Vermindering ammoniakemissie uit een ligboxenstal door spoelen van de roosters = Reduction of ammonia emission from a cubicle house by flushing

(1)

.::,t, _c: Q)

~

Vermindering

ammoniak-0 N I... ::::J Q) ₀

emissie uit een ligboxenstal

"'0

_..c

c

Q) 0 \!)

door spoelen van de roosters

O"l c: "'0 Q)

c

"'C :::l _"Qi .::,t, ~

..c

I... :::l <( 0

aj _{Ing. J.W}_._{H. Huis in}_'t_Veld

..c

"'0 ".j:i Ing. W. Kroodsma

c

ro ro .!!! S. van Westreenen ....J _c:

t:

_...c:

ro

c

V

~

Q) Q) 0 ~ I...

~

0 0

~

>

· ...

::::s ::::J

~

...

imag-dlo

·.;. VI

\___;

c: \'-..:)

8

---..

~

rapport 93-1

(2)

..:;,t. _c:: <IJ <IJ 0 _~ N ..__ _:::J <IJ 0 -o

_..c

c <IJ 0 19 O'l c:: -o <IJ c "'C :::J _<IJ ..:;,t. ~

..c

..__ :::J <{ 0 a) _o -o ·.;::; c

ro

VI ~ _c:: +-' _V\

ro

~ c u <IJ <IJ 0 ~

....

0 0

>

+-' :::J :::J .~ +-' VI c:: rapport 93-1 maart 1993 prijs

f

25,-Vermindering

ammoniak-emissie uit een ligboxenstal

door spoelen van de roosters

Reduction of ammonia emission from a

cubic/e house by flushing

Ing. J.W.H. Huis in 't Veld Ing. W. Kroodsma 5. van Westreenen

imag-dlo

(3)

CIP-GEGEVENS KONINKLIJKE BIBLIOTHEEK, DEN HAAG Huis in 't Veld, J.W.H.

Vermindering ammoniakemissie uit een ligboxenstal door spoelen van de roosters I

J.W.H. Huis in 't Veld, W. Kroodsma, S. van Westreenen.- Wageningen : IMAG-DLO- lil. - Rapport 93-1

Met lit. opg.-Met samenvatting in het Engels.

ISBN 90-5406-034-4 geb. NUGI 849

Trefw.: ammoniakemissie; ligboxenstallen.

Postbus 43- 6700 AA Wageningen Telefoon 08370-76300

Telefax 08370-25670

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opge-slagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enig andere manier zonder voorafgaande toestemming van de uitgever.

mechanica I, photocopying, recording or otherwise, without the prior written permission of the publisher.

(4)

Voorwoord

Om te kunnen voldoen aan de door de overheid gestelde eisen ten aanzien van de reductie van de ammoniakemissie zijn, naast emissie-arme mesttoediening en mestopslag, technische oplossingen nodig voor de beperking van de ammoniak-emissie uit stallen. Mestbehandeling vormt daarbij een van de belangrijkste oplos-singsrichtingen. Uit oriënterend onderzoek is gebleken dat voor rundveestallen spoelen over de roostervloer perspectieven biedt. Uitgaande hiervan is in het stal-seizoen 1989-1990 op het IMAG-DLO-proefbedrijf 'De Vijf Roeden' te Duiven onder -zoek verricht naar het effect van spoelen met water over de roosters in een

ligboxenstal. Uit dit onderzoek is gebleken dat de ammoniakemissie op deze wijze vergaand kan worden gereduceerd en dat de hoeveelheid benodigd spoelwater beperkt kan worden. Het spoelen kan daarmee worden gezien als één van de oplossingsrichtingen voor de reductie van de ammoniakemissie in de rundveehou -derij . . ·

De inpassing van het spoelprincipe in diverse stalinrichtingssituaties is reeds gestart. Mede gezien de eerder genoemde eisen voor de reductie van de ammoniakemissie, 70% indien technisch en economisch haalbaar, is verbetering en perfectionering van het principe, eventueel in combinatie met andere technieken, noodzakelijk.

Ir. A.A. Jongebreur directeur

(5)

Inhoud

Voorwoord

₃

Samenvatting

₅

1 Inleiding ₆ 2 Materiaal en methode

₇

2.1

Algemeen

2.2

Emissiemetingen

₇

2 .

3

Spoelinstallatie

₈

2.4

Spoelinstellingen

₉

2 .

5

Dataverwerking

₁₀

3 Resultaten en discussie

₁₂

3.1

Ammoniakemissie

₁₂

3.2

Spoelwaterverbruik

₁₄

3.3

Ervaringen

₁₅

4 Conclusies

₁₇

Summary

₁₈

Literatuur

₁₉

Bijlagen

₂₀

4

(6)

Same

nv

att

i

ng

In de stalperiode 1989-1990 is in een 1+1-rijïge ligboxenstal voor 40 melkkoeien onderzoek uitgevoerd naar de beperking van de ammoniakemissie door spoelen van de roosters in de loopgangen. De ammoniakemissie en het waterverbruik zijn gemeten bij zes verschillende spoelinstellingen met als belangrijkste parameters waterdruk, spoeltijd en spoelintervaL Daarnaast is het technisch functioneren van de spoel installatie onderzocht.

In de aanvangsperiade is gespoeld met hoge druk, een lang spoelinterval en een variabele speeltijd. Vooral bij langere spoeltijden was het waterverbruik hoog. De bereikte ammoniakemissiereducties varieerden van ruim 20 tot ruim 70% ten opzichte van perioden waarin niet werd gespoeld.

De hoogste emissiereductie van 73% werd bereikt bij een spoeldruk van 60 kPa, een spoeltijd van 2 seconden en een spoelinterval van 2 uur. Het waterverbruik bedroeg daarbij 50 I per koe per dag.

De installatie functioneerde gedurende de onderzoekperiode in technisch opzicht goed. Op de verdunde mest vormde zich een drijflaag, waardoor het mixen van de mest vooral bij hogere mestniveaus moeizaam verliep.

(7)

1 Inleiding

Op het IMAG-DLO-proefbedrijf 'De Vijf Roeden' te Duiven wordt onderzoek uitge-voerd naar mestbehandelingstechnieken om de ammoniakemissie uit rundveestallen te beperken.

Kroodsma

et al.

(1993) onderzochten de ammoniakemissie uit een ligboxenstal en vonden dat ruim 1 kg ammoniak per koe per maand uit de stal vervluchtigde. Metingen met de Lindvalldoos (Oosthoek en Kroodsma, 1990) wezen uit dat door spoelen met water van met mest en gier vervuilde vloeroppervlakken de ammoniak-emissie werd gereduceerd. Om de ammoniak-emissie uit stallen te beperken werd een

spoel-installatie ontwikkeld, die zowel in stallen met roosters als in stallen met dichte vloeren kan worden toegepast.

De' doelstelling van het onderzoek was om door het spoelen van de roosters de ammoniakemissie uit de stal te beperken. Het streven was hierbij om een hoge

reductie te bereiken met een gering spoelwaterverbruik.

In dit rapport worden de resultaten vermeld, die tijdens de stalperiode 1989-1990 met de spoelinstallatie in een ligboxenstal met roosters in de loopgangen zijn verkregen. De resultaten betreffen de ammoniakemissie in relatie tot het spoel-waterverbruik en het technisch functioneren van de spoel installatie.

(8)

2 Materiaal en methode

2.1 Algemeen

Voor het onderzoek werd gebruikt gemaakt van een 1+1-rijïge ligboxenstal met roostervloer, die plaats bood aan 40 melkkoeien van het zwartbonte HF* FH-ras. Aan weerszijden van de centrale voergang bevond zich een ligboxenrij voor 20 koeien en een krachtvoerbox.

De 3 m brede loopgang tussen het voerhek en de ligboxenrij was voorzien van stan-daard betonnen roosters. Het totale roosteroppervlak in de stal bedroeg 3,5 m2_/dier_. Zowel onder de roosters als onder de ligboxen was een 1,5 m diepe mestkelder

aanwezig. Het mestoppervlak bedroeg 4,6 m2_{/dier. Onder twee afgesloten}

mixer-putten waren elektrische dompelmixers geïnstalleerd om de mest periodiek te

mengen

.-De stal werd, om de ventilatiehoeveelheid te kunnen meten, mechanisch

geventi-leerd. In de nok van de stal waren 3 stalventilatoren aangebracht. Het betroffen

FANCOM axiaalventilatoren van het type FM 1450. De ventilatoren waren traploos regelbaar en hadden een diameter van 50 cm. Het ventilatiedebiet werd binnen een staltemperatuurtraject van 8 tot 18

· c

geregeld. Bij een staltemperatuur van 8

· c

of lager draaiden de stalventilatoren op 30% van hun capaciteit, hetgeen overeen-kwam met een ventilatiedebiet van 173 m3_{/koe per uur. Boven de 18}

_·

_c

_{werd er}

maximaal geventileerd en bedroeg het ventilatiedebiet 575 m3_{/koe per uur. Ook de}

stand van de inlaatkleppen werd geregeld aan de hand van de staltemperatuur. Dagelijks werden de dieren rond 9.00 uur gevoerd met een ruwvoermengsel dat bestond uit 65% gras- en 35% snijmaïskuiL Het mengsel was ad libitum beschikbaar

en werd in de loop van de dag enige malen bijgeschoven. Middels twee drinkbakken

werd in de waterbehoefte voorzien.

Het krachtvoer werd individueel verstrekt in de beide krachtvoerboxen. De grootte

van de dagelijkse gift varieerde tussen 0 en 12 kg per dier en was afgestemd op de melkproduktie van ieder dier afzonderlijk.

De melkkoeien werden om 6.00 uur en 16.00 uur gemolken. De dieren van de ene

stalhelft werden pas naar de wachtruimte geleid en gemolken wanneer de dieren

van de andere stalhelft weer terug in de stal waren. De onderbezetting in de stal

tijdens het melken duurde ca. een half uur en was nooit hoger dan 50%.

Vanaf 5 januari 1990 werd met het spoelen in de stal begonnen. Op 29 juni werden de metingen beëindigd. Tot en met deze datum verbleven de koeien dag en nacht in de stal.

2.2 Emissiemetingen

De ammoniakemissie uit de stal werd berekend door de gemeten ammoniak-concentratie te vermenigvuldigen met het geregistreerde ventilatiedebiet. In iedere ventilatorkoker was een meetventilator onder de stalventilator

(9)

aange-bracht. De door de meetventilatoren afgegeven frequentiesignalen werden omgezet naar spanningssignalen, die werden geregistreerd. De relatie tussen de spannings-signalen en het ventilatiedebiet werd vastgelegd door de ventilatie-unit te ijken in een windtunnel.

De ammoniakconcentratie werd continu gemeten met een monitor (MONITOR LABS

NOx-monitor + NH₃-convertor Model 8840). De monsternamepunten bevonden zich

in de drie ventilatiekokers van de stal. Vanaf iedere koker liep een verwarmde (80 OC)

monsternameleiding naar de, eveneens verwarmde, centrale monsternameleiding midden in de stal. Hier werden de drie monsters samengevoegd en als één monster

naar de monitor geleid. De drie leidingen, die van de kokers naar de centrale leiding

liepen, waren even lang, zodat vanaf iedere koker evenveel monsterlucht werd betrokken. Door verwarming van de monsternameleiding werd condensvorming in de leidingen voorkomen. Met een luchtpomp werd 15 liter lucht per minuut, via de verwarmde centrale monsternameleiding, uit de stal aangezogen. Een deelmonster hiervan werd door de monitor geanalyseerd. Voor een nadere beschrijving van deze appar~tuur en de toegepaste meetprincipes wordt verwezen naar Scholtens (1990). De klimaatmetingen in en buiten de stal werden verricht met ROTRON IC tempera-tuur- en vochtvoelers van de L-1 00 serie. Het meetpunt bevond zich op ca. 2 m hoogte in het midden van de stal. De voeler voor de registratie van de buitenlucht-temperatuur en -vochtigheid bevond zich in de schaduw aan de buitenmuur van de

stal. Gedurende het onderzoek werden de voelers enkele malen gekalibreerd.

2.3 Spoelinstallatie

De spoelinstallatie was uit de volgende onderdelen opgebouwd:

- een voorraadbak;

- een druktank voorzien van centrifugaalpomp, compressor, pneumatisch bediende kleppen en regelapparatuur;

- spoelleidingen.

De voorraadbak van 2.000 liter was via een vlotter en watermeter aangesloten op het waterleidingnet. Deze bak diende om na het spoelen snel het waterniveau in de druktank op peil te brengen.

De druktank van 4.000 liter was berekend op een druk van 10 bar (1 MPa). In de tank was steeds een onder druk staande hoeveelheid water aanwezig. Onderin de tank bevond zich een uitstroomleiding, die via twee pneumatisch bediende kleppen in verbinding stond met twee aftakkingen naar de spoel leidingen. Met behulp van regel-apparatuur konden de druk, de spoeltijd en het spoelinterval worden ingesteld. Nadat de mestgangen waren gespoeld, werd door de centrifugaalpomp water uit de voorraadbak naar de druktank gepompt, totdat de niveauschakelaar de pomp uitscha-kelde. Vervolgens werd de compressor ingeschakeld die de tank op de ingestelde waarde onder druk zette. Bij de volgende spoelbeurt werden de beide kleppen geopend en de mestgangen gespoeld.

(10)

A

Figuur 1

Figure 1

A VOERHEK

B SPOELLEIDINGEN MET NIPPELS

C ROOSTERVLOER D LIGBOX E AFSLUITKLEP F DRUKTANK G COMPRESSOR H POMP I VOORRAADBAK

Schematische voorstelling van de spoel installatie.

Schematic presentation of the flushing installation.

Vanaf de druktank waren twee leidingen naar de mestgangen in de stal gelegd. Bij elke mestgang werd iedere leiding opnieuw gesplitst in twee spoelleidingen van 90

mm doorsnee die aan weerszijden van de mestgang waren bevestigd. De spoel

-leiding langs de achterrand van de boxen diende tevens als afscheiding van de ligbox.

Op de spoelleidingen waren op een onderlinge afstand van 0,25 m nippels geplaatst, met een doorlaatopening van 5 mm. De nippelaansluiting was speciaal ontworpen om te kunnen spoelen met verschillende standen van de nippels en om na het spoelen het leeglopen van de spoelleiding te beperken.

2.4 Spoelinstellingen

Tijdens de meetperiode werden verschillende spoelinstellingen onderzocht. Een spoelinstelling bestond uit een bepaalde combinatie van spoeldruk, spoeltijd en spoelintervaL Het streven was om een zodanige spoelinstelling te vinden dat de hoogste emissiereductie en het laagste spoelwaterverbruik werd bereikt. Tevens mocht er geen bevochtiging van de dieren en de ligplaatsen optreden.

Het aantal nippels en de doorlaatopeningen van de nippels zijn eveneens van invloed op het waterverbruik. Tijdens de onderzoekperiode werd met deze twee

varianten niet geëxperimenteerd.

De meetperiode per spoelinstelling bedroeg minimaal 1 week en maximaal 6 weken.

Omdat er weinig ervaring was met het spoelen in stallen, werd de keuze van conti-nuering of verandering van een spoelinstelling gebaseerd op eigen waarnemingen

(11)

in de stal. Als bij een bepaalde spoelinstelling te veel water werd verbruikt en bleek de emissiereductie beperkt, dan werd een andere instelling gekozen. Op deze wijze werd gezocht naar een zo optimaal mogelijke spoelinstelling.

Gedurende in totaal 18 weken werden zes spoelinstellingen onderzocht. In tabel 1 zijn de zes instellingen weergegeven. Ook zijn het aantal meetweken en weeknum-mers van iedere instelling vermeld. Het is niet zo geweest dat er aaneengesloten is gemeten. Dikwijls waren er weken tussen waarin niet werd gespoeld of weken waarin werd gespoeld met een andere spoelinstellling. In het vervolg worden de spoelinstellingen benoemd naar de letter die in de linkerkolom staat vermeld.

Tabel 1 Overzicht van de spoelinstellingen.

Tab/e 1 Scheme of the flushing variants.

Spoel Aantal Week- Spoeldruk Spoeltijd Spoelinterval

ins~elling meet- nummers (kPa) (seconden) (uren)

weken A 6 9, 12, 13, 14, 19, 20 150 6 3,5 B 8 150 3 3,5

c

3 2, 3,4 80 6 3,5 D 4 5, 15, 16, 17 80 3 3,5 E 2 23, 24 60 2 2,0 F 2 21, 22 60 2 1,0

Om het effect van het spoelen te meten, werden als referentie ook weken gepland, waarin niet werd gespoeld.

