Doorlaatbare tegelvloer in bedrijfsverband

In september j.l. verscheen het artikel ‘Wisselende effecten bij mestscheiden aan bron’. Hierin stond dat het scheiden van mest en urine bij de doorlaatbare tegelvloer nog niet leidt tot lagere ammoniakemissies. Toch zien de betrokken onderzoekers van Wageningen Livestock Research voldoende perspectief. Projectleider Paul Galama: “Een winstpunt bij de tegelvloer is dat ca. 90% van de urine wordt opgevangen als dunne fractie (de rest wordt afgeschoven met de feces). De scheiding is weliswaar iets minder goed* dan bij het koetoilet, doordat met de urine ook een klein deel feces door de vloer gaat, maar nog steeds presteert deze vloer op gebied van bronscheiding goed.” 

In dit artikel beschrijven we het ontwikkelingstraject dat de onderzoekers van WUR hebben doorlopen om de ammoniakemissie van deze vloer te verminderen. Ook de resultaten van verschillende opslagmethoden van de dikke en dunne fractie komen aan bod. Tot slot komt een bedrijf aan het woord dat in bedrijfsverband ervaring opdoet met het luchtdicht afsluiten van stapelbare feces. De zoektocht naar op een betaalbare manier om de emissie van ammoniak en methaan in de stal te verminderen, bij opslag en bij aanwending, is een flinke uitdaging, omdat de lat qua emissiedoelen steeds hoger komt te liggen.

Aanzuren

Bij de tegelvloer blijkt dat, na scheiding van mest en urine waarbij de dunne fractie wordt opgeslagen in de kelder onder de vloer, de ammoniakemissie hoog is. Hoger zelfs dan de ammoniakemissie uit de referentieafdeling. Goede scheiding moet dus gecombineerd worden met aangepaste, emissiearme opslag. Met deze opdracht zijn de onderzoekers aan de slag gegaan.
Allereerst is de dunne fractie in de kelder aangezuurd tot een pH van 4 tot 5. Door het aanzuren wordt voorkomen dat ammoniumstikstof ontsnapt als ammoniak. Het voordeel van aanzuren in de stal is dat ook de ammoniakemissie tijdens aanwending van de dunne fractie op het land sterk wordt gereduceerd. Na het aanzuren was de ammoniakemissie van de tegelvloer vergelijkbaar van die van de referentieafdeling. Doordat het volume van de dunne fractie slechts 40% bedraagt van het normale drijfmestvolume, en het zuurverbruik vergelijkbaar was, was er 60% minder zuur nodig.

Verbeterslag tegel

Een tweede uitdaging zit in de tegel zelf. In de eerste versie van deze tegel liep de urine langzamer weg dan gewenst. Dit is in een verbeterde versie van de tegel aangepast waardoor de urine nu sneller wegloopt. “Het aanzuren van de urine in de kelder in combinatie met de verbeterde tegel gaf een reductie van bijna 50% ammoniakemissie ten opzichte van de referentie”, aldus Hendrik Jan van Dooren. Een verdere verbetering zit volgens Herman de Boer nog steeds in de rubberlaag. Deze houdt te veel urine vast waardoor de tegel na een urinelozing lang blijft na-emitteren. De komende tijd wordt geëxperimenteerd met verandering van de samenstelling om deze hoeveelheid te verlagen.

Spoelen

Vervolgens is als derde maatregel de tegelvloer een week lang gespoeld met de aangezuurde dunne fractie uit de kelder. Herman de Boer: “Dit heeft drie voordelen. Verse urine wordt regelmatig doorgespoeld naar de kelder, waardoor er minder ammoniakvorming optreedt. Door de lagere zuurgraad van de achterblijvende urine in de tegel wordt ook ammoniakvorming van nieuwe urine lager. En tenslotte voorkomt de lagere zuurgraad de ophoping van kalkafzetting in de tegel, en daarmee een afname van de doorlaatbaarheid van de tegel. Op Dairy Campus, de enige locatie waar deze methode is toegepast, gebeurde dit enkel overdag, elke keer nadat de vouwschuif over de vloer ging. Dus om het uur, van 07:00 tot 17:00. De vervolgvraag is met welke frequentie een optimaal resultaat wordt behaald. Het spoelen lijkt (vooral na enkele dagen) de ammoniakemissie verder te reduceren.  Ter indicatie: de laatste twee dagen bedroeg de reductie 70%. Het geheel van aanzuren van de kelder en spoelen van de vloer willen de onderzoekers vanaf 2022 verder professionaliseren en analyseren, afhankelijk van financiering.

Lucht afzuigen

In plaats van de emissies in de kelder te voorkomen, is het wellicht ook mogelijk om de kelderlucht af te zuigen en vervolgens te filteren. Lucht afzuigen uit de stal en vervolgens ammoniak en methaan filteren is echter een pittige uitdaging. Het gaat om twee innovaties, aldus Galama: hoeveel en waar zuig je de lucht in de stal af in combinatie met luchtverversing en vervolgens is de vraag hoe filter je de afgezogen lucht? Over filtertechnieken voor ammoniak is voldoende bekend, methaan is echter nog een grote uitdaging. De eerste zoektocht tot eind 2021 is gericht op hoeveel ammoniak en methaan er afgezogen kan worden vanuit de kelder (en mogelijk door de tegel heen) en hoeveel dit is ten opzichte van de totale emissie uit de stal. Het plan is om dit in 2022 voort te zetten, afhankelijk van financiering. Onderzoek naar simpele technieken om methaan te oxideren loopt in een ander project en het toepassen van deze technieken op stallucht wordt daarin mogelijk vervolgd afhankelijk van financiering, te beginnen in een haalbaarheidsstudie. 

