V průběhu historie lidé, kteří chovali hospodářská zvířata a drůbež, používali hnůj jako hnojivo, doplněk půdy, zdroj energie a dokonce i jako stavební materiál. Hnůj obsahuje mnoho užitečných, recyklovatelných složek, včetně živin, organických látek, pevných látek, energie a vlákniny. Díky dnešním technologiím lze hnůj využívat efektivněji a více způsoby než kdy dříve, což by mělo zmírnit mnohé dopady na životní prostředí, které vznikají, když se s hnojem zachází jako s odpadem.
Živiny
Zemědělci, zahrádkáři, krajináři a další běžně používají chlévský hnůj jako hnojivo, které poskytuje živiny potřebné pro produkci plodin. Živiny z hnoje mají jako hnojivo skutečnou hodnotu. Hodnota hnoje jako hnojiva se bude zvyšovat s rostoucí cenou komerčních hnojiv.
Stejně jako s komerčními hnojivy je třeba s hnojem správně hospodařit, aby se zabránilo dopadům na životní prostředí. Hnůj má hnojivou hodnotu v surové formě, avšak zpracováním hnoje rozkladem, kompostováním nebo jiným způsobem lze získat materiály, které jsou přenosnější a jejichž živiny jsou pro rostliny lépe dostupné, vyváženější pro potřeby plodin nebo méně náchylné ke ztrátám na životním prostředí.
Čerstvý hnůj
Použití čerstvého hnoje jako hnojiva pro pěstování plodin, které budou zkrmovány zpět hospodářským zvířatům, a to buď přímo, nebo jako vedlejší produkt dalšího zpracování, je vynikající způsob recyklace živin. V ideálním případě by se čerstvý hnůj používal na farmě, kde vzniká, nebo na sousední farmě, protože přeprava čerstvého hnoje je nákladná i na krátké vzdálenosti.
Hnůj hospodářských zvířat se běžně aplikuje na půdu jako polotuhá nebo tekutá hmota. Zemědělci mohou hnůj zapravovat do půdy nebo jej vstřikovat pod povrch půdy, aby snížili riziko ztrát při odtoku a problémy se zápachem. Někdy se pevná část hnoje odděluje od kapaliny. Po oddělení tekutého a tuhého hnoje obsahuje zbývající tekutý hnůj ještě přibližně polovinu původních živin. Pevné látky lze použít na podestýlku nebo k jiným účelům a kapaliny lze aplikovat na půdu k zavlažování i hnojení plodin.
Zemědělci jsou nejčastějšími uživateli čerstvého hnoje k hnojení, ale domácí zahrádkáři a krajináři také někdy hnojí čerstvým hnojem.
Kompost
Kompostování chlévského hnoje snižuje zápach, ničí původce chorob (patogeny), snižuje objem a stabilizuje hnůj pro snadnější manipulaci. Správně vybudované a řízené kompostování hnoje může také zpracovávat úhyn Exit (uhynulá zvířata) z chovu hospodářských zvířat. V některých částech země musí být kompostovací provozy intenzivně řízeny, aby byl zaručen kompost bez patogenů, který splňuje požadavky hygienických předpisů i vnímání veřejnosti.
Kompost lze aplikovat rovnoměrněji a s lepší kontrolou než hnůj. Dusík v kompostu není pro rostliny tak snadno dostupný jako dusík v čerstvém hnoji, ale dostupnost fosforu, draslíku a dalších živin z kompostu je podobná nebo vyšší než dostupnost těchto živin z čerstvého hnoje.
Zemědělci a chovatelé mohou kompostovaný hnůj používat ve svých provozech jako hnojivo nebo stelivo. Prodejem kompostu lze odstranit přebytečné živiny z farem a rančů, které nemohou využít všechny živiny z hnoje pro vlastní potřebu.
Přeprava kompostu je levnější než přeprava čerstvého hnoje díky jeho nižší vlhkosti a výhodnější díky jeho vyšší tržní hodnotě. To znamená, že kompost má větší potenciál využití v oblastech vzdálenějších od farmy. Kompost z hnoje lze využít k mnoha účelům v nezemědělských oblastech, včetně obnovy pozemků, protierozní ochrany, sanace půdy a obnovy mokřadů.
- North Dakota State University Extension’s Composting Animal Manures (PDF)(8 str., 358 K, o PDF) Exit
- Kansas Department of Health and Environment’s Composting at Livestock Facilities (PDF)(5 str, 387 K, o PDF) Exit
Ostatní produkty z hnoje
Peletováním se čerstvý hnůj kompaktuje při vysoké teplotě a tlaku a přeměňuje se na suchý hotový výrobek. Pelety jsou použitelné jako doplněk půdy nebo hnojivo. Protože pelety zabírají menší objem, lze je snadněji skladovat a přepravovat než hnůj. V některých případech může být výsledkem zpracování produkt s konzistentním a předvídatelným obsahem živin, což je vhodnější pro rostlinnou výrobu a další použití. Proces peletizace se používá hlavně pro drůbeží podestýlku, ale mohl by se použít i pro separované pevné látky z jiných hnojiv.
