Odborné články

Zemědělské odpady

Zemědělská výroba byla v minulosti organizována jako bezodpadové hospodářství a zvířecí fekálie a rostlinné zbytky využitelné jako hnojivo nebo krmivo nebyly považovány za odpad. Bez těchto hmot je totiž nemyslitelné udržovat, případně zlepšovat půdní úrodnost a většina zemědělských farem je i v současnosti bezodpadovým hospodářstvím s uzavřeným koloběhem látek podle schématu: půda -> krmivo -> zvíře -> exkrementy -> půda.

Ve velkochovech zvířat, které byly vybudovány bez jakékoliv vazby na půdu se často pohlíží na exkrementy zvířat jako na odpad, ale i v těchto případech, za předpokladu, že jakostní znaky "odpadu" odpovídají určité normě nebo odpadní hmota je dokonce certifikována, nemusí jít o odpad, ale o organické hnojivo nebo surovinu k výrobě organických hnojiv, které jsou šířeny do oběhu prodejem podle legislativy hnojiv (zák. č. 308/2000 Sb. "o hnojivech", vyhláška č. 474/2000 Sb. "o stanovení požadavku na hnojiva" a vyhláška č. 476/2000 Sb. "o skladování a používání hnojiv"). Podle § 2 zák. č. 308/2000 Sb. "o hnojivech" jsou hnůj, hnojůvka, močůvka, kejda, sláma, jakož i jiné zbytky rostlinného původu vznikající zejména v zemědělské prvovýrobě statkovým hnojivem, nejsou-li dále upravovány. Do oběhu je však podle § 3 nepřípustné uvést statkové hnojivo, u něhož obsah rizikových prvků nebo rizikových látek je vyšší než stanoví vyhláška č. 474/2000 Sb.

Podle katalogu odpadů jsou odpady ze zemědělství, zahradnictví, lesnictví, myslivosti, rybolovu a pěstování vodních kultur (0201) následující:

020101  Kaly z praní a čištění
020102  Odpad z živočišných tkání
020103  Odpad z rostlinných tkání
020104  Odpadní plasty (kromě obalů)
020106  Zvířecí trus, moč a hnůj (včetně znečištěné slámy), kapalné odpady sbírané odděleně a zpracovávané mimo místo vzniku
020107  Odpad z lesnictví
020108*  Agrochemické odpady obsahující nebezpečné látky
020109  Agrochemické odpady neuvedené pod kódem 020108
020110  Odpadní kovy
020199  Odpady jinak blíže neurčené

Způsob nakládání s meziprodukty zemědělské výroby a s případnými zemědělskými odpady musí být v souladu s požadavky vodohospodářské ochrany (Zákon č. 138/73 Sb. "o vodách", vyhl. č. 6/77 Sb. "o ochraně jakosti vod"). Tyto hmoty je nutno vyhovujícím způsobem skladovat, vhodně s nimi manipulovat, zpracovávat jen na povolených zařízeních a upravovat je takovým způsobem, aby neohrožovaly přírodní a životní prostředí.

Hnojiště, sklady kejdy, kompostoviště a sběrné jímky na močůvku, hnojůvku a silážní šťávy musí být budovány jako nepropustné, vybavené zpravidla kontrolním systémem proti úniku škodlivin. Hnojiště a kompostoviště musí být vybaveno jímkou pro zachycení hnojůvky a dešťových vod z manipulační a dosud nenaskladněné plochy. Minimální kapacita hnojiště je nutná pro 6-ti měsíční produkci chlévské mrvy. Minimální skladová kapacita pro kejdu musí být v nížinných oblastech 3 měsíční, ve vyšších polohách 4 měsíční a ve vodohospodářsky chráněných územích 6-ti měsíční. Sklad kejdy musí být vybaven homogenizovacím zařízením schopným promíchat skladovanou kejdu za 8 hodin provozu.

Za ekologicky i agronomicky efektivní způsob je možno považovat kompostování zemědělských odpadů. Do kompostových zakládek je možné aplikovat i hnojivé odpady komunální a průmyslové. Kompostováním je možno připravovat pro půdu hotové humusové látky.

Perspektivní možností ekologického zpracování a využití exkrementů zvířat a dalších organických odpadů je jejich anaerobní metanogenní fermentace, provázená vznikem bioplynu, obsahujícím 55-70% metanu. Z 1kg biologicky rozložitelných organických látek lze získat 0,8 - 1m3 bioplynu o výhřevnosti v rozmezí 20-25 MJ.m-3. Vzhledem k průměrnému obsahu 0,3% sirovodíku obsahuje bioplyn podstatně méně síry nežli fosilní paliva. Bioplyn je možno využívat k vytápění přímým spalováním, k výrobě elektrické energie a je ho možno dále zušlechťovat čištěním, komprimací nebo zkapalněním. Stlačený bioplyn je možno využít pro pohon motorových vozidel. Při řízené anaerobní fermentaci dochází zpravidla ke zvýšení agronomické účinnosti zpracovávaných odpadů a k odstranění jejich nepříjemného zápachu.

