Ny patenteret teknologi fjerner fosfor fra husdyrgødning

En innovation, der kan have en enorm indvirkning på vandkvalitetsproblemer i USA, et system, der er i stand til at fjerne næsten alt fosfor fra lagret husdyrgødning, blev udviklet af et team af forskere fra Penn State og U.S. Department of Agriculture's Agricultural Research Service.

Overskydende fosfor, primært i afstrømning fra landbrug af husdyrgødning, tegner sig for omkring 66 procent af de forringede forhold ved amerikanske floder og har skabt store områder med eutrofiering - døde zoner - i Chesapeake Bay og Den Mexicanske Golf, hvor vandlevende liv ikke kan overleve. Næringsstofforurening er en af ​​Amerikas mest udbredte, dyre og udfordrende miljøproblemer, ifølge Miljøstyrelsen.

Systemet udarbejdet af forskere fra Penn State og USDA-kaldet MAPHEX for MAnure PHosphorus EXtraction-involverer en proces i tre faser, herunder væske-fast separation med en sneglepresse og centrifuge; kemisk behandling med tilsætning af jernsulfat; og slutfiltrering med kiselgur. Maskinen er designet til at forarbejde gylle fra gyllebeholdere eller gruber på malkekvægbrug.

"Denne teknologi kan være en game-changer, hvis vi kan ændre den for at opnå lavere driftsomkostninger, "sagde lead Penn State -forsker Alex Hristov, professor i mælkeernæring ved College of Agricultural Sciences. "Det sidste trin bruger kiselgur til at filtrere fosfor fra væsken, og det materiale er dyrt."

Clinton Kirke, med USDA Agricultural Research Services græsgange systemer og Watershed Management Research Unit, sagde holdet i øjeblikket ser på genbrug af kiselgur. "Vi forsøger også at finde en billigere erstatning for filtreringstrinnet i MAPHEX -processen, såsom udskiftning af filtreringstrinnet med en anden centrifuge, "Sagde kirken.

Ved test på 150- og 2, 700-ko ​​mejerier, omkring 98 procent af fosforet blev fjernet fra gylleopslæmninger, sammen med 93 procent af de faste stoffer. Som konfigureret i øjeblikket, MAPHEX -systemet ville koste cirka $ 750 pr. malkeko pr. år for en malkedrift - en urealistisk omkostning, når EPA ikke pålægger restriktioner for fosforafstrømning fra gårde, og der ikke eksisterer offentlige tilskud til at betale for sådan teknologi.

Men i fremtiden, hvis regeringen håndhæver reglerne for rent vand om landbrug og hvis

MAPHEX kan gøres mere overkommelig at betjene, dens potentiale er enorm, Hristov mener.

"Vi forventer, at forfining af processen og gavnlige anvendelser af de faste stoffer, der fjernes fra gødningen - f.eks. Til plantesengetøj, kompost og gødning-vil forbedre omkostningseffektiviteten betydeligt, "sagde han." Og fra et forvaltningssynspunkt, nogle større landmænd, der har råd til, vil måske implementere et system som dette. "

Penn State og USDA, som blev tildelt et fælles patent på systemet i 2017, søger at licensere teknologien, sandsynligvis til et stort landbrugs- eller affaldsforarbejdningsfirma. De ønsker ikke at indgå et forretningsarrangement for at producere systemet, Hristov og Kirke noteret.

Forskning om MAPHEX -systemet blev udført i det centrale Pennsylvania, del af Chesapeake Bay Watershed og et område med et intensivt fokus på at udvikle behandlingssystemer til husdyrgødning. Gødning fra mejerisektoren blev anslået i 2010 til at tegne sig for 20 procent af alt fosfor i Chesapeake Bay -vandskellet.

Forklarer hvorfor Pennsylvania var det perfekte sted at udvikle MAPHEX, Hristov påpegede, at størstedelen af ​​malkekvægbrug i undersøgelsesområdet er små, med færre end 100 køer malet. Men et stigende antal større operationer med mere end 1, 000 hoved kan nu findes.

"Den mest opbevarede mejerigødnings flydende natur reducerer dets potentiale for transport uden for landbruget og var drivkraften for at udvikle behandlingsmuligheder til manipulation af husdyrgødning og næringsstoffer, "Sagde Hristov.

MAPHEX er designet til at være et mobilt system, der passer på to store fladvogne til at servicere en række små eller mellemstore mejerier. Hvis det skaleres op for at have kapacitet til at behandle gylle fra et stort mejeri, det ville ikke længere være mobil. "Hvis systemet er produceret af en ag -virksomhed, vi tror, ​​at gyllevandere kan gøre en forretning ud af det, et par små mejerier kunne samarbejde og købe en, eller store mejerier med tusinder af køer kan bygge et stationært system. "

MAPHEX er ikke kun til ko -gødning. Church sagde, at teknologien er kompatibel med svinemøg, og at den sandsynligvis kunne fungere med hønsegødning, også, men fordi sidstnævnte er tør, det skulle fortyndes, før processen kunne fungere.