Technologie extrakce živin nebo technologie získávání živin z hnoje mohou odstranit živiny z hnoje pro hnojivé produkty. Extrakce živin odstraňuje elementární živiny ze surového hnoje, separovaných tekutin nebo zbytků anaerobní digesce chemickým srážením nebo koagulací. Příklady hnojivých produktů, které lze získat pomocí systémů extrakce živin, jsou síran amonný, fosforečnan vápenatý a krystaly síranu amonno-hořečnatého (struvitu).
Konverze biomasy
Biokonverze zahrnuje pěstování organismů na hnoji nebo živinách z hnoje a jejich následnou sklizeň za účelem použití jako složky krmiva pro zvířata, hnojiva nebo půdních doplňků.
Řasy pěstované na živinách z odpadních vod z mlékáren lze sklízet za účelem výroby produktu používaného v rostlinných hnojivech
a vysokoproteinových doplňcích krmiv pro zvířata. Larvy černých vojáků se živí hnojem, ničí původce chorob (patogeny) a přenášejí živiny z hnoje do svých těl. Larvy bohaté na živiny jsou produktem s přidanou hodnotou, který lze vyvážet mimo farmu. Krmiva s vysokým obsahem bílkovin vyrobená z takových produktů mohou mít hodnotu až 500 USD za tunu. Hnůj, který zůstane po sklizni larev, je použitelný jako půdní doplněk nebo hnojivo podobně jako kompost.
Vermikompostování využívá žížaly k trávení hnoje, čímž vznikají produkty bez patogenů, bohaté na živiny, které lze prodávat a 
exportovat mimo farmu. Červi produkují na živiny bohaté výkaly. Vývržky jsou spolu s hnojem použitým k pěstování červů užitečné jako hnojivo nebo doplněk půdy. Tento vermikompost údajně obsahuje více rostlinám dostupných živin než běžný kompost. Kromě příjmů z prodeje vermikompostu lze červy prodávat jako rybářskou návnadu nebo je zpracovávat na doplňkové krmivo pro drůbežářské nebo rybí provozy.
Organická hmota
Zemědělci, zahrádkáři a další využívají chlévský hnůj jako půdní přídavek ke zlepšení kvality půdy. Kromě poskytování živin pro růst rostlin zlepšuje aplikace čerstvého nebo kompostovaného chlévského hnoje na ornou půdu organickou hmotu a kyprost půdy (fyzikální podmínky, díky nimž je půda vhodná pro pěstování plodin). Aplikace chlévského hnoje na ornou půdu zvyšuje množství organické hmoty v půdě, což zlepšuje strukturu půdy a může zvýšit její schopnost zadržovat vodu.
Zvýšení obsahu organické hmoty v půdě také pomáhá udržet uhlík v půdě („sekvestrace uhlíku“) a mimo atmosféru, kde může tvořit skleníkový plyn oxid uhličitý. Hnůj poskytuje tyto výhody, pokud je aplikován v surové formě nebo pokud jsou pevné látky aplikovány po separaci pevné a tekuté fáze, peletizaci, fermentaci nebo kompostování.
Biochar může zlepšit půdu a ukládat uhlík. Při použití jako půdní doplněk poskytuje biochar živiny ve stabilní formě, která je dostupná rostlinám, a snižuje riziko ztrát při odtoku nebo vyplavování do podzemních vod. Biochar také zlepšuje půdní sklon, pórovitost, schopnost zadržovat vodu, kationtovou výměnnou kapacitu (CEC), půdní biologii a účinnost hnojiv. Biochar je stabilní forma půdního organického uhlíku, která zadržuje uhlík potenciálně po tisíce let.- Zpráva o biocharu zaměřená na USA: (PDF)(84 stran, 1,5 MB, o PDF) Exit – Zpráva Centra pro energetickou a environmentální bezpečnost a Iniciativy Spojených států pro biochar.
Podestýlka
Některé mléčné farmy používají jako podestýlku piliny, hobliny, slámu, písek nebo jiné nakoupené materiály. Podestýlka může být drahá – řádově 40 až 50 USD/krávu/rok. V posledních desetiletích se tradiční podestýlkové materiály, jako jsou piliny nebo písek, zdražily. Pevný materiál lze získat z hnoje (separací pevné a tekuté fáze, kompostováním nebo anaerobní digescí) a použít jej jako podestýlku, čímž se nahradí materiály nakupované mimo farmu.
- Use of Dried Manure Solids as Bedding for Dairy Cows (PDF) (9 str., 487 K, o PDF) Exit – Report by the Cornell Waste Management Institute.
Energie
- Využití hnoje jako hnojiva a pro výrobu energie: Zpráva pro Kongres – Zpráva USDA uvádí, že využití hnoje pro výrobu energie by neomezilo využití hnoje pro hnojení, protože procesy používané k výrobě energie ponechávají živiny z hnoje jako zbytky, které lze využít jinde.