Novým způsobem využití bioplynu je tzv. trigenerace. Jde o kogenerační jednotku s pístovým spalovacím motorem, která je doplněna absorpčním tepelným konvertorem, umožňujícím výrobu chladu. Klasické kogenerační jednotky využívají bioplyn na kombinovanou výrobu elektrické energie a tepla. Část vyrobeného tepla se na bioplynové stanici využívá k ohřevu obsahu fermentorů.

Celosvětově jsou nejvíce rozšířené diskontinuální jednoduché fermentory a to zejména v asijských a afrických zemích. V České republice jsou vybudovány diskontinuální fermentory pro zpracování slamnatého chlévského hnoje. Nejvyšší produkci bioplynu zabezpečují kontinuální technologie s míchacími biofermentory s dohříváním substrátu. Jsou konstruovány jako technologie jednostupňové nebo vícestupňové.

Fermentor s přerušovaným provozem (např. čínský fermentor):

K očkovacímu materiálu ponechanému na dně se načerpá čerstvá kejda, přidají se veškeré tuhé organické odpady, shromažďované za dobu předchozí fermentace, fermentor se uzavře a odebírá se bioplyn. V průběhu fermentace mohou do fermentoru přitékat ještě další tekuté odpady a z odběrného otvoru je možno odebírat tekutou zfermentovanou složku ke hnojivé zálivce.

Fermentor s přerušovaným provozem pro zpracování slamnatého chlévského hnoje :

Chlévská mrva se sype do drátového koše o průměru 6 m. Na plný koš se protáhlým jeřábem nasadí zvon, který má zařízení na odvod bioplynu do plynojemu. Fermentace trvá cca 30 dnů.

U technologií kontinuálních je zpracovávaná kejda dovezena do homogenizační jímky. Do této jímky se aplikují i další biodegradabilní odpady. Zvlášť výhodné je využívat kuchyňské odpady včetně obsahů kuchyňských lapolů z hotelů a velkokuchyní, odpadní trávu, odpady z potravinářského průmyslu (výlisky z moštáren, pivovarské mláto, odpadní tukové substance). Společné zpracování těchto odpadů se zvířecími fekáliemi se nazývá kofermentace. Po provedené homogenizaci se vstupní substrát přečerpává přes šroubnicový výměník ohřívaný horkou vodou z kogenerační jednotky do biofermentoru. Obsah biofermentoru je míchán horizontálním nebo vertikálním míchadlem, nebo ponorným kalovým čerpadlem, případně též vháněním stlačeného vyrobeného bioplynu. Procesní teplota ve fermentoru je zajišťována buď ohřevem fermentoru, nebo pravidelnou cirkulací obsahu biofermentoru do tepelného výměníku mimo biofermentor. Zařízení pracuje při teplotách v rozmezí 37 - 43°C (mezofilní teploty), nebo při teplotách 52 - 55°C (termofilní teploty). Vznikající bioplyn je odváděn přes plynoměr a vodní uzávěr do plynojemu. Při načerpání čerstvého substrátu do biofermentoru odchází stejné množství zbioplynovaného substrátu do fermentoru dalšího stupně nebo do zásobníku. Takto zpracovaná kejda (případně s dalšími kofermentovanými odpady) je používána jako tekuté organické hnojivo s minimálními pachovými závadami.

Podstatně komplikovanější jsou bioplynové stanice, kde je kejda v následném procesu dočišťována a vypuštěna do vodoteče. Zbioplynovaná kejda je vypouštěna na odvodňovací zařízení, dále je alkalizována, odsazena a deamonizována. Deamonizovaná kejda je pak dočišťována na aerobním stupni dočišťování. Tuhá část po odvodnění je zpravidla kompostována s lignocelulózními odpady (dřevní štěpka).

Elektrickou energii je možné pomocí bioplynu vyrábět v plynových turbínách, v dvoupalivových vznětových motorech a zážehových motorech v kombinaci s generátorem. Nezbytné je využívat energii tepla spalin a z chlazení motoru k výrobě horké vody. Pro malé výkony jsou adaptovány zážehové motory z automobilů v kombinaci s generátorem. V minulosti používané řešení s motorem z automobilu Fiat 127 mělo hodinovou spotřebu 9 m3 bioplynu a výkon 12 kW elektrické energie.

Od 1 ks zvířat lze ročně získat :

dojnice 600 m3 bioplynu t.j. 13 200 MJ
skot výkrm 400 m3 bioplynu t.j. 8 800 MJ
prase výkrm 70 m3 bioplynu t.j. 1 540 MJ
nosnice 5,8 m3 bioplynu t.j. 128 MJ

Přídavek 1 kg slámy zvyšuje produkci bioplynu o 0,15-0,35 m3.

Zajímavé jsou výtěžky bioplynu z 1 t biodegradabilních odpadů, které je možné kofermentačně zpracovat se zvířecími fekáliemi. Ze zeleninového odpadu je možno získat 90 m3 bioplynu, ze senážované trávy 150 m3, z kuchyňských odpadů 245 m3 a z obsahu tukových odlučovačů až 800 m3.

