Erfaring med ozonbehandling af gylle i klimakamre med slagtesvin

Lugten fra et staldanlæg stammer hovedsageligt fra gødningen, og der er derfor store perspektiver i at kunne gøre gyllen lugtfri [1].

Firmaet Bio-Aqua A/S beskæftiger sig normalt med spildevandsrensning fra industrivirksomheder. I 2006 gennemførte firmaet i samarbejde med Dansk Svineproduktion en række laboratorielignende forsøg på Forsøgsstation Grønhøj, hvor gylle blev behandlet med varierende ozonmængder og behandlingstid.

Et af hovedresultaterne fra de indledende undersøgelser var, at der ved behandling af gyllen med ozon skete en fraktionering. Gyllen blev delt i en:

• fast fraktion
• tynd klar fraktion
• skum fraktion

Resultatet med separation af gyllen ved brug af ozon var en nyhed. Det står ikke anført i danske eller internationale artikler, at der ved behandling af gylle med ozon kan opnås en fraktionering. Samtidig med behandling af gylle med ozon steg pH i gyllen med deraf følgende øget ammoniakfordampning. Af den internationale litteratur fremgår det også, at en ozonbehandling af gylle resulterer i en pH stigning [2] og [3].

I forundersøgelsen blev der i samarbejde med Forskningscenter Bygholm og Force Technology A/S foretaget head-spacemålinger over gylle opbevaret i lukkede spande, hvor gyllen var blevet ozonbehandlet efter forskellige strategier. Resultaterne fra laboratoriemålingerne viste, at lugten fra den tynde klare del af gyllen kunne reduceres med over 95 pct.

På basis af de positive laboratorieforsøg blev der med tilskud fra Innovationsloven fulgt op med et innovationsprojekt. Hovedformålet var, at undersøge om de positive laboratorietest kunne overføres til en svinestald ved at registrere lugtemission og en række kemiske stoffer fra to klimakamre til slagtesvin henholdsvis med og uden behandling af gylle med ozon. Endvidere var formålet at undersøge, om der forekom en stigning i ammoniakfordampning fra kammeret, hvor gyllen blev behandlet med ozon.

Erfaringsundersøgelsen blev gennemført i to klimakamre på Dansk Svineproduktions forsøgsstation Grønhøj. De to klimakamre var identiske bortset fra, at Bio-Aqua A/S foretog behandling af gyllen med ozon i det ene kammer. 

Klimakamre

Hvert klimakammer var indrettet med to traditionelle slagtesvinestier med plads til 16 grise pr. sti. I hver sti var der monteret en simpel tørfodringsautomat og en drikkekop. Gulvet var indrettet med 1/3 drænet gulv og 2/3 betonspalter. Der var en ca. 40 cm dyb gyllekumme under hver sti. Til køling af grisene ved udetemperaturer over 15 °C var installeret et overbrusningsanlæg med én dyse over gødearealet i hver sti.

I figur 1 ses henholdsvis et foto af en sti i klimalaboratoriet og et foto udenfor de enkelte klimakamre, hvor der er monteret måleudstyr. I appendiks 1 er angivet detaljerede stalddimensioner.

Figur 1.   Klimakamre og måleudstyr på forsøgsstation Grønhøj. Foto: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1049, 1050

Ozonbehandlingsanlæg

Udenfor staldanlægget var der placeret en container, som indeholdt apparatur til behandling af gyllen.

Nogle uger efter indsættelse af grise blev gyllebehandlingen påbegyndt. Behandlingen bestod i, at gyllen én gang ugentligt blev sluset ud til en fortank. Herfra blev gyllen pumpet ind i behandlingsanlægget i containeren, hvor gyllen blev behandlet med ozon i to trin. I første trin blev der hurtigt indløst ozon i gyllen, hvorefter den blev fraktioneret i en tynd og en tyk bundfældet fraktion. Efterfølgende blev den tynde fraktion behandlet endnu engang med ozon. I den forbindelse opstod der et skumlag på toppen af gyllen i behandlingstanken. Der var installeret en skraber, som flyttede skummet ud i en palletank. Den tykke bundfældede del blev ligeledes pumpet til palletanken. Den tynde relativt klare del blev pumpet op i en silo udenfor containeren og herfra, blev den skyllet retur til stalden. Behandlingen af gyllen fra de to stier varede ca. 3 timer pr. gang. I foreliggende forsøgsrunder var behandlingen ikke automatiseret.

Der var af firmaet Infarm A/S stillet en skruepresse fra Swea til rådighed til at foretage en forseparation af gyllen. Den blev anvendt ved to behandlinger ved hold 2 og derefter frakoblet, idet nogle af de kemiske stoffer muligvis blev overført til den tynde fraktion, der skulle skylles retur til stalden.

I figur 2 ses et foto af containeren stående udenfor stalden, og i appendiks 2 ses fotos taget inde i behandlingscontaineren.

Figur 2.	Container med anlæg til behandling af gylle med ozon. Foto: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1051

Produktion og fodring

I forsøget indgik to hold grise med henblik på at bestemme hvilken lugtreduktion, der kunne opnås ved behandling af gyllen med ozon.

Ved opstart blev der for hvert hold indsat 16 grise i hver sti, hvilket vil sige, at der i hvert klimakammer blev indsat 32 grise. I den ene sti blev der indsat galtgrise, og i den anden sti blev der indsat sogrise.

Grisene blev indsat ved 35 kg og leveret ved 117 kg ved hold 1, og de blev indsat ved 29 kg og leveret ved 110 kg ved hold 2. Den høje afgangsvægt, særligt ved hold 1, skyldtes, at det blev besluttet at beholde grisene lidt længere med henblik på at gennemføre et tillægsforsøg, hvor gyllen blev erstattet af vand i sektionen med ozonbehandlet gylle.

