Перспективная технология переработки помета

kuri
В. Лысенко, доктор сельскохозяйственных наук, ВНИТИП

Специалисты ВНИТИП постоянно решают проблему утилизации помёта. В данной статье рассматриваются некоторые способы создания органических удобрений.


В настоящее время одной из труднорешаемых проблем практически всех птицефабрик является утилизация птичьего помёта. Нами ранее неоднократно подчеркивалось, что под словом «утилизация» понимается не его уничтожение, а использование с выгодой.

Главной причиной возникновения потенциальной опасности для окружающей среды от экологического неблагополучия территорий, где функционируют птицеводческие комплексы, это результаты ошибок и просчётов, которые были допущены проектными организациями, предусматривающими упрощённую технологическую схему утилизации помёта, удаление его из птичников и длительное хранение в заглублённых картах с последующим неопределённым сроком внесения в почву.

Отсутствие у конструкторов и проектантов достаточных знаний о помёте как объекте утилизации (переработки), непринятие во внимание, что в осенний и весенний периоды в этих хранилищах накапливаются атмосферные осадки, многократно увеличивающие объёмы помётной массы, привело к тому, что полное и эффективное их использование практически не представляется возможным.

Приходится сегодня констатировать, что на многих птицефабриках произошло образование помётных «озёр» без признаков жизни флоры и фауны.

Вполне естественно, что такая негативная тенденция вызывает серьёзную тревогу природоохранных органов, да и жителей поселений, прилегающих к территориям птицефабрик.

Наглядным подтверждением экологического неблагополучия являются хозяйства, адреса которых без труда можно найти в Интернете, если ввести ключевые слова: «загрязнения или штрафы птицефабрикам». Особое недоумение вызывает деятельность предприятий, которые зарекомендовали себя поставщиками большого ассортимента экологически безопасных пти- цепродуктов. Одновременно им предъявлены штрафные санкции от 10 до 300 тыс. рублей, есть факты даже судебного разбирательства за загрязнение окружающей среды.

Но одними констатациями и штрафами серьёзную проблему утилизации птичьего помёта не решить. Руководители и специалисты птицефабрик должны знать, что его переработка — неотъемлемая часть общего производственного процесса.

Объём органических отходов птицефабрик мощностью 400 тыс. кур-несушек эквивалентен отбросам городских поселений численностью 100 тыс. человек. Невозможно представить нормальное функционирование любого населённого пункта без станций биологической очистки канализационных сточных вод. А вот отсутствие на птицефабриках подразделений по утилизации птичьего помёта воспринимается всеми как вполне нормальное состояние. Утилизация помёта не включается в себестоимость основной продукции. Нет экономических стимулов и за реализацию ценного вида органического сырья заинтересованным оптовым покупателям.

Конструкторы, инженеры по проектированию оборудования, технологи птицефабрик должны учитывать при содержании и выращивании птицы физиологические особенности её организма. Одна из них заключается в том, что помёт выделяется в виде единой массы (жидкая + твёрдая).

Основная задача — это исключить попадание воды в помёт из поилок, при мойке птичников; а также атмосферных осадков и грунтовых вод. Если это обеспечено, то поступающий помёт будет по своим качественным характеристикам удовлетворять Национальному стандарту Российской Федерации ГОСТ 53765-2009 «Помёт птицы. Сырьё для производства органических удобрений. Технические условия».

Соблюдение требований указанного национального стандарта позволяет стабилизировать физико-механические характеристики помёта, а это обеспечит рациональный выбор технологий, а значит, и комплекса технического оборудования для переработки помёта в новый вид продукции с наименьшими материально-техническими и финансовыми затратами.

Наш многолетний опыт, результаты исследований и экономические расчёты показали, что помёт может быть использован только для производства удобрений. Остальные технологии — получение биогаза, топлива, тепла, кормовых добавок и пр. — неприемлемы для птицефабрик, несмотря на многочисленные предложения. Причём для многих авторов помёт и навоз — одно и то же.

Очень важный фактор, который необходимо обязательно учитывать, — план использования удобрения на своих полях или договор о реализации (продаже) с оптовыми покупателями.

С учётом климатических зон и местных условий, птицефабрик производство органических удобрений на основе помёта может быть организовано по двум направлениям.

Пассивное компостирование — достаточно простой и наименее затратный способ. Помёт смешивается в определённых пропорциях с органическими компонентами: торфом, помётом с подстилкой, древесными опилками, соломой, лигнином или другими и вывозится на полевые площадки. Там органическая смесь буртуется и через 2-6 месяцев хранения в результате проходящих в ней биотермических процессов масса превращается в ценное органическое удобрение, которое можно вносить в почву.

Аэробная твёрдофазная ферментация органической смеси — способ может найти широкое приме­нение, если органические удобрения реализуются оптовым покупателям через розничную торговлю. В этом случае к указанной продукции предъявляют особые санитарно-ветеринарные требования, включающие надёжную стерилизацию от патогенных микроорганизмов в фасованном удобрении.

Рассмотрим процесс более детально.