Výstavba bioplynových provozů musí být povolena orgány vodohospodářskými, hygienickými a veterinárními. K dispozici je celá řada technologií odpovídajících podmínkám ochrany životního prostředí. Ekonomická efektivnost těchto provozů stoupá zdražováním ostatních paliv.

Zemědělské bioplynové stanice v ČR

   Zahájení provozu  Fermentovaný materiál (m3/den)  Objem fermentorů (m3)  Teplota fermentace (°C)  Produkce bioplynu (m3/den)  Využití bioplynu
Třeboň  1973  P/Č 200/40  3200+2800  39-41  4200  kogenerace
Kroměříž  1985  P/Č 180/100  2 x 980, 2 x 3500  35-40  3800  teplo
Kladruby  1989  P 100  2 x 1200  39-41  2200  kogenerace
Plevnice  1991  P/Ku 70/10  2 x 1100  39-41  1700  kogenerace
Mimoň  1994  P 120  2 x 1800  42-45  3500  kogenerace
Šebetov  1993  P 120  2 x 2000  39-41  2000  kogenerace
Trhový Štěpánov  1994  P/K 10/10  700  42-44  1000  kogenerace
Jindřichov  1989  S 21 t  6 x 85  35-40  600  kogenerace
Výšovice  1987  S 11 t  6 x 110  35-40  350  teplo
Hustopeče  1986  S 44 t  8 x 169  35-40  1200  teplo
Velké Albrechtice  1995  P 100  2 x 2500  39-41  2500  kogenerace
Slavkov  1998  S 10  6 x 21  35-40  ?  kogenerace

P = kejda prasat, K = kejda skotu, S = slamnatý hnůj, Ku = slepičí trus, Č = čistírenský kal


V níže uvedeném přehledu uvádím vybrané technologické postupy pro využití zemědělských odpadů:

odpad

 technologie

 zařízení

 produkt

chlévská mrva

anaerob. fermentace

faremní nebo polní hnojiště 

hnůj

kejda

skladování, anaerob. stabilizace, homogenizace příp. separace

sklad kejdy

stabilizovaná homogenizovaná kejda, příp. separovaná kejda

organický odpad, kejda, mrva

aerobní kompostování

kompostárna, kompostoviště, biofermentor

kompost, pěstební substrát

kejda, sláma

výroba umělého, hnoje(aerobní a anaerobní fermentace)

faremní nebo polní hnojiště

umělý hnůj

kejda, sláma, mrva, rostlinné zbytky

vermikompostování (využití žížal)

speciální kompostoviště

biohumus bílkovina z červů

kejda, chlévská mrva

metanogenní fermentace

bioplynový provoz

bioplyn, organické hnojivo

kejda

biologické aerobní čištění

oxidační příkopy, aktivační čistírny, aktivační čistírny s chem. čištěním aerobní přirozené systémy

vyčištěná voda, org. hnojivo, granul.hnojivo hrubé proteiny (k příp.krmiv)

kejda drůbeže podestýlka drůbeže

sušení

sušárenská linka

krmivo,součást krmiv, komerční hnojivo

kejda, chlév. mrva podestýlky

kysele katalyzovaná hydrolýza

hydrolyzační zařízení biofermentory pro výr. jednobuněčného proteinu

krmivo, součást krmiv

uhynulá zvířata, jateční odpad, infekční hnůj, podestýlky drůbeže

teplotně tlaková úprava

kafilerní destruktor

kostní, masokostní, péřové moučky granulované krmivo, krmná pasta

sláma, rostlinný odpad

enzymově nebo chemicky katalyzovaná hydrolýza

hydrolyzační a fermentační zařízení

bioethanol, fural, lignin, proteinové krmivo

sláma, rostlinné zbytky

dezintegrace a lisování

briketovací linka

topné brikety

sláma

dezintegrace a lisování s pojivem

lisovací linka

stavební hmoty, nábytkářský, kompozitní materiál

drůbeží trus

alkoholové kvašení

lihovar. linka

výroba bioetanolu

Článek: Tisknout s obrázky | Tisknout bez obrázků | Poslat e-mailem

Související články:

Požadavky na zpracování materiálů v závodech na výrobu bioplynu
Je hnůj odpadem nebo organickým hnojivem?
Exkurze po bioplynových stanicích - 1 - Kladruby
Bioplyn v České republice
Nové trendy nakládání s biodegradabilními odpady
Jsou statková hnojiva odpad?
Kompostování bioodpadu
Využití odpadů v zemědělství
Toxicita zinku a ČSN 46 5735 "Průmyslové komposty"
Kompostování čistírenských kalů
O legislativě biologicky rozložitelných odpadů

Zobrazit ostatní články v kategorii Bioodpady a kompostování

Datum uveřejnění: 24.1.2002
Poslední změna: 19.3.2002
Počet shlédnutí: 13567

Citace tohoto článku:
VÁŇA, Jaroslav: Zemědělské odpady. Biom.cz [online]. 2002-01-24 [cit. 2020-11-27]. Dostupné z WWW: <https://biom.cz/cz-spalovani-biomasy/odborne-clanky/zemedelske-odpady>. ISSN: 1801-2655.

Komentáře:
ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto