Tik efektyviai tvarkomas mėšlas yra vertingas išteklius, nes tuomet panaudojamos svarbios maisto medžiagos, nepatiriama jų nuostolių.

Mėšlas yra ne tik maisto, bet ir organinių medžiagų, kurios yra svarbios gerai dirvožemio kokybei, šaltinis. Didinant organinių medžiagų kiekį dirvožemyje, pagerėja jo mikrobinis aktyvumas, struktūra, azoto tiekimas ir vandens sulaikymas.

Efektyvus mėšlo tvarkymas yra pirmas sėkmingas žingsnis perdirbti maisto medžiagas. Perdirbimu siekiama pakartotinai panaudoti maisto medžiagas, kurios jau yra maisto sistemoje. Pavyzdžiui, fosforas yra neatsinaujinantis išteklius, kurio mineralinės atsargos ribotos. Kadangi būtina išmaitinti augančią pasaulio populiaciją, reikia pradėti tinkamai perdirbti fosforą, išsaugant jo išteklius ateities kartoms, taip pat sumažinant maisto medžiagų patekimą į paviršinius ir gruntinius vandenis, šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) ir amoniako emisijas.

Nepaisant patobulintų technologinių procesų, gaminant azoto trąšas išsiskiria didelis kiekis ŠESD, nes jos yra gaminamos daug energijos naudojančiais metodais.

Norint mėšlą laikyti ištekliu, o ne atliekomis, tręšiant pasėlius reikia atsižvelgti į mėšlo sudėtį. Svarbu kuo tiksliau žinoti mėšlo maisto medžiagų ir susidarančio mėšlo kiekį. Mėšlo perdirbimo technologijų yra įvairių, jas kiekvienas ūkis gali pritaikyti pagal savo poreikius ir galimybes.

Mechaninis atskyrimas (separacija)

Atliekant mechaninį atskyrimą, mėšlas padalijamas į kietąją ir skystąją frakcijas, naudojant sraigtinį presą, būgninį filtrą arba centrifugą. Separacija gali būti naudojama kaip atskiras mėšlo apdorojimo būdas arba kartu su kita technologija, pavyzdžiui, pašalinant dalį vandens prieš kompostavimą arba atskiriant kietąją frakciją, likusią po anaerobinio pūdymo.

Pasėliams prieinamas azotas daugiausia patenka į skystąją frakciją, o kietojoje frakcijoje yra daugiau organinių medžiagų, organiškai surišto azoto. Kietojoje frakcijoje paprastai būna daugiau fosforo negu srutose, tačiau jo kiekis, patenkantis į kietąją frakciją, priklauso ir nuo naudojamo separatoriaus tipo.

Privalumai:

• skystąją frakciją lengviau išpurkšti laukuose, nereikia maišytuvų;
• skystoji frakcija turi daugiau azoto, todėl pagerina dirvožemius, kuriuose yra daug fosforo, didinant azoto dalį panaudoto fosforo vienete (N / P);
• kietojoje frakcijoje koncentruojantis maisto medžiagoms, didėja mėšlo kaip trąšos vertė;
• mažesnis tūris lemia ir mažesnius logistikos kaštus;
• palengvina bet kokį kitą apdorojimą, kurį norima atlikti: džiovinimą saulėje, kompostavimą, anaerobinį skaidymą ar kitus.

Trūkumai:

• įrangos ir priežiūros kaštai;
• dėl skirtingų frakcijų sandėliavimo talpų ir įrangos reikia nemažai vietos;
• skystosios frakcijos maisto medžiagų koncentracija yra iš dalies maža, todėl laukuose išpurkšti reikia didelį srutų kiekį, kas dažnai neapsimoka.

Anaerobinis skaidymas – biodujų technologija

Anaerobinis skaidymas yra mikrobiologinis organinių medžiagų skaidymas į biodujas ir digestatą bedeguonėje aplinkoje. Jis vyksta trimis etapais. Pirmiausia augalinę ar gyvūninę medžiagą bakterijos suskaido į molekules, tokias kaip cukrus. Tada suirusi medžiaga paverčiama organinėmis rūgštimis, jos vėliau virsta metano dujomis (biodujomis), kurias galima tiesiogiai naudoti kogeneracinėse elektrinėse ar transporto priemonėse ir pramonėje, pakeičiant gamtines dujas. Be metano ir CO₂ dujų susidaro ir organinės kietosios medžiagos, skysčiai ir nedideli kiekiai vandenilio sulfido dujų. Biodujos gali pakeisti kitus energijos šaltinius, o digestatas, turintis visas maisto medžiagas pirminiuose substratuose, gali būti naudojamas tiesiogiai kaip trąša. Mėšlo apdorojimas šia technologija gerina azoto prieinamumą pasėliams ir gali mažinti patogenų kiekį ir ŠESD emisijas.

