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Evaluation of nitrogen and carbon losses in different manure management chains with V-shaped scrapers

Évaluation des pertes d’azote et de carbone de filières de gestion de déjections porcines associées au raclage en V

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Abstract

V-shaped scrapers are a mechanical system that evacuates manure more frequently, reducing piggery ammonia emissions by up to 40% and methane emissions by 10%. However, assessing the entire manure management chain is necessary because reduction in nitrogen and carbon emissions from the building results in an increase in nitrogen and carbon contents of the manure and thus the risk of pollution transfer downstream in the chain. The purpose of this study was to measure nitrogen and carbon emissions of different manure management chains from a building equipped with a V-shaped scraper. Depending on the management chain, total nitrogenous gas losses (from the building to field spreading) varied from 0.87-1.52 kg N/pig. The manure management system that conserved the most nitrogen included anaerobic digestion of the manure ("Métha"). This chain also decreased ammonia emissions by 25% if the stored digestate was covered and greenhouse gas emissions by 73%, compared to the usual chain with V-shaped scrapers (in which urine was stored and manure composted). In addition, the "Metha" chain maximized methane production (320-350 m3 CH4/t organic matter) and produced digestate with a high nitrogen fertiliser-use equivalency (0.58). In the chain with V-shaped scrapers, using equipment to reduce ammonia emissions, such as an air scrubber, could reduce emissions from the main emitting locations: the building and solid-phase composting area
Le raclage en V est un système mécanique d’évacuation fréquente des déjections qui permet de réduire jusqu’à 40% les émissions d’ammoniac et 10% les émissions de méthane par le bâtiment. Cependant, une analyse de l’ensemble de la filière de gestion des déjections est nécessaire car la réduction des émissions azotées et carbonées par le bâtiment se traduit par une augmentation de la teneur en azote et en carbone des effluents produits engendrant un risque d’accroissement des émissions ultérieures (transfert de pollution vers le stockage et l’épandage). Cette étude a permis de mesurer les émissions azotées et carbonées de différentes filières de gestion des déjections issues d’un bâtiment équipé d’un raclage en V. Selon la filière, la somme des pertes gazeuses azotées, du bâtiment à l’épandage, varie de 0,87 à 1,52 kg N/porc. La modalité permettant de mieux conserver l’azote est celle qui intègre la méthanisation des effluents produits (filière «Métha »). Cette filière entraîne également une réduction de 25% des émissions d’ammoniac si l’ouvrage de stockage du digestat est couvert et de 73% des émissions de gaz à effet de serre, par rapport à la filière « Raclage » habituellement mise en œuvre en élevage (stockage des urines et compostage des fèces). De plus, cette filière « Métha » permet de maximiser la production de méthane (320 à 350 m3 de CH4 par tonne de matière organique) et d’obtenir un produit (le digestat) présentant un fort coefficient d’utilisation de l’azote (0,58). Pour la filière « Raclage », l’utilisation d’équipements pour réduire les émissions d’ammoniac, comme le « lavage » de l’air, pourrait réduire les émissions des principaux postes émetteurs : le bâtiment et le compostage de la phase solide.
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Dates and versions

hal-03949887 , version 1 (20-01-2023)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03949887 , version 1

Cite

Solène Lagadec, Aurore Toudic, Bertrand Decoopman, Sandrine Espagnol, Romain Richard, et al.. Évaluation des pertes d’azote et de carbone de filières de gestion de déjections porcines associées au raclage en V : Émissions d’ammoniac et de GES au bâtiment, stockage et compostage des effluents produits, valorisations énergétique et agronomique. 51èmes Journées de la Recherche Porcine, 2019, Paris, France. pp.175-180. ⟨hal-03949887⟩
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