Без знания основ и особенностей технологии компостирования, так называемой биотермической переработки органических смесей, этот процесс может привести к неизвестным и даже отрицательным результатам. Вместо экологически безопасных и эффективных органических удобрений можно получить в лучшем случае балластный материал, в худшем — большие объёмы дополнительного экологически опасного отхода.

Аэробная ферментация — процесс, который протекает только в присутствии растворённого кислорода. Окисление органических веществ с использованием атмосферного кислорода как конечного акцептора электронов — это первичная реакция, обеспечивающая образование полезной химической энергии для большинства микроорганизмов. Такие микроорганизмы называются аэробными.

В процессе биологической аэробной ферментации органических компонентов участвует целый комплекс микроорганизмов. Они могут приспосабливаться к различным органическим веществам, параметрам внешней среды (температуре, влажности, кислотному числу).

При самонагревании органической смеси наблюдается чётко выраженная смена микрофлоры. Сначала в разогревающейся массе размножаются мезофильные микроорганизмы. С повышением температуры на смену им приходят термофилы, которые способствуют повышению температуры органических веществ, так как обладают исключительной скоростью размножения.

Экстремальные температуры, влажность и кислотность могут снизить или прекратить деятельность микроорганизмов.

В органических компонентах присутствуют бактерии, грибы, бактериофаги, черви, личинки насекомых. Их развитие, количественный рост также зависят от внешних условий, где происходит их накапливание и смешивание.

Бактерии составляют важнейшую группу микроорганизмов в системах биохимической ферментации органических смесей, они помогают усваивать большинство органических веществ.

Межвидовое разнообразие имеющихся в органической массе бактерий позволяет организовать переработку птичьего помёта с получением совершенно нового вида органического удобрения требуемого физико-механического состава и с заданными химико-биологическими характеристиками, что позволяет его использовать практически на всех почвах и для всех сельскохозяйственных культур.

Микроорганизмы, содержащиеся в перерабатываемой органической смеси, представляют сложную организованную систему. Состав бактерий непостоянен и может изменяться в зависимости от условий их роста и развития, экспозиции процесса, соотношения компонентов в общей массе конкретного используемого наполнителя.

В процессе аэробной твёрдофазной ферментации органических смесей происходит интенсивный количественный рост мезо- и термофильных микроорганизмов. Они потребляют 25-30% сухих веществ питательной среды перерабатываемой массы. В результате диссимиляции выделяется теплота, которая и влияет на процесс испарения из смеси механически связанной влаги. Следовательно, избыточное тепло и влагу в процессе биологической переработки помёта необходимо постоянно удалять. Максимальное тепловыделение может длиться 1-2 часа, а количественное поступление тепла — 335-377 кДж/кг сухой массы микроорганизмов.

Процесс аэробной твердофазной ферментации состоит из трёх периодов.

Первый — климация микрофлоры. Этот период при соответствующих условиях может быть сокращён с 32 до 12 часов благодаря принудительному подогреву органической массы от искусственных источников тепла (горячее водоснабжение, продувка горячим воздухом, использование электротенов перед вентиляторами).

Второй — интенсивное развитие и количественный рост мезофильных, а затем и термофильных бактерий — 22-54 часа, сопровождающееся выделением биологического тепла и повышением температуры компостируемой массы до 30-80° С. Аэробная твёрдофазная ферментация — биотерми­ческий процесс минерализации и гумификации веществ, происходящий под воздействием в основном термофильных (теплолюбивых) микроорганизмов.

Микробиологический процесс разложения органического вещества, как было указано ранее, проходит в две стадии. Сначала с ростом численности микроорганизмов температура компостируемой массы повышается с 1 0 до 47° С. В этой стадии усиленно размножаются мезофильные микроорганизмы (оптимальная температура их развития 30-45° С). Затем температура поднимается до 55-80° С, что и приводит к гибели мезофилов и размножению термофилов. Это самая важная стадия компостирования, во время которой окислительные процессы достигают наибольшей интенсивности.

Аэробная ферментация зависит от изменения температуры органической смеси. Здесь очень существенно отметить, что подогрев органической массы свыше 65° С происходит только за счёт роста и развития мезофильных и термофильных микроорганизмов без использования дополнительных источников нагрева.

За это время в основном заканчивается мобилизация доступных питательных веществ получаемого органического удобрения.

Важным показателем, влияющим на интенсивность процесса компостирования, считается отношение C:N (углерода к азоту).

Углерод является источником энергии, а азот — материалом для построения клеток микроорганизмов. Излишнее содержание в смеси безазотистых органических веществ замедляет её разложение, а избыток азота приводит к большим потерям аммиачного азота. Наиболее благоприятным для интенсивного протекания микробиологического процесса является соотношение 20:30.

Микробиологические процессы ферментации могут проходить в широком диапазоне реакции среды (рН 5,5-7,6). Наиболее активны они при плюсовых темпе ратурах окружающей среды и хорошей аэрации массы, особенно в первоначальной стадии. В зимнее холодное время микробиологические процессы практически могут прекратиться.


Источник: журнал "Птицеводство", 2011 год

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить