Chovy prasat patří mezi tradiční součásti českého zemědělství. I přes nepříznivý vývoj, který tento sektor v minulých letech a i v současné době provází (činnost v celé řadě chovů byla utlumena), lze očekávat opětovný nárůst produkce jak selat, tak výkrmových prasat. Chovy prasat ve výkrmu a chovy prasnic jsou ovšem neodlučitelně spojeny s produkcí emisí amoniaku a zejména pachových látek do ovzduší.
Emise pachových látek šířících se do vzdálenosti stovek metrů od svého zdroje – chovu prasat, jsou v mnoha případech příčinou stížností obyvatel bydlících v jeho sousedství.
Podle výsledků Evaluační studie aplikace BAT u zařízení v kategorii průmyslových činností č. 6.6. podle zákona o integrované prevenci, financované Ministerstvem životního prostředí z operačního programu Životní prostředí, bylo zjištěno, že v České republice je asi 50 velkochovů prasat a prasnic, spadajících pod působnost zákona o integrované prevenci, které jsou ve vzdálenosti menší než 350 m od nejbližší obce.
Problematika omezovaní pachů ze zemědělských zařízení je i legislativně velice obtížně uchopitelná, nicméně neustále vyvíjený tlak společnosti bude sledovat podobné trendy jako v sousedním Německu, kde již v některých částech země není možné provozovat velkochovy bez příslušné nejlepší dostupné techniky omezující právě emise amoniaku a pachu.
Ošetření vzduchu ze stáje
Ošetření stájového vzduchu vystupujícího do okolního prostředí je možné pomocí praček vzduchu nebo proplachovaných biofiltrů. Tyto technologie jsou již rozšířeny v Dánsku, Německu a Nizozemsku. Z ekonomického hlediska je nejvýhodnější jejich instalace do ventilačních systémů nově budovaných zařízení. Aplikace této techniky do stávajících stájí totiž vyžaduje vysoké náklady na rekonstrukci ventilačních systémů.
Provozní náklady obou systémů jsou odvozeny zejména od vyšší spotřeby energie nutné na provoz cirkulačního systému vody a překonání tlakových ztrát ve ventilačním systému. Výhoda vysoké účinnosti praček vzduchu spočívá nejen při odstraňování amoniaku, ale i pachových látek, prachu a patogenních mikroorganismů z odváděného stájového vzduchu.
Klasické pračky vzduchu jsou většinou samostatné objekty o různé velikosti, umisťované v bezprostřední blízkosti stáje, resp. přiléhají na stěnu stáje tam, kde je umístěn ventilátor odvádějící vzduch ze stáje do okolního prostředí.
Toto uspořádání je založeno na centrálním přivedení celého objemu ventilačního vzduchu do centrální vzduchové pračky. Velikost takto uspořádané pračky vzduchu je závislá právě na množství ošetřovaného vzduchu. Stávající výkrmové haly pro chovy výkrmových prasat a prasnic jsou ovšem v naprosté většině vybaveny odvodem stájového vzduchu pomocí stropních ventilátorových šachet s vyústěním nad střechu haly a výše uvedené uspořádání praček vzduchu je pro ně velmi obtížně využitelné.
Technicky je sice lze využít, ale za cenu nákladné úpravy ventilačního systému tak, aby všechny výdechy jednotlivých výkrmových sekcí, kterých jsou na halách chovů prasat řádově desítky až stovky, byly svedeny do jednoho výdechu, odkud je stájový vzduch odveden a ošetřen v centrální pračce vzduchu. Výše popsané uspořádání je proto vhodné pro stáje s bočním odvodem ventilačního vzduchu, jako jsou např. chovy kuřat na maso.
Zcela převratnou novinkou, jež se v závěru roku 2011 objevila na českém trhu, je pračka vzduchu řešící všechny výše uvedené technické nedostatky.
Je určena jak pro nová zařízení, tak zejména pro stávající haly se systémem odvodu vzduchu pomocí ventilačních šachet. Technologie je snadno aplikovatelná na všechny stávající výkrmové haly chovů prasat a prasnic bez nutnosti výrazné změny uspořádání stávajícího ventilačního systému. Na obr. 1 je uvedeno schéma uspořádání popisovaného zařízení v objektu pro chov prasat a na obr. 2 je zobrazena ventilátorová pračka vzduchu HelixX umístěná na střeše haly.