2.5 Dataverwerking

Met behulp van een computerprogramma werden de continu gemeten gegevens tijdelijk opgeslagen. Na 1 uur werd van alle gemeten variabelen de gemiddelde waarde berekend. Deze werden vervolgens weggeschreven op een datacassette. Eenmaal per week werd het meetprogramma gedurende 10 minuten onderbroken om de datacassette te vervangen en de monitor met een ijkgas te kalibreren. Bij storingen korter dan 24 uren werd door interpolatie een schatting gemaakt van de gemiste data. Duurde de storing langer dan 24 uren, dan werd de betreffende periode niet betrokken bij de verdere dataverwerking.

Om het effect van spoelen te berekenen, werden meetgegevens van perioden waarin werd gespoeld, vergeleken met meetgegevens van perioden waarin niet werd gespoeld (de zgn. referentiewaarden). Er moest worden uitgemaakt aan welk criterium de meetgegevens van beide perioden moesten voldoen om een goede vergelijking te kunnen maken.

Om meerdere referentiewaarden te verkrijgen, werden ook de meetgegevens van dezelfde stal in stalperiode 1988-1989 in de vergelijking betrokken, omdat toen niet werd gespoeld. Deze gegevens waren onder dezelfde omstandigheden verkregen als

(12)

de referentiewaarden van het in dit rapport beschreven onderzoek. De meetgege-vens van eerstgenoemde stalperiode zijn door De Boer (nog niet gepubliceerde gegevens) met behulp van een tijdreeksanalyse onderzocht. Uit de resultaten van dit onderzoek bleek de staltemperatuur de meest verklarende variabele te zijn voor de voorspelling van de emissie. Besloten werd om perioden van spoelen en niet spoelen bij overeenkomstige staltemperaturen met elkaar te vergelijken.

De volgende vraag was hoe lang de meetperioden moeten zijn om met elkaar te kunnen worden vergeleken. Het vergelijken van uurwaarnemingen is niet juist, omdat de afhankelijkheid met de voorafgaande meting te groot is.

Voor de spoelperioden werd besloten om van iedere week, waarin een spoelinstel-ling werd onderzocht, de gemiddelde emissie en de gemiddelde staltemperatuur te berekenen. De gemiddelde emissie van iedere spoelinstelling was dus gebaseerd op 168 uurwaarnemingen. De gemiddelde staltemperaturen werden afgerond op gehele getallen. Op deze wijze werden van alle 18 spoelweken gemiddelde emissies en staltemperaturen verkregen.

Voor perioden waarin niet werd gespoeld, in totaal 130 dagen, werd besloten om gemiddelde emissies en gemiddelde staltemperaturen te berekenen over een periode van 24 uren in plaats van een week. Deze keus werd gemaakt om over een voldoende aantal referentiewaarden te kunnen beschikken. De berekende etmaal-gemiddelde staltemperaturen werden afgerond op hele getallen.

Referentiewaarden met gelijke staltemperaturen werden hierna gemiddeld. Op deze manier ontstonden 11 referentiewaarden voor staltemperaturen tussen 10 en 20

· c.

Om het spoeleffect te berekenen werden, bij gelijke staltemperaturen, gemiddelde emissies van de spoelinstellingen vergeleken met de gemiddelde emissies van perioden waarin niet was gespoeld. Een uitzondering vormden de spoelinstellingen A6 en El (zie tabel 2) die waren gemeten bij een gemiddelde staltemperatuur van respectievelijk 22 en 21 'C. Deze twee instellingen werden vergeleken met de refe-rentie bij een gemiddelde staltemperatuur van 20 'C.

(13)

3 Resu

ltaten en d

iscuss

ie

3.1 Ammoniakemissie

In tabel 2 zijn de gemiddelde staltemperaturen ("C) en de daarbij behorende ammo

-niakemissies (g NH/h) per spoelinstelling en meetweek weergegeven.

Tabel 2 Gemiddelde wekelijkse temperatuur en ammoniakemissie tijdens iedere spoelinstelling.

Table 2 Weekly averages of inside temperature and emission of ammonia per flushing variant.

Spoelinstelling

.

Staltemperatuur Ammoniakemissie

CC) (g NH/h) Al 16 39,3 .· A2 18 60,3 A3 14 40,1 A4 16 41,1 As 20 37,6 A6 22 34,5 Bl 17 45,9 cl 11 34,9 c2 12 46,8 c3 13 49,2 Dl 10 34,1 D2 15 40,8 D3 15 41,5 D4 18 48,2 El 21 22,0 E2 20 30,3 Fl 19 27,2 F2 20 29,6

• bijv. An

=

spoelinstelling A en nde meetweek

Uit de resultaten van tabel 2 valt op te maken dat bij een gegeven spoelinstelling een verhoging van de ammoniakemissie optrad bij toename van de staltemperatuur. Een uitzondering vormde spoelinstelling A. De emissie bleef ongeacht de tempera -tuur vrij constant. De hoge emissie van A₂is te verklaren uit het feit dat, vooraf -gaande aan deze meetweek niet is gespoeld en het blijkbaar enige tijd in beslag nam, alvorens het spoelen over bevuilde roosters effect sorteerde.

Het zou tot verwarring kunnen leiden indien voor iedere spoelweek de absolute emissie in g NH/ koe per maand zou worden berekend. De berekende absolute emissie van een bepaalde spoelinstelling zou namelijk alleen gelden bij die bepaalde staltemperatuur waaronder is gemeten.

In tabel 3 zijn de gemiddelde staltemperaturen ("C) en de bijbehorende stalemissies

(14)

]

~

(g NH/h) tijdens perioden waarin niet werd gespoeld weergegeven. In deze tabel is de absolute emissie (g NH/koe per maand) bij iedere staltemperatuur wel berekend. Bij de berekening is er vanuit gegaan dat een maand 30,5 dagen telt. De emissie-verhoging bij toename van de staltemperatuur blijkt hier duidelijk: bij toename van

de staltemperatuur van 10 naar 20

· c

vond bijna een verdubbeling van de emissie

plaats.

Tabel 3 Gemiddelde referentiewaarden per etmaal voor verschillende staltemperaturen.

Gegevens uit stalseizoenen 1988-1989 en 1989-1990.

Tab/e 3 Daily averages and standard deviations of ammonia re/ated to inside temperatures.

Data of housing periods 7988-1989 and 1989-1990.

Staltemperatuur Aantal Ammoniak- Standaard-

Ammoniak-etmalen emissie afwijking emissie

CC) (g NH/h) (g NH/koe.maand) 10 5 51,0 1,8 933 11 11 54,0 5,9 988 12 25 53,8 9,4 984 13 23 58,2 10,0 1065 14 26 62,1 8,7 1136 15 12 63,1 8,2 1154 16 15 69,4 9,3 1270 17 6 67,7 10,9 1238 18 3 92,0 0,8 1683 19 3 86,3 12,2 1579 20 97,8 1789

Met de resultaten uit tabel 2 en tabel 3 is van iedere spoelinstelling en van iedere spoelweek de ammoniakreductie berekend. De uitkomsten staan vermeld in tabel 4. In bijlage I zijn de gemeten variabelen in de stal tijdens iedere spoelweek vermeld. Wat opvalt zijn de goede resultaten die met de spoelinstellingenE en F zijn bereikt.

Tabel 4 Emissiereducties bij de onderzochte spoelinstellingen.

Table 4 Reduction of the emission of ammonia related to the investigated flushing variants.

Spoel-instelling A B

c

D E F

Reductiepercentages per meetweek

2 3 4 43,3 34,5 35,5 40,7 32,2 35,3 13,0 15,5 33,1 35,3 34,2 47,6 77,5 69,0 68,5 69,7 Gemiddelde emissiereductie 5 6 % (s.d.) 61,6 64,7 46,7 (13,2) 32,2 21,3 (12,2) 37,5 (6,8) 73,3 (6,0) 69,1 (0,8)

(15)

Bij deze twee spoelinstellingen werd ten opzichte van de overige instellingen frequenter, met een lagere druk en een kortere spoeltijd gespoeld. Regelmatig spoelen resulteerde in een hogere ammoniakreductie dan minder vaak spoelen. Een spoelinterval van 3,5 uur bleek duidelijk te lang om de emissie fors terug te dringen. Spoelen om de 2 uur bleek de beste optie. Indien ieder uur werd gespoeld, werd bijna dezelfde reductie bereikt, maar nam het waterverbruik sterk toe.

Opvallend is eveneens de reductie door spoelinstellingen A₅en A₆. Evenals de spoel -instellingen Een F zijn deze reducties bij staltemperaturen van meer dan 20

· c

gemeten. Naarmate de staltemperatuur hoger was, leek het effect van het spoelen toe te nemen. Dit punt dient nader te worden onderzocht.

Om een hoge ammmoniakemissiereductie te krijgen, blijkt het niet nodig om de roosters volledig schoon te spoelen. Het egaal aanbrengen van een waterfilm op het oppervlak is voldoende. Het beste tijdstip hiervoor is direct nadat de mestschuif het oppervlak heeft schoongeveegd.

3.2 Spoelwaterverbruik

· Spoelen veroorzaakt een grotere hoeveelheid mengmest. Vooral frequent spoelen leidt tot een hoog waterverbruik. Hoewel door verdunning van mest ook de emissie bij het verspreiden van de mest wordt gereduceerd, zal thans voor veel bedrijven de grotere hoeveelheid verdunde mest een bezwaar vormen. Voortgezet onderzoek is vereist naar de mogelijkheid om bij frequent spoelen het spoelwaterverbruik te beperken. Dit lijkt mogelijk door na het spoelen de toevoerleidingen aan het einde af te sluiten, minder nippels in de leiding en door nippels met kleinere doorlaat-openingen te nemen.

Tabel 5 Table 5

Spoelinstellingen en het spoelwaterverbruik.

Amount of flushing water of the investigated flushing variants.

Spoelinstelling Spoelwaterverbruik Spoelinstelling

(1/koe.dag) A 110 D B 70 E

c

100 F Spoelwaterverbruik (1/koe.dag) 60 50 100

Uit de gegevens in tabel 5 blijkt dat door halvering van de spoeltijd het spoelwater-verbruik met 36-40% daalde. Het verlagen van de spoeldruk van 150 naar 80 kPa had een geringe verlaging van het spoelwaterverbruik tot gevolg, namelijk met 9-14%. Door het verruimen van het spoelinterval van 1 naar 2 uur daalde het spoel

-waterverbruik met 50%.

Ten aanzien van het terugdringen van de ammoniakemissie bleek het niet zinvol om met veel water de roosters goed schoon te spoelen. Het aanbrengen van een water-film op het bronoppervlak volstond.

Uit metingen was komen vast te staan dat de gemiddelde dagelijkse mestproduktie

(16)

per koe ruim 50 I bedroeg. Dit betekent dat bij een spoelwaterverbruik van 50 I per koe per dag het mestvolume verdubbelt.

Uit de tabellen 4 en 5 blijkt dat bij spoelinstelling E het laagste spoelwaterverbruik en de hoogste emissiereductie werd bereikt.

3.3 Ervaringen

Om bevochtiging van de boxen te voorkomen, werd de loopgang in de stal met beide spoelleidingen tegelijkertijd gespoeld. Bij deze spoelwijze botsten de water-stralen in het midden van de loopgang en ontstond er een evenwicht. Daarbij trad echter nevel op. Vooral de combinatie van druk en spoeltijd bleek een grote rol te spelen bij het ontstaan van de nevel. Bij de in het onderzoek toegepaste druk van 60-150 kPa (0,6-1,5 bar) werd nevelvorming vrijwel voorkomen, vooral wanneer gedurende korte tijd (max. 6 seconden) werd gespoeld.

Bij de verwijdering van de mest van het loopvlak van de roosters bleek dat, naast spoeltijd, ook de spoeldruk van grote invloed was. Bij de onderzochte hoogste spoel

-druk èn langste spoeltijd was het mogelijk om de roosters goed schoon te krijgen. Indien de spoeldruk werd verlaagd en/of de spoeltijd bekort, bleef er mest op het loopvlak achter. Om schonere roosters te krijgen dient het spoelen vooraf te worden gegaan door het afschuiven van de mest met een mestschuif.

De koeien reageerden nauwelijks op het spoelen. Wel was een schrikreactie waar-neembaar wanneer de installatie, die in een andere ruimte stond opgesteld,

plotse-Figuur 2 Figure 2

Schoonspoelen van de roosters.

Flushing of the slatted floor.

(17)

ling begon te werken. Om schrikreactie te voorkomen, werd voorafgaande aan het spoelen een zoemer in werking gesteld.

Hoewel de spoelinstallatie nog een prototype is en uit oogpunt van onderzoek is overgedimensioneerd, heeft de installatie de gehele stalperiode goed gefunctio-neerd. Ze bevat weinig onderdelen die aan slijtage onderhevig zijn. Uit oogpunt van bedrijfszekerheid biedt dit zeker perspectief.

In tegenstelling met normale rundermest verliep het mixen van de verdunde mest moeizaam. Op de verdunde mest ontstond een drijflaag die ondanks frequent mixen intact bleef. Dit was vooral het geval bij mestniveaus hoger dan 1,20 m. De verdunde mest stroomde dan met hoge snelheid onder de drijflaag door.

(18)

1 het is 0-lt van 1est mixen dunde

4 Conclusie

Door het spoelen van de loopgangen in de stal zijn emissiereducties gemeten van ca.

20 tot ca. 70% ten opzichte van perioden waarin niet werd gespoeld.

De hoogste reducties werden bereikt bij een druk van 60 kPa, een spoeltijd van 2 seconden en een spoelinterval van 2 uur. Bij deze spoelinstelling was de gemiddelde emissiereductie 73%, terwijl het spoelwaterverbruik 50 1/koe.dag bedroeg. Bij deze spoelinstelling was sprake van een verdubbeling van het mestvolume. Indien het

spoelinterval werd verkort van 2 naar 1 uur, verdubbelde het spoelwaterverbruik

maar nam de emissiereductie niet toe. Frequent spoelen met een kleine hoeveelheid water had meer effect dan minder frequent spoelen met een langere spoeltijd en

een grotere waterhoeveelheid. Het feit dat de roosters in het eerste geval vuiler

bleven had geen negatieve invloed op de reductie.

Overig'ens dient te worden opgemerkt dat het effect van het spoelen lijkt toe te

nemen bij stijging van de staltemperatuur. Dit kan ook het gunstige resultaat van de

spoelinstellingenE en F hebben versterkt.

Het idee om de roosters schoon te spoelen kost, vooral bij frequent spoelen en langere spoeltijd, veel water. Spoelen met een kleine hoeveelheid water, gecombi-neerd met mestschuiven, is voldoende om naast emissiereductie ook een schone mestgang te realiseren.

(19)

Summary

In 1989 and 1990 research was carried out into the reduction of ammonia emissions by means of flushing water over the slatted alleys in a two-row cubicle house for 40 dairy-cows. The slurry was stared underneath the slatted floors. Flushing was done by means of spraying pressurized water through tubes with nozzles alongside the slatted alleys. Theemission of ammonia and the amount of water used for flushing were measured with six different flushing variants. Each variant had a different combination of water pressure, flushing time and interval between flushing periods. Also the technica! performance was studied.

Compared to periods without flushing the reduction of ammonia emission varied from 20 to more than 70%, depending ontheflushing variant. A 73% reduction was achieved with a water pressure of 60 kPa, a flushing time of 2 seconds and an

interval of 2 hours. In this variant 50 litres of water per cow per day was used.

The flushing system performed wel I during the period of research. No technica! problems arose. On top of the stared diluted slurry, there was a floating layer. This gave some problems in mixing the slurry, especially with a high slurry level.

(20)

.i ons )r 40 )ne he 1ing riods. ~d n was Th is

..

Literatuur

Hermanson, R.E. 1985. Flush cleaning dairy barns. Proceedings of the 5th interna-tional symposium on agricultural wastes. Chicago, p. 590-597

Kolenbrander, H.G.J. en L.C.N. de la Lande Cremer, 1967. Stalmest en gier; waarde en mogelijkheden. Instituut Bodemvruchtbaarheid. Haren

Kroodsma, W., Huis in 't Veld, J.W.H. en R. Scholtens, 1993. Ammonia emission and its reduction from cubicle houses by flushing. Livestock Production Science, volume 34 issue 111 and IV

Moore, J.A. 1988. Flushing freestall alleys. Technica! paper number 8748. Oregon Muck, R.E. and T.S. Steenhuis, 1980. Nitrogen lossesin freestall dairy barns.

