kelingen in mestverwerking

Transcriptie

1 Ontwikkelingen in mestverwerking Nico Verdoes Wetsus, 27 juni 2012 Wageningen UR Livestock Research kelingen in mestverwerking oes Wetsus, 27 juni 2012 en UR Livestock Research

2 Inhoud presentatie Waarom mestverwerken? Wat is mest? Mestscheiden Mineralenconcentraten Verbranden, pyrolyse N en P terugwinnen (De)nitrificatie Initiatieven in ontwikkeling Mogelijkheden samenwerking

3 Verleden: golfbeweging Geen doorontwikkeling techniek Kennis wordt slecht benut Onduidelijk beleid Overheden wachten af Free riders problematiek Grote initiatieven failliet Huiver bij investeerders

4 Mestverwerking Drijvende krachten: EU-nitraat richtlijn, 50 mg N/liter grondwater Fosfaatnormen aangescherpt t/m Subsidie voor duurzame energie (biogas / verbranding / warmtebenutting) Hoge mestafzetkosten, 6-7 maanden opslag Plannen Bleker voor verplichte mestverwerking en afzetcontracten, 30 % van overschot? concentratiegebieden? Veel initiatieven voor mestverwerking

5 Mestproductie in Nederland Vaste pluimveemest ton, verbranden, korrelen, export Varkensdrijfmest ton, grotendeels overschotmest Rundveedrijfmest ton, grotendeels grondgebonden Niet plaatsbaar mestoverschot: ca. 60 miljoen kg fosfaat in 2015

6 Potentiële waarde van mest* gehalte 1) (kg/m 3 ) prijs 2) ( /kg) waarde ( /m 3 ) Stikstof anorganisch (N) Kalium (K 2 O) Fosfaat (P 2 O 5 ) Organische stof (vaste fase) ) Römkens and Rietra (2008); 2) LEI land- en tuinbouwcijfers 2009; 25% van de kunstmestmarktprijs: KAS (N), TSP( P 2 O 5 ) en K60 (K 2 O) *: Gemiddelde samenstelling van 80 monsters dunne varkensmest (BLGG) Bron: Schoumans et al. (2011)

7 Producten na mestbe-/verwerken energie ingedikte mest (10-35% ds) compost (50-60% ds) mestkorrels (>85% ds) minerale as (10 % P) mineralenconcentraten (N, NK, NPK) ammoniumsulfaat (N,S), -nitraat struviet (veel P!) effluenten ( loosbaar water ) special products

8 Gemiddelde samenstelling drijfmest Droge stof (%) Org. stof (%) N-totaal (g/kg) N-NH 3 (g/kg) P 2 O 5 (g/kg) K 2 O (g/kg) Vleesvarkensdrijfmest 9,0 6,0 7,2 4,2 4,2 7,2 Zeugendrijfmest 5,5 3,4 4,2 2,5 3,0 4,2 Rundveedrijfmest 9,0 6,8 4,9 2,6 1,8 6,8

9 Vergelijking mest en digestaat Droge stof (%) Org. stof (%) N-totaal (g/kg) N-NH 4 + (g/kg) P 2 O 5 (g/kg) K 2 O (g/kg) Rundveedrijfmest 9,3 7,4 4,3 1,8 1,5 5,6 Digestaat van rundveedrijfmest met coproducten 5,4 3,7 3,9 2,4 1,0 5,8 Drijfmest m3 biogas per ton Door toevoegen coproducten toename mesthoeveelheid Kleinschalige installaties vaak niet rendabel Warmtebenutting WKK noodzakelijk

10 Kenmerken mestscheiders

11 Algemeen schema pilots mineralenconcentraat Drijfmest Scheiding Dikke fractie Liquid fraction Verwijdering zwevende deeltjes Reverse osmosis RO concentraat (NK-meststof) RO permeaat (water)

12 Kunstmestvervanging door stikstof uit mest Huidige situatie Toekomstige situatie Stikstofopname door gewas Stikstof uit mest (170 of 250 kg/ha) Kunstmest Mest Kunstmest Stikstof uit verwerkte mest Mest

13 Drijfmest, zeefbandpers, flotatie unit, omgekeerde osmose

14 Covergisten, centrifuge, ultrafiltratie, omgekeerde osmose

15 Gemiddelde samenstelling RO concentraat Gehalte (g/kg) N totaal 7,11 NH 4 6,40 NH 4 / N totaal 0,91 P 0,19 K 7,61

16 Mineralenbalans Input Output Mest Dikke fractie Concentraat RO Permeaat RO N totaal NH P K lozen

17 Elektriciteit WKK aggregaat Warmtewisselaar Mest Warmte Ca(OH ) 2 Warmte Warmte DekaStripp CO 2 stripper NH 3 stripper & ontsluiting van de organische stof CO 2 NH 3 Warmte N en P terugwinning H 2 SO 4 Bioga s Vergister Scheider 1 Dun 1 H 2 SO 4 Dikke fractie Aanzuren Spui Dikke fractie Scheider 2 Zeefbandpers NH 3 / MgO / MgCl 2 Dunne fractie 2 Scheider 3 Bezinktank Dun 3 Struviet NH 3 MgP

18 Evaporatie en mechanische damprecompressie Met stripper: N-concentraat 13 % N! Lastig vanwege corrosieve aard ammoniak en scaling op warmtewisselaars Geur problemen Hoge energiekosten 17/ton drijfmest excl. afzet producten (2002, ton/jr)

19 N-removal efficiency (%) LGL-stripper technologie die ammoniumstikstof stript uit afvalwater naar een (loosbaar) effluent Effluent NH 3 Dunne Mest Zuur 100 Manure M NaOH Manure M NaOH Manure M NaOH Manure M NaOH Experimental K = (no NaOH) Vloeibare Kunstmest Time (hr)

20 STOWA studies 2011, LeAF en LR Synergie RWZI en mestverwerking op waterlijn verwerken van RO-permeaat gescheiden vergisten mest en slib met of zonder gezamenlijke rejectiewaterbehandeling 2012, Tauw, LeAF en LR Evaluatie innovatieve technieken voor N-terugwinning direct en indirect energiegebruik (chemicaliën) t.o.v. N-kunstmestproductie eindproducten: ammoniumsulfaat, -nitraat, - lactaat, -citraat, -chloride, struviet, ammoniakwater

21 Dunne fractie mest Processchema Magnesium Biogas Groen gas Struviet vergister Elektrodialyse Loog scrubber Zuur scrubber Concentraat Uurverse mest Diluaat Beregeningswater Dikke fractie mest Struviet kristallen Ammonium- & Kaliumcarbonaat Ammoniumsulfaat Organisch bodemverbeteraar (Vloeibare) meststoffen

22 P terugwinning Stedelijk afvalwater varkensmest RWZI (waterzuivering) Voorzuivering (N,K & P) dunne fractie Biogas / WKK Korte termijn natte dikke fractie SNB (slibverwerking) (verbranding & energiewinnig) Langere termijn Biomassa centrale (verbranding & energiewinnig) Drogen droge dikke fractie Kunstmestindustrie ICL e.a.) Fosforproducent (THERMPHOS) PYROLYSE Installatie BTG, ism ECN Kunstmest fosfaat Kunstmest fosfaatas Fosfor P-Biochar

23 Pluimveemestverbranding BMC Moerdijk (2008) 150 M investering, ton/jaar, 36 MW e Pluimveemest >60 % droge stof Organische stof omgezet in groene energie Subsidie Rookgasreiniging Stikstof vernietigd As gaat naar Engeland als grondstof voor kunstmest

24 Stichting Mestverwerking Gelderland: biologische zuivering voor kalvergier Aanvoer van kalvergier via pijpleidingen!

25 Kenmerken verwerking kalvermest Sinds locaties (Elspeet, Stroe, Ede, Putten) Totale capaciteit: > ton / jr. Eind product: ton slib / jr. Ook veel in Belgie!!

26 In ontwikkeling... AgriModem mestraffinage, pilot Aqua Purga mestverwerking, pilot Hydro Thermal Upgrading (330 o C, 180 bar), met TNO Super Critical Water Gasification (600 o C, 300 bar) Wervelbedvergassing pluimveemest, HoSt, hoge kosten Mestverwerking bij Twence Algen en eendenkroos op dunne mest...

27 Mogelijkheden samenwerking Terugwinning mineralen N en P uit slib en mest Beide sectoren passen vergisting toe. De geproduceerde elektriciteit en warmte kunnen gebruikt worden in het proces Dezelfde technieken zijn toepasbaar bij zuiveringsslib en mest RWZI-slib en dikke mestfractie hebben vergelijkbare eigenschappen

28 Duurzaamheid en innovatie Meerwaarde uit mest / markt Sluiten van kringlopen Bodemvruchtbaarheid Imago naar maatschappij Duurzame energie Vermijden emissies Innovaties bij samenwerking tussen sectoren

29 Dank u voor uw aandacht Contact: nico.verdoes@wur.nl