Biogen
Biogen získaný z anaerobních fermentorů je užitečný pro výrobu tepla nebo elektřiny, kterou lze využít na farmě nebo prodat do místní energetické sítě. K výrobě bioplynu se obvykle používá mléčný nebo prasečí hnůj, protože mají relativně vysoký potenciál produkce metanu. Některé fermentory v USA však používají jako vstupní surovinu hovězí hnůj nebo drůbeží podestýlku.
Plyn z anaerobní fermentace obsahuje přibližně 60 až 80 % metanu a má výhřevnost 600 až 800 BTU/ft3. (Pro srovnání, zemní plyn obvykle obsahuje více než 85 % metanu a má výhřevnost přibližně 950 – 1050 BTU/ft3). Většinu zařízení, která používají jako palivo zemní plyn, butan nebo propan, lze upravit pro použití bioplynu. Patří sem kotle, ohřívače a elektrické generátory.
Protože fermentory zachycují metan a další látky znečišťující ovzduší, snižují škodlivé emise z hnoje do ovzduší a zajišťují vynikající kontrolu zápachu. Využívání bioplynu z fermentorů také kompenzuje spotřebu paliva a emise z neobnovitelných fosilních paliv.
- Více informací o anaerobní fermentaci hnoje pro energetické účely naleznete v programu AgSTAR agentury EPA.
Bio-olej
Kapalná bio-olejová paliva lze z hnoje vyrábět termochemickými procesy, jako je pyrolýza a zplyňování. Dalším procesem, kterým lze vyrobit bioolej, je biokonverze, například pěstování řas s živinami z hnoje.
Biooleje se fyzikálně liší od topného oleje na bázi ropy. Bio-oleje mají například nižší energetický obsah na galon a vyšší kyselost než topný olej na bázi ropy. Zkoušky však ukazují, že bio-oleje by mohly být použity pro aplikace, jako je vytápění nebo výroba elektřiny.
Komerční zkušenosti s bionaftou jsou velmi slibné. Bionafta je stejně výkonná jako ropná nafta a zároveň snižuje emise pevných částic, oxidu uhelnatého, uhlovodíků a oxidů síry do ovzduší.
- Technologie Pyrolyss: Ekologicky šetrné řešení hospodaření s živinami v zálivu Chesapeake Bay (PDF) (35 stran, 2,9 MB, o PDF) Exit – Virginia Tech uvádí slibné výsledky své experimentální mobilní pyrolýzní jednotky pro zpracování drůbeží podestýlky.
- Kalifornský program pro alternativní a obnovitelná paliva a technologie pro vozidla Exit předpokládá, že komerční výroba bionafty ze vzduchem sušeného mléčného hnoje by mohla přinést až 6 %.8 milionů galonů obnovitelné nafty ročně, 30 až 50 pracovních míst na plný úvazek a roční snížení emisí skleníkových plynů o 851 050 tun ekvivalentu oxidu uhličitého metanu a 720 666 tun CO2e oxidů dusíku.
Syntéza
Zplyňováním lze hnůj (v současnosti především drůbeží podestýlku) převést na syntetické plynné palivo složené ze směsi vodní páry, dehtů, plynného vodíku, oxidu uhelnatého, oxidu uhličitého, plynného dusíku a uhlovodíkových plynů. Část plynu kondenzuje a vytváří hořlavý bioolej. Zbývající plyn může pohánět různé energetické systémy včetně pístových motorů, plynových turbín a palivových článků.
Vláknina
Z hnoje hospodářských zvířat je možné vyrábět speciální výrobky s přidanou hodnotou, které se prodávají spotřebitelům na základě obsahu vlákniny v hnoji. Níže uvedené příklady jsou z větší části buď experimentální, nebo se provádějí v butikovém měřítku. Většina z nich zahrnuje extrakci a využití pevné vlákniny z hnoje.
- Náhrada rašelinového mechu. Vláknina získaná z anaerobního rozkladu mléčného hnoje je užitečná jako růstové médium pro rostliny. Zkoušky růstu rostlin ukázaly, že při správném zpracování se vláknina chová jako rašelinový mech pro pěstování rostlin v nádobách.
- Novinka Výrobky z vlákniny. Zemědělci a další inovátoři nacházejí kreativní způsoby, jak z vlákniny získané z hnoje vyrábět výrobky s přidanou hodnotou.
- Květináče, startovací květináče na bázi hnoje, vyrobené z biologicky rozložitelného kompostovaného kravského hnoje.
- Sochy vyrobené z kompostovaného hnoje a prodávané jako hnojivé zahradní umění.
- Papír vyrobený ze zpracovaného hnoje různých zvířat, včetně slonů a krav. Vysušený hnůj se propláchne ve vodě a zůstane nestrávené vlákno, které se vaří a míchá s jinými přírodními vlákny k výrobě různých papírových výrobků.
- Stavební materiály. Vláknina ze zpětně získaného hnoje byla zahrnuta do dřevovláknitých desek pro stavebnictví.
Na začátek stránky
.