Foderet var baseret på hvede, byg samt sojaskrå og var varmebehandlet (81°C) samt pelleteret. Foderets råvaresammensætning fremgår af appendiks 4.

Grisene blev fodret efter ædelyst. Foderkasserne blev fyldt hver morgen, og fodermængden blev vejet ind.

Lugt

Dagen efter behandling af gyllen med ozon blev der foretaget lugtmålinger. Der blev for hold 1 og hold 2 foretaget lugtmålinger på 11 måledage. På hver måledag blev der opsamlet to luftprøver fra hvert klimakammer i tidsrummet mellem kl. 11:00 og kl. 13:30.

Lugtprøverne blev udtaget i ventilationsafkastet, hvor der blev indsat en Teflon™-slange, der var monteret til en 30 liter Tedlar^® pose. Tedlar^® posen var placeret i en tæt lukket kasse, hvortil der var monteret en SKC pumpe. Der blev i kassen dannet et vakuum vha. pumpen, hvorved posen blev fyldt med luft fra ventilationsafkastet. Alt udstyret var placeret udenfor staldrummet, således at grisene ikke blev forstyrret under udtagning af lugtprøverne. Prøverne blev udtaget efter den europæiske CEN standard som er effektueret til Dansk Standard [4]. Poserne blev fyldt med 0,8 liter pr. minut hvilket vil sige, at poserne blev fyldt over ca. 35 minutter. Prøverne blev efterfølgende sendt med Post Danmark til Slagteriernes Forskningsinstitut, hvor de blev analyseret den efterfølgende dag mht. lugtkoncentration. Analysen blev foretaget i henhold til Dansk Standard [4].

Svovlbrinte

Umiddelbart efter udtagning af luftprøver til olfaktometrisk analyse, blev der i ventilationsafkastet foretaget måling af svovlbrintekoncentrationen. Svovlbrintekoncentrationen blev målt med Jerome 631-XE. Instrumentet er ifølge producenten desuden påvirket af thioler og dimethyldisulfid, men dette anses ikke for at have væsentlig betydning for det samlede resultat. Der blev foretaget 6 registreringer efter hinanden i hvert ventilationsafkast.

GC-MS og MIMS til bestemmelse af kemiske stoffer

I forbindelse med udtagning af luftprøver til olfaktometrisk analyse blev der i forbindelse med 6 måledage endvidere opsamlet prøver til analyse for kemiske stoffer. Prøverne blev opsamlet på rør indeholdende absorberende materialer, Tenax TA og Carbograph 5 TD, der er små partikler, hvortil kemiske stoffer bindes, når staldluften suges gennem røret. En pumpe blev indstillet til at yde et flow gennem røret på 100 ml pr. minut.

Rørene blev efterfølgende sendt til analyse for indhold af kemiske stoffer med gaskromatografi med massespektrometri detektion (GC-MS). En nærmere beskrivelse af metoden fremgår af kilde [9]. Ved hold 1 blev analyserne foretaget af Lugttek A/S, og ved hold 2 blev de foretaget af Teknologisk Institut.

Teknologisk Institut foretog endvidere kontinuerlige målinger med Membran Inlet Massespektrometri (MIMS). Metoden er nærmere beskrevet i kilde [5]. Med MIMS apparatet kan der foretages en online måling af kemiske stofgrupper, og der blev foretaget målinger i ventilationsafkastet i to perioder ved hold 2.

I appendiks 5 ses, hvilke stoffer der blev målt med henholdsvis GC-MS og MIMS.

Ammoniak og kuldioxid

Ammoniak- og kuldioxidkoncentrationen i luftindtaget og udsugningsluften blev målt med en VE 18 multisensor fra VengSystem A/S. Dette udstyr bestod af pumper, der via teflonslanger pumpede ca. to liter luft pr. minut fra indblæsning og udsugninger til apparater, der analyserede luftens indhold af ammoniak og kuldioxid. Til ammoniakmålingen blev anvendt en Polytron 1 fra Dräger med måleområdet 0-50 ppm, og til kuldioxidmåling blev benyttet en Vaisala med måleområdet 0-5.000 ppm.

En manifold placeret umiddelbart inden ammoniak- og kuldioxidapparaterne sørgede for, at der på skift blev sendt luft ind til analyse. Der blev skiftet hver 10. minut, og det var den sidst registrerede værdi, der blev lagret.

Ved hver anden måleperiode blev der ledt udeluft gennem ammoniak- og kuldioxidmålerne. Luften blev forvarmet til 34 °C, inden den blev pumpet ind i måleapparaterne. Årsagen til, at der blev sendt udeluft igennem måleinstrumenterne hver anden gang og at staldluften blev forvarmet, inden den blev pumpet ind i måleinstrumenterne, var at gøre ammoniaksensoren stabil i drift.

Tidligere havde der været problemer med, at den ikke holdt kalibreringen, hvilket særligt var tilfældet, når den relative luftfugtighed i stalden var høj. Forvarmningen blev foretaget ved, at manifolden var blevet nedstøbt i en stålkasse, der kunne opvarmes elektrisk.

Kontrollerende målinger af ammoniakkoncentrationen med detektionsrør af mærket Kitagawa blev foretaget på hverdage om formiddagen.

Temperaturer og luftmængder

Udetemperatur og staldtemperatur blev målt med en VE 10 temperaturføler fra VengSystem A/S. I hver sektion blev ventilationsydelsen målt med en Fancom målevinge. Udetemperatur og staldtemperaturer samt ventilationsydelse blev opsamlet elektronisk. Desuden blev temperatur og relativ luftfugtighed registreret med multimeter TSI VelociCalc 8347 i forbindelse med udtagning af lugtprøver.

