ; m = 0 ; M = 1000 ; c = 5 ;

pro indikátorový organismus Enterococaceae:

n = 5 ; m = 0 ; M = 1000 ; c = 5 ;

pro indikátorový organismus Salmonella v 25 g vzorku:

n = 5 ; m = 0 ; M = 0 ; c = 0 ;

kde n = počet vzorků , které musí být testovány

m = prahová hodnota počtu bakterií ( KTJ v 1 g )

M = maximální počet bakterií ( KTJ v 1 g )

c = počet vzorků, kde je povolena hodnota mezi m a M.

Obdobné hygienické požadavky jsou na digestáty z kofermentace rostlinné biomasy se zvířecími fekáliemi.

3. Digestáty z anaerobní digesce bioodpadů

Legislativní požadavky na digestáty ze zbioplynování biologicky rozložitelných odpadů jsou podle legislativy odpadů a týkají se dosud nevydané vyhlášky o bioodpadech. Mezi tyto odpady patří i kuchyňské a jateční odpady, které jsou též vedlejšími živočišnými produkty 3. kategorie a masokostní moučka 2. nebo 3. kategorie. U těchto odpadů jsou legislativní požadavky odlišné. Digestát vyrobený podle požadavků dosud nevydané vyhlášky je nazýván rekultivačním digestátem.

3.1. Digestáty z biozplynování bioodpadů, které nejsou ABP

K zabezpečení hygienizace digestátu z odpadů ze zeleně, ze zpracovatelského průmyslu, z tržišť a pod. by měla být udržována minimální teplota ve fermentoru 55^oC po dobu 24 hodin bez přerušení a celková doba zdržení ve fermentoru by měla být nejméně 20 dnů. V případě nižší provozní teploty ve fermentoru nebo kratší doby expozice náplně je nutné bioodpad předupravit při teplotě 70^oC po dobu 1 hodiny, nebo digestát následně upravit při teplotě 70^oC po dobu 1 hodiny, nebo zabezpečit aerobní kompostování digestátu.

Hygienické požadavky na digestát jsou:

• Salmenella spp. v 50 g: negativní nález v 5 vzorcích.
• termotolerantní koliformní baktere: z 5 vzorků musí být u 2 vzorků nižší nález než 300 KTJ/ g a u 3 vzorků nižší nález než 10 KTJ / g.

Pravděpodobně bude ještě stanoven limit pro indikátorový organismus Clostridium perfringens.

Limitní koncentrace vybraných rizikových prvků (tabulka č. 1) je podle způsobu použití. Digestát třídy I je používán na povrchu terénu určeného nebo užívaného pro městskou zeleň včetně parků a lesoparků. Digestát třídy II je používán k pěstování energetických, technických a okrasných rostlin, dále v intravilánu průmyslových zón, u liniových staveb, při rekultivacích, k obohacování antropogenních půd a jako suroviny pro výrobu rekultivačních substrátů.

Tabulka č. 1: Limitní koncentrace vybraných rizikových látek

Sledovaný ukazatel	digestát
	Třída 1(*)	Třída 2(*)	ze statkových hnojiv
Cd(mg/kg sušiny)	0.7	1.5	2
Cr(mg/kg sušiny)	100	150	100
Cu(mg/kg sušiny)	100	150	100
Hg(mg/kg sušiny)	0.5	1	1
Ni(mg/kg sušiny)	50	75	50
Pb(mg/kg sušiny)	100	150	100
Zn(mg/kg sušiny)	200	400	400
As(mg/kg sušiny)	x	x	10
Mo(mg/kg sušiny)	x	x	5

(*) Normalizováno na 30% obsahu organické hmoty

3.2. Digestáty z anaerobní digesce kuchyňských a jatečních odpadů

Pro digestáty ze zpracování ABP platí jednak požadavky stejné jako pro ostatní bioodpady. Na bioplynových stanicích lze zpracovávat pouze materiály 3. kategorie. Bez odpovídající hygienizace lze zpracovávat materiály, které již prošly režimem zpracování kafilerních zpracovatelských závodů (masokostní moučky, kafilerní tuk).

Bioplynová stanice zpracovávající ABP (včetně hnoje a kuchyňských odpadů) musí být dle evropské legislativy vybavena pasterizační (sanitární) jednotkou, kterou není možné obejít. Tato jednotka musí být opatřena zařízením ke sledování teploty v reálném čase a záznamovým zařízením ke stálému zaznamenávání výsledků těchto měření a vhodným bezpečnostním systémem bránícím nedostatečnému ohřevu. Dále musí být závod vybaven zařízením k čištění a dezinfekci vozidel a kontejnerů sloužících k přepravě ABP. Každá bioplynová stanice zpracovávající ABP musí být vybavena vlastní laboratoří nebo využívat službu externí schválené laboratoře.

Provozovatel bioplynové stanice zpracovávající ABP je povinen určit a kontrolovat kritické body a zaznamenávat výsledky kontrol a vyšetření a uchovávat je nejméně po dobu dvou let. Dále jsou provozovatelé povinni odebírat reprezentativní vzorky ke kontrole každé zpracovávané šarže na shodu s normami a Nařízením 1774/2002. Pro každý použitý kritický kontrolní bod musí být stanoveny minimální hodnoty technologických norem. Mezi kritické body při anaerobní digesci nebo kompostování patří velikost částic odpadu (< 12 mm), teplota dosažená při procesu tepelného ošetření (> 70°C), délka trvání procesu tepelného ošetření (> 1 hodina). Mezi povinnosti provozovatelů těchto zařízení patří přijetí systematických opatření proti ptákům, hlodavcům a hmyzu doložený programem hubení škůdců. Organizační systém těchto zařízení musí být zajištěn tak, aby se zamezilo dekontaminaci zpracovaných odpadů.

Vzorky digestátů odebrané během skladování nebo vyskladňování musí vyhovovat následujícím normám:

• Salmonella: nepřítomnost v 25 g: n = 5, c = 0, m = 0
• Enterococaceae: n = 5, c = 1, m = 1000, M = 5000
• Escherichia coli: n = 5, c = 1, m = 1000, M = 5000

n = počet vzorků, které mají být vyšetřeny

m = prahová hodnota počtu bakterií; výsledek je považován za uspokojivý, pokud počet bakterií ve všech vzorcích není vyšší než m

M = nejvyšší hodnota počtu bakterií; výsledek je považován za neuspokojivý, pokud je počet bakterií v jednom nebo více vzorcích vyšší nebo roven M

c = počet vzorků, u nichž může být počet bakterií mezi m a M; celý vzorek je považován za přijatelný, pokud ostatní vzorky mají počet bakterií nižší nebo roven m

Řešení technologie zpracování ABP na bioplynových stanicích by mělo využívat pasterizačního zařízení, kde rozmělněné ABP jsou tepelným výměníkem voda / substrát ohřáté v izolované nádobě s integrovaným míchadlem horkou vodou od chlazení spalovacího motoru kogenerační jednotky. Po hygienizaci 1 hod. při teplotě 70°C jsou rozmělněné odpady v suspenzi přečerpány do fermentoru.

Tabulka č. 2: Obsah organických látek a rostlinných živin v tuhé a tekuté části digestátů

Parametr	Jednotka	Kejda prasat		Slepičí trus		Siláž kukuřice		Jateční odpad	Směsný ABP
		tuhý	tekutý	tuhý	tekutý	tuhý	tekutý	tekutý	tuhý	tekutý
sušina	%	27,2	5,2	13,7	5,5	26,1	4,9	10,4	28,0	5,6
spalitelné látky	% suš.	51,8	47,3	76,6	63,1	82,3	64.6	80,3	71,9	61,8
dusík N	% suš.	3,9	11,0	5,4	10,3	2,7	9,9	5,8	3,55	9,85
fosfor P2O5	% suš.	5,6	5,4	5,9	4,1	5,0	3,9	4,8	5,24	4,51
draslík K2O	% suš.	1,6	5,8	2,5	6,3	1,7	9,1	5,2	2,32	7,18
vápník CaO	% suš.	4,9	3,0	3,9	3,1	2,2	2,6	2,9	3,3	2,82
hořčík MgO	% suš.	6,1	1,7	1,9	1,9	2,0	1,0	2,8	3,33	1,60
uhlík C	% suš.	25,9	23,6	38,3	31,55	41,15	32,3	40,15	35,95	30,9
C:N	x	8,93	2,15	7,09	3,06	15,2	3,26	5,42	10,12	3,13

4. Jakostní znaky různých digestátů

Pro představu, zda je možné dodržet legislativou požadované parametry jakostních znaků digestátů, jsou v tabulce č. 2 u různých vzorků digestátů odebraných na zahraničních bioplynových stanicích v tekuté a odvodněné formě uvedeny obsahy rostlinných živin a charakteristiky organických látek. Z uvedených hodnot se dá předpokládat vysoká agronomická účinnost těchto digestátů. Obsah těžkých kovů z digestátů z kukuřičné siláže je překvapivě nízký (tabulka č. 3).

Tabulka č. 3: Obsah těžkých kovů v digestátu z kukuřičné siláže

Těžký kov	v mg /kg suš
	tuhý digestát	tekutý digestát
Arsen (As)	<0,10	0,18
Kadmium (Cd)	<0,15	0,35
Olovo (Pb)	<3,50	3,30
Rtuť (Hg)	0,003	0,021
Chrom (Cr)	6,8	57
Měď (Cu)	10,00	49
Molybden (Mo)	1,5	4,4
Zinek (Zn)	54	280

Při oděru vzorků jsem se mohl přesvědčit o intenzivních pachových emisích, a to i u digestátu z kukuřičné siláže. Nejsilnější intenzita zápašných emisí byla u digestátu z jatečních a kuchyňských odpadů.

Závěr

K problematice přípravy a používání digestátu se vztahuje celá řada legislativních předpisů národní i Evropské legislativy podle zpracovávaných surovin a odpadů a podle způsobu využití digestátů. Zejména Evropská legislativa ABP se stále mění a zdokonaluje. Tento stav činí potíže při navrhování bioplynových stanic a při jejich uvádění do provozu.

Příspěvek byl zpracován v rámci Výzkumného záměru MZE 0002700601 "Principy vytváření, kalibrace a validace trvale udržitelných a produktivních systémů hospodaření na půdě".

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu