Search

Suomen maatalouden aiheuttamaa hajukuormaa, hajupäästöihin vaikuttavia tekijöitä sekä hajun aiheuttamaa viihtyisyyshaittaa tutkittiin esimerkkimaatilojen avulla. Emakko- ja yhdistelmäsikalan sekä kahden broilerikasvattamon eläinsuojien hajupäästöt mitattiin kesä- ja talviolosuhteissa ja hajupäästöjen leviäminen arvioitiin leviämismallinnuksen avulla. Ympäristön asukkaiden kokemaa viihtyisyyshaittaa tutkittiin asukaskyselyillä. Hajun leviämisen ja viihtyisyyshaittatulosten perusteella määritettiin vähimmäisetäisyydet eläinsuojan ja asutuksen välille, mikä on kotieläintuotannossa eniten käytetty tapa estää viihtyisyyshaitta. Lisäksi selvitettiin eräiden yksinkertaisten ja edullisten hajunvähentämistekniikoiden tehokkuus. Tehtyjen mittausten sekä soveltavien hajuhaitan hyväksyttävyysrajojen perusteella oli mahdollista arvioida sikaloiden ja broileritilojen vähimmäisetäisyys eläinpaikan mukaan. Broileri- ja emakkokasvatuksen suhteen tulokset poikkesivat merkittävästi ympäristöministeriön laatimasta suosituksesta vähimmäisetäisyyksiksi. Esimerkkitiloista ison emakkosikalan hajuhaitta ulottui yli kilometrin etäisyydelle. Tilalla ei ollut toteutettu mainittavia päästöjä vähentäviä toimia. Keskikokoisen sikalan hajuhaitta ulottui noin 300 metrin etäisyydelle. Asukaskyselytulokset eivät osoittaneet, että broileritilojen ympäristössä esiintyisi merkittävää hajuhaittaa. Päästömittaukset osoittivat avoimien lietesäiliöiden suuren merkityksen kokonaishajupäästöstä. Kattamalla lietesäiliö voidaan täten merkittävästi vähentää tilan hajuhaittaa. Lietesäiliön kevyt kate, esimerkiksi EPS-rouhe tai luonnollinen kuorettuma, vähentää tehokkaasti säiliöstä haihtuvaa hajua. Myös lietteeseen lisätty turve vähentää hajua. Merkittävä vaikutus edellyttää noin 40 % lisäyksen. Ilmapoistojen korottamisen ja yhdistämisen positiivista vaikutusta ei voitu selkeästi osoittaa. Ilmanvaihdon ja hajupäästön välillä ilmeni selvä korrelaatio, joten ilmanvaihdon optimoinnilla on mahdollista vähentää tarvittavaa ilmamäärää ja samalla haisevan poistoilman virtaa. Tutkimuksessa tuotettua aineistoa ja kehitettyjä leviämismallinnusmenetelmiä voidaan hyödyntää myöhemmin hajukuorman arvioinneissa esim. ympäristöluvituksen yhteydessä, kun suunnitellaan uusia kotieläinyksiköitä tai kun vertaillaan erilaisten hajua vähentävien toimenpiteiden tehokkuutta ympäristön hajukuorman pienentämisessä. Menetelmillä voidaan arvioida myös nykyisten kotieläinyksiköiden hajukuormaa maankäytön suunnittelussa tai esimerkiksi kaavoitettaessa uusia kotieläinyksiköitä.

So called "dry fermentation" prototype plants for anaerobic digestion of organic material containing 15-50 % total solids show added advantages compared to slurry digestion plants (Hoffman 2001): Less reactor volume, less process energy, less transport capacity, less odour emissions. However on-farm dry fermentation plants are not common and rarely commercially available. Recent on-farm research (Kusch & Oechsner 2004) and prototype research (Linke 2004) show promising technical solutions for dry fermentation batch reactors on-farm. The Biodynamic Research Institute in Järna developed a two-phase on-farm biogas plant. The plant digests manure of dairy cattle and organic residues originating from the farm and the surrounding food processing units containing 17.7-19.6 % total solids. A new technology for continuously filling and discharging the hydrolysis reactor was developed and implemented. The output of the hydrolysis reactor is separated into a solid and liquid fraction. The solid fraction is composted. The liquid fraction is further digested in a methane reactor and the effluent used as liquid fertiliser. Initial results show that anaerobic digestion followed by aerobic composting of the solid fraction improves the nutrient balance of the farm compared to mere aerobic composting. Composted solid fraction and effluent together contain about 70 % of total input nitrogen and 94 % of input NH4. The manure that was merely aerobic digested contained about 51 % of total input nitrogen and 3.9 % of input NH4. Additionally anaerobic digestion improves the energy balance of the farm producing up to 269 l biogas kg-1 volatile solids or 1,7 kWh heat kg-1 volatile solids.

The Biodynamic Research Institute in Järna developed at the farm Yttereneby a two phase biogas plant. The plant digests manure of dairy cattle and organic residues originating from the farm and the surrounding food processing units containing 17,7 - 19,6 % dry matter. A new technology for continuously filling and discharging the biogas reactor was developed and implemented. Digestion residues are separated into a solid fraction for composting and into a liquid fraction. The solid fraction is suitable for aerobic composting. Initial results show that anaerobic digestion and following aerobic composting of the solid fraction improves the nitrogen balance of the farm compared to mere aerobic composting. Composted biogas plant residues and effluent together contain 70,8 % of input Ntot and 93,3 % of input NH4, merely aerobic digested manure 51,3 % Ntot and 3,9 % NH4 only. Additionally anaerobic digestion improves the energy balance of the farm producing up to 269 l biogas kg-1 VS or 1,7 kWh heat kg-1 VS.

During the last decade some so called ‘dry fermentation’ prototype plants were developed for anaerobic digestion of organic material containing 15-50 % total solids. These plants show added advantages com-pared to slurry digestion plants: Less reactor volume, less process energy, less transport capacity, less odour emissions. However on-farm dry fermentation plants are not common and rarely commercially available. This paper reports about an innovative two phase prototype biogas plant designed for continuous digestion of solid dairy cattle manure.