Stájový vzduch je odváděn pomocí ventilátoru asi do pěti metrů vysoké šachty, ve které je umístěno skrápěcí zařízení a spirálový sběrač vody. Stájový vzduch je odváděn přes speciálně upravený systém skrápěcích trysek, do kterých je přiváděna voda (viz. obr. 3). Voda je rozstříknuta na velmi jemné kapičky, které se následně obohatí o částice prachu, amoniaku a pachových látek, a stéká do spirálového sběrače vody (viz obr. 4). Až následně ze sběrače je odčerpávána na centrální recyklační čisticí jednotku, kde je chemicky zbavena obsažených nečistot. Pro zachycení jemných kapek, jež by byly unášeny proudem ventilačního vzduchu mimo biopračku, slouží odlučovač kapek (viz obr. 5).
Na jednu recyklační čisticí jednotku může být napojeno až pět ventilátorových šachtových praček. Výhodou je, že se nepřemisťují značné objemy vzduchu, ale relativně nízké objemy vody. Snižující efekt na emise amoniaku je v průměru 86 %, na emise prachových částic 89 % a na emise pachových látek asi 47 %.
Ekonomické parametry využití ventilátorové pračky
Výpočet ekonomických parametrů pro modelový příklad byl sestaven na základě konzultace s dodavatelem výše uvedeného zařízení do ČR. Jelikož v ČR se zatím pouze připravují první realizace, jsou veškeré informace založeny na zkušenostech mateřské společnosti sídlící v Německu. Modelový výpočet ekonomických parametrů byl z důvodu vyhodnocení emisní situace vytvořen pro jednu provozovnu chovu prasat, která podle Souhrnné zprávy Integrovaného registru znečišťování za rok 2010 patřila do desítky největších znečišťovatelů emisemi amoniaku v ČR.
Farma prasat leží ve Středočeském kraji, asi 250 m od obce. Farma je tvořena 14 výkrmovými a chovnými halami celkem se 122 kusy výdechů umístěnými na střechách hal. Pro snížení emisí amoniaku a zápachu jsou do krmiv přidávány biotechnologické přípravky a použité technologie ustájení odpovídají požadavkům na aplikaci nejlepších dostupných technik. Nicméně všechna uvedená opatření nestačí, obyvatelé si stěžují na zápach, zejména v klimaticky nepříznivých obdobích. Z tohoto důvodu se využití stropní ventilátorové pračky vzduchu jeví jako optimální řešení uvedených problémů.
Investiční náklady na pořízení jedné sady ventilátorových šachtových praček vzduchu HelixX obsahující pět kusů ventilátorových šachtových souprav a jednu čisticí recyklační jednotku se včetně instalace pohybuje na úrovni 1,6 mil. Kč. Jednotlivé ventilátorové šachtové soupravy jsou prostřednictvím vodního cirkulačního potrubí spojeny s recyklačním čisticím zařízením.
Pro ekonomiku výpočtu je důležité znát přesné uspořádání jednotlivých stájí a v nich chovaných kategorií prasat a prasnic. Systém HelixX disponuje větším ventilačním výkonem než stávající konvenční ventilátory, proto může nahradit bez ztráty ventilačního účinku v halách, kde jsou ustájena výkrmová prasata, až tři konvenční ventilátory (viz schéma na obr. 6).
Detailní analýzou Integrovaného povolení provozu a situačním rozborem satelitního snímku lze dojít k následujícím závěrům:
Ve výkrmových halách a halách chovu selat a předvýkrmových prasat je v současné době umístěno 99 výdechů, které by bylo možné redukovat na 33 výdechů s instalovaným systémem HelixX.
Tato úprava by představovala pořízení sedmi sad ventilátorových praček vzduchu obsahujících 33 ventilátorových šachtových souprav HelixX a sedm čisticích recyklačních jednotek.
Ve čtyřech halách chovu zapuštěných a březích prasnic, kde jsou v každé hale umístěny čtyři ventilační otvory, by redukce počtu ventilátorů nebyla možná kvůli stavebnímu uspořádání jednotlivých předělovacích sekcí uvnitř stáje, proto by bylo nutné pořídit další čtyři sady ventilátorových praček.
V tabulce 1 jsou uvedeny celkové investiční náklady na pořízení výše uvedené technologie pro ošetření stájových prostor ve všech 14 halách.
Pokud bychom uvažovali o variantě, kdy investor (provozovatel zařízení) bude měnit na modelovém příkladu na celém zařízení všechny zastaralé konvenční ventilátory (celkem 122 kusů) za ventilátory s pračkou vzduchu z vlastních zdrojů, pak by ho tato investice přišla asi na 17,6 mil. Kč.
