16 november 2023

pH-waarde van de mest

Serie 'Methaan uit mest' - deel 3

Home Nieuws pH-waarde van de mest

Door de zuurgraad in drijfmest aan te passen, kun je de groei van bacteriën en dus de hoeveelheid methaanproductie beïnvloeden. Een lagere (zuurdere) pH-waarde zorgt ervoor dat bacteriën minder groeien, of zelfs doodgaan en daarmee verlaagt ook de methaanvorming.

Alle vloeistoffen hebben een bepaalde zuurgraad die uitgedrukt wordt in een pH-waarde. Die pH-waarde kun je meten door middel van een oplopende schaal die loopt van 0 (sterkste zuurgraad) tot en met 14 (hoogste basische waarde). De zuurgraad van water is rond de 7. Dit is de neutrale pH-waarde. De zuurgraad van drijfmest is meestal aan de licht basische kant, met een pH-waarde van 7,5 tot 8. Dit is een geschikte zuurgraad voor methaanvormende bacteriën om te groeien. Hoe meer bacteriën in de mest, hoe meer methaangas gevormd wordt.

Om de pH-waarde te verlagen moet de mest zuur worden. Aanzuren kan op de volgende twee manieren:

1. Aanzuren met (zwavel)zuur

2. Biologisch aanzuren

1. Aanzuren met (zwavel)zuur

Mest kan aangezuurd worden door het rond te pompen en ondertussen zuur toe te dienen. In de praktijk wordt vrijwel altijd met zwavelzuur gewerkt, vanwege de kosten of veiligheidsnadelen van de alternatieven.

● Met het aanzuren van mest wordt niet alleen de methaanvorming geremd, maar ook de ammoniakemissie tijdens mestopslag en bij mesttoediening sterk verminderd. Een lagere pH-waarde van de mest geeft een lagere ammoniakemissie.

● Mest heeft een grote buffercapaciteit. De pH kan door het bufferend vermogen van mest tijdens de opslag weer stijgen. Extra zuurdosering is dan nodig. In Denemarken wordt het aanzuren van mest net voor het uitrijden veel toegepast in combinatie met graanteelt (relatief lage bemesting en zwavelbehoeftig gewas).

● Denk goed na over de veiligheidsaspecten. Het zwavelzuur is erg sterk en kan voor ernstige verwondingen zorgen. Daarnaast is er een risico op waterstofsulfide (H₂S) emissie tijdens het aanzuren. Dit is een giftig gas dat al snel dodelijk kan zijn voor mens en dier en zorgt voor roestvorming bij metalen. Zie www.mestgassen.nl.

● Een belangrijk nadeel van het gebruik van aangezuurde mest is dat er bij jaarrond gebruik overbemesting met zwavel kan plaatsvinden. Op de meeste Nederlandse percelen is alleen in het voorjaar een zwavelgift nodig. Op een gemiddeld perceel grasland, kan naast de zwavel uit dierlijke mest nog circa 35 kg zwavel toegevoegd worden. Vooral in het voorjaar kan dit nuttig zijn. Zwavel is naast stikstof een belangrijke bouwsteen van eiwitten. Een teveel aan zwavel kan echter uitspoelen naar het grondwater en op die manier de waterkwaliteit aantasten. Als alle mest wordt aangezuurd kan tot wel drie maal meer zwavel bemest worden dan gewenst.

Sommige akkerbouw- en groentegewassen hebben een grotere zwavelbehoefte, waardoor het aanzuren van mest met zwavelzuur juist een kans brengt om in de grotere zwavelbehoefte te voorzien.

● Soms wordt als alternatief gedacht aan salpeterzuur (HNO₃). Naast de hogere kosten, aanvoer van extra stikstof en extra veiligheidsrisico’s is salpeterzuur echter niet aan te raden vanwege een ander ongewenst effect. Bacteriën in de mest reageren met salpeterzuur en organische stof en zetten ammonium stikstof om in lachgas. Lachgas is een zeer sterk broeikasgas, 300 maal sterker dan koolstofdioxide (300 CO₂eq). Zoals ook te zien in deze video over methaan.

● Organische zuren zoals azijnzuur zijn ook toepasbaar bij aanzuren van drijfmest, maar zijn om kostentechnische redenen niet interessant.

2. Biologisch aanzuren

Mest kan aangezuurd worden door er veel energie in de vorm van koolhydraten (bijvoorbeeld suiker of zetmeel) aan toe te voegen. Bacteriën in de mest zetten dit om in azijnzuur en andere organische zuren waardoor de pH van de mest daalt.

● Het aanzuren via koolhydraten brengt minder veiligheidsrisico’s met zich mee doordat er niet met gevaarlijke stoffen wordt gewerkt.

● Er zit een ethische kant aan het toevoegen van koolhydraten aan de mest, zolang deze koolhydraten geschikt zijn als voedsel of diervoeding. Daarnaast kan dit een forse kostenpost zijn.

● Door de biologische aanzuring wordt het methaanpotentieel sterk verhoogd, maar de omzetting naar methaan wordt geremd. Als de aanzuring goed verloopt zijn de methaanvormende bacteriën ‘overvoerd’. Daardoor krijgen ze de zuren niet opgegeten en blijft het zuur in de vloeistof. Hierdoor verlaagt de pH-waarde. In dit zure klimaat kunnen de methaanvormende bacteriën niet actief zijn, waardoor de methaanvorming vermindert of zelfs stopt. Echter, als de pH regeling niet goed genoeg werkt kan de methaanvorming wel op gang komen en kan het juist tot meer methaanemissie leiden. In combinatie met vergisting van de mest kan het juist een positief effect op de opbrengst hebben.

Als de mest gescheiden wordt in een vaste en vloeibare fractie, kan er ook voor worden gekozen om alleen de dikke fractie aan te zuren. Dan is minder zuur nodig omdat de buffercapaciteit van de vloeistof niet gecompenseerd hoeft te worden, terwijl het meeste methaanpotentieel bij een goede scheiding* in de vaste fractie terecht komt.

* Gangbare mestscheiders zoals schroef-, vijzel- en rollenpersen zijn ontworpen om het vezelige materiaal uit drijfmest te halen. Dit wordt in de praktijk vaak als vaste mest of boxenstrooisel gebruikt. De persen hebben echter maar een klein effect (<20%) op het gehalte verteerbare organische stof in de dunne fractie. Om een grote reductie (40-80%) in het methaanpotentieel te halen kan de mest beter gescheiden worden met een decanter/centrifuge of in combinatie met een vlokmiddel (polyelektroliet).

Lees verder:

Begrippenlijst

pH-waarde: De zuurgraad van een vloeistof wordt uitgedrukt in een pH-waarde. De pH-waarde kan worden gemeten door middel van een oplopende schaal, die loopt van 0 (sterkste zuurgraad) tot en met 14 (hoogste basische waarde). De zuurgraad van water is rond de 7 (neutrale pH-waarde). De zuurgraad van mest is meestal aan de licht basische kant, met een pH-waarde van 7,5 tot 8.

Buffercapaciteit: De buffercapaciteit geeft aan hoe goed een grondstof in staat is om zuren of basen te binden om daarmee de eigen pH-waarde in balans te houden. Hoe hoger de buffercapaciteit des te beter het hiertoe in staat is.

Dikke of vaste fractie: De vochtige steekvaste/stapelbare deelstroom na de mechanische scheiding van drijfmest.

Dunne of vloeibare fractie: Het vloeibare percolaat na de mechanische scheiding van drijfmest in een vloeibare en vaste deelstroom.

Gerelateerde documentatie

Magazine 'Methaan uit mest'

Hoe ontstaat methaan uit mest? En hoe kun je de methaanvorming in mest en daarmee de emissie ervan beïnvloeden? Dat (en meer) lees je in het online magazine ‘Methaan uit mest’. Het magazine behandelt de werkingsprincipes en mogelijk oplossingen om methaanemissie uit mest te verlagen (of juist te benutten).

artikel