Przez całą historię ludzie, którzy hodują zwierzęta gospodarskie i drób używali obornika jako nawozu, poprawki do gleby, źródła energii, a nawet materiału budowlanego. Obornik zawiera wiele użytecznych składników, które można poddać recyklingowi, w tym składniki odżywcze, materię organiczną, ciała stałe, energię i włókno. Dzięki dzisiejszej technologii, obornik może być wykorzystywany bardziej efektywnie i na więcej sposobów niż kiedykolwiek, co powinno złagodzić wiele skutków środowiskowych, które wynikają z traktowania obornika jako odpadu.

Składniki odżywcze

Rolnicy, ogrodnicy, projektanci krajobrazu i inni powszechnie używają obornika zwierzęcego jako nawozu w celu dostarczenia składników odżywczych potrzebnych do produkcji roślinnej. Składniki odżywcze obornika mają realną wartość jako nawóz. Wartość nawozowa obornika będzie rosła wraz ze wzrostem cen nawozów komercyjnych.

Jak w przypadku nawozów komercyjnych, obornik musi być odpowiednio zagospodarowany, aby uniknąć wpływu na środowisko. Obornik ma wartość nawozową w swojej surowej formie; jednakże, przetwarzanie obornika poprzez fermentację, kompostowanie lub inne środki może przynieść materiały, które są bardziej przenośne i których składniki odżywcze są bardziej dostępne dla roślin, bardziej zrównoważone do potrzeb upraw lub mniej podatne na straty środowiskowe.

Świeży obornik

Używanie świeżego obornika jako nawozu do uprawy roślin, które będą karmione z powrotem zwierzętami gospodarskimi, albo bezpośrednio, albo jako produkt uboczny dalszego przetwarzania, jest doskonałym sposobem na recykling składników odżywczych. Idealnie byłoby, gdyby świeży obornik był stosowany w gospodarstwie, w którym został wytworzony lub w sąsiednim gospodarstwie, ponieważ przewóz świeżego obornika nawet na niewielkie odległości jest kosztowny.

Obornik zwierzęcy jest powszechnie stosowany w postaci półstałej lub płynnej. Rolnicy mogą wprowadzać obornik do gleby lub wstrzykiwać go pod powierzchnię gleby, aby zmniejszyć ryzyko strat związanych z odpływem i problemów z nieprzyjemnym zapachem. Czasami ciała stałe obornika są oddzielane od cieczy. Po oddzieleniu obornika od gnojowicy, pozostała ciecz z obornika nadal zawiera około połowy pierwotnych składników odżywczych. Substancje stałe mogą być wykorzystane jako ściółka lub do innych celów, a ciecze mogą być stosowane na gruntach zarówno do nawadniania, jak i nawożenia upraw.

Rolnicy są najczęstszymi użytkownikami świeżego obornika do nawożenia, ale ogrodnicy domowi i projektanci krajobrazu również czasami nawożą świeżym obornikiem.

Kompost

Kompostowanie obornika zwierzęcego redukuje nieprzyjemne zapachy, zabija czynniki chorobotwórcze (patogeny), zmniejsza objętość i stabilizuje obornik w celu łatwiejszego przenoszenia. Prawidłowo skonstruowana i zarządzana kompostowania obornika może również przetwarzać śmiertelności Exit (martwe zwierzęta) z operacji zwierząt gospodarskich. W niektórych częściach kraju, operacje kompostowania muszą być intensywnie zarządzane, aby zagwarantować kompost wolny od patogenów, spełniający wymagania zarówno przepisów zdrowotnych, jak i odbioru społecznego.

Kompost może być stosowany bardziej równomiernie i z lepszą kontrolą niż obornik. Azot w kompoście nie jest tak łatwo dostępny dla roślin jak azot w świeżym oborniku, ale dostępność fosforu, potasu i innych składników odżywczych z kompostu jest podobna lub wyższa niż dostępność tych składników odżywczych ze świeżego obornika.

Rolnicy i hodowcy mogą wykorzystywać przekompostowany obornik w swoich własnych gospodarstwach jako nawóz lub ściółkę. Sprzedaż kompostu może usunąć nadmiar składników odżywczych z gospodarstw rolnych i ranczerskich, które nie mogą wykorzystać wszystkich składników odżywczych z obornika na własne potrzeby.

Kompost jest tańszy w transporcie niż świeży obornik ze względu na niższą zawartość wilgoci i bardziej opłacalny w transporcie ze względu na wyższą wartość rynkową. Oznacza to, że kompost ma większy potencjał do wykorzystania w obszarach położonych dalej od gospodarstwa. Kompost z obornika może być wykorzystywany do wielu celów w obszarach pozarolniczych, w tym do rekultywacji terenu, kontroli erozji, rekultywacji gleby i odbudowy terenów podmokłych.

• North Dakota State University Extension’s Composting Animal Manures (PDF)(8 pp, 358 K, About PDF) Exit
• Kansas Department of Health and Environment’s Composting at Livestock Facilities (PDF)(5 pp, 387 K, About PDF) Exit

Other Manure Products

Pelletizing compacts fresh manure at high temperature and pressure to convert it into a dry finished product. Pelety są przydatne jako dodatek do gleby lub nawóz. Ponieważ granulki zajmują mniejszą objętość, mogą być łatwiej przechowywane i transportowane niż obornik. W niektórych przypadkach, w wyniku przetwarzania można uzyskać produkt o stałej i przewidywalnej zawartości składników odżywczych, co sprawia, że jest on wygodniejszy w produkcji roślinnej i innych zastosowaniach. Proces granulowania jest stosowany głównie do ściółki drobiowej, ale może być stosowany do oddzielonych cząstek stałych z innych nawozów naturalnych.

Technologie ekstrakcji składników odżywczych, lub technologie odzyskiwania składników odżywczych z nawozu naturalnego, mogą usuwać składniki odżywcze z nawozu naturalnego w celu uzyskania produktów nawozowych. Ekstrakcja składników odżywczych usuwa elementarne składniki odżywcze z surowego obornika, oddzielonych cieczy lub pozostałości fermentacji beztlenowej poprzez chemiczne wytrącanie lub koagulację. Przykłady produktów nawozowych, które mogą być wytwarzane za pomocą systemów ekstrakcji składników odżywczych to siarczan amonu, fosforan wapnia i kryształy siarczanu amonowo-magnezowego (struwit).

Konwersja biomasy

Biokonwersja obejmuje hodowlę organizmów na oborniku lub składnikach odżywczych obornika, a następnie zbieranie ich w celu wykorzystania jako składników paszy dla zwierząt, nawozów lub zmian w glebie.

Algi hodowane na składnikach odżywczych ze ścieków mlecznych mogą być zbierane w celu wytworzenia produktu wykorzystywanego w nawozach roślinnych i wysokobiałkowych suplementach paszowych dla zwierząt. Larwy muchy czarnej zjadają obornik, zabijając czynniki powodujące choroby (patogeny) i przenosząc składniki odżywcze z obornika do swojego ciała. Bogate w składniki odżywcze larwy są produktem o wartości dodanej, który może być eksportowany poza gospodarstwo. Wysokobiałkowe pasze wyprodukowane z takich produktów mogą być warte nawet do 500 dolarów za tonę. Obornik pozostały po zebraniu larw jest przydatny jako dodatek do gleby lub nawóz podobny do kompostu.

Wermikompostowanie wykorzystuje robaki do trawienia obornika, tworząc wolne od patogenów, bogate w składniki odżywcze produkty, które mogą być sprzedawane i eksportowane poza gospodarstwo. Robaki produkują bogate w składniki odżywcze odlewy. Odlewy te, wraz z obornikiem użytym do hodowli robaków, są użyteczne jako nawóz lub dodatek do gleby. Mówi się, że wermikompost zawiera więcej dostępnych składników odżywczych dla roślin niż kompost konwencjonalny. Oprócz przychodów ze sprzedaży wermikompostu, robaki mogą być sprzedawane jako przynęta wędkarska lub przetwarzane na paszę uzupełniającą dla drobiu lub ryb.

Materia organiczna

Rolnicy, ogrodnicy i inni używają obornika zwierzęcego jako dodatku do gleby w celu poprawy jej jakości. Oprócz dostarczania składników odżywczych dla wzrostu roślin, stosowanie świeżego lub przekompostowanego obornika zwierzęcego na polach uprawnych poprawia materię organiczną gleby i miąższ (warunki fizyczne, które sprawiają, że gleba nadaje się do uprawy roślin). Stosowanie obornika zwierzęcego na polach uprawnych zwiększa ilość materii organicznej w glebie, co poprawia jej strukturę i może zwiększyć zdolność gleby do zatrzymywania wody.

Zwiększenie zawartości materii organicznej w glebie pomaga również utrzymać węgiel w glebie („sekwestracja węgla”) i poza atmosferą, gdzie może on tworzyć gaz cieplarniany – dwutlenek węgla. Obornik zapewnia te korzyści, gdy jest stosowany w postaci surowej lub gdy substancje stałe są stosowane po separacji ciało stałe-ciecz, granulowanie, fermentacji lub kompostowania.

Biochar jest węgiel drzewny węgiel produkowany przez spalanie biomasy (w tym obornika) w środowisku o niskiej zawartości tlenu. Biochar może poprawić gleby i przechowywać węgiel. Stosowany jako dodatek do gleby, biochar dostarcza składników odżywczych w stabilnej formie, która jest dostępna dla roślin, zmniejszając ryzyko strat podczas spływu lub wymywania do wód gruntowych. Biochar poprawia również strukturę gleby, jej porowatość, zdolność zatrzymywania wody, zdolność wymiany kationów (CEC), biologię gleby i skuteczność nawożenia. Biochar jest stabilną formą węgla organicznego w glebie, sekwestrującą węgiel przez potencjalnie tysiące lat.

• U.S.-Focused Biochar Report: Assessment of Biochar’s Benefits for the United States of America (PDF)(84 str., 1.5 MB, About PDF) Exit – Raport Centrum Bezpieczeństwa Energetycznego i Środowiskowego oraz United States Biochar Initiative.

Solids

Niektóre gospodarstwa mleczne używają trocin, wiórów drzewnych, słomy, piasku lub innych zakupionych materiałów jako podściółki dla zwierząt. Podściółka może być kosztowna – rzędu 40 do 50 dolarów na krowę rocznie. W ostatnich dziesięcioleciach tradycyjne materiały ściółkowe, takie jak trociny czy piasek, stały się droższe. Materiał stały może być odzyskany z obornika (poprzez separację ciała stałego i cieczy, kompostowanie lub fermentację beztlenową) i wykorzystany jako podściółka, zastępując materiały zakupione poza gospodarstwem.

• Use of Dried Manure Solids as Bedding for Dairy Cows (PDF) (9 pp, 487 K, About PDF) Wyjście – Raport Cornell Waste Management Institute.

Energia

• Wykorzystanie obornika do produkcji nawozów i energii: Report to Congress – Raport USDA stwierdza, że wykorzystanie obornika do produkcji energii nie umniejsza wykorzystania obornika do produkcji nawozów, ponieważ procesy stosowane do produkcji energii pozostawiają składniki odżywcze obornika jako pozostałości do wykorzystania w innym miejscu.

Biogaz

Biogaz odzyskany z komór fermentacji beztlenowej jest przydatny do wytwarzania ciepła lub energii elektrycznej do wykorzystania w gospodarstwie lub sprzedaży do lokalnej sieci energetycznej. Do produkcji biogazu zazwyczaj wykorzystuje się obornik mleczny lub świński, ze względu na ich stosunkowo wysoki potencjał produkcji metanu. Jednak niektóre komory fermentacyjne w USA wykorzystują jako surowiec obornik wołowy lub ściółkę drobiową.

Gaz z fermentacji beztlenowej składa się w około 60-80% z metanu i ma wartość grzewczą 600-800 BTU/ft3. (Dla porównania, gaz ziemny zawiera zazwyczaj ponad 85% metanu i ma wartość opałową około 950 – 1050 BTU/ft3). Większość urządzeń wykorzystujących jako paliwo gaz ziemny, butan lub propan można zmodyfikować do zasilania biogazem. Obejmuje to kotły, grzejniki i generatory elektryczne.

Ponieważ komory fermentacyjne wychwytują metan i inne zanieczyszczenia powietrza, redukują szkodliwe emisje do powietrza z obornika i zapewniają doskonałą kontrolę zapachu. Wykorzystanie biogazu z komór fermentacyjnych równoważy również zużycie paliwa i emisję nieodnawialnych paliw kopalnych.

• Program AgSTAR EPA ma więcej informacji na temat fermentacji beztlenowej obornika w celu uzyskania energii.

Bio-olej

Płynne paliwa bio-olejowe mogą być wytwarzane z obornika w procesach termochemicznych, takich jak piroliza i gazyfikacja. Biokonwersja, taka jak uprawa alg przy użyciu składników odżywczych z obornika, jest innym procesem, który może wytwarzać bioolej.

Biooleje różnią się fizycznie od oleju opałowego na bazie ropy naftowej. Na przykład, biooleje mają niższą zawartość energii na galon i wyższą kwasowość niż olej opałowy na bazie ropy naftowej. However, tests indicate that bio-oil could be used for applications such as heating or generating electricity.

Commercial experience with biodiesel has been very promising. Biodiesel zachowuje się równie dobrze jak olej napędowy z ropy naftowej, jednocześnie zmniejszając emisję cząstek stałych, tlenku węgla, węglowodorów i tlenków siarki.

• Technologia Pyrolyss: Environmentally friendly solution to nutrient management in the Chesapeake Bay (PDF) (35 str., 2.9 MB, About PDF) Exit – Virginia Tech donosi o obiecujących wynikach eksperymentalnej mobilnej jednostki pirolizy do obróbki pomiotu drobiowego.

• Kalifornijski Program Technologii Alternatywnych i Odnawialnych Paliw i Pojazdów Exit przewiduje, że produkcja biodiesla na skalę komercyjną z suszonego powietrzem obornika mlecznego może przynieść do 6.8 milionów galonów odnawialnego oleju napędowego rocznie, 30 do 50 pełnoetatowych miejsc pracy i roczną redukcję gazów cieplarnianych o 851 050 ton równoważnika dwutlenku węgla metanu i 720 666 ton CO2e tlenków azotu.

Syngaz

Gazowanie może przekształcić obornik (obecnie głównie ściółkę drobiową) w syntetyczne paliwo gazowe składające się z mieszaniny pary wodnej, smoły, wodoru, tlenku węgla, dwutlenku węgla, azotu i gazów węglowodorowych. Część gazu skrapla się tworząc palny bio-olej. Pozostały gaz może zasilać różne systemy energetyczne, w tym silniki tłokowe, turbiny gazowe i ogniwa paliwowe.

Włókno

Możliwe jest wytwarzanie specjalistycznych produktów o wartości dodanej z obornika zwierzęcego w celu sprzedaży konsumentom w oparciu o zawartość włókna w oborniku. W większości przypadków, przykłady podane poniżej są eksperymentalne lub prowadzone na skalę butikową. Większość z nich obejmuje pozyskiwanie i wykorzystanie włókna stałego z obornika.

• Substytut mchu torfowego. Włókno odzyskane z beztlenowej fermentacji obornika mlecznego jest przydatne jako podłoże do wzrostu roślin. Próby wzrostu roślin wykazały, że po odpowiednim przetworzeniu włókno zachowuje się jak mech torfowy do uprawy roślin w pojemnikach.
• Nowatorskie produkty z włókna. Rolnicy i inni innowatorzy znajdują kreatywne sposoby wytwarzania produktów o wartości dodanej z włókien odzyskanych z obornika.
  • Doniczki przedszkolne, doniczki na bazie włókna z obornika, wykonane z biodegradowalnego, przekompostowanego obornika krowiego.
  • Rzeźby wykonane z przekompostowanego obornika i sprzedawane jako nawozy ogrodowe.
  • Papier wykonany z przetworzonego obornika różnych zwierząt, w tym słoni i krów. Wysuszony obornik jest płukany w wodzie, pozostawiając niestrawione włókna, które są gotowane i mieszane z innymi włóknami naturalnymi w celu wytworzenia różnych produktów papierniczych.
• Materiały budowlane. Odzyskane włókno z obornika zostało włączone do płyt pilśniowych do konstrukcji budowlanych.

Top of Page

.