Opslag: stapelbaar en emissiearm?

De samenstelling van de dikke (feces) en dunne (urine) fractie verschilt per scheidingstechniek, waaronder de tegelvloer. In een ander onderdeel van het project zijn er daarom verschillende soorten mestfracties op verschillende manieren in vaten opgeslagen om een indicatie te krijgen welke uitwerking dit heeft op de emissies van broeikasgassen en ammoniak tijdens opslag.

Vier soorten mestfracties zijn onderzocht:

1. Drijfmest (controle),
2. Dikke fractie (afgeschoven mest van de tegelvloer),
3. Dnne fractie (mest die door de tegels heen in de kelder terecht komt)
4. Pure urine afgevangen met het koetoilet.

Bij elk van deze mestfracties zijn meerdere behandelingen toegepast zoals aanzuren, drogen, toevoegen van stro en verdunnen met water. Deze verschillende mestfracties, zowel behandeld als onbehandeld, zijn vervolgens vijf maanden in een gesloten container opgeslagen. Een uitzondering hierop is de dikke fractie waarbij ook varianten met open opslag zijn onderzocht. Een overzicht van de verschillende fracties en behandelingen is opgenomen in onderstaande tabel.

Dit leidde tot interessante observaties. Er blijkt bijvoorbeeld bijna evenveel methaan te komen uit de dunne fractie als uit de dikke fractie. Dit is tegengesteld aan de verwachtingen. De dikke fractie bevat namelijk veel organische stof, maar het vermoeden is nu dat de meest makkelijk afbreekbare organische stof (die dus afbreekt in methaan) in de stal oplost in de urine en op die manier met de dunne fractie in de kelder terechtkomt. Er is namelijk geen methaan emissie uit de pure urine opgevangen met het koetoilet.

Dit betekent dat bij scheidende vloeren ook nagedacht moet worden over het minimaliseren van de methaanemissie bij de dunne fractie en niet alleen bij de dikke fractie.

Verder bleek het aanzuren een positief effect te hebben op het verminderen van methaanemissie. Hierbij moet vermeld worden dat de emissie van lachgas (een zwaarder broeikasgas dan methaan) lichtelijk toenam door het aanzuren. Netto werden er wel minder broeikasgassen (uitgedrukt in CO₂-equivalenten) geëmitteerd en lijkt deze behandeling voor alle soorten mestfracties effectief. De toename in lachgasemissie is echter wel een belangrijk aandachtspunt waarbij behandelingen van mestfracties rekening mee gehouden moet worden.

Dezelfde afwenteling van methaan- naar lachgasemissie werd goed duidelijk bij de dikke fractie die stapelbaar en open opgeslagen werd. De (handmatige) toevoeging van stro had een hogere lachgas-, methaan- en koolstofdioxide-emissie tot gevolg dan bij de niet stapelbare dikke fractie (die afgesloten werd opgeslagen). Verderop in dit artikel wordt een mechanische methode toegelicht voor het toevoegen van stro en verwijderen van lucht uit de dikke fractie, die mogelijk meer perspectief biedt. 
Het eerst aan de buitenlucht (onder afdak) laten drogen van de dikke fractie na toevoeging van de stro, verminderde deze toename enigszins.  Het is interessant om meer onderzoek te doen naar aantrekkelijke oplossingen zoals het in korte tijd laten drogen van de stapelbare mest voor opslag of mogelijk andere toevoegingen dan stro, om zo een zo laag mogelijke emissie te krijgen, waarbij de mest nog wel praktisch op het bedrijf kan worden opgeslagen en gebruikt. Verder was er nagenoeg geen ammoniakemissie bij de dikke fractie die in een afgesloten container werd opgeslagen, terwijl bij alle open opgeslagen dikke fractie (dus zowel stapelbare als niet stapelbare) wel een ammoniakemissie werd gemeten. Dit bevestigt nogmaals dat het afdekken van dikke fractie (= reduceren van ventilatie boven de mest) een belangrijke eerste stap is om zo min mogelijk ammoniakemissie te realiseren.
Rik Maasdam: ‘Al met al zijn we veel wijzer geworden over de verschillende emissies in verschillende soorten mestfracties. Het voordeel van een scheidende vloer is dat het mogelijk wordt om per mestfractie de optimale behandel en/of opslagmethode te vinden. Het is hierin belangrijk dat bij de ontwikkeling van scheidende vloeren direct aandacht wordt besteed aan de opslag van de verschillende mestfracties, en niet te vergeten de aanwendingsmethoden van de fracties.’

Klimaatslimme veehouderij

Hoe verminderen we uitstoot van broeikasgassen?

Hoe verminderen we uitstoot van broeikasgassen (methaan, lachgas en kooldioxide) in de veehouderij?

Lees meer