Wisselende effecten bij mestscheiden aan de bron

Wat betreft de ammoniakemissie is er één die zijn verwachtingen waarmaakt en één die met een combinatie van aanvullende maatregelen perspectief biedt en één die tegenvalt. Om emissies in bedrijfsverband fors te reduceren is meer dan alleen scheiden nodig.

Op het verlagen van methaanemissies hebben de technieken nauwelijks invloed. Bij twee technieken waarbij de feces direct uit de stal wordt verwijderd werd dit wel verwacht. Blijkbaar komt er toch nog relatief veel methaan uit de dunne (urinefractie) fractie in de kelder, mogelijk doordat zich vooral daarin de snel afbreekbare koolstof bevindt.

Zo luiden de voorlopige resultaten van het project ‘Mestscheiden in bestaande melkveestallen’, gefinancierd door het ministerie van LNV, ZuivelNL en het bedrijfsleven. Projectleider Paul Galama van Wageningen Livestock Research licht samen met de betrokken WLR-onderzoekers Hendrik Jan van Dooren, Herman de Boer en Wijbrand Ouweltjes de tussenresultaten toe en vertelt over de nieuwe kennis die is opgedaan door technieken te vergelijken en maatregelen te combineren.

“Het in oktober 2020 gestarte project op innovatiecentrum Dairy Campus richt zich op bronscheiding van feces en urine in de stal. Het eerste doel is om daarmee de emissies van ammoniak en broeikasgassen te beperken, zowel in de stal als bij opslag en na uitrijden. Daarnaast is het ook belangrijk dat mestscheiding voor verschillende doelgroepen beter passende mestproducten oplevert.

Koetoilet: presteert volgens verwachting

Het toilet geeft de zuiverste urinefractie in vergelijking met de overige twee technieken, omdat deze direct onder de staart van de koe urine opvangt. Er wordt op Dairy Campus zo’n eenderde van de circa 33 liter urine per koe per dag opgevangen. Dit vermindert de ammoniakemissie met 30 tot 40%. De voorlopige emissiefactor van 8,4 kilo ammoniak per dierplaats per jaar, die in juni 2021 gepubliceerd is, komt daarmee redelijk overeen met wat er op Dairy Campus gemeten wordt. Het koetoilet voldoet daarmee aan de verwachting.

De emissiemetingen aan het koetoilet worden daarom dit jaar voortgezet zodat deze metingen gebruikt kunnen worden voor het vaststellen van een definitieve emissiefactor. Naast metingen op Dairy Campus (case control meting) zijn daarvoor verder ook metingen op twee praktijkbedrijven nodig.

Tegelvloer: combinatie van maatregelen

Bij de doorlaatbare tegelvloer viel de ammoniakemissie in de eerste maanden tegen. De ammoniakemissie was toen zelfs hoger dan in de referentieafdeling met roostervloer.

Hendrik Jan van Dooren: “Bij de tegelvloer is een belangrijke oorzaak dat de ammoniakconcentratie boven de dunne fractie opgeslagen in de kelder erg hoog was. In combinatie met een hogere pH van 8,5 tot 9 wordt die ammonium omgezet in ammoniak, die via de doorlaatbare tegelvloer ontsnapt, terug naar de stal. Goede scheiding moet dus gecombineerd worden met aangepaste, emissiearme opslag.”
Om dit probleem te tackelen zijn drie stappen ondernomen. Ten eerste is de dunne fractie aangezuurd tot een pH van 4 tot 5. Zo wordt voorkomen dat ammoniumstikstof ontsnapt als ammoniak. Het voordeel van aanzuren in de stal is dat ook de emissie na aanwending van dunne fractie op het land sterk wordt gereduceerd. Door het aanzuren daalde de stalemissie tot een vergelijkbaar niveau als de referentieafdeling.
Voor de tweede verbeterslag is gekeken naar de tegel zelf. In de tegels wordt vrij veel urine vastgehouden. Hierdoor kan de tegel na een urinelozing lang blijven na-emitteren. Door de tussenlaag van de tegel aan te passen is deze sponswerking verminderd en ook de ammoniakemissie.

Een derde stap is augustus j.l. doorgevoerd. De tegelvloer is een week lang gespoeld (flushen) met de aangezuurde dunne fractie uit de kelder om zo de aanwezige urine in de tegel nog sneller door te laten lopen richting de kelder. Aanzuren van dunne fractie vermindert niet alleen de ammoniakemissie uit de kelder, en na aanwending van dunne fractie op het land, maar ook vanaf de vloer. De exacte reducties van ammoniakemissie volgt in een later artikel

Vanaf september 2021 wordt proces van het aanzuren gestopt en hiervoor in de plaats worden andere afzonderlijke methodes onderzocht om de tegelvloer op een lager emissieniveau te krijgen. Gedacht wordt aan het wegzuigen van de lucht uit de kelder en het gebruik van ureaseremmers op de vloer. Dit verkennend onderzoek geeft zo inzicht in de best haalbare oplossing voor de tegelvloer.

Rubberen vloer: onvoldoende perspectief

De rubberenvloer bestaat uit flappen en goten die de melkveehouder zelf kan plaatsen op de roostervloer in combinatie met een voerstoep. Uit de emissiemetingen blijkt dat bij de rubbervloer sprake is van zowel een hogere emissie uit de kelder als een hogere emissie vanaf de vloer. Aanpassingen liggen hier wat minder voor de hand dan bij de tegelvloer, omdat ook de scheiding van urine en feces tegenvalt. De ‘dunne fractie’ bestaat uit een dunne drijfmest. Dit komt omdat de mestschuiven relatief veel feces door de scheidingsgaten in de kelder duwen. Toch zijn er ook voor deze vloer wel mogelijkheden om de (ammoniak)emissie te verlagen door aanpassingen van de vloer of gebruik van water of ureaseremmers. Na afweging is er in deze PPS voor gekozen  om voor de resterende looptijd op zoek te gaan naar een alternatieve vloer die urine en feces beter scheidt of de gaten in de goot dichtmaakt. Overleg hierover is tijdens het schrijven van dit artikel nog gaande.

Emissies in bedrijfsverband en interessante mestproducten

Het belangrijkste inzicht tot nu toe is de bevestiging dat niet alle vormen van enkel bronscheiding (in de stal) automatisch leiden tot lagere emissies. De opslag en aanwending van beide fracties moeten geïntegreerd worden in de hele mestketen om emissies in bedrijfsverband te reduceren. Herman de Boer: “Ook als urine maar beperkt in contact komt met mest, wordt de ureum nog steeds omgezet tot ammonium en komt er ammoniak vrij. Door de dunheid van de urinefractie, het relatief hoge ammoniumgehalte, en de hoge pH, kan deze emissie hoger zijn dan van drijfmest. Pas als beide fracties op een geschikte manier opgevangen, behandeld, en opgeslagen worden, kan scheiding bijdragen aan een lagere ammoniak- of methaanemissie bij zowel opslag als tijdens uitrijden”. In het hebben van twee specifieke fracties zit volgens Herman de Boer ook gelijk een belangrijk voordeel van bronscheiden: “Als je bijvoorbeeld alleen de dunne fractie hoeft aan te zuren in plaats van alle drijfmest, geeft dit minder zuurverbruik, en daarmee minder kosten en een lager zwavelgehalte in de mest. Hierdoor kan aanzuren van dunne fractie  eerder interessant zijn om ammoniakemissie te verlagen dan aanzuren van drijfmest. Voor zowel de dunne als dikke mestfractie is een geschikte opslagmethode nodig die verliezen bij opslag en na uitrijden tot het minimum beperkt. In de PPS is hiermee op kleine schaal een start gemaakt en wordt later verder uitgewerkt.

Bij een voldoende zuivere scheiding ontstaan mestproducten met veel toepassingsmogelijkheden. De urine uit het koetoilet en de dunne fractie van de tegelvloer zijn in hun basisvorm al geschikt als kunstmestvervanger, en kunnen ook makkelijker en goedkoper verwerkt worden dan bv. drijfmest. De dikke fractie van de tegelvloer is kwalitatief minstens vergelijkbaar met stalmest, maar heeft bijvoorbeeld een lager  kali- en natriumgehalte. Scheiden stelt de eindgebruiker in staat om mineralen, zoals stikstof, fosfaat en kali, slimmer te verdelen op het eigen melkveebedrijf, bijvoorbeeld tussen  gras- en maisland, in afhankelijkheid van het tijdstip in het seizoen, of van gehalte in de bodem. Eventuele mestafvoer kan slimmer en goedkoper ingevuld worden, ook omdat de twee aparte fracties naar verwachting een hogere economische waarde hebben dan het mengproduct drijfmest”.

Toelichting:
In de urine opgevangen door koetoilet zit geen P, in urine gescheiden door tegelvloer een beetje en via gaten in rubberen vloer het meest.
De meeste urine wordt opgevangen door de tegelvloer en rubberen vloer, daarin zit vooral veel N en K.

Nieuwe inzichten

Paul Galama: “Al met al doen we andere dingen dan in het projectvoorstel staan beschreven. In de praktijk komt het er bij de tegelvloer op neer dat we continue maatregelen aan het uitproberen zijn. Daar lenen de faciliteiten van Dairy Campus zich perfect voor. Hier meten we continue de emissies van ammoniak, lachgas en methaan, dus in een paar weken heb je al enig inzicht in of iets perspectief heeft of niet. En juist dit uitproberen, daar leren we heel veel van. Ook de ontwikkelaars van de scheidingstechnieken vinden deze kennis waardevol om toe te passen in de praktijk. Met hen zijn we continue in gesprek over de zoektocht naar lage emissies in de stal, bij opslag en bij aanwending. Uiteindelijk willen we toe naar integrale oplossingen met lage emissies, passende mestproducten, goed beloopbare vloeren en beheersbare kosten.”