5 jose antonio saez
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EVALUACIÓN DEL PROCESO DE COMPOSTAJE DE PURÍN DE CERDO CON RESIDUO DE ALGODÓN Y EMISIÓN DE GASES DE EFECTO
INVERNADERO
Proyecto LIFE+ MANEVLIFE09 ENV/ES/000453
José Antonio Sáeza , German Tortosab, David Yáñezb, Rafael Clementea , Mª Pilar Bernala
aCEBAS-CSIC (Murcia) bEEZ-CSIC (Granada)
La intensificación en los sistemas de producción ganadera
En la UE-27
13x106 de Unidades Ganaderas (LSU)
27,8 % Sector Porcino
12-16 % del Total de emisiones GEIs UE-27
CO2 N2O CH4
Introducción
FAO (2010): Evaluation of Livestock sector’s contribution to the EU greenhouse gas emissions
Introducción
Total GHG fluxes EU27: 661 mt CO2-eq
FAO (2013): Tackling climate change trough Livestock. A global assesment of emissions and mitigation opportunities
Introducción
Global emissions from pigs by category
• El uso de MTDs y de buenas practicas agrícolas podría reducir en un 30 % las emisiones GEIs
Granja:-500 Madres-1500 Lechones hasta 20 kg
Balsa de almacenaje
Tratamiento aerobio de la Fracción líquida
Fracción sólida Compostaje
Tornillo-prensaEquipamiento en la Granja
Materiales y Métodos
Desarrollo técnico de las pilas de compostaje
• Proporción (3:1) en peso F.S. : Algodón• Cantidad de mezcla 19,3 m3
• Se realizaron 5 volteos y 8 muestreos
• 190 días de compostaje
Fracción sólida de purín Desmote de algodón
Materiales y Métodos
Evaluación del proceso -Durante el Compostaje:
Materiales y Métodos
• Monitoreo de la Tª
• Se mantuvo la humedad (40-60%)
• Reducción de Volumen
• Determinación de las Formas de N (N-NH+
4, N-NO-3, NT)
• Macronutrientes
• Micronutrientes y Metales pesados
• CÁMARA ESTÁTICA‐ Dos cámaras de volumen y
superficie conocida‐ Se toma muestra a tiempo: 0, 5, 10, 15, 20, 30 (min)
Valoración
Cromatografía de gases
CO2(mg C-CO2/L)
CH4(mg C-CH4/L)
N2O(mg N-N2O/L)
• SE INYECTAN:‐ 20ml en NaOH 0,1M
para CO2
- 10ml en tubos de vacío para CH4 y N2O
Metodología de medida de GEIs
Materiales y Métodos
Reducción de Volumen
• INICIO:- Humedad 72,5 %- M.O. 76,6 %- Volumen: 19,6 m3 - Superficie: 31,8 m2
• FINAL:- Humedad: 31,8 %- M.O. 59,7 %- Volumen:7,2 m3
- Superficie: 18,7 m2
Resultados y Discusión
Reducción:63,3 % en Volumen
Evolución Parámetros Físico-Químicos
Tiempo de compostaje (días)
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154
Tem
pera
tura
(ºC
)
10
20
30
40
50
60
70
80
Pila de compostajeAmbiente
VolteoVolteo
Volteo
Volteo
Volteo
Evolución Temperatura
Días
0 50 100 150 200
Min
eral
izac
ión
MO
(%
)
0
10
20
30
40
50
60
70
Y= 56,45 (1-e(-0.0179*t))F= 176,7
P<0,0001
Mineralización MO (%)
Mineralización OM (%) = 54,7CAH= 1,81 %
Resultados y Discusión
Calidad del producto final Real Decreto 506/2013
A B C
Compost F.S. + Algodón
Humedad (%) 40 40 40 31,8C.E. (dS/m) - - - 4,79
M.O. (%)NT (%)
35 35 35 58,82,81>1% Declarar >1% Declarar > 1% Declarar
N-NH4+ (mg/kg) - - - 1960
N-NO3- (mg/kg)
N-orgánico (% NT)
- >85
- >85
->85
453797,7
Relación C/N <20 <20 <20 10,25Cu (mg/kg) 70 300 400 400Zn (mg/kg) 200 500 1000 5405Cd (mg/kg) 0,7 2 3 <0,5Pb (mg/kg) 45 150 200 16,7Ni (mg/kg) 25 90 100 <0,1Cr (mg/kg) 70 250 300 <0,1
Resultados y Discusión
Seguimiento de emisiones GEIs
Resultados y Discusión
Flujo de emisión
Balsa con costra
Balsa sin costra
Reducción (%)
CO2
(g C-CO2 m-2 d-1)
9,49
24,32 61
CH4
(g C-CH4 m-2 d-1)
5,05
35,4 86
N2O
(g N-N2O m-2 d-1)
N.D.
N.D. -
N.D.: No Detectado (<0,2 mg/l)
Resultados y Discusión Seguimiento de emisiones GEIs
Tiempo de compostaje (días)
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154
Te
mp
era
tura
(ºC
)
10
20
30
40
50
60
70
80
Pila de compostajeAmbiente
CH4
7 días desde el inicio 37,9 g C-CH4 m-2 día-1
N2O150 días desde el inicio3,8 g N-N2O m-2 día-1
CO2
21 días desde el inicio 310 g C-CO2 m-2 día-1
CH4 2,09 g C-CH4/kg
N2O 0,90 g N-N2O/kg
Seguimiento de emisiones GEIs
Resultados y Discusión
Resultados y Discusión Seguimiento de emisiones GEIs
- Concentración en la superficie:
CH4= 2,12 mg/L21 días desde el inicio - Concentración tras volteo:
CH4= 10,88 mg/L
21 días desde el inico
VOLTEO
Resultados y Discusión Seguimiento de emisiones GEIs
CH4
CH4
CH4
CH4
Jäckel et al, 2005:
46-98 % del metano se oxida
antes de su emisión en superficie
Resultados y Discusión Seguimiento de emisiones GEIs
CH4CH4
CH4CH4
Jäckel et al, 2005:
46-98 % del metano se oxida
antes de su emisión en superficie
Resultados y Discusión Seguimiento de emisiones GEIs
CO2CO2CO2CO2
Jäckel et al, 2005:
46-98 % del metano se oxida
antes de su emisión en superficie
Conclusiones
Tecnología de tratamiento:
- El compostaje se perfila como una tecnología viable para el tratamiento y valorización del purín de cerdo
Mitigación de gases GEIs
- El compostaje permite mitigar las emisiones de GEIs a través del control de los volteos del material. Optimizandolos en cantidad y tiempo para mantener la temperatura y la oxigenación ,evitando la formación de lugares anóxicos que lleven a la formación de CH4 dentro de la pila
www.lifemanev.eu
AGRADECIMIENTOS:
• A D. Pedro Guevara, por prestar su instalación para la realización de este estudio y por su gran colaboración en el desarrollo del mismo.
• Colaboradores locales: