Využití pyrolyzovaného odpadního masokostního separtátu ve výživě zemědělských plodin

Bc. Šimon Doseděl

Diplomová práce

The Valorisation of Pyrolysed Slaughterhouse Waste for the Nutrition of Agricultural Crops

Anotace:

Hlavním tématem této diplomové práce bylo zpracování odpadního masokostního separátu a možnosti jeho dalšího využití. Masný průmysl a likvidace jeho odpadů je jedním z velkých zdrojů znečištění, proto je recyklace těchto odpadů důležitá. Tento odpad obsahuje velké množství živin (zejména P a K), které by se po úpravě daly využít pro výživu rostlin. Termická úprava bez přístupu kyslíku (pyrolýza) upravuje vlastnosti masokostního separátu a výsledný produkt tzv. biochar má při aplikaci do půdy pozitivní efekt na půdní prostředí i růst rostlin. Zvyšuje retenci vody i živin v půdě, postupně uvolňuje živiny, zvyšuje hodnotu pH (kyselých půd) a pozitivně ovlivňuje půdní mikroflóru. Dále je biochar vhodný jako remediační prostředek pro vyvázání těžkých kovů a jiných polutantů z prostředí. Pro řešení diplomového úkolu byly navrženy následující hypotézy: Předpokládáme, že termické zpracování masokostního separátu zlepšuje strukturu a stabilitu materiálu a zvyšuje přístupnost živin pro rostliny, což se projeví na vyšších výnosech a koncentraci živin v rostlině. V literární rešerši diplomové práce byl zpracován souhrn o způsobech úpravy živočišných zbytků a termickém zpracování biomasy obecně. Pozornost byla věnována zejména pyrolýze. Práce se dále zabývala vlastnostmi biocharu a jeho využití, zejména aplikací do půdy pro potenciální zlepšení vlastností půdy a pozitivnímu ovlivnění růstu rostlin. V experimentální části byl založen nádobový experiment s rostlinami pšenice jarní. Pro pokus byla použita zemina ze dvou lokalit, na každém typu půdy byly založeny varianty nehnojené, hnojené minerálním hnojivem a ošetřené biocharem. Po sklizni rostlin byly tyto usušeny, namlety a byl v nich stanoven celkový obsah makro a mikro živin. Z nádob byly odebrány vzorky půd a v nich stanoven obsah přístupných živin a pH. Experiment prokázal, že biochar má pozitivní vliv na růst rostlin, i když znatelně menší než použité minerální hnojivo. Efektivita využití živin byla nízká (v průměru 0,6 % pro N, 0,03 % pro P a 1,2 % pro K). Byl také potvrzen vliv biocharu na půdní pH. Termická úprava živočišného odpadu a následná aplikace do půdy je smysluplné řešení, ale vyžaduje další výzkum pro optimalizaci jednotlivých procesů.

Abstract:

The main topic of this diploma thesis was the processing of waste meat and bone separate and the possibility of its further use. The meat industry and the disposal of its wastes is one of the big sources of pollution, therefore the recycling of these wastes is important. This waste contains a large amount of nutrients (especially P and K) which, after treatment, could be used for plant nutrition. Thermal treatment without oxygen (pyrolysis) modifies the properties of the meat and bone separate, and the resulting product, the so-called biochar, has a positive effect on the soil environment and plant growth when applied to the soil. It increases the retention of water and nutrients in the soil, gradually releases nutrients and increases the pH value (on acidic soils). Furthermore, biochar is suitable as a remedial agent for binding heavy metals and other pollutants from the environment. The following hypotheses were proposed: We assume that the thermal treatment of meat and bone separate improves the structure and stability of the material and increases the accessibility of nutrients for plants, which will be reflected in higher yields and the concentration of nutrients in the plant. In the literary research of the diploma thesis, a summary was prepared on methods of treatment of animal remains and thermal processing of biomass in general. The work further dealt with the properties of biochar and its use, especially application to the soil for the potential improvement of soil properties and positive influence on plant growth. In the experimental part, a container experiment with spring wheat plants was established. Soil from two locations was used for the experiment, unfertilized, mineral-fertilized, and biochar-treated variants were based on each type of soil. After the plants were harvested the total content of macro and micro nutrients was determined. Soil samples were taken from the containers and the content of accessible nutrients and pH were determined. The experiment showed that biochar has a positive effect on plant growth, although noticeably lower than the mineral fertilizer used. Nutrient use efficiency was low (on average 0.6% for N, 0.03% for P and 1.2% for K). The effect of biochar on soil pH was also confirmed. Thermal treatment of animal waste and subsequent application to the soil is a meaningful solution, but requires further research to optimize individual processes.

Klíčová slova

pyrolýza, výživa rostlin, dusík, separát, biochar, fosfor, draslík

Keywords

separate, biochar, plant nutrition, nitrogen, pyrolysis, phosphorus, potassium

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 15. 5. 2023
• Vedoucí: prof. Ing. Pavel Tlustoš, CSc. dr. h. c.
• Oponent: Zuzana Fuksová, Bc., externi

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program:
Technologie odpadů