Innovatieve veehouderij: nieuwe horizonten voor mestverwerking Tolpe I Innovatieve veehouderij: nieuwe horizonten voor mestverwerking Tolpe I.1,2, Meers E.2,3, Michels E.2,3 1 IVACO, varkenshouder, ondervoorzitter CVV Boerenbond... 2 Innova Manure, Ichtegem / Innova Energy, Lierde 3 Lab. Toegepaste Milieuchemie, Universiteit Gent Juni 8, 2011

Samenwerking dicht de kloof tussen theorie en praktijk Innovatie is teamwork! Prof. Erik Meers (UGent) Milieu-technoloog Ivan Tolpe Varkenshouder Pionier in de mestverwerking Samenwerking dicht de kloof tussen theorie en praktijk 2

Innovatie is teamwork! Water Mest Slibverwerking Energie Groene kunstmest 3

Presentatie overzicht Outline Presentatie overzicht I. Algemene introductie mest overschot & mest behandeling II. Van mest tot water: opzuivering tot loosbaar water gebruik van constructed wetlands als tertiaire stap III. Hergebruik van water hergebruik van behandelde effluenten als secondaire water bron IV. Nieuwe perspectieven V. Conclusies

I. Introductie Vlaanderen... Intensieve industriële veehouderij resulteert in gelokaliseerde nutrient (N,P) overschotten op regionaal niveau. Gelijkaardige situaties in USA (NC), Frankrijk (Bretagne), Nederland, Duitsland (Noord Westfalen), Italië 5

I. Introductie Vlaanderen... Mestoverschot op grond balans Overschrijding EU Nitraat richtlijn % in 2003-2004 % in 2004-2005 % in 2005-2006

I. Introductie Mestverwerking Dierlijke mest Vaste fractie Bodem verbeteraar Fysische scheiding Compostering Vloeibare fractie Bemester Nutrient reductie via biologische behandeling Uitspreiding over land 7

I. Introductie Mestverwerking Bodem verbeteraar Dierlijke mest Vaste fractie Compostering Fysische scheiding Bemester Vloeibare fractie Uitspreiding over land Loosbaar water Constructed wetlands Nutrient reductie via biologische behandeling Loosbaar water Vergisting 8

II. Van mest tot water Constructed wetlands Cascade van plant- & microbieel gebbaseerde processen

II. Van mest tot water Constructed wetlands Rijke diversiteit van plant species & substraten

II. Van mest tot water Constructed wetlands “Gestuurd eco-systeem”: controle in functie van cruciale monitoring parameters, feed forward & feedback loops

II. Van mest tot water Constructed wetlands Dunne fractie na biologie Effluent na passage door CW INHOUD NA BIOLOGIE 300 mg/l totaal stikstof 250 mg/l totaal fosfor 3000 mg/l COD LOZINGSNORMEN < 15 mg/l totaal stikstof < 2 mg/l totaal fosfor < 125 mg/l COD

Behandeling tot loosbaar water II. Van mest tot water Lozingsnorm Behandeling tot loosbaar water

II. Van mest tot water Constructed wetlands VLAREM standaard N inhoud

II. Van mest tot water Kost per m³ Constructed wetlands zijn ontwikkeld als een alternatief voor het spreiden van mest Oppervlakte: Regel: 1 m² / 1 m³ mest per jaar (~ 1 ha voor 10.000 varkens) In praktijk: > 1 m² / 1 m³ manure Kost (huidige systemen): 3,5-4,5 €/m³ (incl. operationele & investering kost, periode 10 jaar) Na afschrijving (10 jaar): 2,5-3,0 €/m³ Verschillende onderzoeken lopende met impact op : capaciteit (m³/m².j) en dus kost per m³ 15

III. Hergebruik van water Water schaarste Bodem verbeteraar Dierlijke mest watervoorziening is voor de landbouw zowel milieutechnisch als economisch één van de belangrijkste uitdagingen van de nabije toekomst gezuiverd water vindt nauwelijks zijn weg naar het landbouwbedrijf Compostering Fysische scheiding Bemester Vloeibare fractie Uitspreiding over land Loosbaar water Constructed wetlands Nutrient reductie via biologische behandeling 16

III. Hergebruik van water Project 5 verschillende CW locaties, maandelijkse staalname fysico-chemische parameters (non-limitatieve lijst) SS EC pH Ptot ortho-P NTU hardheid Ntot NO2 NO3 NH4 BOD COD Ca Mg K Na F Cl SO4 Al Cd Cu Fe Mn Ni Pb Zn Co Cr bacteriologische parameters C. perfringens Enterococci total Coliforms Salmonella E. coli colony count (37°C) colony count (22°C) sporen sulfiet red. Clostridia normen verschillende hergebruik opties (hoog & laagwaardig) drinkwater vee reinigingswater irrigatie koelwater 17

ICH – 0,5 ha GI – 3 ha PI – 1 ha WVL– 3 ha LA – 0,5 ha Wetland gebied Prim. & Sec. Mest behandeling Varkensboerderij PI – 1 ha WVL– 3 ha LA – 0,5 ha

III. Hergebruik van water Nitraat Invloed op smaak drinkwater Richtwaarde varken: 100 mg/l Geen richtwaarde voor toepassing als. Irrigatie, proces-, koel- & spoel water : -  opletten voor algengroei, “lekkage” naar bodem NO3 mg/l Ntot mg/l Location

III. Hergebruik van water Totaal fosfor VLAREM (2 mg/l) Geen richtlijn voor drinkwater essentieel element, niet toxisch, opletten voor eutroficatie leidingen Intensieve agri- & horticultuur: 15 mg/l Opletten voor algen bloei in opslag bassin P (mg/l) Location

III. Hergebruik van water Totaal kiemgetal (37°C) Richtlijn drinkwater varken: 100.000 cfu/ml Cfu/ml Time

Zandfilter, aktief kool, ontharding, ionenwisseling, RO III. Hergebruik van water On site polishing Zandfilter, aktief kool, ontharding, ionenwisseling, RO Marge van 2 €/m³ voor napolijsting (prijs leidingwater West-Vl.)

IV. Nieuwe perspectieven Lopend onderzoek Biomassa voor energie Algen productie Biodiversiteit Aquacultuur

Conclusie Uitdagingen uit de intensieve veehouderij vereisten innovatieve concepten en nieuwe samenwerkingsverbanden Onderzoek resulteerde in de ontwikkeling van constructed wetlands als tertiare stap in de mestverwerking Momenteel onderzoek naar cradle-to-cradle concept: eindwater van de wetlands wordt een bron van herbruikbaar water op het bedrijf Eveneens verder onderzoek gaande voor verdere optimalisatie van het proces 25

Contact Innovation inspires... Ivan Tolpe (e-mail): i.tolpe@skynet.be Prof. Erik Meers (e-mail): erik.meers@UGent.be dr. ir. Evi Michels (e-mail): evi.michels@UGent.be Innovation inspires...