Une innovation qui pourrait avoir un impact énorme sur les problèmes de qualité de l'eau aux États-Unis, un système capable d'éliminer la quasi-totalité du phosphore du fumier de bétail stocké, a été développé par une équipe de chercheurs de Penn State et du service de recherche agricole du département de l'Agriculture des États-Unis.

excès de phosphore, principalement dans le ruissellement provenant de l'épandage de fumier, représente environ 66% des conditions dégradées des rivières américaines et a créé de vastes zones d'eutrophisation - des zones mortes - dans la baie de Chesapeake et le golfe du Mexique, où la vie aquatique ne peut pas survivre. La pollution par les nutriments est l'une des plus répandues en Amérique, des problèmes environnementaux coûteux et difficiles, selon l'Agence de protection de l'environnement.

Le système conçu par les scientifiques de Penn State et de l'USDA, surnommé MAPHEX pour MAnure PHosphorus EXtraction, implique un processus en trois étapes, y compris la séparation liquide-solide avec une presse à vis sans fin et une centrifugeuse ; traitement chimique avec ajout de sulfate de fer; et filtration finale avec de la terre de diatomées. La machine est conçue pour traiter le fumier provenant de réservoirs ou de fosses de stockage de fumier dans les fermes laitières.

"Cette technologie pourrait changer la donne si nous pouvons la modifier pour réduire les coûts d'exploitation, " a déclaré Alex Hristov, chercheur principal de Penn State, professeur de nutrition laitière au Collège des sciences agricoles. "L'étape finale utilise de la terre de diatomées pour filtrer le phosphore du fluide et ce matériau est cher."

Église Clinton, avec l'unité de recherche sur les systèmes de pâturage et la gestion des bassins versants de l'USDA Agricultural Research Service, a déclaré que l'équipe envisage actuellement de recycler la terre de diatomées. « Nous essayons également de trouver une alternative moins coûteuse à l'étape de filtration du procédé MAPHEX, comme le remplacement de l'étage de filtration par une autre centrifugeuse, ", a déclaré l'église.

Lorsqu'il est testé à 150 et 2, 700 vaches laitières, environ 98 pour cent du phosphore a été retiré des boues de fumier, avec 93 pour cent des solides. Tel qu'il est actuellement configuré, le système MAPHEX coûterait environ 750 $ par vache laitière par an pour une exploitation laitière - un coût irréaliste lorsque l'EPA n'impose pas de restrictions sur le ruissellement de phosphore des fermes et qu'aucune subvention gouvernementale n'existe pour payer une telle technologie.

Mais à l'avenir, si le gouvernement applique des règlements sur l'eau potable à l'agriculture et si

MAPHEX peut être rendu plus abordable à exploiter, son potentiel est énorme, Hristov croit.

« Nous prévoyons que le raffinement du processus et les utilisations bénéfiques des solides retirés du fumier, comme pour la litière végétale, compost et engrais - améliorera considérablement la rentabilité, " dit-il. " Et du point de vue de l'intendance, certains grands agriculteurs qui peuvent se le permettre voudront peut-être mettre en œuvre un système comme celui-ci. »

Penn State et USDA, qui ont obtenu un brevet commun sur le système en 2017, cherchent à licencier la technologie, probablement à une grande entreprise agricole ou de traitement des déchets. Ils ne cherchent pas à conclure un accord commercial pour produire le système, Hristov et Church ont noté.

Des recherches sur le système MAPHEX ont été menées dans le centre de la Pennsylvanie, partie du bassin versant de la baie de Chesapeake et une zone fortement axée sur le développement de systèmes de traitement du fumier. Le fumier du secteur laitier a été estimé en 2010 pour représenter 20 pour cent de tout le phosphore dans le bassin versant de la baie de Chesapeake.

Expliquer pourquoi la Pennsylvanie était l'endroit idéal pour développer MAPHEX, Hristov a souligné que la majorité des fermes laitières dans la zone d'étude sont de petite taille, avec moins de 100 vaches traites. Mais un nombre croissant d'opérations plus importantes avec plus de 1, 000 têtes peuvent maintenant être trouvées.

« La nature liquide de la plupart des fumiers laitiers stockés réduit son potentiel de transport hors ferme et a été à l'origine du développement d'options de traitement pour manipuler les solides et les nutriments du fumier, " a déclaré Hristov.

MAPHEX a été conçu pour être un système mobile qui s'adapte sur deux grandes remorques à plateau pour desservir un certain nombre de laiteries de petite ou moyenne taille. S'il est agrandi pour avoir la capacité de traiter le fumier d'une grande laiterie, il ne serait plus mobile. « Si le système est produit par une entreprise agricole, nous pensons que les transporteurs de fumier peuvent en faire une entreprise, quelques petites laiteries pourraient coopérer et en acheter une, ou les grandes laiteries avec des milliers de vaches peuvent construire un système stationnaire."

Le MAPHEX n'est pas seulement pour le fumier de vache. Church a déclaré que la technologie est compatible avec le fumier de porc et qu'elle pourrait probablement fonctionner avec le fumier de poulet, trop, mais parce que ce dernier est sec, il devrait être dilué avant que le processus puisse fonctionner.