Proceedings of the 4th International Symposium on Livestock Wastes. Amarillo, p. 406-409

Oldenburg, J. 1989. Geruchs- und Ammoniak-Emissionen aus der Tierhaltung. KTBL-Schrift 333. Kiel, p. 324-328

Oosthoek, J. and W. Kroodsma, 1990. Ammonia emission reduction from cowsheds. Proceedings of the 6th International Symposium on Agricultural and Food Processing Wastes. ASAE Publication 05-90, Chicago, p. 442-448

Scholtens, R. 1990. Ammoniakemissionsmessungen in zwangsbelüfteten Ställen. In: Ammoniak in de Umwelt, Proceedings Symposium, Braunschweig, KBTL.

Darmstadt, p. 20.1-20.9

Winkel, K. de. 1988. Ammoniak-emissiefactoren voor de veehouderij. Publikatiereeks Lucht 76. Ministerie VROM. Leidschendam, p. 3-43

(21)

I'

Bijlagen

\

Bijlage 1 De gemiddelde weekgegevens van de spoelinstellingen vergeleken met de

9j

bijbehorende gemiddelde etmaalgegevens van perioden zonder spoelen.

Spoel- Relatieve Stal- Ammoniak- Ventilatie Ammoniak- Reductie 91

instel- vochtig- tempe- concen- emissie

ling heid stal ratuur tratie ₉₁

(%) CC) (mg/m3₎ _(m3_/h) _(g/h) _(%) Referentie: 76,5 16 4,0 17612 69,4 ₉₁ A1 Spoelen: 75,9 16 2,7 14842 39,3 43,3 Referentie: 69,5 18 4,7 19906 92,0 A2 Spoelen: 77,2 18 3,4 17962 60,3 34,5 ₉₁ Referentie: 76,6 14 4,2 14948 62,1 A3 Spoelen: 81,2 14 2,9 13742 40,1 35,5 Referentie: 76,5 16 4,0 17612 69,4 ₉₁ A4 Spoelen: 78,8 16 2,7 15197 41,1 40,7 Referentie: 63,8 20 4,6 21538 97,9 A5 Spoelen: 75,8 20 2,0 19195 37,6 61,6 ₉₁ Referentie: 63,8 20 4,6 21538 97,9 A6 Spoelen: 75,4 22 1, 7 19946 34,5 64,7 Referentie: 75,3 17 3,6 18774 67,7 ₉₁ 81 Spoelen: 79,7 17 3,2 14913 45,9 32,2 Referentie: 83,7 11 5,1 10525 54,0 91 C1 Spoelen: 81,9 11 3,0 11916 34,9 35,3 Referentie: 79,1 12 4,5 11937 53,8 C2 Spoelen: 81,5 12 3,8 12384 46,8 13,0 Referentie: 75,7 13 4,4 13176 58,2 91 C3 Spoelen: 79,8 13 3,6 13770 49,2 15,5 Referentie: 82,8 10 5,6 9197 51,0 91 D1 Spoelen: 36,1 10 2,3 14527 34,1 33,1 Referentie: 75,1 15 4,0 16081 63,1 D2 Spoelen: 74,7 15 2,9 14302 40,8 35,3 91· Referentie: 75,1 15 4,0 16081 63,1 D3 Spoelen: 81,8 15 2,9 14472 41,5 34,2 Referentie: 69,5 18 4,7 19906 92,0 D4 Spoelen: 80,8 18 2,6 18562 48,2 47,6 91-Referentie: 63,8 20 4,6 21538 97,9 E1 Spoelen: 84,2 21 _{1' 1} 20144 22,0 77,5 91 -Referentie: 63,8 20 4,6 21538 97,9 E2 Spoelen: 87,1 20 1,5 19988 30,3 69,0 91 -Referentie: 66,6 19 4,2 20598 86,3 F1 Spoelen: 87,5 19 1,4 19136 27,2 68,5 Referentie: 63,8 20 4,6 21538 97,9 91 -F2 Spoelen: 73,0 20 1,5 19619 29,6 69,7

(22)

=t de luctie 3 ,5 ,5

.7

,6 ~.2 i,3 !,0 ), 5 3, 1 5,3 4,2 7,6 7,5 9,0 ·8,5 i9,7

Verschenen

rapporten

91-1 Dieën, J.H. van en A.A.J. Looije- Dimensionering van de werkplek bij het oogsten van tulpen in de broeierij.

Wageningen, IMAG-DLO rapport, 23 pp.,

f

17,50

91-2 Buitink, W.J.- Onderzoek naar technieken ter verbetering van de stalhygiëne.

f

20,00

91-3 Bijl, R.S.- Ontwikkeling van een vloeistofdispenser voor het lekvrij bevochtigen van planten.

f

20,00

91-4 Mol, R.M. de- BOSMest een beslissingsondersteunend systeem voor de optimali-sering van de afzet en de verwerking van mest.

f

17,50

91-5 Sruins, M.A.- De ammoniakemissie tijdens en na het uitrijden van varkens-,

runder-en kippemest.

Wageningen, IMAG-DLO rapport, 16 pp. (excl. bijlage),

f

20,00

91-6 Hendrix, A.T.M.- De arbeidsbehoefte bij de teeltwisseling van op substraat geteelde meermaling oogstbare gewassen.

f

20,00

91-7 Aarnink, A.-Perspulp in het rantsoen van guste en dragende zeugen. Invloed op wateropname, mestkwaliteit en reproduktie.

f

20,00

91-8 Aarnink, A.- Rekenmodel voor de waterbehoefte van vleesvarkens (FYSWA).

f

20,00

91-9 Klarenbeek, J.V., Huijsmans, J.F.M., Pain, B.F. en V.R. Phillips- Anglo-Dutch experiments on odour and ammonia emission following the spreading of piggery wastes on arabie land.

f

25,00 91-10 Swierstra D. e.a.- Ontwikkeling Modern Melkbedrijf.

f

20,00

91-12 Arts, W.M.W.F., Vliet, T. van, Telle, M.G. en P.J.W. ten Have-Berekeningsmethoden voor de leidingweerstand van mengmest. Wageningen, IMAG-DLO rapport, 37 pp.,

f

20,00

91-13 Frénay, J.W.- Handleiding bij de Bouwtechnische Richtlijnen Mestbassins (HBRM 1991).