Elektronisk dataopsamlingsudstyr

Der var monteret et BUS-system, hvortil der var monteret VE18 multisensor, VE18 temperaturfølere, ventilationsstyring fra Fancom samt en computer. På computeren var indlagt et softwareprogram fra VengSystem A/S, der bl.a. styrede, at data blev lagret hver anden time.

Gyllesammensætning

Når gyllekummen i kontrolstalden var fyldt op, blev der udsluset gylle. Umiddelbart inden udslusning af gylle blev der under lejet og under gødearealet udtaget en gylleprøve i hver sti i begge kamre. Prøverne blev udtaget ved at nedsænke et rør med en diameter på 1,5 cm og hæve indholdet op i et glas. Gylleprøverne blev frosset ned og ved afslutning af et hold grise blev samtlige gylleprøver sendt til analyse hos Eurofins, hvor de blev analyseret for total kvælstof, ammoniumkvælstof, fosfor, kalium, tørstof, svovl og pH.

Energiforbrug til behandling af gylle

Der var opsat en elmåler, der registrerede energiforbruget i containeren. Elmåleren blev aflæst før og efter behandling af gylle ved hold 2.

Beregninger og statistik

Lugtemissionen pr. 1.000 kg dyr blev beregnet ud fra den målte lugtkoncentration, ventilationsydelse samt gennemsnitlig vægt og antallet af grise i staldsektionen ved følgende formel:

			L: Lugtkoncentrationen, OUE/m3
OUE/s pr. 1000 kg gris	=	L × Q × 1000	Q: Ventilationsydelsen, m3/time
		W × N × 3600	W: Gennemsnitsvægt pr. gris på måledagen, kg
			N: Antal grise i sektionen, stk.

Målte lugtkoncentrationer er logaritmisk fordelt, og derfor blev lugtdata logaritmetransformeret inden de indgik i den statistiske analyse. De logaritmetransformerede lugtkoncentrationer og lugtemissioner i de to klimakamre henholdsvis med og uden behandlet gylle blev analyseret i en variansanalyse med proceduren MIXED i SAS under hensyn til gentagne målinger pr. dag. I den statistiske model indgik gruppe og hold som klassevariabel, mens dato for udtagning af prøver indgik som tilfældig variabel.

I en tidligere undersøgelse er der fundet en lineær sammenhæng mellem de dagligt håndholdte ammoniakmålinger med detektionsrør af typen Kitagawa og de elektronisk opsamlede ammoniakkoncentrationer med Vengudstyr [6]. Kitagawarør blev vurderet til at være de korrekte værdier. For hvert hold blev korrektionslinien mellem de daglige Kitagawa og Veng-registreringer bestemt. Korrektionslinien blev benyttet til at korrigere de elektronisk opsamlede data med Veng-udstyr. Efterfølgende blev ammoniakemissionen beregnet ud fra ammoniakkoncentration, ventilationsydelse og antallet af grise i staldsektionen ved følgende formel:

			M: Molvægten af N, 14 g/mol
			V: Koncentration, ppm = ml/m3
g NH3-N/time pr. gris	=	M × V × Q × P	Q: Ventilationsydelsen, m3/time
		R × T × N × 1000	P: Tryk, 1 atm.
			R: Gaskonstanten, 0,0821 liter × atm/mol × Kelvin
			T: Temperaturen i Kelvin, 298 K
			N: Antal grise i sektionen, stk.

Ligesom lugtdata blev ammoniakkoncentrationer og -emissioner samt pHregistreringer i de to klimakamre henholdsvis med og uden behandlet gylle analyseret i en variansanalyse med proceduren MIXED i SAS.

For de målte kemiske stoffer i ventilationsafkastet blev den procentuelle reduktion ved ozonbehandling beregnet for hvert enkelt prøveudtagningstidspunkt. Nogle af de kemiske stoffer blev kun identificeret i nogle af prøverne, og såfremt indholdet af et kemisk stof i ventilationsafkastet var under detektionsgrænsen, blev koncentrationen i de videre beregninger sat lig detektionsgrænsen. Detektionsgrænsen for de enkelte stoffer fremgår af appendiks 5.

Gyllebehandlingsanlægget blev monteret og indkørt i en periode fra november 2006 til februar 2007. De to hold, hvor der blev foretaget emissionsbestemmelser, forløb fra 5. marts til 22. maj 2007 og fra 7. juni til 30. august 2007. I appendiks 3 ses produktionsresultaterne. De præcise datoer for behandlinger af gylle fremgår af appendiks 2.

Lugt

I tabel 1 er angivet lugtkoncentration og –emission for de to hold grise dels hver for sig og dels samlet. Endvidere viser figur 3 en graf over de registrerede lugtemissioner.

Tabel 1.

Lugtkoncentration og -emission. De målte værdier skal sammenlignes indenfor det enkelte hold. I parentes er 95 pct. konfidensinterval angivet.

Hold	Gruppe	Antal målinger	Lugtkoncentration (OUE/m3)	Lugtemission (OUE/sek./1.000 kg)
1	Kontrol Behandlet gylle	8 8	3040 (1997-4638) 1350 (981-1869)**	480 (343-658) 230 (174-309)
2	Kontrol Behandlet gylle	12 12	2200 (1512-3202) 980 (750-1277)**	490 (377-638) 240 (192-298)
1+2	Kontrol Behandlet gylle	20 20	2480 (1697-3622) 1110 (881-1402)**	490 (385-614) 240 (196-286)***
*:P<0,05; **:P<0,01; ***:P<0,001

Der blev målt en statistisk sikker lavere lugtemission fra klimakammeret, hvor gyllen blev behandlet med ozon. Lugtemissionen var 490 OU_E/sek. pr. 1.000 kg dyr fra kontrolkammeret og 240 OU_E/sek. pr. 1.000 kg dyr fra klimakammeret med behandlet gylle.

Figur 3.	Lugtemission fra to klimakamre henholdsvis med og uden behandling af gylle med ozon. Figur: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1052

Ammoniak

I tabel 2 ses ammoniakkoncentration og ammoniakemission fra de to klimakamre samt de øvrige registreringer, der blev opsamlet elektronisk med udstyr fra VengSystem A/S.

Staldtemperatur og kuldioxidindhold var på samme niveau indenfor hvert hold. Ved hold 2 var ventilationsydelsen lidt højere fra kammeret med ozonbehandlet gylle. Kuldioxidkoncentrationen var dog ensartet i de to kamre, så ved sammenligning af ammoniakemissionen fra de to klimakamre vil den mindre forskel i ventilationsydelse være uden betydning.

I figur 4 er for hold 1 og hold 2 grafisk illustreret døgngennemsnittet af ammoniakemissionen fra de to klimakamre.

Tabel 2.

Temperatur, luftydelse, kuldioxidkoncentration, ammoniakkoncentration og ammoniakemission i to klimakamre henholdsvis med og uden behandlet gylle. De målte værdier skal sammenlignes indenfor det enkelte hold. I parentes er standardafvigelsen angivet.

Hold		Antal måledage	Udetemp.	Staldtemp.	Ventilation pr. gris	CO2	NH3	Ammoniak- emission
	Gruppe		(°C)	(°C)	(m3/time)	(ppm)	(ppm)	G NH3-N/time
1	Kontrol Behandlet gylle	73 73	8,2	18 (1,6)  18 (1,7)	61 (24)      60 (23)	1680 (368) 1650 (244)	16 (3,1) 8 (1,4)	0,52      0,26 ***
2	Kontrol Behandlet gylle	78 78	14,9	20 (1,7)  20 (2,0)	72 (15)      79 (14)***	1140 (164) 1150 (166)	7 (3,3) 5 (1,7)	0,27      0,20
1+2	Kontrol Behandlet gylle	151 151	15,4	19,7 (2,5)  20,2 (2,8)	68 (18)      73 (18)	1320 (356) 1320 (305)	10 (5,3) 6 (2,2)	0,35      0,22
*:P<0,05; **:P<0,01; ***:P<0,001

Figur 4.	Døgngennemsnit af ammoniakemission målt hver anden time fra to klimakamre henholdsvis med og uden behandling af gylle med ozon. Figur: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1053

På baggrund af data fra hele hold 1 kunne der beregnes en statistisk sikker reduktion i ammoniakemissionen fra klimakammeret med gylle behandlet med ozon. Den ugentlige behandling af gylle med ozon blev påbegyndt den 18. april, og som det fremgår af figur 4, ses det tydeligt, at det netop er fra denne dato emissionen fra de to klimakamre adskiller sig fra hinanden.

Ved hold 2 var der ikke en statistisk sikker forskel, når der medtages data fra hele hold 2. Ved behandlinger foretaget den 20. juli og den 30. juli blev der foretaget en forseparation med en skruepresse fra Swea, inden gyllen blev behandlet med ozon. Ved behandlinger foretaget fra og med en 6. august var skruepressen fra Swea frakoblet, og der blev udelukkende anvendt ozon. Såfremt der ved hold 2 udelukkende blev medtaget data efter den 6. august, hvor skruepressen blev afmonteret, var der også ved hold 2 en statistisk sikker reduktion i ammoniakemission. Skruepressen blev afmonteret, idet nogle af de kemiske stoffer muligvis blev overført til den tynde fraktion, der skulle skylles retur til stalden.

På baggrund af holdeffekten kan det med denne undersøgelse ikke dokumenteres, at der kan opnås en ammoniakreduktion i ventilationsudsugningen ved behandling af gylle med ozon for de to hold grise. Men det kan konkluderes, at behandlingsstrategien ikke giver anledning til en øget ammoniakemission fra selve staldsektionen.

På forhånd var dette ellers forventet, idet ozonbehandlingen giver anledning til en pH stigning. Men eftersom det kun er den tynde fraktion, der returneres til stalden, og som ifølge tabel 4 har et lavere kvælstofindhold, har pHstigningen åbenbart ikke medført en øget ammoniakemission fra staldens ventilationsafkast.

Svovlbrinte

I tabel 3 er den gennemsnitlige svovlbrintekoncentration og –emission angivet for hold 1 og 2. I figur 5 ses emissionen for de enkelte dage.

Der var en statistisk sikker reduktion i svovlbrintekoncentration og –emission fra klimakammeret, hvor gyllen blev behandlet med ozon.

Tabel 3.

Svovlbrintekoncentration og –emission. I parentes er standardafvigelsen angivet.

Hold	Gruppe	Antal målinger	Svovlbrinte-       koncentration       (ppm)	Svovlbrinte-       emission   (mikrogram/time/gris)
1+2	Kontrol Behandlet gylle	10 10	0,15 (0,10)       0,03 (0,04) **	3,71 (2,25)       0,66 (0,87) ***
*:P<0,05; **:P<0,01; ***:P<0,001

   

Figur 5.	Svovlbrintekoncentration i to klimakamre henholdsvis med og uden behandling af gylle med ozon. Figur: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1054

Ved hold 2 var svovlbrintekoncentrationen 0 ppm i kontrolkammeret på to måledage, henholdsvis den 23. juli og 22. august. Ved dette hold blev der udsluset gylle to gange henholdsvis den 18. juli og 20. august, og de to dage med lave svovlbrintekoncentrationer var netop de to første dage med lugt- og svovlbrintemålinger efter udslusning.

Niveauet i kontrolkammeret svarede til det niveau der blev registreret ved to hold slagtesvin i forbindelse med test af benzoesyre til slagtesvin [8]. I kontrolstalden blev der dengang i forbindelse med 26 prøver registreret gennemsnitlig 206 og 157 ppb ved de to hold.

For at sætte de målte svovlbrintekoncentrationer i et yderligere perspektiv, er de blevet sammenlignet med Arbejdstilsynets grænseværdi og lugttærsklen. Arbejdstilsynets hygiejniske grænseværdi for svovlbrinte er 10 ppm [7], så de registrerede svovlbrintekoncentrationer ligger langt under den arbejdshygiejniske grænseværdi.

Lugttærsklen for svovlbrinte varierer i de forskellige litteraturkilder. I en database opsat af Arbejdsmiljøinstituttet nævnes følgende eksempler for lugttærskler 0,76 mikrogram/m³ registreret af Woodfield; 11,5 mikrogram/m³ registreret af Amore; 25,7 mikrogram/m³ registreret af Devos m.fl.  Angivet i ppb ligger de angivne lugttærskler mellem 0,5 og 18 ppb. Til sammenligning hermed var den gennemsnitlige svovlbrintekoncentration i kontrolstalden 150 ppb. Hvis svovlbrintekoncentrationen er 150 ppb, skal luften fortyndes 8-300 gange, før svovlbrinten ikke kan lugtes mere. I klimakammeret med behandlet gylle var den gennemsnitlige svovlbrintekoncentration i stalden med behandlet gylle 30 ppb, og såfremt en luftblanding indeholdende svovlbrinte i koncentrationen 30 ppb skal fortyndes til under lugttærsklen for svovlbrinte skal den fortyndes 2-60 gange. Den gennemsnitlige lugtkoncentration i kontrolkammeret var 2.480 OU_E/m³, og hvis denne lugtkoncentration forefindes til et givet tidspunkt, skal luften fortyndes 2.480 gange, før naboerne ikke vil kunne lugte den. Set i dette perspektiv har svovlbrinte mindre betydning for lugten omkring et staldanlæg.

Kemiske stoffer målt med GC-MS og MIMS

Den procentuelle reduktion af emission af kemiske stoffer, beregnet som mængden af stof pr. tidsenhed (µg/time), er bestemt ud fra resultaterne fra GC-MS analyserne samt de registrerede ventilationsydelser. De vigtigste grupper af lugtstoffer er vist i figur 6 og 7. Figurerne skal læses således, at en reduktion større end 0 angiver, at emissionen fra behandlingskammeret er mindre end fra kontrolkammeret.

Som det ses af de to figurer, er der for de vigtigste lugtstoffer generelt registreret en reduceret emission som følge af ozonbehandlingen. For hold 1 er svovlforbindelserne reduceret med mellem -25 og +80 pct. De flygtige organiske syrer er reduceret med op til 65 pct., dog ses reduktioner i enkelte tilfælde ned til -35 pct. Phenolerne er reduceret med mellem 10 og 85 pct. For hold 2 er reduktionen af svovlforbindelserne op til 75 pct., men af uvisse årsager falder en enkel dag uden for med øget emission som følge af behandling. Reduktionen af emissionen af de organiske syrer er mere overbevisende for hold 2 end for hold 1 med reduktioner op til 90 pct. for propansyre, men også med øget emission enkelte dage. Bortset fra en enkelt måling ses en reduktion af phenolerne på mellem 30 og 90 pct. For både indol og skatol er billedet for begge hold mere broget, men de målte værdier er lave og selv små variationer vil derfor påvirke den relative reduktion forholdsvis meget.

En række nedbrydningsprodukter fra de primære lugtstoffer blev detekteret i både forsøgs- og kontrolkammeret. Det drejede sig især om oxiderede kulbrinter som ketoner, aldehyder og alkoholer. Indholdet af disse stoffer i staldluften var dog så lavt, at de i flere prøver ikke overskred metodens detektionsgrænse, og en samlet afrapportering vil derfor ikke give et repræsentativt billede. Som det fremgår af appendiks 5, var der forskel på antallet af stoffer, de to laboratorier analyserede for.

Figur 6.	Reduktion af kemiske stoffer ved ozonbehandling af gylle for hold 1 målt med GC-MS. Negativ reduktion angiver en forøgelse af kemiske stoffer ved behandling. Figur: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1055

    

Figur 7.	Reduktion af kemiske stoffer ved ozonbehandling af gylle for hold 2 målt med GC-MS. Negativ reduktion angiver en forøgelse af kemiske stoffer ved behandling. Figur: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1056

Data for MIMS-målingerne, vist som procentuel reduktion af koncentration i ventilationsafkast på tidspunkter, hvor der var sammenfald med prøveudtagning til olfaktometriske analyse, er vist i figur 8. ”ROS” er en forkortelse af ”Reducerede Organiske Svovlforbindelser”. Af analysetekniske årsager er det ikke muligt at måle de enkelte kemiske stoffer, men kun stofgrupper. Som for GC-MS målingerne ses generelt en reduktion af de primære lugtstoffer, hvor især phenolerne (0-60 pct.) og de organiske syrer (30-95 pct.) viser et klart billede. Svovlforbindelserne viser også en klar tendens til reduktion, men en enkel måling falder af uvisse årsager udenfor. For indol og skatol er billedet, som for GC-MS målingerne, noget vekslende.

Figur 8.	Reduktion af koncentrationen af kemiske stofgrupper ved hold 2 som følge af ozonbehandling målt med MIMS. Negativ reduktion angiver en forøgelse af kemiske stoffer ved behandling. Figur: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1057

Sammensætning af gyllen

Ved hold 1 blev der i kontrolstalden udsluset gylle to gange. Den ene gang var midt i produktionsforløbet, og den anden gang var umiddelbart efter, grisene var leveret til slagtning. Ved hold 2 var der behov for yderligere én udslusning, da gyllekummen i stalden var fyldt 10 dage, inden grisene blev leveret. Den sidste udslusning er dog ikke medtaget i resultatopgørelsen. Årsagen, til at der ved hold 2 blev behov for yderligere én udslusning, tilskrives først og fremmest det øgede vandforbrug til overbrusning. Ved udetemperaturer under 15 °C anvendes overbrusningsanlægget slet ikke, mens der under sommerforhold ved udetemperaturer over 20 °C overbruses hver halve time i 1,5 minut. Resultater er angivet i tabel 4.

Indholdet af total kvælstof, ammoniumkvælstof, fosfor og kalium var statistisk sikkert lavere for stalden med behandlet gylle. Dette tilskrives, at der under behandling af gyllen blev frasepareret tørstof. Indholdet af svovl var ikke statistisk sikkert forskelligt mellem kontrol og behandlet gylle. 

Under ozonbehandlingen af gyllen var det forventet, at der ville ske en pH stigning. På gylleudslusningstidspunkter var der ikke forskel på pH værdierne i gylle for de to sektioner.

Tabel 4.

Sammensætning af gylle i klimakammer med traditionel slagtesvinegylle og i klimakammer med behandlet gylle. Den behandlede gylle består af returskyllevæske efter fraktionering af gyllen med ozon i container udenfor stalden. I parentes er 95 pct. konfidensinterval angivet.

Hold		Total kvælstof	Ammonium- kvælstof	Fosfor	Kalium	Svovl	Tørstof	pH
	Gruppe	Kg/t	Kg/t	Kg/t	Kg/t	Kg/t	Pct.
1	Kontrol	7,5 (5,9-9,0)	5,1 (4,2-6,1)	2,4 (1,6-3,1)	3,7 (3,0-4,5)	0,4 (0,1-0,7)	10,4 (7,3-13,6)	7,2 (7,0-7,5)
	Behandlet gylle	3,8 (2,3-5,4)	2,7 (1,7-3,7)	1,3 (0,6-2,1)	1,9 (1,1-2,7)	0,3 (0,1-0,6)	5,8 (2,6-8,9)	7,5 (7,2-7,7)
2	Kontrol	5,7 (4,1-7,2)	3,5 (2,5-4,5)	1,9 (1,1-2,6)	2,2 (1,5-3,0)	0,4 (0,2-0,7)	8,2 (5,0-11,3)	6,7 (6,4-6,9)
	Behandlet gylle	2,0 (0,5-3,6)	1,1 (0,1-2,0)	0,8 (0,1-1,6)	0,4 (-0,4-1,2)	0,4 (0,1-0,6)	3,5 (0,3-6,7)	6,9 (6,7-7,1)
1+2	Kontrol	6,6 (5,3-7,8)	4,3 (3,5-5,1)	2,1 (1,5-2,7)	3,0 (2,4-3,6)	0,4 (0,2-0,6)	9,3 (6,7-11,9)	6,9 (6,8-7,1)
	Behandlet gylle	2,9*** (1,7-4,2)	1,9*** (1,1-2,7)	1,1* (0,5-1,7)	1,1*** (0,5-1,8)	0,4 (0,1-0,6)	4,6* (2,0-7,2)	7,2 (7,0-7,4)
*:P<0,05; **:P<0,01; ***:P<0,001

Der blev ikke foretaget systematiske gylleanalyser af det fraseparerede tørstof. Men i en igangværende afprøvning i klimalaboratoriet, hvor ozon sammen med en polymer bliver testet, udtages der gylleprøver ude i containeren i forbindelse med behandlingen. Når dette forsøg afsluttes, vil der foreligge mere specificeret viden omkring det fraseparerede stof og returskyllevæsken.

Energiforbrug

Ved hold 2 blev der foretaget lugtmålinger i forbindelse med 7 behandlinger af gylle, og energimåleren, der registrerede energiforbruget i containeren, blev aflæst før og efter hver behandling. I forbindelse med de 7 behandlinger blev forbrugt 7,75 kWh/gris. Ved en el-pris på 0,75 kr./kWh giver det en energiudgift på 5,8 kr./gris. Kommende forsøg skal demonstrere, om det er tilstrækkeligt med 7 behandlinger pr. hold.

Udover at der fremadrettet gennemføres behandlingsoptimeringer i klimalaboratoriet, har firmaet Infarm A/S på forsøgsstation Grønhøj et udviklingsprojekt i relation til de mekaniske processer. Her opbygges et større anlæg, hvor der gennemføres kapacitetstest. Det større anlæg har Infarm A/S valgt at kalde smellFIGHTER. Det er planen, at SmellFIGHTER vil blive afprøvet af Dansk Svineproduktion i sommeren 2008.

Målinger i forbindelse med et pilotanlæg til behandling af gylle har vist, at det er muligt ved hjælp af ozon at reducere lugt fra stalde.

Lugtemissionen fra to klimakamre henholdsvis med og uden behandlet gylle blev registreret dagen efter, at gyllen var behandlet i det ene kammer. Der blev målt en statistisk sikker lavere lugtemission fra klimakammeret, hvor gyllen blev behandlet med ozon. Lugtemissionen var 490 OU_E/sek. pr. 1.000 kg dyr fra kontrolkammeret og 240 OU_E/sek. pr. 1.000 kg dyr fra klimakammeret med behandlet gylle.

Herudover kan konkluderes, at behandlingsstrategien ikke giver anledning til en øget ammoniakemission fra selve staldsektionen. På forhånd var dette ellers forventet, idet ozonbehandlingen giver anledning til en pH stigning. Men eftersom det kun er den tynde fraktion med et lavere kvælstofindhold, der returneres til gyllekummen i stalden, har pH stigningen under behandlingen åbenbart ikke medført en øget ammoniakemission fra staldens ventilationsafkast.

Der var en statistisk sikker reduktion i svovlbrinteemissionen fra klimakammeret, hvor gyllen blev behandlet med ozon, og emissionen af stort set alle kemiske stoffer detekteret med GC-MS og MIMS blev reduceret.

I forbindelse med syv behandlinger ved ét hold grise blev der forbrugt 7,75 kWh/gris. Ved en el-pris på 0,75 kr./kWh giver det en energiudgift på 5,80 kr./gris. Kommende forsøg skal demonstrere om det er tilstrækkeligt med syv behandlinger pr. hold.

For øjeblikket gennemføres yderligere forsøg i klimakamrene, hvor der udover ozon tilsættes en polymer, og firmaet Infarm A/S foretager videreudvikling af pilotanlægget og det nye anlæg kaldes smellFIGHTER. SmellFIGHTER vil blive afprøvet af Dansk Svineproduktion i sommeren 2008.

[1]	Lyngbye, M og Riis, A.L.: (2005): Grisenes indflydelse på lugtemissionen. Erfaring nr. 0503, Landsudvalget for Svin.
[2]	WU, J.J.; Park, S.; Hengemuehle S.M., Yokoyama, M.T.; Person, H.L., and Masten S.J.: (1997): The Effect of Storage and Ozonation on the Physical, Chemical, and Biological Characteristics. Supplied by British Library – ”The world’s knowledge”.
[3]	Wu, J.J; Park, S.; Hengemuehle S.M., Yokoyama, M.T.; Person H.L., and Gerrish J.B, Masten S.J.: (1999): The Use of Ozone to reduce the Concentration of Malodorous Metabolites in Swine Manure Slurry. J. Agric. Engng Res, 72, pp. 317-327.
[4]	Dansk Standard: (2003): Luftundersøgelse - Bestemmelse af lugtkoncentration ved brug af dynamisk olfaktometri. DS/EN 13725:2003.
[5]	Feilberg, A.; Schäfer, A. og Lyngbye, M.: (2006): Udvikling af måleteknik for optimering og beskrivelse af lugtbegrænsende teknologier til husdyrbrug. Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen nr. 22.
[6]	Lyngbye, M. og Sørensen, G.: (2005): Metode til test af fodringens indflydelse på ammoniak- og lugtemission. Meddelelse nr. 691, Landsudvalget for Svin.
[7]	At-vejledning, Stoffer og materialer – C.0.1, Grænseværdier for stoffer og materialer, August 2007
[8]	Lyngbye, M og Sørensen, G: (2006): Benzoesyre i foder til slagtesvin – effekt på ammoniak og lugtemission. Meddelelse nr. 738, Landsudvalget for Svin.
[9]	Schäfer, A og Adamsen, A.P.: (2007): Udvikling af målemetode til kemisk bestemmelse af lugtstoffer fra husdyr. Rapport fra Slagteriernes Forskningsinstitut og Lugttek A/S.

Deltagere:
Tekniker Jens Ove Hansen
Stationsleder Peter Rasmussen
Statistiker Mai Britt Friis Nielsen
Anders Peter Adamsen, LugtTek A/S
Anders Feilberg, Teknologisk Institut
    

Afprøvning: 928

Klimalaboratorium

Tabel A1.

Staldudformning

Antal klimakamre:	2
Areal af hvert klimakammer (meter):	4,86 x 4,80
Antal stier pr. klimakammer:	2
Antal grise hhv. pr. sektion og pr. kammer:	32 grise/sektion og 16 grise/sti
Stidimensioner (meter):	2,4 x 4,8
Loftshøjde (meter):	2,5
Gulvtype:	1/3 drænet gulv af betonelementer, bjælkebredde=15 cm og spaltebredde=1,8 cm 2/3 betonspaltegulv, bjælkebredde=6,5 cm og spaltebredde= 2,0 cm
Inventar:	Mellem de to stier og ud mod gangarealet var inventaret 75 cm højt. Bortset fra ved gødearealet var de nederste 50 cm af inventaret helt lukket. Bagvæg og den anden stiside er i fuld loftshøjde.
Ventilation:	Undertryksventilation med diffus lufttildeling via loft bestående af 10 cm mineraluld og træbetonloftsplader
Fodringsprincip:	Tørfodring ad libitum
Vandtildeling:	Drikkekop
Gødningsanlæg:	Træk og slip anlæg med en 40 cm dyb kumme under hver sti.
Overbrusning:	En dyse pr. sti med overbrusning i 20 sekunder hver halve time ved udetemperaturer over 15 °C. Ved udetemperaturer over 20 °C øges overbrusningen til 1,5 min hver halve time. For at være sikre på at grisene vender rigtigt i stien mht. gøde/leje-areal kører overbrusningen uafhængigt af udetemperaturen de første 2-14 dage efter indsættelse af grise.
Aktivitetsmaterialer:	To træklodser ophængt i kæder. Når grise indsættes hænges reb op i alle stier.