Použije-li opět konvenční ventilátory bez pračky, investice bude na úrovni asi 5,5 mil. Kč. Investičně bude tedy pořízení technologie praček vzduchu asi 3,2krát dražší.
Modelový příklad vlivu praček vzduchu na emise amoniaku ve stájovém prostředí chovu prasat a prasnic
Na základě výsledků měření uvedeného v ověřovacím protokolu nezávislého testovacího centra v Německu (Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft) je možné deklarovat v průměru 86% snížení emisí amoniaku vycházejícího ze stájových prostor chovu prasat a prasnic.
Pro provozovatele, charakterizovaného v předchozí kapitole, byl vypočítán modelový příklad snižujícího efektu na emise amoniaku.
V tabulce 2 je uveden výpočet emisí amoniaku pro současný stav, kdy je využívána ve stájovém prostoru běžně dostupná BAT technika.
V tab. 3 je uveden modelový výpočet emisí při využití nadstandardní BAT+ techniky – pračky vzduchu. Modelový výpočet je proveden pro případ, kdy by došlo k výměně všech 122 konvenčních ventilátorů za ventilátory s pračkou vzduchu.
Porovnáním tabulek 2 a 3 lze dojít k závěru, že při 100% obsazenosti projektované kapacity stájí by v modelové provozovně kompletní výměnou všech konvenčních ventilátorů za systém ventilátorů s pračkou vzduchu napojených na recyklační čisticí jednotky došlo ke snížení emisí amoniaku asi o 10 990 kg ročně, což představuje oproti současnému stavu při využití stávajících nejlepších dostupných technik snížení o 62 %.
Měrná finanční náročnost z celkových investičních (realizačních) nákladů vztažená k úspoře NH3 činí 1 600 000 Kč na tunu sníženého NH3 za rok.
Závěr
Prezentovaný systém biopračky vzduchu HelixX v sobě spojuje nejen nejmodernější systém pro redukci emisí amoniaku, pachu a prachových částic pocházejících z chovů prasat a prasnic, ale i využitelnost v současných stájích, bez nutnosti výrazných a nákladných stavebních úprav.
Dosažené snížení emisí amoniaku, pachu, prachu, energetické náročnosti i provozní spolehlivosti bylo ověřeno nezávislým německým zkušebním ústavem během dvouletého ověřovacího provozu.
U modelového příkladu ve velkochovu prasat a prasnic by systémem biopračky vzduchu HelixX bylo dosaženo snížení emisí amoniaku o 62 % oproti stávajícím na zařízení používaným nejlepším dostupným technikám. Zároveň by došlo ke snížení emisí prachových částic, které jsou v mnoha případech i nositeli pachových částic.
Více než trojnásobné pořizovací náklady oproti běžným ventilátorům bylo možné v minulosti snížit podporou z operačního programu Prioritní osy 2, oblasti podpory 2.2 Omezování emisí až na hodnotu asi 1,7.
To znamenalo, že investiční náklady na moderní systém HelixX by byly asi o 70 % vyšší než u běžných ventilátorů.
Tato oblast podpory sice skončila, nicméně MŽP se problematikou nejlepších dostupných technik nadále zabývá v rámci současného operačního programu Životní prostředí a bude se jí zabývat i v dalších programových obdobích v následujících letech, proto lze doporučit nadále sledovat aktuální výzvy Státního fondu životního prostředí.
(tabulky a obrázky najdete v tištěné verzi Zemědělce)
Klíčové informace
– Pračky vzduchu využívají v cirkulačním okruhu vody hlavně kyselinu sírovou, která se naváže na amoniak, čímž se vytvoří síran amonný.
– Účinnost při odstranění amoniaku se pohybuje v rozmezí 70 až 95 %, v závislosti na pH vody. Dusík je ze systému odstraněn kontrolovaným vypouštěním cirkulační vody obsahující právě roztok síranu amonného.
– V případě proplachovaných biofiltrů je amoniak přeměněn na dusičnan pomocí rostlinné hmoty, která je nanesena na umělém nosném materiálu, jenž je ponořen v cirkulační vodě. Účinnost odstranění amoniaku je asi 70%.
Ing. Martin Dědina, Ph.D.,
Výzkumný ústav zemědělské techniky, v. v. i, Praha,
Odbor ekologie zemědělských technologických systémů