Wageningen, IMAG-DLO rapport, 105 pp., f 25,00 91-14 Braak, N.J. van de en J.J.G. Breuer- Ventilatie in kassen.

f

20,00

91-15 Knies, P.- Drie kasverwarmingssystemen voor restwarmte. Wageningen, IMAG-DLO rapport, 127 pp.,

f

35,00

91-16 Lokhorst, C. en H .W.J. Houwers- An automated oestrus detection system for sows in group housing.

f

25,00

91-17 Ouwerkerk, E.N.J. van en C.J.M. Scheepens-Temperatuur-en ventilatiebehoefte van gespeende biggen.

f

25,00

(23)

91-18 Lange, J.M.- Het energieverbruik op de Friese melkveebedrijven, nu en in de toekomst.

I

35,00

91-19 Braak, N.J. vande-Kasventilatie met verdampingskoeling.

I

20,00

-.~

91-20 lpema, A.H., Ketelaar-de Lauwere, C.C. en J. Metz-Stefanowska- De invloed van zesmaal daags melken op melkproduktie, technische aspecten en het gedrag van koeien.

I

20,00

91-21 Oude Vrielink, H.H.E.- Physical performance and fatigue.

Wageningen, IMAG·DLO rapport, 140 pp.,

I

40,00

91-22 Hoeksma P.- Voorkomen en bestrijden van schuimvorming bij de opslag van mengmest.

I

30,00

91-23 Bruins, M.A.- Onderzoek naar de ammoniakemissie bij toediening van aange-zuurde, verdunde mest.

1

20,00

91-24 Werken, J. van de -De ontwikkeling van een onbemande emissie-arme spuit voor de fruitteelt (OOSEF).

I

25,00

91-25 Letter, R.-De veiligheid van de trekkerchauffeur tijdens de toediening van gewasbeschermingsmiddelen in de fruitteelt.

1

25,00

92-2 Bosma, A.H.- Techniek bij het inkuilen met korte veldperiode. Wageningen, IMAG-DLO rapport, 48 pp.,

I

25,00

92-3 Elzing, B., Kroodsma W., Scholtens, R. en G . Uenk- Ammoniakemissiemetingen in een modelsysteem van een rundveestaL Theoretische beschouwingen. Wageningen, IMAG-DLO rapport, 25 pp.,

1

30,00

92-4 Ketelaar-de Lauwere, C.C.-Het gebruik van een selectiepoort voor automatisch melken; de invloed op het gedrag en het welzijn van de koeien.

I

30.00

92-5 Huijs, J.P.G. en H.F. de Zwart- Optimalisering energiegebruik bij toepassir)g van warmtekrachtkoppeling en assimilatiebelichting bij tomaten. · Wageningen, IMAG-DLO rapport, 68 pp.,

I

30,00

92-6 Demmers, T.G.M., Hissink, M.G. en G.H. Uenk- Het drogen van pluimveemest in een droogtunnel en het effect hiervan op de ammoniakemissie.

Wageningen, IMAG·DLO rapport, 19 pp.,

I

20,00

92-7 Metz-Stefanowska, J., Rossing, W. en E. Benders- Efficiëntie van de overdracht van signalen van geïmplanteerde temperatuursensoren bij melkkoeien.

I

25,00

92-8 Loonen, J.W.G.M., Geurink, J.H., Hoekstra, H., Huijsmans, J.F.M. en H. Snijders-ProPro Noord-Brabant. Eindrapport Werkgroep Mestinjectie. Samenvatting drie jaar onderzoek emissie-arme mesttoediening.

Wageningen, IMAG·DLO rapport 92-8, CABO-DLO verslag 161, PR Rapport 140. 90 pp.

92-9 Stanghellini, C., Bosma, A.H., De Lorenzi, F. and C. Werkhoven- Early detection of water stress in sub-humid climates.

I

35,00

92-10 92· 11 92-12 92-13 92-15 De rap Post ba van he Report the IM. report

(24)

e van ~van In ~e-lit 1gen 1tisch ers-1 drie 140. ction of

92-10 Elzing, A., Swierstra, D., Uenk, G.H. en W. Kroodsma- Ammoniakemissie-metingen in een modelsysteem van een rundveestal: de invloed van vloer-varianten.

92-11

92-12 92-13

92-15

Wageningen, IMAG-DLO rapport, 14 pp., f 25,00

Pompe, J.C.A.M., Holterman, H.J. en B.C.P.M. van Straelen- Technica! aspectsof pesticide application.

Demmers, T.G.M.- Beknopte gebruikershandleiding voor biowassers. Wageningen, IMAG-DLO rapport, 16 pp., f 20,00

Metz-Stefanowska, J., Ketelaar-de Lauwere, C.C., lpema, A.H. en P.J.M. Huijsmans -Beïnvloeding van het koeverkeer in de stal ten behoeve van het automatisch melken.

f

35,00

Dieën, J.H. van- Bruikbaarheid van elektromyografie in ergonomisch onderzoek met speciale referentie naar de lage-rugmusculatuur.

De rapporten kunt u schriftelijk bestellen door overmaking van het genoemde bedrag op Postbanknummer 3514771 ten name van IMAG-DLO te Wageningen, onder vermelding van het rapportnummer.

Reports must be ordered by transferring the appropriate amount (in Dutch Guilders) to the IMAG-DLO account, no. 3514771, at the Postbank, Wageningen, quoting the relevant report number(s)