Een innovatie die een enorme impact kan hebben op de waterkwaliteitsproblemen in de Verenigde Staten, een systeem dat bijna alle fosfor uit opgeslagen dierlijke mest kan verwijderen, is ontwikkeld door een team van onderzoekers van Penn State en de Agricultural Research Service van het Amerikaanse ministerie van landbouw.

Overtollig fosfor, voornamelijk in afvloeiing van landtoepassing van mest, is verantwoordelijk voor ongeveer 66 procent van de aangetaste toestand van Amerikaanse rivieren en heeft grote gebieden van eutrofiëring gecreëerd - dode zones - in de Chesapeake Bay en de Golf van Mexico, waar het waterleven niet kan overleven. Vervuiling door nutriënten is een van de meest voorkomende, kostbare en uitdagende milieuproblemen, aldus de Milieudienst.

Het systeem dat is bedacht door wetenschappers van Penn State en USDA, genaamd MAPHEX voor MAnure Phosphorus EXtraction, omvat een proces in drie fasen, inclusief vloeistof-vast scheiding met een vijzelpers en centrifuge; chemische behandeling met toevoeging van ijzersulfaat; en eindfiltratie met diatomeeënaarde. De machine is ontworpen voor het verwerken van mest uit mestopslagtanks of kuilen op melkveebedrijven.

"Deze technologie zou een game-changer kunnen zijn als we deze kunnen aanpassen om lagere bedrijfskosten te realiseren. " zei hoofdonderzoeker van Penn State, Alex Hristov, hoogleraar zuivelvoeding aan het College of Agricultural Sciences. "De laatste fase gebruikt diatomeeënaarde om fosfor uit de vloeistof te filteren en dat materiaal is duur."

Clinton-kerk, met de onderzoekseenheid voor weidesystemen en stroomgebiedbeheer van USDA Agricultural Research Service, zei dat het team momenteel bezig is met het recyclen van de diatomeeënaarde. "We proberen ook een goedkoper alternatief te vinden voor de filtratiefase van het MAPHEX-proces, zoals het vervangen van de filtratiefase door een andere centrifuge, ', zei de kerk.

Wanneer getest op 150- en 2, 700 koeienmelkerijen, ongeveer 98 procent van de fosfor werd verwijderd uit mestslurries, samen met 93 procent van de vaste stoffen. Zoals momenteel geconfigureerd, het MAPHEX-systeem zou ongeveer $ 750 per melkkoe per jaar kosten voor een melkveebedrijf - een onrealistische kostenpost wanneer EPA geen beperkingen oplegt aan de afvoer van fosfor van boerderijen en er geen overheidssubsidies zijn om dergelijke technologie te betalen.

Maar in de toekomst, als de overheid regels voor schoon water op de landbouw afdwingt en als

MAPHEX kan betaalbaarder in gebruik worden gemaakt, zijn potentieel is enorm, Hristov gelooft.

"We verwachten een verfijning van het proces en een gunstig gebruik van de vaste stoffen die uit de mest worden verwijderd, zoals voor perkgoed, compost en kunstmest—zal de kosteneffectiviteit aanzienlijk verbeteren, "zei hij. "En vanuit het oogpunt van rentmeesterschap, sommige grotere boeren die het zich kunnen veroorloven, willen misschien een systeem als dit implementeren."

Penn State en USDA, die in 2017 een gezamenlijk patent op het systeem kregen, op zoek zijn naar een licentie voor de technologie, waarschijnlijk naar een groot landbouw- of afvalverwerkingsbedrijf. Ze zijn niet van plan een zakelijke overeenkomst aan te gaan om het systeem te produceren, Hristov en Kerk opgemerkt.

Onderzoek naar het MAPHEX-systeem werd uitgevoerd in het centrum van Pennsylvania, onderdeel van de Chesapeake Bay Watershed en een gebied met een intense focus op het ontwikkelen van behandelingssystemen voor mest. Mest uit de zuivelsector werd in 2010 geschat op 20 procent van alle fosfor in het stroomgebied van Chesapeake Bay.

Uitleggen waarom Pennsylvania de perfecte plek was om MAPHEX te ontwikkelen, Hristov wees erop dat de meeste melkveebedrijven in het studiegebied klein zijn, met minder dan 100 gemolken koeien. Maar een toenemend aantal grotere operaties met meer dan 1 000 hoofd kan nu worden gevonden.

"De vloeibare aard van de meeste opgeslagen melkmest vermindert het potentieel voor transport buiten de boerderij en was de aanzet voor het ontwikkelen van behandelingsopties om vaste mest en voedingsstoffen te manipuleren, ' zei Hristov.

MAPHEX is ontworpen als een mobiel systeem dat op twee grote diepladers past om een ​​aantal kleine of middelgrote melkveebedrijven te bedienen. Als het wordt opgeschaald om de capaciteit te hebben om mest van een grote zuivelfabriek te verwerken, het zou niet meer mobiel zijn. "Als het systeem wordt geproduceerd door een landbouwbedrijf, wij denken dat mestvervoerders er een bedrijf van kunnen maken, een paar kleine zuivelfabrieken zouden kunnen samenwerken en er een kopen, of grote melkveebedrijven met duizenden koeien kunnen een stationair systeem bouwen."

De MAPHEX is niet alleen voor koeienmest. Church zei dat de technologie compatibel is met varkensmest en waarschijnlijk zou kunnen werken met kippenmest. te, maar omdat de laatste droog is, het zou moeten worden verdund voordat het proces zou kunnen werken.