Privalumai:

• mažinami patogenai, kvapai ir išsiskiriančių ŠESD emisijos;
• didinamas pasėlių produktyvumas, verčiant mėšle esančias maisto medžiagas į augalams prieinamesnes formas, palyginti su žaliaviniu mėšlu;
• taupomi resursai. Perdirbamos maisto medžiagos ūkyje, sukuriant ekonomišką ir aplinkai tvarų maisto gamybos sistemos ciklą;
• gaminama šiluma, elektra ar kuras iš biodujų, kurias naudojant vietoj įprastų energijos šaltinių sumažinama žemės ūkio sektoriaus priklausomybė nuo iškastinio kuro ir elektros energijos;
• priimant maisto atliekas iš tokių vietų kaip restoranai ar maisto prekių parduotuvės mažinamas atliekų patekimas į sąvartynus. Tai naudinga ir ūkiui, nes maisto atliekos padidina biodujų gamybos efektyvumą.

Trūkumai:

• vandenilio sulfido išsiskyrimas;
• griežtos proceso sąlygos ir sudėtingas valdymas;
• didelės sąnaudos;
• naudingiausias tik didelėms fermoms (300 ir daugiau galvijų);
• deginant metaną išsiskiria anglies dvideginis (CO₂).

Kompostavimas

Tai aerobinis mikrobiologinis skilimo procesas, kuris mėšlą paverčia stabilesniu, humusą primenančiu dirvožemio gerintoju. Galimi įvairūs kompostavimo būdai tiek krūvose, tiek specializuotuose įrenginiuose. Kompostuojant mėšlo tūris ir tankis sumažėja maždaug 50–65 proc., todėl sumažėja ir transportavimo išlaidos. Dėl mažesnio kiekio koncentruojasi fosforas, kalis ir mikroelementai. Tačiau kompostuojant daug azoto gali būti prarasta dėl garavimo ar išplovimo. Todėl kompostuoti reikėtų ant vandeniui nelaidaus pagrindo su drenažu arba kompostavimo įrenginiuose su galimybe regeneruoti išgarintą azotą.

Privalumai:

• gaminamos organinės trąšos;
• sumažinamas mėšlo tūris ir transportavimo kaštai;
• nedideli įrangos ir priežiūros kaštai;
• nesudėtingas procesas;
• platus pritaikymas.

Trūkumai:

• ilgas proceso laikas;
• reikia didelių kompostavimo aikštelių;
• rizika prarasti dalį maisto medžiagų dėl išplovimo ar garavimo.

Pirolizė

Pirolizė (deginimas) yra tiesioginė termocheminė organinių medžiagų konversija aplinkoje, kurioje trūksta ar visai nėra deguonies. Per procesą susidaro dujiniai ir skysti produktai, taip pat kietoji medžiaga. Iki 50 proc. žaliavos masės gali patekti į dujines ir skystąsias frakcijas, todėl labai sumažėja mėšlo sandėliavimo ir transportavimo pajėgumų poreikis. Pirolizės metu nelakūs junginiai, tokie kaip fosforas ir kalis, koncentruojami kietojoje frakcijoje, o lakieji junginiai, tokie kaip azotas, patenka į dujų ir skystąsias frakcijas. Taigi, didžioji dalis fosforo išgaunama kietojoje frakcijoje.

Mėšlo perdirbimas pirolizės būdu yra labai perspektyvus pasirinkimas, atitinkantis žiedinės ekonomikos principus.

Privalumai:

• gali gaminti vertingus produktus (biodujas, biokurą, bioanglį);
• gali sumažinti nemalonius mėšlo kvapus ir biologinį deguonies poreikį (BDS);
• mažina ŠESD emisijas ir patogenus;
• leidžia lengviau transportuoti ir sandėliuoti maisto medžiagas;
• galimos komercinės sistemos;
• gana trumpas proceso laikas.

Trūkumai:

• praktiška tik sausai biomasei (drėgmės kiekis < 30 proc.). Daugumą gyvulių mėšlo reikės papildomai džiovinti;
• didelės priežiūros išlaidos dėl didelio peleningumo, kuris sukelia įrangos užteršimą ir koroziją;
• po apdorojimo reikia valdyti tris produktų srautus (skystą, kietą, dujinį);
• šiuo metu nėra ekonomiškai perspektyvių komercinio masto sistemų, skirtų ypač drėgnam gyvulių mėšlui perdirbti.

***

Kadangi gyvulių mėšlas yra viena svarbiausių perdirbamų medžiagų, kurioje gausu maisto medžiagų, jo, kaip trąšos, naudojimas gali labai sumažinti priklausomybę nuo mineralinių trąšų ir tausoti resursus. Ypač tankios gyvulininkystės regionuose mėšlo maisto medžiagų kiekis gali būti didesnis negu faktinis augalininkystės poreikis toje pačioje vietovėje. Taigi, mėšlo maisto medžiagos turėtų būti perskirstytos jas perdirbant į labiau koncentruotus ir kartu lengviau transportuojamus trąšų produktus. Tada šie produktai galėtų būti gabenami į regionus, kuriems trūksta maisto medžiagų, mažinant jų perteklių pradiniame regione. Kartu būtų galima sumažinti išmetamų teršalų kiekį į aplinką. Atsižvelgiant į pasirinktą technologiją, gali būti gaminama ir atsinaujinanti energija.