Ozonbehandlingsanlæg

Tegning: Principskite udført af Bio-Aqua A/S. Billedenr.: 1065

   

Gyllebehandlingen foretages i en container udenfor. Foto: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1059	Apparat til produktion af ozon. Foto: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1060

   

Kik ind i containeren fra døråbningen. Foto: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1061	Kik i containeren med ryggen mod bagvæggen. Foto: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1062

    

Ozon indløses to gange. På fotoet indløses ozon for anden gang inden væsken returneres til stalden. Foto: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1063	Det blev efter to behandlinger fravalgt at lave en forseparation med en Swea skruepresse, idet nogle af de kemiske stoffer muligvis blev overført til den tynde fraktion, der skulle skylles retur til stalden. Foto: Merete Lyngbye. Billedenr.: 1064

Tabel A2.

Datoer med gyllebehandling

Hold 1:	17/4 2007   2/5 2007   9/5 2007 15/5 2007
Hold 2:	28/6 2007 (indkøring af anlæg og ingen lugtmålinger) 13/7 2007 20/7 2007 (Swea slampresse anvendt inden ozonbehandling) 30/7 2007 (Swea slampresse anvendt inden ozonbehandling)   6/8 2007 14/8 2007 22/8 2007 28/8 2007

Produktionsresultater

Tabel A3.

Oversigt over produktionsresultater

Hold	1 (den 5/3-22/5 2007)		2 (den 7/6-30/8 2007)
Grupper	Kontrol	Behandlet gylle	Kontrol	Behandlet gylle
Antal grise indsat, stk.	32	32	32	32
Antal grise leveret, stk.	27	31	31	31
Vægt ved indsættelse, kg	34,9	35,2	29,0	28,1
Vægt ved levering, kg Gns. slagtevægt, kg	119 92,2	115 90,2	109 84,3	111 86,9
Daglig tilvækst, gram/dag	1.062	1.060	966	1026
Daglig foderoptagelse, FEsv/gris	2,93	-	2,62	2,71
Foderudnyttelse, FEsv/kg tilvækst	2,75	-	2,71	2,63
Gns. kødprocent, pct.	59,2	59,3	59,9	59,7

- Grundet registreringsfejl er tallene for daglig foderoptagelse og foderudnyttelse ikke medtaget for hold 1 med behandlet gylle.

Foder

Tabel A4.

Foderets råvaresammensætning, procent

Hvede	37,49
Byg	37,48
Afskallet sojaskrå	18,72
Melasse	1,50
Vegetabilsk fedt	1,81
Foderkridt	1,58
Monocalciumfosfat, MCP 22,7 %	0,54
Fodersalt	0,44
L-lysinchlorid (98 %)	0,17
DL-Methionin 100	0,03
L-Treonin, 98,5 %	0,03
Vitaminer og mineraler	0,21

    

Tabel A5.

Indhold af næringsstoffer

	Beregnet	Analyseret
FEsv, pr. 100 kg	109	113
Råprotein, pct.	17	17,4
Råfedt, pct.	3,9	4,1
Råaske, pct.	5,2	4,7
Lysin, g/kg	9,3	9,8
Methionin, g/kg	2,7	2,7
Cystin, g/kg	3,1	3,3
Methionin+cystin, g/kg	5,8	6,0
Threonin, g/kg	6,2	6,5
Isoleucin, g/kg	6,8	7,3
Leucin, g/kg	12,0	12,5
Histidin, g/kg	4,1	4,4
Fenylalanin, g/kg	8,1	8,2
Fenylalanin+tyrosin, g/kg	13,9	14,1
Valin, g/kg	7,9	8,5
Histidin, g/kg	4,1	4,4

Kemiske stoffer

Tabel A6.

Kemiske stoffer med tilhørende detektionsgrænser detekteret i staldluft med GC-MS samt stofgrupper detekteret med MIMS.

GC-MS	Hold 1	Hold 2	MIMS Hold 2
Stof	Detektionsgrænse (µg/m3)	Detektionsgrænse (µg/m3)	Stof/stofgrupper
Svovlholdige stoffer
			ROS
Dimethylsulfid	1	2	Dimethylsulfid
Dimethyldisulfid	1	2
Dimethyltrisulfid	1	2
Flygtige organiske syrer
Eddikesyre	25	2	RCOOH
Propansyre	25	2	C2H5COOH
Butansyre	5	2	R-CH2-COOH
2-methyl-propansyre	1	2
3-methyl-butansyre	1	2
Pentansyre	5	2
Hexansyre	2,5	2
4-Methyl-pentansyre	1
Heptansyre	1	2
Phenoler mm.
Phenol	1	2	Phenol
4-methyl-phenol (p-Cresol)	2	2	4-methyl-phenol (p-Cresol)
4-ethyl-phenol	1	2	4-ethylphenol
Toluen	5	2
3-Carene	1
Alpha-pinen	1
D-Limonen	1,5
Aldehyder/ketoner mm.
Benzaldehyd	1	2
2,3-Butanedion	1	2	2,3-butandion
3-Hydroxy-2-butanon	2,5	2
Acetophenon	1
3-Methylbutanal	1	2
Hexanal	1	2
Heptanal	1
Octanal	1	2
Nonanal	2,5	2
Benzoesyre	1	2
Eddikesyre-Butyl-ester	1	2
Alkoholer
1-Butanol	1
3-methyl-1-butanol	1
Kvælstofholdige stoffer
Indol	0,5	2	Indol
Skatol	0,5	2	Skatol
Trimethylamin	2,5
Pyridin	1
2,6-Dimethylpyrazin	1
Trimethylpyrazin	1
Tetramethylpyrazin	1